Forró vízzel fúrnak le a világ legfurább tavába

Nem mindegy, mikor és hogyan olvad el a Nyugat-Antarktisz roppant jégtömege - a világtenger néhány méteres emelkedése élet-halál kérdése lehet. Ennek pontos megállapítására egy százezer éve érintetlen, jég alatti tóból akar első ízben mintát venni egy brit kutatócsoport.

Ismeretlen élőlényeket is felfedezhetnek azok a brit kutatók, akik először vennének mintát az Antarktisz több kilométeres jégrétege alatt rejtőző tavak egyikéből. A kutatócsoport forró vizet használ majd fúrófolyadékként a nyugat-antarktiszi Ellsworth-tó fölötti három kilométeres jégpáncél áttörésére. A tó vize legalább 125 ezer éve nem érintkezett a külvilággal, de egyes feltételezések szerint akár egymillió éves vízre is bukkanhatnak a kutatók. (A nyugat-antarktiszi jég jelentőségéről itt írtunk korábban.)

Az ősi vízből vett minták alapján következetni lehetne arra, hogyan alakították a jeges kontinens éghajlatát a földtörténet korábbi klímaváltozásai. Ez azért fontos, mert a klímakutatók körében általánosan elfogadott nézet szerint a világtenger szintje három méterrel emelkedne meg, ha a most zajló felmelegedés miatt Nyugat-Antarktisz jege elolvadna, de egyes számítások szerint hétméteres szintemelkedés is előfordulhat emiatt. A minták alapján ki lehet értékelni a nyugat-antarktiszi jégtakaró stabilitását, és megállapítani a jövőbeli tengerszint-emelkedés mértékét.

Az Ellsworh-földön nyáron is mínusz 20 fok körül van a hőmérséklet

"Ha kiderülne, hogy a jégtakaró a földtörténeti múltban már visszahúzódott vagy összeomlott, és ha igen, ez pontosan mikor történt, akkor az elárulná, hogy milyen környezeti feltételek vezetnek a nyugati jégtakaró jövőbeli visszahúzódásához" - mondta Mike Bentley, a brit Durham Egyetem gleccsergeológusa. A jég alatti világok felderítése a földön kívüli élet kutatása miatt is fontos: a Jupiter Európa nevű holdját vastag jégréteg borítja, de alatta folyékony óceán rejtőzik. A fúrási munkálatok az antarktiszi nyár elején, novemberben kezdődnek; a helyszín itt látható a Google térképén.

"Ennyi pénzből sikerülhet"

A fúráshoz szükséges 70 tonnányi felszerelést most juttatja el egy mérnökökből álló szakembercsoport légi úton az Antarktiszra. A csoport a vízen kívül a tó üledékrétegeiből is mintát szeretne venni. A kutatást hétmillió angol fonttal támogatja az Egyesült Királyság környezetvédelmi kutatási bizottsága (NERC) - az összeg 2,34 milliárd forintnak felel meg.

"A forró vizes technológiával és ekkora összeg felhasználásával valószínűleg sikeres lesz a mintavétel, hacsak az időjárás nem szól közbe. Ebben a kutatásban nem a fúrás ténye az igazán érdekes, hiszen már több évtizede vizsgáljuk az Antarktisz jegét, hanem az, ha sikerül úgy mintát venni a tóból, hogy semmivel sem szennyezik el a vizét. A steril fúrás az, ami eddig nem jött össze senkinek" - mondta az [origo] kérdésére dr. Nagy Balázs geográfus, a Magyar Antarktisz Program vezető kutatója. A kutatócsoport közlése szerint minden olyan eszközt sterilizálnak, ami eléri majd a tó vizét, továbbá a kiemelt vízmintákat biofilmmel vonják be, hogy megkülönböztessék a tóban talált mikroorganizmusokat.

"Azt már évtizedek óta, a kifinomult radaros geofizikai kutatások kezdetétől lehet tudni, hogy több száz ilyen jég alatti tó van az Antarktiszon. Mivel eddig senkinek sem sikerült a mintavételezés, csak széles skálán szóródó feltételezések vannak arról, hogy például milyen eredetű ezeknek a tavaknak a vize, de arról is, hogy egymillió vagy csak több ezer éve zárta el őket a külvilágtól a jég. Ez kicsit olyan, mint a Mars-kutatás: amíg nincsenek steril körülmények között megszerzett minták, addig nem lehet rendet vágni a feltételezések között" - mondta a kutató.

A felszerelést légi úton szállítják a helyszínre

A Vosztok-tavat még nem érték el

Az idén februárban véget ért 2010/11-es antarktiszi nyár alatt már majdnem lefúrt egy orosz kutatócsoport a legnagyobb, jég alatti vízrétegbe, a Vosztok-tóba. A Vosztokot a világ legkülönlegesebb tavának tartják, de nemcsak azért, mert négy kilométeres mélységben található, hanem azért is, mert nem áll kapcsolatban a többi, szinte négyszáz víz alatti tó egyikével sem. A szentpétervári Arktiszi és Antarktiszi Kutatóintézet munkatársai már 1990 óta foglalkoznak a tó feltárásával, de végül nem törték át teljesen a fölötte lévő jégréteget, attól tartva, hogy megsérülhet a tó különleges életközössége.

Az antarktiszi szárazföld egyik völgyében levő Ellsworth-tó vize folyékony állapotban van a földhő miatt - ez már korábban, a radarfelderítés és a szeizmikus mérések segítségével kiderült. A tíz kilométer hosszú és 2-3 kilométer széles vízfelület nagyjából a Velencei-tó méretének felel meg, hőmérséklete mínusz 25 Celsius-fok körül mozog. Azt is lehet tudni, hogy a tó fenekét vastag üledékréteg borítja. A fúrást megtervező mérnökök számára az a legnagyobb feladat, hogy miként lehet úgy vizet és üledéket is kiemelni erről az évtízezredek óta érintetlen, különleges helyről, hogy semmilyen jelenkori anyag ne szennyezze a mintákat, másrészt a tavat magát.

A forró vizes fúrófej egy permetezőkészülék egy 3,2 kilométer hosszú tömlő végére szerelve. A brit kutatócsoport kilencven liter, 97 Celsius-fokosra hevített desztillált vizet használ a művelethez, amelyet felforralva folyamatosan újrahasznosítanak. Az eszköz a tervek szerint egy sima falú, 36 centiméter széles furatot képez a jégbe. Amint elérik a jégpáncél alsó határát, egy öt méter hosszú mintavételi eszközt bocsátanak le, amely huszonnégy edény segítségével különböző mélységekből vesz vízmintát. Az eszközzel fényforrást és a felvételeket HD-minőségben rögzítő videokamerát is lebocsátanak, valamint szűrőkkel is felszerelik a vízben lebegő szilárd részecskék kinyerésére.

A minták kinyerésére egy napjuk lesz a kutatóknak

Extrém élőlények extrém körülmények között

A berendezések túlnyomó többségét a brit Nemzeti Oceanográfiai Központban (NOC) tervezték és gyártották Matt Mowlem vezetésével. "Teljesen ismeretlen az a lenti világ. Azt sem tudjuk például, hogy lesz-e oldott gáz a vízben. A tó vize 300 atmoszféra nyomáson van, de amikor a mintavételi eszközt elkezdjük kihúzni, akkor a furaton beáramló hideg levegő hatására meg fog fagyni, így hirtelen 2700 atmoszféra nyomást fog kifejteni. Ez pedig több, mint amivel az oceanográfiai kutatások során használt eszközökkel eddig tapasztaltunk" - mondta a brit közszolgálati hírszolgáltató a BBC kérdésére.

Amint a vízmintákat kiemelik, egy fúrófejet bocsátanak le a tófenék üledékének mintavételezésére. Az egész folyamat versenyfutás lesz az idővel, mert a kifúrt üreg átmérője folyamatosan szűkülni fog, ahogy a víz ráfagy. Mintegy huszonnégy óra áll rendelkezésre a két mintavételezés kivitelezésére, mielőtt az üreg túlzottan összemenne - ez Martin Siegert glaciológus, a csoport vezető kutatója, az Edinburghi Egyetem professzorának becslése. "A minták érintetlenségének biztosítása érdekében még a kutatók kesztyűit is folyamatosan tisztán kell tartani. Mi is szoktunk jeget fúrni, úgyhogy sejtem, milyen problémákkal szembesül a brit csoport" - mondta Nagy Balázs.

Az üledékminták kiemelése azért fontos, mert abból lehet következtetni, hogy mikortól formálódott ki a jelenleg ismert nyugat-antarktiszi jég. "Az Antarktisz általában véve több mint tízmillió éve eljegesedett, de eközben voltak kisebb-nagyobb felmelegedési időszakok" - mondta a magyar kutató. A klímakutatók és geológusok már megállapították, hogy az utóbbi egymillió évben többször volt a jelenleginél magasabb a világtenger szintje. Ez volt a helyzet 125 ezer és 380 ezer évvel ezelőtt is, de arra még nincs bizonyíték, hogy ez a vízmennyiség vajon a Nyugat-Antarktisz olvadásából származott-e. Az Ellsworth üledékmintájában így a tavitól jelentősen eltérő tengeri üledék nyomait fogják vizsgálni, mert így pontosan meg lehet állapítani, mikor fagyott be ismét a jeges kontinensnek ez a vidéke, ez az információ pedig jól jön a jövőbeli olvadás kihatásainak megállapításában.

Ha valóban sikerül megtudni, mit rejt a 397 jég alatti tó egyike, az azért is érdekes, mert az Antarktisz-kutatók úgy sejtik, hogy eddig ismeretlen és egyedülálló életformákat rejthet a sötét, steril és teljes mértékben elszigetelt környezet. A kutatócsoport szerint vírusok és baktériumok lehetnek a mélyben, de az is lehet, hogy bizonyítékokat találnak archeák, azaz ősi típusú sejtmag nélküli egysejtűek, illetve valódi sejtmaggal rendelkező egysejtűek jelenlétére is. "Az sem kizárt, hogy gombákat találunk" - mondta a BBC-nek David Pearce mikrobiológus, a brit Antarktisz-kutató csoport (BAS) tagja.

Ezek az életformák annak megértését segíthetik, hogy miként kezdődött és fejlődött az élet a Földön. Az esetleg azonosított új élőlények attól függően fognak különbözni a már ismertektől, hogy az Ellsworth-tó mennyi ideje van elzárva a külvilágtól - más szavakkal kifejezve, hogy a nyugat-antarktiszi jég mióta stabil. Ha sikeres a mintavétel, de nem lelik semmi nyomát az életnek a kutatók, akkor is nyerő helyzetben vannak: ez azt fogja bizonyítani, hol nem lehetséges élet a bolygón, vagyis pontosabban fogjuk tudni, hol húzódnak a bioszféra határai.