Subglaziale Seen sind kalt, dunkel und voller Geheimnisse | Polarjournal
Das Camp über dem Whillans Subglacial Lake befindet sich 800 Meter über dem See. (Foto: JT Thomas)

Das Entnehmen von Wasserproben aus einem antarktischen See unter 800 Metern Eis erfordert tagelange Bohrungen, präzise Ausrüstung, viel Geduld und das Bestreben, eine der extremsten Umgebungen der Welt zu verstehen.

Vom Camp aus musste 800 Meter durch das Eis gebohrt werden um den Whillans Subglacial Lake zu erreichen.

Mehr als die Hälfte des Süßwassers des Planeten befindet sich in der Antarktis. Während das meiste davon im Eisschild gefroren ist, fließen unter dem Eis Wasserströme ineinander und in das den Kontinent umgebende Südpolarmeer. Das Verständnis der Bewegung dieses Wassers und dessen Auflösung in gelösten Stoffen zeigt, wie Kohlenstoff und Nährstoffe aus dem Land das Leben im Küstenozean unterstützen können.

Leben mit einem Kohlenstoffbudget

Das Leben unter dem Eis ist hart – es gibt kein Sonnenlicht und keinen Druck vom Eis in Kombination mit der Wärme, die vom Erdkern ausgeht. So liegt die Temperatur des Wassers im See knapp unter dem Gefrierpunkt. Organischer Kohlenstoff, eine wichtige Nahrungsquelle für Mikroorganismen, ist im Whillans Subglacial Lake in relativ hohen Konzentrationen vorhanden. Im Mercer Subglacial Lake, einem Nachbarn von Whillans Subglacial Lake, ist es dunkel, kalt, voller weicher und flauschiger Sedimente und das Bohrloch ist mit Blasen gefülltem Eis ausgekleidet. Dies zeigten Bilder die mit Kameras im Bohrloch gemacht wurden.

Das Video der Michigan Tec zeigt, wie die Eisbohrungen funktionieren. Video: Michigan Technological University

Das Studium extremer Umgebungen gibt Aufschluss darüber, wie außerirdisches Leben aussehen könnte oder wie irdisches Leben unter ähnlichen Bedingungen überleben könnte. Nicht dass Menschen, Pinguine oder Fische damit umgehen könnten. Das Leben in den Gewässern unter dem Eis der Antarktis ist größtenteils mikrobiell. Sie zeigen immer noch Lebenszeichen organischer Kohlenstoff und andere chemische Nebenprodukte des Lebens.

Eines der entdeckten Lebewesen: Die elektronenmikroskopische Aufnahme zeigt einen Einzeller aus der Wasserprobe des Whillans Subglacial Lake. (Foto: Trista Vick-Majors)

Bohren nach Daten

Während der Whillans Subglacial Lake allein darauf hinweist, dass vorhandene Nährstoffe ein wichtiger Faktor sein können, ist es nur eine einzige Datenquelle in einem eisbedeckten Komplex aus unterirdischen Seen, Bächen und mündungsähnlichen Mischzonen, die saisonalen und sporadischen Flüssen unterliegen.

Um ihre Sicht zu erweitern, haben die Forscherin Vick-Majors und der Rest des Teams Daten an anderen Standorten gesammelt. Der Mercer Subglacial Lake wurde Anfang 2019 vom SALSA-Team beprobt. Sie ermöglichen dies mit einer Heißwasserbohrmaschine, einem speziell entwickelten Schlauch, einer 10-Liter-Wasserprobenflasche, einigen Sedimententkernungsgeräten und einer Woche sommerlichen Polarwetters. Sie filtern auch das Bohrwasser, liess es an mehreren Quellen ultravioletten Lichts vorbeiführen, um mikrobielle Verunreinigungen abzubauen. Das Wasser wurde aufgeheizt, um ein etwa 1000 Meter langes Bohrloch zum See hinunter zu öffnen.

Labore in der Antarktis: Forscher arbeiten in mobilen Einrichtungen und bohren mit gefiltertem und dekontaminiertem heißem Wasser fast einen Kilometer unter das Eis.

„Ein Teil des geschmolzenen Eiswassers, das jetzt durch den Bohrer zirkuliert, wird aus dem Loch entfernt, so dass beim Durchstechen des Sees Wasser aus dem See in das Bohrloch gelangt“, erklärte Vick-Majors. „Das Bohren des Bohrlochs dauert ungefähr 24 Stunden und wir halten es einige Tage offen. Das Sammeln einer einzelnen Probe oder das Herunterlassen der Kameras kann je nach Ausrüstung zwei Stunden oder länger dauern.“ Und das Loch versucht immer wieder zu frieren.

„Es gibt Wasser und es gibt Leben unter dem Eis“, sagte Vick-Majors. „Diese können uns viel über unseren Planeten lehren, da dies ein großartiger Ort ist, um etwas vereinfachte Ökosysteme ohne höhere Organismenkonzentrationen zu betrachten. So können wir Fragen zum Leben beantworten, die an anderen Orten sehr schwer zu beantworten sind.“

Mehr als 1‘000 Kilometer von der McMurdo Station entfernt liegt in der Westantarktis der Whillans Subglacial Lake.

Die Michigan Technological University ist eine öffentliche Forschungsuniversität mit mehr als 7.000 Studenten aus 54 Ländern. Die Universität wurde 1885 gegründet und bietet mehr als 120 Bachelor- und Masterstudiengänge in den Bereichen Wissenschaft und Technologie, Ingenieurwesen, Forstwirtschaft, Wirtschaftswissenschaften, Gesundheitsberufe, Geisteswissenschaften, Mathematik und Sozialwissenschaften an.

Quelle: Michigan Technological University

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