Os pesquisadores que examinaram as águas subglaciais da Antártica e da Groenlândia descobriram que essas águas têm concentrações mais altas de importantes, elementos de sustentação da vida do que se pensava anteriormente, respondendo a uma grande incógnita para cientistas que buscam entender os processos geoquímicos da Terra.

"Os dados de um lago Antártico são particularmente interessantes, "disse Jon Hawking, pós-doutorado da Florida State University." A maioria das pessoas tende a pensar na Antártica apenas como gelo, mas sabemos sobre esses lagos sob as geleiras da Antártica há 40 anos e mais de 400 deles foram identificados atualmente. Alguns cientistas referem-se ao ambiente subglacial na Antártica como a maior área úmida do mundo. O desafio para os cientistas é que é extremamente difícil fazer uma amostragem. "

Hawking, junto com colegas da Florida State e da Montana State University, publicou um novo estudo esta semana no Proceedings of the National Academy of Sciences explorando essas águas subglaciais.

O estudo examina especificamente a água líquida sob as camadas de gelo na Antártica e na Groenlândia. Cerca de 10 por cento da superfície terrestre da Terra é coberta por essas camadas de gelo, e esses ambientes polares estão passando por mudanças rápidas como resultado do aumento das temperaturas. Os cientistas estão muito interessados ​​em compreender esses ambientes e como o aquecimento contínuo afetará os processos geoquímicos críticos no futuro.

Hawking analisou as amostras de água com foco nos chamados oligoelementos - elementos químicos que estão presentes em quantidades extremamente pequenas, mas que são essenciais para os organismos microscópicos e, portanto, para o ciclo global do carbono. Os cientistas pensaram durante anos que as águas abaixo das geleiras em todo o mundo continham esses elementos em quantidades tão minúsculas que eles não desempenhavam um papel significativo nos processos geoquímicos e biológicos da Terra.

"O que descobrimos é que, na verdade, os mantos de gelo são aparentemente mais importantes para os processos vitais do que pensávamos originalmente, "disse FSU Professor Associado da Terra, Ocean and Atmospheric Science Robert Spencer. "Como grandes incógnitas em nossa compreensão contemporânea de como nosso planeta funciona são descobertas, isso nos lembra de quanto ainda há para aprender. "

Por exemplo, os cientistas esperavam ver menos de 5 microgramas por litro de ferro dissolvido (um oligoelemento extremamente importante) em algumas dessas águas subglaciais, mas eles viram até 1, 000 microgramas por litro. Essas grandes variações podem fazer uma grande diferença na quantidade de vida que pode ser sustentada em ecossistemas subglaciais extremos e nas águas do oceano que recebem o degelo das camadas de gelo.

"Esses oligoelementos são como os comprimidos de vitaminas que as pessoas tomam todos os dias, "Spencer disse." Embora precisemos apenas de pequenas quantidades desses materiais, são fundamentais para o desenvolvimento de ecossistemas saudáveis. "

No entanto, coletar águas subglaciais para análise não é uma tarefa fácil, particularmente na Antártica. Os pesquisadores devem trabalhar em ambientes remotos e hostis.

Colaboradores de Hawkings e Spencer da Montana State University, Professores John Priscu e Mark Skidmore, orquestrou uma expedição de pesquisa logisticamente complicada à Antártica para perfurar mais de 3, 500 pés através do manto de gelo da Antártica.

Depois de receber financiamento da National Science Foundation em 2016 para o projeto SALSA (Acesso Científico dos Lagos Subglaciais Antárticos), Priscu liderou uma campanha de campo que envolveu a movimentação de quase 1 milhão de libras de equipamentos por aeronaves e tratores atravessando a camada de gelo até o local do campo.

Então, de dezembro de 2018 a janeiro de 2019, a equipe científica do projeto SALSA perfurou cerca de três quartos de milha de gelo no Lago Subglacial Mercer, um lago com mais de 5,5 milhas (9 quilômetros) de comprimento e 50 pés (15 metros) de profundidade. Eles escolheram esse lago em particular, pois estava localizado onde duas correntes de gelo se encontram.

"Estávamos interessados ​​no físico, processos químicos e biológicos que ocorrem naquele lago específico, mas também há esse contexto mais amplo de esses lagos serem parte do sistema hidrológico maior sob a camada de gelo, "Skidmore disse." Queremos ver o que está sendo gerado sob a camada de gelo e como isso se conecta aos ambientes costeiros. "

Skidmore coletou amostras sob um protocolo que Hawking estabeleceu e, em seguida, as enviou de volta para os Estados Unidos por meio de um barco de carga com temperatura controlada, levando vários meses, e então encaminhado para Tallahassee por meio de entrega durante a noite em refrigeradores especiais para manter as temperaturas da amostra estáveis.

Hawking e seus colegas coletaram separadamente amostras na Groenlândia de um grande rio de derretimento que emergiu sob a geleira Leverett. O trabalho de campo, liderado por Jemma Wadham, da University of Bristol, no Reino Unido, envolveu o monitoramento das características hidrológicas e geoquímicas do rio ao longo de um período de três meses durante a estação de degelo do verão.

Hawking e Spencer então conduziram análises geoquímicas em laboratórios especialmente projetados no Laboratório Nacional de Alto Campo Magnético, com sede na FSU, que minimizam a poeira ou outros fatores ambientais que potencialmente contaminariam as amostras.

Os pesquisadores disseram que seus recursos colaborativos e abordagem interdisciplinar resultaram em um estudo que irá levar seu campo adiante.

“As descobertas são feitas na intersecção das disciplinas, "Priscu disse." PNAS papel cruza muitas disciplinas e mostra o poder da colaboração internacional. Os resultados deste manuscrito transformaram nossa visão de como os mantos de gelo polares influenciam o Sistema Terrestre. "