Βρήκε τα «νησιά της γονιμότητας» κάτω από τον πάγο της Ανταρκτικής

Όταν ο Τζον Πρίσκου μεγάλωνε στο Λας Βέγκας, ο πατέρας του, μεταλλουργός στην αεροδιαστημική βιομηχανία, ενθάρρυνε τον γιο του να περάσει χρόνο σε εξωτερικούς χώρους. Ο νεότερος Priscu άκουγε:Έπαιζε ποδόσφαιρο σε επίπεδο νέων, κολεγίων και ημι-επαγγελματιών. Σπούδασε τον ποταμό Κολοράντο ενώ πήρε μεταπτυχιακό στη βιολογία στο Πανεπιστήμιο της Νεβάδα του Λας Βέγκας, κάνοντας ράφτινγκ στο Γκραντ Κάνυον περισσότερες από δώδεκα φορές στη διαδικασία. Τώρα, ως αυτοαποκαλούμενος «αρπαστής της αδρεναλίνης» στα τέλη της δεκαετίας του '60, αγωνίζεται με αυτοκίνητα - μια Porsche 911 είναι το τρέχον όχημα της επιλογής του - όταν δεν κάνει ποδηλασία βουνού (και αποφεύγει τις αρκούδες γκρίζλι) ή δεν οδηγεί τη Harley-Davidson του. Ξεκίνησε τις καταδύσεις όταν ήταν 16 ετών. Όταν έχει τη διάθεση για πιο ψηλή θέα, μερικές φορές πηγαίνει πιλοτικά σε θάμνους σε απομακρυσμένες περιοχές άγριας φύσης.

Αλλά το μεγαλύτερο καύχημα του τόσο ως επιστήμονας όσο και ως τυχοδιώκτης είναι ότι έχει εξερευνήσει τον κόσμο του πάγου και του χιονιού εκτενέστερα από σχεδόν οποιονδήποτε σε αυτόν τον πλανήτη σε μια προσπάθεια δεκαετιών να ανακαλύψει εάν η ζωή μπορεί να ευδοκιμήσει σε μέρη που εδώ και καιρό έχουν χαρακτηριστεί άγονα. ερημιές.

Ο Πρίσκου, καθηγητής πολικής οικολογίας στο Πανεπιστήμιο της Μοντάνα, πήρε την πρώτη του γεύση από τον χειμώνα πριν από περισσότερα από 40 χρόνια, αφού μπήκε σε διδακτορικό πρόγραμμα στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Ντέιβις στη μικροβιακή οικολογία. Το χωράφι ήταν τόσο υποπληθυσμένο εκείνες τις μέρες, που δεν είχε καν δικό του ημερολόγιο. Οι περισσότεροι οικολόγοι της εποχής μελέτησαν αξιοσέβαστα ζώα όπως πουλιά, αρκούδες ή λύκους και όχι ταπεινά βακτήρια. Αλλά ο Πρίσκου υιοθέτησε την πιο ευρεία άποψη ότι δεν πρέπει να κάνουμε διακρίσεις σε βάρος των πλασμάτων μόνο και μόνο επειδή δεν μπορούμε να τα δούμε. Αν μη τι άλλο, αυτός μπορεί να είναι ένας λόγος για να τα εξετάσουμε πιο προσεκτικά.

Η μεταπτυχιακή του έρευνα επικεντρώθηκε στις λαξευμένες λίμνες που περιβάλλουν το όρος Shasta της Καλιφόρνια - ένα σκηνικό που έδωσε στον Priscu, μετά από μια παιδική ηλικία στην έρημο Mojave, πλήρη έκθεση στο χιόνι και τον πάγο. Άρχισε το σκι για να κυκλοφορεί τους χειμωνιάτικους μήνες, κουβαλώντας έλκηθρα φορτωμένα με τρόφιμα και εξοπλισμό προς και από το χωράφι όπου έμενε σε μια σκηνή τέσσερις μήνες το χρόνο. Χρησιμοποίησε επίσης την καταδυτική του εμπειρία, κόβοντας τον πάγο της αλπικής λίμνης του Κάστρου και στη συνέχεια κολυμπώντας στον βυθό πάνω από 100 πόδια πιο κάτω για να συλλέξει δείγματα ιζημάτων.

Αφού πήρε το διδακτορικό του το 1982, ήλπιζε να συνεχίσει τις λιμνολογικές του σπουδές στη λίμνη Τιτικάκα, 12.500 πόδια πάνω στα βουνά των Άνδεων. Ωστόσο, ένας επιστήμονας από τη Νέα Ζηλανδία κατέκτησε το ερευνητικό μέρος για το οποίο διεκδικούσε, οπότε ο Πρίσκου πήρε τη θέση αυτού του ατόμου στη Νέα Ζηλανδία. Το 1984, ο Priscu επέστρεψε στις Ηνωμένες Πολιτείες για να ενταχθεί στη σχολή της πολιτείας της Μοντάνα λόγω της γειτνίασής του με το χιόνι και τον πάγο, αλλά η παραμονή του διακόπηκε σύντομα όταν ήρθε η χρηματοδότηση για μια προτεινόμενη μελέτη φωτοσύνθεσης κάτω από τις μόνιμα καλυμμένες με πάγο λίμνες της Ανταρκτικής. . Ο Πρίσκου έχει πάει στην Ανταρκτική 35 φορές, χάνοντας μόνο ένα χρόνο από το 1984 (όταν γεννήθηκε η κόρη του το 1988) και αυτές οι δεκαετίες ήταν γεμάτες γεγονότα.

Ο Πρίσκου ηγήθηκε μιας από τις δύο ερευνητικές ομάδες που το 1999 ανακοίνωσαν την παρουσία βιολογικών οργανισμών σε σχηματισμό πάγου στην κορυφή της υποπαγετώνης λίμνης Βοστόκ, του τρίτου μεγαλύτερου γλυκού νερού στον κόσμο, που βρίσκεται πάνω από δύο μίλια κάτω από το στρώμα πάγου της Ανατολικής Ανταρκτικής. Ήταν ένα σημαντικό εύρημα, αν και υπήρχε κάποιος σκεπτικισμός λόγω ανησυχιών ότι τα ανακτημένα δείγματα μπορεί να είχαν μολυνθεί με κύτταρα από αλλού, καθώς και κριτική για την απόφαση της ομάδας να αναλύσει πάγο από αμέσως πάνω από την επιφάνεια της λίμνης και όχι υγρό νερό από η ίδια η λίμνη.

Ωστόσο, οι αμφιβολίες διαλύθηκαν το 2013, όταν η ομάδα του Priscu τρύπησε περίπου 2.600 πόδια πάγου και βρήκε ένα ακμάζον οικοσύστημα στα πραγματικά νερά της λίμνης Whillans, μιας άλλης από τις περισσότερες από 400 υποπαγετώνες λίμνες της Ανταρκτικής. Πέρυσι, η ομάδα του έκανε δειγματοληψία από την κοντινή λίμνη Mercer σε παρόμοιο βάθος κάτω από τον πάγο, επιτυγχάνοντας παρόμοια αποτελέσματα.

Η επιτυχία του Priscu στο να βρει ζωή σε πάγο και νερό μερικές φορές μίλια κάτω από την επιφάνεια της Ανταρκτικής βοήθησε να αλλάξει η άποψή μας για τη νοτιότερη ήπειρο - ένα βασίλειο που μέχρι πριν από δύο δεκαετίες μόλις θεωρούνταν μέρος της βιόσφαιρας. Τώρα αφιερώνει μέρος της προσοχής και της τεχνογνωσίας του σε άλλα παγωμένα σώματα στο ηλιακό σύστημα όπου, κάποια μέρα, η ιστορία μπορεί να επαναληφθεί.

Στο Barrow της Αλάσκας, το βορειότερο σημείο των Ηνωμένων Πολιτειών, ο Priscu συνεργάστηκε με μηχανικούς του Jet Propulsion Laboratory (JPL) για την ανάπτυξη ενός πλευστού ρόβερ που θα μπορούσε να εξερευνήσει τους καλυμμένους με πάγο ωκεανούς του φεγγαριού του Δία, Ευρώπη και του Κρόνου, του Εγκέλαδου. Κατά τη διάρκεια πολλών ταξιδιών στη Γροιλανδία, ο ίδιος και οι ερευνητές της NASA δοκίμασαν ένα τρυπάνι που μπορεί να κόψει εκατοντάδες πόδια πάγου, μετρώντας την οργανική ύλη και άλλες «βιολογικές υπογραφές» καθώς κατεβαίνει. Ένα εργαλείο σαν αυτό μπορεί σύντομα να αναπτυχθεί στον Άρη και τελικά στην Ευρώπη.

Ο Πρίσκου έχει επίσης πάει στα Ιμαλάια αρκετές φορές, συμπεριλαμβανομένου του Έβερεστ, για να αναλύσει το βακτηριακό περιεχόμενο των πυρήνων πάγου που συλλέγονται σε διάφορα υψόμετρα. «Δεν μπορώ να πω όχι σε κάτι που είναι νέο και συναρπαστικό», είπε.

Περιοδικό Quanta μίλησε τηλεφωνικά με τον Πρίσκου τον Ιούνιο στο σπίτι του στο Μπόζεμαν της Μοντάνα. Η συνέντευξη έχει συμπυκνωθεί και επεξεργαστεί για λόγους σαφήνειας.

Περιγράψτε πώς αισθανθήκατε κατά την άφιξή σας στην Ανταρκτική για πρώτη φορά.

Πετάξαμε από τη Νέα Ζηλανδία με ένα στρατιωτικό αεροσκάφος Hercules εξοπλισμένο με σκι. Υπάρχουν δύο στρογγυλά παράθυρα μόλις οκτώ ίντσες σε διάμετρο στο πίσω μέρος όπου κάθονται οι επιβάτες. Κοίταξα μέσα από ένα και κάθισα εκεί με δέος καθώς η ήπειρος αποκαλύφθηκε μπροστά μου.

Είχα διαβάσει μερικά από τα βιβλία των πρώτων εξερευνητών όπως ο Robert Falcon Scott και ο Ernest Shackleton. Τα ημερολόγια του Scott αναφέρονταν στην Ανταρκτική ως ένα θεάρεστο μέρος με ένα ζώο γύρω που είναι ζωντανό. Αλλά πάντα εξισώναμε τη ζωή με το νερό. «Ακολούθησε το νερό» είναι ένα είδος μάντρα. Και όταν κοιτάτε έξω από το παράθυρο και βλέπετε όλο αυτόν τον πάγο, αυτό είναι το 70% του γλυκού νερού σε αυτόν τον πλανήτη που βρίσκεται στην πέμπτη μεγαλύτερη ήπειρο. Είπα λοιπόν στον εαυτό μου:«Δεν μπορεί να υπάρχει τόση ακίνητη περιουσία στη Γη που να είναι νεκρή».

Ερευνήσατε τις επιφανειακές λίμνες της Ανταρκτικής ως το πρώτο σας έργο και εξακολουθείτε να τις μελετάτε σήμερα. Τι σας κρατούσε το ενδιαφέρον για τόσο καιρό;

Υπάρχουν δεκάδες λίμνες στις Ξηρές κοιλάδες McMurdo, και τις έχω μελετήσει σχεδόν όλες. Ορισμένες είναι μεγάλες λίμνες και άλλες είναι μεγάλες λίμνες με βάθος μεγαλύτερο από 270 πόδια. Γνωρίζουμε ότι ο πάγος καλύπτει αυτές τις λίμνες για περισσότερα από 100 χρόνια. Τα περισσότερα καλύπτονται από πάγο με πάχος 12 έως 20 πόδια, αλλά έχουμε τρυπήσει πάνω από 40 πόδια σε μερικές λίμνες και ποτέ δεν χτυπήσαμε υγρό νερό. Κάτω από τον πάγο, βρήκαμε οικοσυστήματα λιμνών που ζουν στη ζώνη του λυκόφωτος. Είναι σκοτεινό, αλλά σε πολλές λίμνες, ένα μικρό ποσοστό της ηλιακής ενέργειας ακτινοβολίας μπορεί να περάσει μέσα από τον πάγο και αυτό είναι αρκετό για να διατηρήσει τη φωτοσύνθεση και τη ζωή, παρόλο που υπάρχουν μόνο τέσσερις μήνες πολικού καλοκαιριού.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, βρήκαμε φωτοσυνθετικά βακτήρια που ήταν κυριολεκτικά παγωμένα στον πάγο — εντελώς ακίνητα και παρόλα αυτά μπορούσαν να πραγματοποιήσουν φωτοσύνθεση. Κατά κάποιο τρόπο κατάφεραν να ρυθμίσουν τα μηχανήματα τους έτσι ώστε να είναι απόλυτα προσαρμοσμένα στις συνθήκες σε αυτόν τον πάγο.

Έχουμε δει επίσης διαφορετικά μικροβιακά είδη να σχηματίζουν «συντροφικές» σχέσεις. Βασικά, μοιράζονται πόρους για να περάσουν δύσκολες στιγμές. Τα μικρόβια το κάνουν αυτό μένοντας πολύ κοντά το ένα στο άλλο, λιγότερο από ένα μικρόμετρο μεταξύ τους, γεγονός που καθιστά τη μεταφορά των μεταβολιτών σχετικά εύκολη.

Πόσο δύσκολο είναι να δουλεύεις σε αυτές τις ψυχρές, ακραίες καταστάσεις;

Ένα πράγμα σχετικά με την εργασία στις Dry Valleys είναι ότι μπορείτε να πάρετε αυτούς τους τεράστιους ανέμους, 70-80 μίλια την ώρα, που ξεκολλούν από το πολικό οροπέδιο. Μερικές φορές, όταν βρίσκεστε εκεί έξω, πρέπει να δεθείτε σε βράχους και να σέρνεστε με το στομάχι σας για να μην εκπλαγείτε.

Σε εκείνο το πρώτο ταξίδι το 1984, έμεινα στη βάση Scott, την ερευνητική μονάδα της Νέας Ζηλανδίας. Κάποια στιγμή, επισκέφτηκα τους Αμερικανούς επιστήμονες στο σταθμό McMurdo, ο οποίος απέχει 20 με 30 λεπτά με τα πόδια (όταν οι άνεμοι δεν είναι πολύ άσχημοι). Δέχτηκα την προσφορά τους να συμμετάσχω στο πρόγραμμα «life in sea ice» για τα επόμενα δύο χρόνια. Κάνεις μια ωριαία καταδύσεις σε νερό 28 βαθμών Φαρενάιτ, το οποίο πραγματικά σε χτυπάει και μετά ξυπνάς όλη τη νύχτα στο εργαστήριο και κοιτάς τι έχεις βρει. Αποδεικνύεται ότι υπάρχει μεγάλη συγκέντρωση μικροβιακής ζωής στον πυθμένα του θαλάσσιου πάγου. Πέρασα πολύ χρόνο σε παγοθραυστικά τον Φεβρουάριο του 1987 αναζητώντας ζωή στον ωκεανό κάτω από το ράφι πάγου Ross, το οποίο είναι σχεδόν 200.000 τετραγωνικά μίλια, περίπου στο μέγεθος της Γαλλίας και έχει πάχος πάνω από 2.000 πόδια. Αλλά το 1988, επέστρεψα στις λίμνες στις Ξηρά κοιλάδες και άρχισα να ηγούμαι των δικών μου ερευνητικών ομάδων.

Πώς είναι να μένεις στην Ανταρκτική τον χειμώνα;

Συνολικά, πέρασα εκεί τα περιθώρια τριών χειμώνων - το 1991, το 1995 έως το 1996 και το 2007 έως το 2008. Είναι κυρίως σκοτάδι, φυσικά, αφήνοντάς σας μόνο μερικές ώρες λυκόφως για να εργαστείτε και προφανώς πολύ κρύο. Ένας χειμώνας, μείον 45 βαθμούς Φαρενάιτ ήταν ο θερμότερος που είχε ποτέ για έναν ολόκληρο μήνα. Ο κύριος στόχος μας ήταν να πάρουμε δείγμα νερού σε υγρή μορφή και σε αυτές τις θερμοκρασίες δεν θέλετε να το βγάλετε στο δέρμα σας.

Αλλά αυτός είναι ο λόγος που έκανα αυτούς τους χειμώνες:Ανακαλύπτουμε πώς λειτουργούν αυτά τα οικοσυστήματα με τόσο λίγη εισροή ενέργειας και θέλαμε να πάρουμε μια εμφάνιση όλο το χρόνο. Ένα πράγμα που τους κρατά ζωντανούς είναι λείψανα οργανικής ύλης που έχουν αποτεθεί από τον ωκεανό σε μια παλαιότερη γεωλογική εποχή. Οι μεταβολισμοί είναι τόσο χαμηλοί που αυτοί οι οργανισμοί μπορούν να επιβιώσουν με την κατανάλωση αυτής της αρχαίας τροφής.

Μετρώντας το φως και τη βιολογική δραστηριότητα, μπόρεσα να φτιάξω ένα μαθηματικό μοντέλο. Τότε το μόνο που έπρεπε να κάνω ήταν να βάλω φωτόμετρα στις λίμνες για να υπολογίσω την ποσότητα της φωτοσύνθεσης που συμβαίνει. Γνωρίζουμε ότι ορισμένες λίμνες παράγουν 10.000 κιλά άνθρακα ετησίως - τάξεις μεγέθους μικρότερη, όσον αφορά την παραγωγή βιομάζας, από ό,τι είναι τυπικό για τις λίμνες που δεν καλύπτονται από πάγο - αλλά εξακολουθούν να μην υπάρχουν. Αυτό ήταν μια μεγάλη πρόοδος για εμάς.

Πώς ασχοληθήκατε με την εξερεύνηση της λίμνης Βοστόκ;

Το 1996, μια ομάδα με επικεφαλής Ρώσους επιστήμονες δημοσίευσε μια εργασία στο Nature για μια τεράστια λίμνη γλυκού νερού στην Ανταρκτική. Οι Ρώσοι είχαν δημιουργήσει έναν σταθμό στο Βοστόκ - ένα απομονωμένο σημείο περίπου 12.000 πόδια σε υψόμετρο - και άρχισαν να κοιτάζουν τους πυρήνες πάγου για το ρεκόρ του κλίματος. Συνέχισαν να κάνουν γεωτρήσεις και ανακοίνωσαν το 1999 ότι θα χτυπούσαν ένα διαφορετικό είδος πάγου που έμοιαζε με παγωμένο νερό λίμνης. (Το ονομάζουμε πάγο προσαύξησης - ένα στρώμα νερού λίμνης πάχους περίπου 650 ποδιών που πάγωσε σε επαφή με το κάτω μέρος του πολύ ψυχρότερου στρώματος πάγου.) Αλλά δεν έφτασαν μέχρι τη λίμνη και πήραν ένα άμεσο δείγμα επειδή οι επιστήμονες ανησυχούσαν για τη μόλυνση. Υπήρχε επίσης κίνδυνος πιθανής έκρηξης ή «έκρηξης» από αέριο υπό πίεση που είχε συσσωρευτεί στη λίμνη κατά τη διάρκεια των 15 εκατομμυρίων ετών που βρίσκεται κάτω από τον πάγο.

Οι ΗΠΑ πήραν ένα κομμάτι από τον πάγο που συσσωρεύτηκε από τα 11.800 πόδια κάτω από την επιφάνεια, που ήταν ακόμα 490 πόδια πάνω από τη λίμνη. Δεν είχα πολύ πάγο να δουλέψω. Το δείγμα που πήρα ήταν περίπου 20 ίντσες μήκος και περίπου 3,5 ίντσες σε διάμετρο, αλλά αυτό το κομμάτι πάγου άλλαξε τη ζωή μου. Το πήγαμε στο εργαστήριο και το εξετάσαμε κάτω από τις πιο καθαρές συνθήκες, χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης για να εξετάσουμε κύτταρα και ορυκτά και ένα μικροσκόπιο ατομικής δύναμης για να εξετάσουμε τα κύτταρα σε ατομικό επίπεδο. Και μπίνγκο, αρχίσαμε να βλέπουμε μικρόβια. Με παρέκταση από τον συσσωρευμένο πάγο, υπολογίσαμε τις συγκεντρώσεις βακτηρίων στην επιφάνεια της λίμνης σε περίπου 100.000 κύτταρα ανά χιλιοστόλιτρο - περίπου το ένα δέκατο αυτών που βρίσκονται στον ωκεανό ή στη μέση μη παγωμένη λίμνη. Παρουσιάσαμε τα δεδομένα αλληλουχίας DNA μας σε μια Science του 1999 χαρτί, πίσω με πλάτη με ένα χαρτί [από άλλη ομάδα] που παρουσίαζε μεταβολικά δεδομένα για αυτά τα μικρόβια.

Πότε βάλατε το βλέμμα σας στη λίμνη Whillans;

Η εφημερίδα Vostok πήρε πολλή δημοσιότητα και με έστειλε σε μια εντελώς νέα τροχιά — να ψάχνω για ζωή κάτω από το στρώμα πάγου. Το 2000, ήμουν ο εκπρόσωπος των ΗΠΑ σε μια συνεδρίαση της Επιστημονικής Επιτροπής για την Έρευνα της Ανταρκτικής στο Τόκιο, σε μια υποομάδα που ήταν επιφορτισμένη με την πειστική χρηματοδότηση των οργανισμών ότι αυτές οι υποπαγετώνες λίμνες ήταν πραγματικές. Τα ονόμασα «νησιά γονιμότητας στην ήπειρο», αν και ορισμένοι σκεπτικιστές αμφέβαλλαν ότι οι λίμνες ήταν πραγματικά εκεί. Άλλοι υποστήριξαν ότι αν υπήρχαν οι λίμνες, θα έπρεπε να τις αφήσουμε ήσυχες. Χρειάστηκαν αρκετά χρόνια για να συγκεντρώσουμε μια σταθερή υπόθεση ότι θα μπορούσαμε και θα έπρεπε να δοκιμάσουμε αυτές τις λίμνες, αλλά η Εθνική Ακαδημία Επιστημών ενέκρινε τελικά αυτήν την ιδέα το 2009.

Αποφασίσαμε να κοιτάξουμε τη λίμνη Whillans και τη λίμνη Mercer, εν μέρει επειδή ήταν καλυμμένες με μόνο περίπου 3.000 πόδια πάγου. Είχαμε επίσης πολλά γεωφυσικά δεδομένα για τους όγκους και τα βάθη του νερού και το γεγονός ότι και τα δύο είναι υδρολογικά ενεργά. Ο πάγος ανεβοκατεβαίνει καθώς η λίμνη γεμίζει και αποστραγγίζεται. Το νερό ξεπλένεται από μέσα τους κάθε δεκαετία, παρόλο που οι λίμνες έχουν απομονωθεί από την ατμόσφαιρα για δεκάδες χιλιάδες χρόνια. Χρειάστηκαν 14 ημέρες και 12 τρακτέρ για να μεταφέρουν 1,2 εκατομμύρια λίβρες εξοπλισμού, συμπεριλαμβανομένων του τρυπανιού και των εργαστηρίων, και 35.000 γαλόνια καυσίμου από το σταθμό McMurdo στη λίμνη Whillans — ένα ταξίδι περίπου 600 μιλίων στο ράφι πάγου Ross.

Ξεκινήσαμε τη γεώτρηση στα τέλη Δεκεμβρίου του 2012 μέσα από περίπου 2.600 πόδια πάγου. Μέχρι τον Ιανουάριο [2013], είχαμε φτάσει στη λίμνη, λάβαμε τα δείγματά μας και εξασφαλίσαμε τα αποτελέσματά μας:Όλοι οι αριθμοί που είχαμε προεκβάλει από τον πάγο συσσώρευσης Vostok - περίπου 100.000 κύτταρα ανά χιλιοστό - επιβεβαιώθηκαν στη λίμνη Whillans. Και αυτή τη φορά είχαμε σταθερή απόδειξη - μετρήσεις από ένα πραγματικό δείγμα λίμνης, χωρίς να χρειάζεται να βασιστούμε σε παρεκβολές. Αυτές είναι οι στιγμές για τις οποίες ζεις.

Τι έδειξαν οι μετέπειτα μελέτες σας για τη λίμνη Whillans;

Δεν υπάρχει ηλιακό φως κάτω από μισό μίλι πάγου, οπότε φυσικά δεν υπάρχει φωτοσύνθεση. Αντίθετα, έχουμε εντοπίσει μια σειρά από μικρόβια που ονομάζονται χημειολιθοαυτοτροφικά, τα οποία βασικά τρώνε μέταλλα για να ζήσουν. Παίρνουν την ενέργειά τους από την οξείδωση ανόργανων ενώσεων και παίρνουν άνθρακα από το διοξείδιο του άνθρακα. Ανακαλύψαμε επίσης ότι το μεθάνιο διαχέεται προς τα πάνω από τα ιζήματα, τροφοδοτώντας βακτήρια που οξειδώνουν το μεθάνιο για ενέργεια.

Τώρα, σε μια εργασία του 2020 με τον Trista Vick-Majors [μικροβιακό οικολόγο και πρώην φοιτητή τώρα στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν], μάθαμε ότι αυτές οι υποπαγετώνες λίμνες, ιδιαίτερα η λίμνη Whillans, τροφοδοτούν κυριολεκτικά τους ωκεανούς. Γνωρίζουμε ότι το νερό μπορεί να παγιδευτεί κάτω από παγετώνες σε λίμνες ή ρυάκια για μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά τελικά πηγαίνει στον ωκεανό. Η λίμνη Whillans αποστραγγίζεται κάθε 10 περίπου χρόνια και οι ομάδες γεωφυσικής μας έχουν δώσει μια αρκετά σαφή εικόνα των καναλιών από το Whillans και άλλες λίμνες που ρέουν στον Νότιο Ωκεανό. Είναι κάτι σαν το Δέλτα του Μισισιπή με 3.000 πόδια πάγου πάνω του. Κάναμε δείγματα περίπου 6 μίλια έξω από το σημείο όπου η ροή των Whillans συναντά τη θάλασσα κάτω από το ράφι πάγου Ross. Και ανακαλύψαμε ότι αρκετά θρεπτικά συστατικά [συμπεριλαμβανομένου του άνθρακα, του αζώτου, του φωσφόρου και του σιδήρου] απορρίπτονται από τη λίμνη για να υποστηρίξουν ένα μικροβιακό οικοσύστημα στα νερά των ωκεανών κάτω από τον πάγο. Κανείς δεν φανταζόταν ότι ήταν δυνατό.

Πώς ήταν η λίμνη Mercer ή σε αντίθεση με τη λίμνη Whillans;

Κάναμε διάτρηση στη λίμνη Mercer πέρυσι, περνώντας από περίπου 3.500 πόδια πάγου, και βρήκαμε ζωή και εκεί. Αλλά είναι διαφορετικό από αυτό που βλέπουμε στο Whillans και η χημεία και τα επίπεδα διαλυμένου οξυγόνου είναι διαφορετικά. Η πυκνότητα κυττάρων στο Mercer είναι περίπου 10 φορές χαμηλότερη. Δεν είναι τόσο παραγωγικό όσο το Whillans, το οποίο είναι τρεις φορές πιο αλμυρό. Η Mercer λαμβάνει το ένα τρίτο του νερού της από την Ανατολική Ανταρκτική, ενώ η Whillans το μεγαλύτερο μέρος του νερού της από τη Δυτική Ανταρκτική.

Προσπαθούμε να δούμε πώς αυτό επηρεάζει τη γεωχημεία και τα θρεπτικά συστατικά τους και πώς η ζωή έχει προσαρμοστεί στις διαφορετικές συνθήκες. Αλλά το πιο σημαντικό πράγμα είναι ότι δείξαμε τώρα ότι υπάρχει ζωή σε δύο υποπαγετόμορφες λίμνες, από τις οποίες και οι δύο έχουν δειγματιστεί απευθείας. Το να υπάρχουν δύο περιπτώσεις είναι κρίσιμο. Αυτό θα πρέπει να διαλύσει κάθε αμφιβολία.

Πώς ασχοληθήκατε με τη NASA και το ζήτημα της ζωής σε άλλα μέρη του ηλιακού συστήματος;

Κατά τη διάρκεια του πρώτου μου ταξιδιού στην Ανταρκτική το 1984, βρισκόμουν σε μια λίμνη σε μια κατασκήνωση στη Νέα Ζηλανδία όταν εμφανίστηκε ο Chris McKay, ένας ερευνητής από τη NASA Ames. Είναι ένας φοβερός επιστήμονας και ο πρώτος εξωβιολόγος που κουβαλάει κάρτες που γνώρισα ποτέ. Μιλήσαμε για τις μόνιμα καλυμμένες με πάγο λίμνες και πώς μπορεί να υπάρχουν στον Άρη. Έτσι ξεκίνησε και με τον καιρό ασχολήθηκα περισσότερο. Για παράδειγμα, μπήκα σε μια ομάδα εργασίας της NASA που βοήθησε στο σχεδιασμό του τρόπου λήψης, αποθήκευσης και ανάκτησης βασικών δειγμάτων στην αποστολή Mars 2020. Οι συνάδελφοί μου και εγώ αρχίσαμε να βάζουμε ρομπότ με δειγματολήπτες στις λίμνες Dry Valley.

Στην τελευταία παράγραφο της Επιστήμης του 1999 έγγραφο για τη λίμνη Βοστόκ, γράψαμε:«Τα μικρόβια μέσα σε ένα υγρό υδάτινο περιβάλλον βαθιά κάτω από μια παγωμένη επιφάνεια παρέχουν ένα ανάλογο για πιθανή ζωή στην Ευρώπη». Και σε μια εργασία του 2012 με τον Kevin Hand της JPL, επεκτείναμε την ιδέα του Vostok ως μοντέλου για τον ωκεανό της Ευρώπης και προτείναμε να συμπεριληφθεί εξοπλισμός ανίχνευσης ζωής σε ένα τρυπάνι πάγου. Το 2017 και το 2019, πήγαμε στο στρώμα πάγου της Γροιλανδίας για να δοκιμάσουμε ένα τρυπάνι που θα μπορούσατε να κάνετε στην Ευρώπη. Κάναμε τρυπάνι περίπου ένα μέτρο, σαρώναμε τη γεώτρηση για οργανική ύλη και μετά τρυπούσαμε άλλο ένα μέτρο, αναζητώντας ζωή καθώς προχωρούσαμε. Λειτουργούσε καλά, αλλά ο στόχος μας τώρα είναι να το κάνουμε πλήρως αυτόνομο.

Η NASA με συνέχισε να συμμετέχω στην ανάπτυξη ενός συστήματος γεώτρησης για την Ευρώπη, γιατί γνωρίζω τα προβλήματα που μπορεί να αντιμετωπίσετε. Το πάχος του πάγου στην Ευρώπη είναι τουλάχιστον 6 μίλια, περισσότερο από το διπλάσιο του Βοστόκ. Το να μπω στον ωκεανό θα ήταν ένα απίστευτο τεχνολογικό επίτευγμα, το οποίο μάλλον δεν θα συμβεί στη ζωή μου. Αλλά θα μπορούσαμε να κατεβάσουμε ένα προσγειωμένο. Και αν ψάχνετε για χαοτικά σχέδια πάγου, μπορεί να δείτε μέρη όπου υπάρχουν υδάτινα ηφαίστεια. Θέλετε να πάτε κάπου όπου υπάρχουν σημάδια ότι ο ωκεανός υποπάγου εκρήγνυται πιο κοντά στην επιφάνεια.

Πόσο έχουν αλλάξει τα πράγματα από την πρώτη σας επίσκεψη στην Ανταρκτική;

Στις αρχές της δεκαετίας του '80, θυμάμαι ότι έγραψα μια πρόταση για τη μελέτη των αλληλεπιδράσεων και της οικολογίας των μικροοργανισμών. Δεν υπήρχε πού να υποβάλει αυτή την πρόταση. Μου είπαν ότι οι μικροοργανισμοί δεν είναι μέρος της οικολογίας. Τώρα υπάρχουν δεκάδες περιοδικά στη μικροβιακή οικολογία. Και η δουλειά που έχουμε κάνει σχετικά με τα μικρόβια σε λίμνες που καλύπτονται από πάγο και παγετώνες άλλαξε τον τρόπο που βλέπουμε μια από τις ηπείρους στη Γη, ενώ ταυτόχρονα μας δίνει ενδείξεις για το τι μπορεί να δούμε στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα.