V novih Misterijih www.misteriji.si

Tisoče metrov pod ledom je eksotičen, dinamičen in predvsem moker svet

Če se bo izkazalo, da je Antarktika največje mokrišče na svetu, obstaja verjetnost, da se v njenih vodah skriva več oblik življenja kot bi si sploh lahko predstavljali. So to bakterije, alge? So na dnu morda hidrotermalni vrelci, v katerih uspevajo bitja, nevajena svetlobe?

Na prvi pogled je Antarktika ledena puščava brez vsakega življenja. Toda pogled pod njeno površje razodeva neslutene skrivnosti. Več tisoč metrov pod ledeno skorjo, tam kjer se stikata led in skala, leži nov svet - eksotičen, dinamičen in predvsem moker. Okrog mehke sredice Antarktike se pretaka voda, zbira se v globokih, temnih jezerih, se izliva v reke in potoke ter ustvarja mokrišča in močvirja, ki že več milijonov let niso uzrla sončne svetlobe.

"Antarktika ima dva obraza," pravi geolog Robin Bell iz Zemeljskega observatorija Lamont Doherty v New Yorku. "Prvega, ki ga kaže svetu, in drugega, ki je očem neviden, a veliko bolj pomemben."

Satelitski posnetki so leta 1993 pokazali jasne obrise danes enega najbolj znanih jezer pod ledeniki: jezera Vostok, ki v samem srcu Antarktike že najmanj 15 milijonov let počiva več kot 3000 metrov pod ledeno skorjo. Po površini se lahko primerja z jezerom Ontario, vendar je še enkrat globlje in je zatorej eno največjih jezer s svežo vodo na našem planetu. Je edino v množici več kot sto podledeniških jezer v Antarktiki, v globine katerega je uspelo prodreti raziskovalcem. Ruska raziskovalna skupina je med vrtanjem do globine 3439 metrov, katerega namen je bil proučiti razvoj podnebja Zemlje, potegnila na dan vzorec vode iz jezera, zamrznjenega do dna ledenega pokrova. Čeprav se mnenja znanstvenikov o obstoju življenja v jezeru še vedno razhajajo, so številni strokovnjaki prepričani, da je njegova temačna notranjost dom nekaterim še neodkritim oblikam življenja.

Vrsto let je bilo jezero Vostok v očeh javnosti zgolj nenavadna posebnost. Danes pa znanstveniki vse bolj verjamejo, da bi kakršno koli novo odkritje o morebitnem življenju v jezeru lahko postavilo v novo luč tudi vprašanje o življenju v vesolju, na primer v odkritem zamrznjenem morju Jupiterjeve lune Evropa. Antarktika je nenadoma stopila v središče pozornosti. Geofiziki odkrivajo nova jezera iz zraka, drugi vrtajo v neskončno debele plasti ledu - in v skoraj vseh vrtinah odkrivajo vodo.

PODLEDENIŠKE BRZICE
Doslej so bili znanstveniki prepričani, da se voda pod ledeniki premika zelo počasi. Pomikala naj bi se po brazdah mehkega blata, ki leži pod večjim delom antarktičnega ledu. "Vedno smo predvidevali, da so jezera med seboj povezana," pravi Martin Siegert z univerze v Edinburghu. "Vendar pa smo bili prepričani, da so njihove vode pretežno statične in da je potrebno več tisoč let, da voda iz enega jezera odteče v drugega."

Prvi namig, da je ta predpostavka zmotna, je prišel leta 2005, ko je Slawek Tulaczyk, strokovnjak za ledenike s kalifornijske univerze Santa Cruz, s sodelavci med raziskovanjem obale Siple Coast v zahodni Antarktiki odkril nekaj nenavadnega. Ledena plast je tu še posebej dejavna; to je področje s številnimi ledeniki orjaških razsežnosti, tako imenovanimi ledenimi rekami, ki se premikajo z znatno, za led upoštevanja vredno hitrostjo in odnašajo led iz notranjosti Antarktike v morje. Eden izmed njih se je ustavil pred komaj sto leti, drugi v zadnjih stoletjih kažejo znamenja pospešenega drsenja.

Primerjava podatkov satelitskega posnetka 26. septembra 1997 s tri tedne starejšim posnetkom je pokazala, da je približno 125 kvadratnih kilometrov velika ledena gmota spolzela za najmanj pol metra navzdol, drugi deli sosednje ledene reke pa so se prav tako pomaknili bodisi navzgor ali navzdol.

Ni veliko dejavnikov, ki bi lahko antarktični led prisilili k takšnim premikom. Ena od možnih razlag so bili premiki vode in raziskovalci so se spraševali, ali so morda priča površinskim znakom množičnih poplav pod ledenim pokrovom. Če je to res, potem služi voda kot mazivo, ki omogoča še lažje in hitrejše drsenje ledenih mas. "Voda dvigne led tako kot dvigalka, ki jo uporabite, kadar morate na avtu zamenjati počeno gumo," pojasnjuje Tulaczyk. "Nato sledi zdrs ledu." Dva osamljena posnetka seveda nista bila dovolj, da bi lahko ugotovili, od kod je voda prišla in kam je odtekla.

Vodo so "na delu" nekoliko pozneje ujeli britanski raziskovalci. Duncan Wingham z londonskega University Collega je v sodelovanju s Siegertom in številnimi drugimi znanstveniki na podlagi novih satelitskih posnetkov ugotovil, da so se gmote ledu nad jezerom v vzhodni Antarktiki nenadoma pomaknile za polne tri metre nižje. Medtem ko je opazovano jezero zelo očitno izgubljalo vodo, se je istočasno več drugih nižje ležečih jezer polnilo: vsako je naraslo za približno 1 meter. V obdobju enega leta so Wingham in sodelavci pod ledom odkrili obsežen sistem rek, po velikosti podoben reki Temzi, ki povezuje jezera med seboj.

Hitrost, s katero so prihajala nova odkritja, je strokovno javnost osupnila. "Na ledenih ploščah se stvari ne bi smele dogajati v tako kratkih časovnih obdobjih," je prepričan Don Blankenship, geofizik z univerze v Texasu. "Spremembe, za katere je potrebnih več milijonov let, je izzval proces, ki se je odvil v pičlih nekaj mesecih. Spričo takšnih dejstev smo ostali brez besed."
Še več: za razliko od Tulaczykovega udora na obali Siple Coast se je to zgodilo na vzhodnem delu ledene celine. Antarktično ledeno ploščo pravzaprav sestavljata dve plošči, ki se združujeta kot dve orjaški metuljevi krili. Zahodna plošča je precej manjša od vzhodne in večina njenega ledu počiva na podlagi, ki je pod morsko gladino. Zato je tudi bolj ranljiva; če se del ledu stali, je preostanek plošče izpostavljen sorazmerno topli morski vodi in s tem nadaljnjemu taljenju. Prav zahodna plošča je tista, ki povzroča človeštvu največ sivih las. Če bi se stopila, bi se gladina svetovnih oceanov zvišala za 5 metrov in zahodna Antarktika bi izginila - ostalo bi le nekaj raztresenih otokov.

Obsežnejša vzhodna antarktična ledena plošča pa nasprotno stoji na dvignjenih temeljih. Večina njenih odtočnih ledenikov je primrznjenih na podlago in napredujejo le s polžjo hitrostjo. Ta ledeni pokrov zadržuje največ sveže vode na planetu Zemlja. Če bi se stalila vzhodna plošča, bi se gladina svetovnih morij dvignila za osupljivih 70 metrov.
"Na zahodu obstajajo ledeni tokovi. Že dolgo vemo, da je ta plošča dinamična. Stvari na njej se ves čas spreminjajo. Vzhod pa je zelo statičen. V 15 milijonih let se je spremenila komaj za las," pojasnjuje Siegert. In vendar je tudi tam na delu voda. Ne led, voda je tista, ki povzroča spremembe.

NEOBIČAJEN SVET
Na Vzhodni Antarktiki je po vsej verjetnosti več jezer kot se zavedamo. Doslej jih je bilo pod ledeniki odkritih 145, poimenovali so jih Velika jezera, vendar je Blankenship prepričan, da je njihovo število še precej večje. Da bi podledeniške vode lahko klasificirali kot jezera, morajo po njegovih merilih izpolnjevati tri kriterije. Predvsem morajo biti "ploske". V nenavadnem svetu antarktičnih globin, kjer se vode pretakajo na skrivnosten način, ima beseda "plosko" drugačen pomen. Silna teža ledenih gmot, ki pritiska navzdol, ima pri usmerjanju vode precej več besede kot položaj hribov in dolin. Tako imamo lahko antarktična jezera, ki se razprostirajo vzdolž pobočij gora, ali pa slapove, ki padajo navkreber.
Drugi kriterij je "hidravlična ploskost"; zaradi nje ima jezero naravno lego ter gladko površino, ki odbija svetlobo. Tretjo vrsto jezer je poimenoval "zabrisana" (ploska in svetla, vendar ne gladka) oziroma "zasenčena (ploska in gladka, vendar ne svetla); obe vrsti naj bi bili v bližini vsaj enega izmed Velikih jezer in naj bi bili z njimi povezani. Zabrisana jezera bi po Blankenshipovem mnenju lahko bila kot barja: dovolj mokra, da odbijajo svetlobo, vendar z zaplatami zemlje, ki molijo iz vode, zaradi česar jezero ni gladko. Presežek vode v velikih jezerih naj bi odtekal v podledeniška mokrišča, ki poplavijo.

Po vseh teh odkritjih so številni znanstveniki prepričani, da bodo prav skrite antarktične vode določale usodo ledenih plošč, zlasti zaradi zaskrbljujočega segrevanja ozračja od konca zadnje ledene dobe.

David Marchant z Bostonske univerze je prepričan, da je voda pod ledom v ocean odtekala že prej. Marchant je desetletja raziskoval nekaj izpostavljenih skalnih vrhov v pustem, nepoledenelem predelu vzhodne Antarktike, imenovanem Suha dolina. Vedno znova se vrača na prav posebno mesto: mrežje kanalov in vrtač, imenovano Labirint. Skalne brazde imajo nenavadno sinusoidno obliko, torej niso posledica delovanja ledenikov. Na stičišču dveh brazd so pogosto vrtače, klasičen znak mogočnega turbulentnega vrtinca, ki je erodiral kamen. Nekatere brazde se nenadoma končajo, kot da bi voda, ki jih je izjedla, nenadoma stekla v drugo smer ali se pogreznila v razpoko v ledenem pokrovu.
Marchant je prepričan, da je Labirint nastal kot posledica obsežne podledeniške poplave. Vrtače, na katere je naletel, so bile mogočne: z 200 metri v premeru in 50 metri globine se uvrščajo med največje na svetu. Vrtinčasti tok te masivne inundacije bi lahko na primer povzročil, da bi se jezero Vostok izpraznilo v manj kot tednu dni. Na podlagi odkritih vulkanskih depozitov je Marchant natančno izračunal čas te obsežne poplave: zgodila se je pred 13 milijoni let, v obdobju globalnega ohlajanja, ko je vzhodni del Antarktike začel zamrzovati. Prav v tem procesu se je voda ujela "za jezom". Sledi podobnih poplav so vidne tudi drugod na Antarktiki, na primer na oceanskem dnu v zalivu Pine Island na zahodni Antarktiki, ki je prav tako prepleteno z izdolbenimi kanali kot Labirint.

Nenaden pritok sveže vode morda ne bi imel neposrednega vpliva na gladino svetovnih morij, pač pa bi lahko pomembno spremenil morske tokove, kar se je predvidoma zgodilo tudi v zadnji ledeni dobi. Vode okrog Antarktike imajo svoje lastne ključne točke, kjer mrzle, goste vode odtekajo v morje in pomagajo poganjati oceanski tekoči trak.
Kljub debelemu ledenemu pokrovu je s pomočjo radarja mogoče ugotoviti, kako se je z leti spreminjalo obrežje jezer. Znanstveniki so tako s proučevanjem obrisov jezera Vostok potrdili, da se le-to v zadnjih 100.000 letih ni izpraznilo. Drugačna pa je zgodba jezera Concordia, ki je desetkrat manjše od Vostoka. V zadnjih sto tisoč letih se je njegova obala dramatično spremenila, kar opozarja na velike premike vode.

KAJ SE SKRIVA V GLOBINAH?
Ali se lahko v jezeru, zamrznjenem več milijonov let, sploh skriva življenje? In če se, kakšno? So to bakterije, alge? So na dnu morda hidrotermalni vrelci, v katerih uspevajo bitja, nevajena svetlobe? In če v njem ni življenja, bi bilo jezero Vostok edina gmota tekoče vode v zgodovini, ki je povsem brez življenja.

Odgovore na vsa ta vprašanja bomo najverjetneje dobili že v bližnji prihodnosti, saj naj bi raziskovalci z ruske postaje Vostok kmalu prodrli v njegovo globino.

Površje jezera Vostok je uradno najbolj mrzel kraj na Zemlji, kjer se v zimskem mrazu zdrobi celo jeklo. Štiri kilometre pod površjem pa se je pod pritiskom teže led stopil in nastalo naj bi več sto metrov tekoče vode. Ko so člani ruske raziskovalne postaje Vostok v 1990-ih začeli zbirati vzorce ledu za proučevanje podnebnih sprememb v daljni preteklosti, si jim po naključju v roke prišli prav vzorci jezera. V sámo jezero sicer niso prodrli, po zaslugi njegove enkratne lege pa so kljub temu pridobili vzorec jezerske vode. Na skrajnem severu se jezero namreč pod ledenim pokrovom taja, na skrajnem jugu pa ponovno zmrzuje v ledeno ploščo. Ruska baza Vostok je bila po naključju postavljena tik nad tem mestom.
Aprila 2006 je bilo v Grenoblu srečanje znanstvenikov glaciologov, ki so poskušali uskladiti nasprotujoča si mnenja. Toda srečanje se je končalo z več vprašanji kot odgovori. Ali je jezero časovna kapsula? Je sploh še sterilno? Neprenehen proces taljenja in ponovnega zamrzovanja, katerega posledica je bil izvrtani vzorec, deluje kot zračna črpalka. Na severu se zrak, ujet v stopljeni led, prvotno nastal iz plasti snega, sprošča v jezersko vodo. Na jugu ostane po ponovnem zamrzovanju raztopljen v tekoči vodi. Po takšnem dolgotrajnem ponavljajočem se procesu postane voda polna zraka in spominja na steklenico šampanjca. Posledica je "hiperoksičnost": v vodi je tudi do 50-krat več kisika kot normalno, kar je lahko usodno. Nekateri menijo, da je tako samo na površju, na dnu pa naj bi bilo jezero "anoksično"; kisika naj bi bilo premalo. Mikroorganizmom naj bi to ustrezalo. V vzorcu naj bi našli tudi sedimente z dna jezera, kamor naj bi zašli po seizmični konvulziji, ter sledi DNK bakterije, ki sicer biva v toplih vodah. Ima jezero še vedno seizmično aktivno dno? So na dnu termični kamini, iz katerih se sproščajo kemijska hranila, ki omogočajo življenje termofilnih bakterij? Tudi glede tega so bila mnenja udeležencev deljena. Predvsem pa so bili mnogi prepričani, da se je jezero že okužilo z vrtanjem.

VRTANJE V GLOBINO
Rusi po osmih letih nadaljujejo z vrtanjem v samo jezero. Odzivi so mešani. Ruska ekipa ni opremljena za raziskovanje jezera, pravijo. Pri svojem dosedanjem delu so vrtine napolnili z letalskim kerozinom, ki preprečuje zamrzovanje. Če bi ta zašel v vodo, bi to povzročilo pravo katastrofo. Rusi pa so optimisti: do konca sezone 2006/07 naj bi zavrtali 3650 metrov globoko, naslednje leto naj bi se prebili do globine 3720, zgolj 30 metrov nad jezerom. Za ta zadnji raztežaj naj bi težak sveder za vrtanje ledu nadomestili s termalnim vrtalnikom, opremljenim s posebnimi senzorji. Tlak v vrtini naj bi bil čim bolj izenačen s tlakom na površju jezera. V sezoni 2007/08 naj bi v vrtino pritekla voda. Ko bi ta vzorec v sezoni 2008/09 zamrznil, bi ga previdno izvlekli.

Načrt je drzen. Če ne bomo tvegali, ne bomo nikoli izvedeli resnice, pravijo eni. Drugi pa se bojijo, da bi bil poseg v globino lahko eksploziven, kakor steklenica šampanjca, ki jo dobro pretresemo - skozi vrtino bi lahko bruhnil curek kerozina in vode. Pri skeptikih se poraja še en pomislek: če so jezera pod ledom med seboj res povezana, je dovolj da onesnažimo eno sámo in sprožila se bo verižna reakcija po celotnem sistemu tekočih voda.