Foto cortesía de Jon Hawkings.
El examen de las aguas sub glaciales polares mostró que ellas tienen concentraciones más altas de elementos importantes para la vida de lo que se pensaba. Esto responde a una gran incógnita para los científicos que buscan comprender los procesos geoquímicos de la Tierra.
Lagos de agua debajo de los glaciares de la Antártida y Groenlandia
«Los datos de un lago antártico son particularmente interesantes», dijo el becario postdoctoral de la Universidad Estatal de Florida, Jon Hawkings. “La mayoría de la gente tiende a pensar en la Antártida como simplemente hielo. Pero conocemos estos lagos debajo de los glaciares en la Antártida desde hace 40 años y más de 400 de ellos han sido identificados actualmente. Algunos científicos se refieren al ambiente subglacial de la Antártida como el humedal más grande del mundo. El desafío para los científicos es que es extremadamente difícil muestrearlos «.
Hawkings, junto a un equipo de investigadores, publicaron un nuevo estudio en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias que explora estas aguas subglaciales. El equipo está formado por investigadores del Estado de Florida y la Universidad Estatal de Montana.
El estudio examina específicamente el agua líquida debajo de las capas de hielo en la Antártida y Groenlandia. Aproximadamente el 10 por ciento de la superficie terrestre de la Tierra está cubierta por estas capas de hielo. Estos entornos polares están experimentando cambios rápidos como resultado del aumento de las temperaturas. Los científicos están muy interesados en comprender estos entornos y cómo el calentamiento continuo afectará los procesos geoquímicos críticos en el futuro.
Buscando Oligoelementos, esenciales para la vida
Hawkings analizó las muestras de agua centrándose en lo que se denominan oligoelementos, elementos químicos que están presentes en cantidades extremadamente pequeñas. Pero estos son esenciales para los organismos microscópicos y, por lo tanto, para el ciclo global del carbono. Los científicos pensaron durante años que las aguas debajo de los glaciares de todo el mundo contenían estos elementos en cantidades minúsculas. Tan minúsculas, que no desempeñaban un papel importante en los procesos geoquímicos y biológicos de la Tierra.
«Encontramos que las capas de hielo son aparentemente más importantes para los procesos de la vida de lo que pensamos originalmente», dijo Robert Spencer. Él es Profesor Asociado de Ciencia Terrestre, Oceánica y Atmosférica de la FSU. «A medida que se descubren grandes incógnitas en nuestra comprensión contemporánea de cómo funciona nuestro planeta, nos recuerda cuánto queda todavía por aprender».
Por ejemplo, los científicos esperaban ver menos de 5 microgramos por litro de hierro disuelto (un oligoelemento extremadamente importante) en algunas de estas aguas subglaciales. Pero lo que vieron es hasta 1,000 microgramos por litro. Estas grandes variaciones pueden marcar una gran diferencia en la cantidad de vida que se puede mantener en ecosistemas subglaciales extremos. Entonces también en las aguas oceánicas que reciben agua de deshielo de la capa de hielo.
“Estos oligoelementos son como las tabletas de vitaminas que la gente toma todos los días”, dijo Spencer. “Aunque solo necesitamos pequeñas cantidades de estos materiales, son fundamentales para el desarrollo de ecosistemas saludables”.
Recolectando aguas sub glaciales
Sin embargo, recolectar aguas subglaciales para su análisis no es tarea fácil, particularmente en la Antártida. Los investigadores deben trabajar en entornos remotos y hostiles.
Los colaboradores de Hawkings y Spencer de la Universidad Estatal de Montana son los Profesores John Priscu y Mark Skidmore. Ellos organizaron una expedición de investigación logísticamente complicada a la Antártida para perforar más de 1067 metros a través de la capa de hielo antártica.
Recibieron fondos de la National Science Foundation en 2016 para el proyecto SALSA (Subglacial Antarctic Lakes Scientific Access). Priscu entonces dirigió una campaña de campo. Esta implicó mover casi 453 toneladas de equipo por avión y tractor a través de la capa de hielo hasta el sitio de campo.
Luego, desde Diciembre de 2018 hasta Enero de 2019, el equipo científico de SALSA perforó aproximadamente 1200 metros de hielo en el lago sub glacial Mercer. Este es un lago de más de 5,5 millas (9 kilómetros) de largo y 50 pies (15 metros) de profundidad. Eligieron ese lago en particular porque estaba ubicado donde se encuentran dos corrientes de hielo.
“Estábamos interesados en los procesos físicos, químicos y biológicos que ocurren en ese lago específico. Pero también existe este contexto más amplio de que estos lagos son parte del sistema hidrológico mayor bajo la capa de hielo”, dijo Skidmore. «Queremos ver qué se genera debajo de la capa de hielo y cómo se conecta con los entornos costeros».
Enviando las muestras a analizar
Skidmore tomó muestras según un protocolo que estableció Hawkings. Luego las envió de regreso a los Estados Unidos a través de un barco de carga con temperatura controlada, lo que llevó varios meses. A continuación las envió a Tallahassee a través de una entrega al día siguiente en refrigeradores especiales para mantener estables las temperaturas de las muestras.
Hawkings y sus colegas recolectaron muestras por separado en Groenlandia de un gran río de agua de deshielo que emergió debajo del glaciar Leverett. El trabajo de campo, fue dirigido por Jemma Wadham de la Universidad de Bristol en el Reino Unido. Involucró el monitoreo de las características hidrológicas y geoquímicas del río durante un período de tres meses durante la temporada de deshielo de verano.
Hawkings y Spencer luego realizaron análisis geoquímicos en laboratorios especialmente diseñados en el Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético con sede en la FSU. Dichos laboratorios minimizan el polvo u otros factores ambientales que podrían contaminar las muestras.
Los investigadores dijeron que sus recursos de colaboración y su enfoque interdisciplinario finalmente dieron como resultado un estudio que hará avanzar su campo.
“Los descubrimientos se realizan en la intersección de disciplinas”, dijo Priscu. “El artículo de PNAS cruza muchas disciplinas y muestra el poder de la colaboración internacional. Los resultados de este manuscrito han transformado nuestra visión de cómo las capas de hielo polar influyen en el sistema terrestre».
Otras Instituciones que colaboraron en el estudio
Otras instituciones que contribuyen a este estudio son las siguientes. El Centro Alemán de Investigación de Geociencias, la Universidad de Bristol y la Universidad de Cardiff en el Reino Unido. La Universidad Estatal de Ohio, el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana y la Universidad Charles en la República Checa.
Este trabajo fue financiado por la National Science Foundation, una beca de la Comisión Europea Horizonte 2020 Marie Skłodowska-Curie Actions. Por último, por el Natural Environment Research Council (Reino Unido).
Fuente: Florida State University.
Artículo original: «New clues shed light on importance of Earth’s ice sheets«. Kathleen Haughney. November 23, 2020.
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