Shkencëtarët përshkruajnë për herë të parë ciklin e karbonit në një liqen të ujërave të ëmbla nën akullnajat në Antarktidë

Liqenet nën akullnajore që nuk shohin kurrë dritën e ditës janë ndër kufijtë më pak të arritshëm të shkencës, të mbushur me më shumë përralla ende të patreguara se edhe planetët e sistemit tonë diellor. Një gjë duket e sigurt: ku ka ujë, ka jetë – edhe nëse uji i përmendur është në fund të një liqeni të ftohtë, në errësirë të madhe, nën më shumë se gjysmë milje të shtresës së akullit të Antarktidës Perëndimore.

Siç është raportuar në AGU Advances, shkencëtarët analizuan gjurmët kimike të gishtërinjve të oqeanit dhe mikrobeve të marra nga sedimentet dhe uji në fund të një liqeni nënglacial të quajtur Liqeni Mercer për të përshkruar, për herë të parë, ku mikrobet e egra marrin karbonin, burimin e energjisë. jour, dhe lëvizin atë nëpër këtë sistem të shkretë të egër. Ata përdorën të dhënat nga sedimenti, mikrobet dhe cikli i karbonit për të konkluduar historinë gjeologjike të këtij rajoni dhe rezultatet i befasuan.

Ndërsa më parë ata mendonin se akulli mbi liqenin Mercer kishte qenë i qëndrueshëm për qindra mijëvjeçarë, kjo punë e re konfirmon se liqeni ishte i lidhur me oqeanin rreth 6,000 vjet më parë, dhe shtresa e akullit të Antarktidës Perëndimore ishte më e vogël se sa është sot. Kjo ishte një periudhë kur klima ishte e qëndrueshme në krahasim me fundin e epokës së fundit të akullit dhe madje edhe me ndryshimin e sotëm antropogjen të klimës.

“Kjo është hera e parë që ne kemi prova të qarta gjeologjike se linja e tokëzimit e Akullit të Antarktidës Perëndimore, e cila është si vija e saj bregdetare ku akulli takohet me oqeanin, ishte të paktën 250 kilometra më në brendësi se sa është sot – ndoshta më shumë.” tha Ryan Venturelli, autori kryesor i studimit dhe asistent profesor në Shkollën e Minierave në Kolorado. Venturelli e kreu punën me ish doktoraturën e saj. këshilltar, gjeolog detar Brad Rosenheim në Kolegjin e Shkencave Detare të Universitetit të Floridës Jugore.

Me fjalë të tjera, vetëm disa mijëra vjet më parë, shtresa e akullit të Antarktidës Perëndimore u tërhoq rreth 155 milje – disa dhjetëra milje larg distancës nga Nju Jorku në Boston – përpara se të ri-rritej në konfigurimin e saj modern.

“Këto janë numra realë nga mostrat e ujit dhe sedimentit që tani mund të përdoren për të vërtetuar modelet e fletëve të akullit,” tha Venturelli.

Venturelli dhe Rosenheim morën mostrat nga Liqeni Mercer, disa qindra milje larg Polit të Jugut, si pjesë e një ekipi prej 25 anëtarësh në ekspeditën historike të quajtur Qasja Shkencore e Liqenit të Antarktikut Subglacial, ose SALSA. Ata ishin në vend nga dhjetori 2018 deri në janar 2019. Ekipi përdori një stërvitje të ujit të nxehtë me akses të pastër dhe të personalizuar për të tërhequr bërthamën më të gjatë deri më sot nga një liqen nën akullnajash – rreth shtatë metra i gjatë. Ata shpuan më shumë se gjysmë milje akull për ta marrë atë, duke punuar kundër orës ndërsa vrima e mbushur me ujë ngrinte përsëri.

Ishte vetëm hera e dytë në histori që shkencëtarët kanë nxjerrë një bërthamë sedimenti nga një liqen nënglacial. (I pari u mor nga Liqeni Whillans në 2013.)

“Kjo punë është një hap i madh përpara për ne,” tha Rosenheim. “Ne menduam se akullnaja u tërhoq përsëri atje ku është tani, por ajo u kthye shumë përtej kësaj, gjë që tregon se akulli është shumë më dinamik nga sa e kishim kuptuar. Tani ne duhet ta inkorporojmë këtë kuptim të ri në modele në mënyrë që të mund të parashikojmë më mirë. çfarë mund të ndodhë në të ardhmen ndërsa planeti ngrohet.”

Ekipi përdori mjete të gjeokimisë, duke përfshirë analizat e izotopeve dhe datimit të radiokarbonit për të kuptuar se si karboni qarkullon nëpër sistem. Ata e kombinuan atë me vlerësimet e njohura të metabolizmit mikrobik për të konfirmuar matematikisht se kur linja e tokëzimit të Fletës së Akullit të Antarktidës Perëndimore u tërhoq.

“Para këtij studimi ne nuk e kishim konfirmuar ende masën maksimale të deglaciacionit të fundit”, tha Venturelli.

“Rezulton se bakteret që jetojnë në këtë mjedis janë djem të vegjël të guximshëm që mjaftohen me atë që kanë atje poshtë”, tha Venturelli. “Ky projekt vërteton vërtet se aty ku ka ujë, jeta mund të vazhdojë.”

Mikrobet në liqen ushqehen me karbon 6000-vjeçar të futur kur ky rajon ishte ende i lidhur me oqeanin.

Si kujtesë, nuk ka diell që të fuqizojë jetën atje poshtë përmes fotosintezës, siç ndodh në shumicën e liqeneve në Tokë. “Ky nuk është një liqen siç e njohim ne,” tha bashkautori i studimit dhe eksperti i mikrobeve Brent Christner nga Universiteti i Floridës. “Në Liqenin Mercer, përveç atij karboni të trashëguar nga 6000 vjet më parë, mikrobet mund të përdorin energji kimike nga proceset fizike që lidhen me vetë shtresën e akullit,” tha Christner.

Ndërsa akulli lëviz, shkëmbi poshtë tij pluhurizohet në grimca të vogla që mobilizohen në ujë dhe mikrobet – kryesisht bakteret dhe Arkeat – hyjnë në ato minerale për energji gjatë një procesi të quajtur kemosintezë. Arkeat janë mikroorganizma të ndryshëm nga bakteret që janë gjetur në mjedise të tjera ekstreme, të tilla si burimet e nxehta në tokë dhe kanalet hidrotermale në thellësi të detit.

Pellgu i karbonit në sedimentin në fund të liqenit Mercer është të paktën 100 herë më i madh se çdo pishinë tjetër karboni në cikël – dhe mikrobet e përdorin atë në mënyrë efikase, tha Venturelli. Ata përdorin gjithashtu karbonin që futet në sistem nga trupat ujorë në rrjedhën e sipërme. Liqenet nënglaciale mund të jenë kalimtare dhe janë më shumë si një sistem lumi i gërshetuar nën akullnaja sesa një sistem liqenor i mbyllur.

“Mendoni për këto liqene jo si ekosisteme të veçanta, por si një rrjet komunitetesh që lidhen me transportin e ujit dhe sedimentit,” tha Christner.

Fati i shtresës së akullit të Antarktidës ka implikime të jashtëzakonshme për rritjen e nivelit të detit në mbarë globin. Nëse e gjithë shtresa e akullit të Antarktidës Perëndimore do të shkrihej, disa vlerësime sugjerojnë se do të shtonte më shumë se nëntë këmbë në brigjet anembanë globit.

“Ka shumë dënim dhe errësirë të pashpresë atje në shkencën e klimës,” tha Venturelli. “Unë gjej shpresë në faktin se kjo punë thekson se fletët e akullit janë shumë më dinamike nga sa vlerësonim më parë dhe ne duhet të hetojmë këtë ide të kthyeshmërisë – cilët ishin mekanizmat e detyruar që bënë që shtresa e akullit të ripërparonte atje ku është sot?—kështu që ne mund të parashikojmë më mirë skenarët e ardhshëm.”

Shkencëtarët vlerësojnë se mund të ketë më shumë se 650 liqene nënglaciale në Antarktidë—kështu që ata, midis këtij studimi thelbësor dhe të parët në 2013, fjalë për fjalë sapo kanë filluar të gërvishtin sipërfaqen e mistereve të tyre me dy pika kryesore të të dhënave. Por një gjë është e sigurt, thotë Venturelli: Të shikosh bazën e akullnajës, veçanërisht ujin dhe sedimentin në këto sisteme liqenore nënglaciale, ia vlen përpjekja shtesë.

“Ne nuk mund t’i kishim mësuar këto gjëra duke goditur sedimentet detare nga jashtë nga një anije,” tha ajo. “Ndonjëherë duhet të shikosh një problem të vjetër në një mënyrë të re për të zbuluar vërtet gjetje emocionuese.”