Una investigación pionera ha revelado que la erosión de sedimentos antiguos que se encuentran en las profundidades del hielo antártico podría ser una fuente vital y previamente desconocida de nutrientes y energía para una abundante vida microbiana.

El estudio, dirigido por la Universidad de Bristol y publicado hoy en Comunicaciones Tierra y medio ambiente , arroja nueva luz sobre los muchos compuestos que soportan varios microbios que forman parte de un enorme ecosistema subglacial.

Autora principal Dra. Beatriz Gill Olivas, investigador asociado posdoctoral en la Universidad de Bristol, dijo:"Aunque el estudio se centró en muestras obtenidas de un solo lago subglacial, los resultados podrían tener implicaciones mucho más amplias. El lago subglacial Whillans es parte de un gran sistema hidrológico interconectado, por lo que la erosión que tiene lugar río arriba podría representar una fuente potencial de compuestos biológicamente importantes para este y otros lagos dentro del sistema que podrían albergar comunidades prósperas de vida microbiana ".

El equipo de investigación internacional replicó los procesos de erosión en capas de hielo triturando sedimentos extraídos del lago Whillans, un lago subglacial en la Antártida, que abarca alrededor de 60 km ² , unos 800 m por debajo de la superficie del hielo, luego humedeciendo estos sedimentos y manteniéndolos a 0 grados Celsius sin oxígeno, para aproximar las condiciones subglaciales.

Los hallazgos mostraron un solo evento de aplastamiento hasta una profundidad de 10 cm, seguido de un período de incubación de 41 días, de estos mismos sedimentos tiene el potencial de proporcionar hasta una cuarta parte (24 por ciento) del metano estimado requerido por los metanótrofos, microbios diminutos que dependen del metano como fuente de carbono y energía, presente en estos entornos. También se produjeron concentraciones sustanciales de hidrógeno y dióxido de carbono durante la trituración e incubación. Estos gases podrían ser potencialmente utilizados por microbios generadores de metano, llamados metanógenos, producir suficiente metano que ayudaría a explicar sus niveles muy variables dentro del lago Whillans.

Otro hallazgo no identificado anteriormente fue la detección de concentraciones medibles de amonio en agua después de la incubación con sedimentos triturados. Esto es de particular importancia para Lake Whillans, donde hay una abundancia de taxones microbianos que tienen el potencial de derivar energía de la oxidación del amonio, un proceso conocido como nitrificación. El estudio demostró un solo evento de aplastamiento de alta energía, seguido del mismo período de incubación, tiene el potencial de producir más de la demanda anual de amonio (120 por ciento) dentro del lago.

"Nuestro conocimiento previo sugiere que la estructura y función de los ecosistemas subglaciales depende de la presencia de especies redox y gradientes redox dentro del agua líquida. Este estudio muestra que el proceso de erosión podría potencialmente dividir el agua en superficies minerales recién desgastadas y producir hidrógeno (un miembro final reductor especies) y peróxido de hidrógeno (un compuesto altamente oxidante), creando un gradiente redox y proporcionando una fuente de energía no reconocida previamente a los ecosistemas microbianos, "Explicó el Dr. Gill Olivas.

"Solo dos estudios anteriores han analizado la posible influencia de la erosión en las fuentes de energía y nutrientes subglaciales, que implicó la trituración de muestras de roca en gran parte sin meteorizar. Este es el primer estudio que utiliza sedimentos marinos antiguos, sin embargo, las concentraciones de gases medidas coincidían en gran medida con los resultados anteriores ".

El Dr. Gill Olivas agregó:"Si bien estos experimentos no reflejan la verdadera extensión de la erosión bajo los glaciares, sí insinúan el potencial de trituración de sedimentos para suministrar importantes fuentes de nutrientes a los ecosistemas subglaciales. Ahora se necesitan más estudios para identificar la gama completa de reacciones que resultan directamente de los procesos de erosión y cómo pueden variar con las diferencias en el sedimento subyacente ".