Zac Cooper e Shelly Carpenter iniziano a perforare sotto il tunnel di ghiaccio dell'Alaska verso il criope e la sua acqua salata sotto lo zero. I ricercatori stanno attenti a sterilizzare le loro attrezzature per evitare di introdurre contaminazioni dal suolo. La più rigorosa di tali tecniche sarà necessaria per campionare la vita su altri pianeti. Credito:Go Iwahana/Università dell'Alaska, Fairbanks
Negli ultimi anni, l'idea della vita su altri pianeti è diventata meno inverosimile. La NASA ha annunciato il 27 giugno che invierà un veicolo alla luna ghiacciata di Saturno, Titano, un corpo celeste noto per ospitare laghi superficiali di metano e un oceano d'acqua coperto di ghiaccio, aumentando la sua possibilità di sostenere la vita.
Sulla terra, gli scienziati stanno studiando gli ambienti più estremi per scoprire come potrebbe esistere la vita in contesti completamente diversi, come su altri pianeti. Un team dell'Università di Washington ha studiato i microbi trovati nei "criopeg, " strati di sedimenti intrappolati con acqua così salata che rimane liquida a temperature sotto lo zero, che può essere simile ad ambienti su Marte o altri corpi planetari più lontani dal sole.
Al recente incontro AbSciCon a Bellevue, Washington, i ricercatori hanno presentato il sequenziamento del DNA e i relativi risultati per dimostrare che i campioni di salamoia di un criopeg dell'Alaska isolato per decine di migliaia di anni contengono fiorenti comunità batteriche. Le forme di vita sono simili a quelle che si trovano nel ghiaccio marino galleggiante e nell'acqua salata che sgorga dai ghiacciai, ma mostra alcuni modelli unici.
"Studiamo acqua di mare molto vecchia intrappolata all'interno del permafrost fino a 50, 000 anni, per vedere come queste comunità batteriche si sono evolute nel tempo, " ha detto l'autore principale Zachary Cooper, uno studente di dottorato in oceanografia UW.
Uno schema del sito di studio, che consiste in un tunnel, scavato da una massiccia formazione di ghiaccio nel permafrost, e vi si accede attraverso una stretta apertura verticale. I ricercatori hanno quindi perforato sotto il pavimento del tunnel per raggiungere lo strato di criopeg con il suo liquido salino (area tratteggiata in basso). Credito:Shelly Carpenter/Università di Washington
I criopeg sono stati scoperti per la prima volta dai geologi nell'Alaska settentrionale decenni fa. Questo sito sul campo a Utqiaġvik, precedentemente noto come Barrow, è stato scavato negli anni '60 dal laboratorio di ricerca e ingegneria delle regioni fredde dell'esercito americano per esplorare grandi cunei di ghiaccio d'acqua dolce che si verificano nel permafrost lì. La salamoia sotterranea è stata infine raccolta dal sito negli anni 2000.
"Le condizioni estreme qui non sono solo le temperature sotto lo zero, ma anche le altissime concentrazioni di sale, "ha detto Jody Deming, un professore di oceanografia UW che studia la vita microbica nell'Oceano Artico. "Centoquaranta parti per mille, il 14%, è molto sale. In prodotti in scatola che impedirebbero ai microbi di fare qualsiasi cosa. Quindi può esserci un'idea preconcetta che un sale molto alto non dovrebbe consentire la vita attiva".
Non è completamente noto come si formino i criopeg. Gli scienziati ritengono che gli strati potrebbero essere ex lagune costiere arenate durante l'ultima era glaciale, quando la pioggia si trasformò in neve e l'oceano si ritirò. L'umidità evaporata dai fondali abbandonati è stata poi ricoperta dal permafrost, così l'acqua salmastra rimanente rimase intrappolata sotto uno strato di terreno ghiacciato.
Il sito di ricerca a circa 1 miglio da Utqiagvik, Alaska, appare in superficie come una scatola seduta su una distesa di tundra bianca. Questa è una delle due sedi di cryopeg in fase di studio in tutto il mondo. Non è noto quante di queste funzionalità esistano, ma le prove suggeriscono che sono diffusi nelle regioni costiere artiche pianeggianti. Credito:Zac Cooper/Università di Washington
Zac Cooper che prende appunti all'interno del tunnel di ghiaccio, con la luce del suo faro. La squadra trascorre turni da quattro a otto ore all'interno del tunnel. Una persona ottiene il lusso di sedersi su un secchio. Credito:Shelly Carpenter/Università di Washington
Il tetto del tunnel è coperto di brina, spiky ice crystals that form as moisture in the air solidifies in the minus 6 degrees C environment of the tunnel. The layers below are colder. Researchers leave presterilized pipes inserted in the floor for future access to the liquid layer below. Credit:Zac Cooper/University of Washington
To access the subsurface liquids, researchers climb about 12 feet down a ladder and then move carefully along a tunnel within the ice. The opening is just a single person wide and is not high enough to stand in, so researchers must crouch and work together to drill during the 4- to 8-hour shifts.
Deming describes it as "exhilarating" because of the possibility for discovery.
Samples collected in the spring of 2017 and 2018, geologically isolated for what researchers believe to be roughly 50, 000 anni, contain genes from healthy communities of bacteria along with their viruses.
Oceanography graduate student Zac Cooper climbs down an icy ladder into the tunnel in May 2018. Researchers are harnessed to a rope for safety. Credit:Shelly Carpenter/University of Washington
"We're just discovering that there's a very robust microbial community, coevolving with viruses, in these ancient buried brines, " Cooper said. "We were quite startled at how dense the bacterial communities are."
The extreme environments on Earth may be similar to the oceans and ice of other planets, scientist believe.
"The dominant bacterium is Marinobacter, " Deming said. "The name alone tells us that it came from the ocean—even though it has been in the dark, buried in frozen permafrost for a very long time, it originally came from the marine environment."
Mars harbored an ocean of water in the past, and our solar system contains at least a half-dozen oceans on other planets and icy moons. Titano, the moon of Saturn that NASA will explore, is rich in various forms of ice. Studying life on Earth in frozen settings that may have similarities can prepare explorers for what kind of life to expect, and how to detect it.
