Ricerche pionieristiche hanno rivelato che l'erosione di antichi sedimenti trovati in profondità sotto il ghiaccio antartico potrebbe essere una fonte vitale e precedentemente sconosciuta di nutrienti ed energia per un'abbondante vita microbica.

Lo studio, guidato dall'Università di Bristol e pubblicato oggi in Comunicazioni Terra &Ambiente , getta nuova luce sui numerosi composti che supportano vari microbi che fanno parte di un enorme ecosistema subglaciale.

L'autore principale Dr. Beatriz Gill Olivas, un Post-Doctoral Research Associate presso l'Università di Bristol, ha dichiarato:"Sebbene lo studio si sia concentrato su campioni ottenuti da un singolo lago subglaciale, i risultati potrebbero avere implicazioni molto più ampie. Il lago subglaciale Whillans fa parte di un grande sistema idrologico interconnesso, quindi l'erosione che si verifica a monte potrebbe rappresentare una potenziale fonte di composti biologicamente importanti per questo e altri laghi all'interno del sistema che potrebbero ospitare fiorenti comunità di vita microbica".

Il team di ricerca internazionale ha replicato i processi di erosione nelle calotte glaciali frantumando i sedimenti estratti dal lago Whillans, un lago subglaciale in Antartide, si estende per circa 60 km ² , a circa 800 metri sotto la superficie del ghiaccio, poi bagnando questi sedimenti e mantenendoli a 0 gradi Celsius senza ossigeno, approssimare le condizioni subglaciali.

I risultati hanno mostrato un singolo evento di frantumazione fino a una profondità di 10 cm, seguito da un periodo di incubazione di 41 giorni, di questi stessi sedimenti ha il potenziale per fornire fino a un quarto (24%) del metano stimato richiesto dai metanotrofi, minuscoli microbi che dipendono dal metano come fonte di carbonio ed energia, presente in questi ambienti. Durante la frantumazione e l'incubazione sono state prodotte anche notevoli concentrazioni di idrogeno e anidride carbonica. Questi gas potrebbero essere potenzialmente utilizzati da microbi generatori di metano, chiamati metanogeni, per produrre abbastanza metano che aiuterebbe a spiegare i suoi livelli ampiamente variabili all'interno del lago Whillans.

Un'altra scoperta precedentemente non identificata è stata la rilevazione di concentrazioni misurabili di ammonio nell'acqua dopo l'incubazione con sedimenti frantumati. Questo è di particolare importanza per il lago Whillans, dove c'è un'abbondanza di taxa microbici che hanno il potenziale per ricavare energia dall'ossidazione dell'ammonio, un processo noto come nitrificazione. Lo studio ha dimostrato un singolo evento di frantumazione ad alta energia, seguito dallo stesso periodo di incubazione, ha il potenziale per produrre più della domanda annuale di ammonio (120 percento) all'interno del lago.

"La nostra precedente comprensione suggerisce che la struttura e la funzione degli ecosistemi subglaciali dipende dalla presenza di specie redox e gradienti redox all'interno dell'acqua liquida. Questo studio mostra che il processo di erosione potrebbe potenzialmente dividere l'acqua su superfici minerali appena abrase e produrre idrogeno (un membro finale riducente specie) e perossido di idrogeno (un composto altamente ossidante), creando un gradiente redox e fornendo una fonte di energia precedentemente non riconosciuta agli ecosistemi microbici, " ha spiegato il dottor Gill Olivas.

"Solo due studi precedenti hanno esaminato la potenziale influenza dell'erosione sull'energia subglaciale e sulle fonti di nutrienti, che ha comportato la frantumazione di campioni di roccia in gran parte inalterati. Questo è il primo studio ad utilizzare altamente weathered, antichi sedimenti marini, tuttavia le concentrazioni di gas misurate concordano ampiamente con i risultati precedenti".

Il Dr. Gill Olivas ha aggiunto:"Sebbene questi esperimenti non riflettano la reale portata dell'erosione sotto i ghiacciai, suggeriscono la possibilità che la frantumazione dei sedimenti fornisca importanti fonti di nutrimento agli ecosistemi subglaciali. Sono ora necessari ulteriori studi per identificare la gamma completa di reazioni derivanti direttamente dai processi di erosione e come possono variare con le differenze nel sedimento sottostante".