Los investigadores que examinaron las aguas subglaciales tanto de la Antártida como de Groenlandia encontraron que estas aguas tienen concentraciones más altas de importantes, elementos que sustentan la vida de lo que se pensaba anteriormente, respondiendo a una gran incógnita para los científicos que buscan comprender los procesos geoquímicos de la Tierra.

"Los datos de un lago antártico son particularmente interesantes, ", dijo el becario postdoctoral de la Universidad Estatal de Florida, Jon Hawkings." La mayoría de la gente tiende a pensar en la Antártida como solo hielo, pero sabemos de estos lagos debajo de los glaciares en la Antártida desde hace 40 años y más de 400 de ellos han sido identificados actualmente. Algunos científicos se refieren al medio ambiente subglacial de la Antártida como el humedal más grande del mundo. El desafío para los científicos es que es extremadamente difícil muestrearlos ".

Hawkings, junto con colegas de Florida State y Montana State University, ha publicado un nuevo estudio esta semana en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias explorando estas aguas subglaciales.

El estudio examina específicamente el agua líquida debajo de las capas de hielo en la Antártida y Groenlandia. Aproximadamente el 10 por ciento de la superficie terrestre de la Tierra está cubierta por estas capas de hielo, y estos entornos polares están experimentando cambios rápidos como resultado del aumento de las temperaturas. Los científicos están muy interesados ​​en comprender estos entornos y cómo el calentamiento continuo afectará los procesos geoquímicos críticos en el futuro.

Hawkings analizó las muestras de agua centrándose en lo que se denominan oligoelementos, elementos químicos que están presentes en cantidades extremadamente pequeñas pero que son esenciales para los organismos microscópicos y, por lo tanto, para el ciclo global del carbono. Los científicos pensaron durante años que las aguas debajo de los glaciares de todo el mundo contenían estos elementos en cantidades tan minúsculas que no desempeñaban un papel importante en los procesos geoquímicos y biológicos de la Tierra.

"Lo que encontramos es en realidad que las capas de hielo son aparentemente más importantes para los procesos de la vida de lo que pensamos originalmente, ", dijo el profesor asociado de la Tierra de la FSU, Ciencias oceánicas y atmosféricas Robert Spencer. "A medida que se descubren grandes incógnitas en nuestra comprensión contemporánea de cómo funciona nuestro planeta, nos recuerda lo mucho que queda por aprender ".

Por ejemplo, Los científicos esperaban ver menos de 5 microgramos por litro de hierro disuelto (un oligoelemento extremadamente importante) en algunas de estas aguas subglaciales. pero vieron hasta 1, 000 microgramos por litro. Estas grandes variaciones pueden marcar una gran diferencia en la cantidad de vida que se puede mantener en ecosistemas subglaciales extremos y en las aguas oceánicas que reciben agua de deshielo de la capa de hielo.

"Estos oligoelementos son como las tabletas de vitaminas que las personas toman todos los días, ", Dijo Spencer." Aunque solo necesitamos pequeñas cantidades de estos materiales, son fundamentales para el desarrollo de ecosistemas saludables ".

Sin embargo, recolectar aguas subglaciales para su análisis no es tarea fácil, particularmente en la Antártida. Los investigadores deben trabajar en entornos remotos y hostiles.

Colaboradores de Hawkings y Spencer de la Universidad Estatal de Montana, Profesores John Priscu y Mark Skidmore, orquestó una expedición de investigación logísticamente complicada a la Antártida para perforar más de 3, 500 pies a través de la capa de hielo de la Antártida.

Tras recibir financiación de la National Science Foundation en 2016 para el proyecto SALSA (Subglacial Antarctic Lakes Scientific Access), Priscu dirigió una campaña de campo que implicó mover casi 1 millón de libras de equipo por avión y tractor a través de la capa de hielo hasta el sitio de campo.

Luego, desde diciembre de 2018 hasta enero de 2019, el equipo científico del proyecto SALSA perforó aproximadamente tres cuartos de milla de hielo en el lago subglacial Mercer, un lago de más de 5,5 millas (9 kilómetros) de largo y 50 pies (15 metros) de profundidad. Eligieron ese lago en particular porque estaba ubicado donde se encuentran dos corrientes de hielo.

"Estábamos interesados ​​en lo físico, procesos químicos y biológicos que ocurren en ese lago específico, pero también existe este contexto más amplio de que estos lagos son parte del sistema hidrológico mayor bajo la capa de hielo, ", Dijo Skidmore." Queremos ver qué se genera debajo de la capa de hielo y cómo se conecta con los entornos costeros ".

Skidmore tomó muestras bajo un protocolo que estableció Hawkings y luego las envió de regreso a los Estados Unidos a través de un barco de carga con temperatura controlada. tomando varios meses, y luego se envía a Tallahassee a través de entrega durante la noche en refrigeradores especiales para mantener estables las temperaturas de la muestra.

Hawkings y sus colegas recolectaron por separado muestras en Groenlandia de un gran río de agua de deshielo que emergió debajo del glaciar Leverett. El trabajo de campo dirigido por Jemma Wadham de la Universidad de Bristol en el Reino Unido, implicó el seguimiento de las características hidrológicas y geoquímicas del río durante un período de tres meses durante la temporada de deshielo de verano.

Hawkings y Spencer luego realizaron análisis geoquímicos en laboratorios especialmente diseñados en el Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético con sede en FSU que minimizan el polvo u otros factores ambientales que potencialmente contaminarían las muestras.

Los investigadores dijeron que sus recursos de colaboración y su enfoque interdisciplinario finalmente dieron como resultado un estudio que hará avanzar su campo.

"Los descubrimientos se realizan en la intersección de disciplinas, Priscu dijo. PNAS El artículo cruza muchas disciplinas y muestra el poder de la colaboración internacional. Los resultados de este manuscrito han transformado nuestra visión de cómo las capas de hielo polar influyen en el sistema terrestre ".