Oorsprong van Antarctica’s griezelige Bloedwatervallen

Blood Falls is een helderrode waterval die uit het ijs van Antarctica sijpelt. Hij is bijna vijf verdiepingen hoog, in de regio van de McMurdo Dry Valley, een van de koudste en meest onherbergzame plaatsen op aarde, een plaats die wetenschappers graag vergelijken met de koude, droge woestijnen van Mars. Geomicrobiologe Jill Mikucki, nu aan de Universiteit van Tennessee, Knoxville, publiceerde in 2009 wat nog steeds wordt aanvaard als de beste verklaring voor de Bloedwaterval. De tests van haar team toonden aan dat het water van de Bloedwaterval bijna geen zuurstof bevatte en onderdak bood aan een gemeenschap van ten minste 17 verschillende soorten micro-organismen, die vermoedelijk afkomstig waren uit een meer dat al zo’n 2 miljoen jaar onder het ijs opgesloten zat. Nu bevestigt Mikucki’s werk in dit gebied zones van vloeibaar pekelwater honderden meters onder de Bloedwatervallen. Dit grondwaternetwerk lijkt een verborgen ecosysteem van microbieel leven te herbergen, waardoor wetenschappers zich afvragen of een soortgelijk ecosysteem op Mars zou kunnen bestaan.

Mikucki en haar team publiceerden hun nieuwe studie in Nature Communications op 28 april 2015. Ze vertelde de Christian Science Monitor:

We hebben zoveel geleerd over de Droge Valleien in Antarctica alleen maar door naar deze curiositeit te kijken.

Blood Falls is niet alleen een anomalie, het is een portaal naar deze subglaciale wereld.

Onderzoekers suggereerden in het verleden dat een diep zout grondwatersysteem zou kunnen liggen onder de Droge Valleien, waarvan al tientallen jaren bekend is dat ze hun eigen permafrost en bovengronds netwerk van kleine bevroren meren hebben. Mikucki en haar collega’s werkten samen met SkyTEM, een in Denemarken gevestigd bedrijf voor geofysisch onderzoek vanuit de lucht. Zij gebruikten een helikopter om een reusachtige zenderlus over de Droge Valleien te vliegen. De lus induceerde een elektrische stroom in de grond. Vervolgens maten de wetenschappers de weerstand tegen de stroom tot 350 meter (meer dan 1.000 voet) onder het oppervlak.

De videoclip hieronder toont de sensor die over Lake Bonney in de McMurdo Dry Valleys, Antarctica vliegt.

Op deze manier identificeerden de onderzoekers twee verschillende zones waar er geconcentreerd pekel (zout water) onder het ijs van Antarctica kan zijn.

De wetenschappers zeggen dat dit verborgen grondwater ondergrondse verbindingen zou kunnen creëren tussen gletsjers, meren, en mogelijk zelfs McMurdo Sound, een deel van de oceaan rond Antarctica waarin het ijs van de Droge Valleien voortdurend stroomt.

De zones van ondergronds water blijken zich uit te strekken van de kust van Antarctica tot minstens 12 kilometer landinwaarts. Het water zou twee keer zo zout zijn als zeewater. Mikucki vertelde de Christian Science Monitor in haar recente studie:

Zout water scheen als een baken.

De Australische ontdekkingsreiziger en geoloog Griffith Taylor ontdekte de Bloedwaterval op Antarctica in 1911.

De watervallen sijpelen door een scheur in wat nu Taylor Glacier heet, die uitmondt in het Bonneymeer op Antarctica. Geologen geloofden eerst dat de kleur van het water afkomstig was van algen, maar later – dankzij de studie van Jill Mikucki uit 2009 – aanvaardden ze dat de rode kleur te wijten was aan microben uit wat een meer moest zijn dat verborgen lag onder de Taylor Glacier. Het water van het meer sijpelt aan het einde van de gletsjer naar buiten en laat een oranje vlek achter op het ijs doordat het ijzerrijke water roest bij contact met lucht.

Hoe kunnen de microben die Blood Falls kleuren ondergronds overleven, zonder licht of zuurstof? Volgens een artikel uit 2009 in ScienceNow van de AAAS:

Mikucki en haar team hebben drie belangrijke aanwijzingen gevonden. Ten eerste toonde een genetische analyse van de microben aan dat ze nauw verwant waren aan andere micro-organismen die sulfaat in plaats van zuurstof gebruiken voor hun ademhaling. Ten tweede bleek uit isotopenanalyse van de zuurstofmoleculen van sulfaat dat de microben sulfaat in een of andere vorm wijzigden, maar het niet direct gebruikten voor ademhaling. Ten derde was het water verrijkt met oplosbaar ijzerijzer, wat alleen zou gebeuren als de organismen ijzerijzer, dat onoplosbaar is, hadden omgezet in de oplosbare ijzervorm. De beste verklaring … is dat de organismen sulfaat als katalysator gebruiken om te “ademen” met ferri-ijzer en de beperkte hoeveelheden organisch materiaal te metaboliseren die jaren geleden met hen gevangen waren. Laboratoriumexperimenten suggereerden dat dit mogelijk zou kunnen zijn, maar het is nooit waargenomen in een natuurlijke omgeving.

Lees het artikel van Mikucki en collega’s uit 2009, waarin ze de rode kleur van Blood Falls verklaren, in het tijdschrift Science

Het beeld hierboven is een ruimer beeld, via satelliet, van het gebied in Antarctica waar Taylor Glacier en zijn Blood Falls in Lake Bonney stromen.

Dit gebied – de McMurdo Dry Valleys – is een reeks parallelle valleien tussen de Rosszee en de Oost-Antarctische ijskap. Let op het gebrek aan sneeuw aan de oppervlakte. Een bijna onophoudelijke katabatische wind – koude, droge lucht die bergafwaarts rolt naar de zee vanaf de hoge hoogten van de ijskap – veegt de grond vrij van sneeuw en ijs.

Er zijn vele met ijs bedekte meren aan de oppervlakte van de Droge Valleien. Elk is chemisch verschillend van de anderen. Geologen die in Antartica werken, hebben jarenlang onderzoek gedaan om te proberen te begrijpen hoe de meren zijn ontstaan en waarom ze door de tijd heen zo verschillend zijn geëvolueerd.

Nu zullen ze proberen meer te begrijpen van het verborgen grondwater – en het ecosysteem dat het moet bevatten – onthuld door de aanwezigheid van de Bloed Watervallen.

De rode kleur van Blood Falls in Antarctica werd veroorzaakt door microben die leefden van zwavel en ijzer in wat verondersteld werd zuurstofloos water te zijn dat al bijna 2 miljoen jaar onder het ijs gevangen zat. Recent werk van Jill Mikucki van de Universiteit van Tennessee, Knoxville, bevestigt dat er inderdaad zones van vloeibaar pekelwater zijn honderden meters onder Blood Falls, die waarschijnlijk een verborgen ecosysteem van microbieel leven herbergen.

Via Science en Christian Science Monitor.