Svetovne skrivnosti jezera Vostok na Antarktiki

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Rusija je tako rekoč zamrznila novo vrtanje subglacialnega antarktičnega jezera Vostok in to ravno v trenutku, ko se je najbolj približala odkrivanju lokalnega življenja.

Vsi vemo, da smo po vrtanju v globinah jezera Vostok na Antarktiki našli sledi izjemno nenavadne bakterije. Tuji znanstveniki menijo, da je v jezeru veliko eksotičnih večceličnih organizmov. Njihovi domači kolegi to stališče zavračajo, menijo pa tudi, da bi nadaljevanje njegovih raziskav prineslo marsikaj novega – in omogočilo razumevanje, kako bi lahko izgledalo življenje v drugih svetovih sončnega sistema. To se ne bo zgodilo v bližnji prihodnosti: glavno delo na Vostoku je bilo na žalost ustavljeno. Če nekdo naredi taka odkritja v jezeru, potem to lahko postane zasluga tujih raziskovalcev - in to se bo zgodilo zelo kmalu.

Jezero Vostok je velik rezervoar s 6000 kubičnimi kilometri, kar je večkrat več kot v Ladogi. Poleg tega je vzhod subglacial, na globini skoraj štirih kilometrov, zato je tam tlak do 400 atmosfer, kisik in dušik pa nimata kam izven stika z atmosfero. Z njimi nasičene vode jezera so edinstveno okolje, ki bi moralo biti najbolj neugoden rezervoar za življenje na Zemlji. Toda kljub temu tam še vedno obstaja življenje - vsaj tako menijo številni ruski in ameriški znanstveniki, ki so preučevali rezultate njegovega vrtanja. Čeprav se ocene raziskovalcev iz teh dveh držav glede njegove bivalnosti močno razlikujejo, vsi verjamejo, da so našli sledi lokalnega življenja.

Aprila 2017 je bila premiera filma "Jezero Vostok. Greben norosti", ki je pripovedoval o zelo težkih razmerah, v katerih so ruski polarni raziskovalci in znanstveniki dosegli zelo pomembne rezultate pri iskanju življenja pod večkilometrskim antarktičnim ledom. Film še vedno pobira mednarodne nagrade, a je z njim povezana zgodovina in pomembnejša od vseh nagrad. Postavlja temo dejanske zaustavitve globokega čistega vrtanja na jezeru Vostok s strani istoimenske polarne postaje. Pomanjkanje finančnih sredstev je preprečilo, da bi tam naredili velike korake od leta 2015. In zdaj je na postaji nekajkrat manj ljudi, kot jih je bilo na vrhuncu dela. Iz tega skoraj ni več upanja za veliko odkritje lokalnega življenja pod ledom. Čas je, da se ozremo v zgodovino vrtanja, da razumemo, kaj je bilo tam doseženo in česa – zahvaljujoč trenutni »zamrznitvi« dela – ne bo.

O tem, kdo točno živi pod ledom med postajo Vostok in istoimenskim jezerom, obstajata dva stališča. Eden od njih je ameriški, drugi ruski. Prvi temelji na rezultatih plitvejšega vrtanja, ki so ga Združene države izvedle na tem območju v 90. letih prejšnjega stoletja. Nato jim je uspelo priti le do ledu nad jezerom - tistega, ki je nastal iz njegovih voda, postopoma se je dvignil in zmrzoval. Na podlagi rezultatov analize njegovih vzorcev je skupinska metagenomska metoda Scotta Rogersa odkrila genske sekvence 1623 vrst! Šest odstotkov jih je pripadalo precej zapletenim bitjem – evkariontom, bitjem z ločenim jedrom, obdanim z zidom. Nekaj tako zapletenega je bilo najmanj pričakovati, da ga bomo videli na globini več kilometrov.

Poleg tega ena od vrst bakterij, ki se domnevno nahaja na ta način, živi le v črevesju rib - preprosto se ne pojavlja ločeno od njih. Odkrili so tudi genske sekvence, značilne za rotiferje in mehkužce. Iz tega je ameriška skupina sklepala, da so lahko med prebivalci jezera Vostok izjemno zapletena bitja, celo ribe in raki. Po eni od hipotez jezero v obliki odprtega rezervoarja obstaja že desetine milijonov let in le zadnjih 14-15 milijonov je skrito z ledom.

To pomeni, teoretizirajo raziskovalci, da so lokalne ribe in raki imeli veliko časa, da so se postopoma prilagodili razmeram pod ledom. Poleg tega, če so tam, lahko naredijo ekstremne razmere na vzhodu manj ekstremne. Organizmi, ki dihajo kisik, bi lahko porabili presežek kisika, ki vstopa v jezero skupaj z ledom. Potem pa v globinah jezera morda ni presežka tega plina - močnega oksidanta, ob katerem življenje ni lahko - morda ne bo.

Ruski znanstveniki pod vodstvom Sergeja Bulata so se na to odkritje odzvali izjemno hladno. Povsem upravičeno so poudarili, da je bilo vrtanje izvedeno s tehničnimi tekočinami, onesnaženimi z navadno zemljo in drugimi bakterijami. Praktično je nemogoče razlikovati zunanje onesnaževanje od "lokalnih prebivalcev" brez uporabe "čistega vrtanja". Domači raziskovalci menijo, da je v takšnih razmerah mogoče govoriti o resničnem "vzhodnem" življenju le, če se najdejo genetske sekvence, ki so popolnoma drugačne od česar koli.

In strokovnjakom iz Sankt Peterburškega inštituta za jedrsko fiziko Ruske akademije znanosti je tam uspelo najti bakterijsko DNK, ki ni sovpadala z nobeno od znanih vrst. To jim je tako tuje, da ga niti ni bilo mogoče umestiti v neko skupino bakterij. 14 odstotkov njenih genov ni pri nobeni drugi znani vrsti. Kot je takrat dejal Sergej Bulat, je ta DNK tako nepodobna ničemur drugemu, da bi "če bi jo našli na Marsu, bi nedvomno izjavili, da je to življenje z Marsa. Čeprav gre za zemeljsko DNK."

Vendar so to bakterije, preproste, enocelične, brez "zvončkov" in nepotrebne kompleksnosti. V vzorcih ledu še niso našli genov nečesa nepričakovanega in še bolj kompleksnega, a hkrati drugačnega od kopenskih vrst. Torej so evkarionti in celo večcelični, kot so ribe, po mnenju naših znanstvenikov tam še vedno ukinjeni. To morda ni slabo. Ribe, ki živijo brez svetlobe in oskrbe s hranili od zgoraj, bi morale biti tako tuje, kar vemo, da se pravzaprav ne bi preveč razlikovale od kakršnih koli "zelenih mož" iz zgodb kreativnih ufologov.

Vprašanje, ali na vzhodu obstajajo večcelični organizmi, s tem sploh ni zaprto. Pred kratkim so znanstveniki izvedeli, da lahko večcelični organizmi - zlasti gobe - nekako skrivnostno preživijo globoko pod morskim dnom. Tlak je tam celo višji kot v podledeniškem jezeru. Očitno glive nekako sobivajo s kemoavtotrofnimi bakterijami, ki zaradi oksidacije črpajo energijo iz anorganske snovi. Nezadostno oksidirane železove spojine, na primer v sestavi olivina, služijo kot "gorivo" za tako globoko življenje. Bakterije ga "zažgejo" s kisikom in dobijo vodo.

In konec aprila 2017 je postalo znano, da lahko večcelične glive opisane vrste obstajajo pod morskim dnom 2,4 milijarde let. Poleg tega so nastale še pred nasičenostjo ozračja s kisikom. To pomeni, da v nasprotju s predhodnimi stališči večcelično in kompleksno življenje ne potrebuje kisikove atmosfere ali ugodnih razmer na površini planeta. Če je bilo tako pred milijardami let, se lahko zgodi, da še danes v podledeniškem jezeru obstajajo organizmi, ki so kompleksnejši od bakterij - in še veliko več.

Predpostavimo za trenutek, da bi lahko bilo tako. Potem pomen njihovega odkritja daleč presega naše poznavanje zemeljskega življenja. Dejstvo je, da imajo črevesje Marsa, Titana, Encelada, Evrope, Ceresa in mnogih drugih teles sistema na vrhu tudi ledeno kapico, spodaj vodo in visok tlak. Tako so podobni razmeram na vzhodu, da se sklep namiguje: če se pod ledom Antarktike najde zapleteno življenje, potem je težko izključiti njegovo prisotnost v drugih svetovih sončnega sistema.

Na prvi pogled se morda zdi, da je glavni problem življenja pod ledom na Antarktiki mraz. Pravzaprav to morda sploh ni tako. Ja, zgornje plasti jezera so ohlajene na minus tri stopinje Celzija. Če ne bi bilo tlaka nad 350 atmosferami, bi bil na njihovem mestu led, le da tako mrzli vodi ne zmrzne. In vendar so najverjetneje nižje plasti jezera precej bolj ekstremne glede temperatur.

V ledu sto ali dveh metrov nad jezerom smo uspeli najti termofilno bakterijo Hydrogenophilus thermoluteolus. Čeprav je tam »po videzu« precej pogost (geni so podobni drugim znanim vzorcem), ga je zelo težko pripisati zunanjemu onesnaženju. Pa ne samo zato, ker bi bila termofilna bakterija na Antarktiki precej čuden onesnaževalec. Še pomembneje je, da so ga pred ledom nad vzhodom lahko našli le v toplih vrelcih. Na površju nima kaj dosti početi - živi z oksidacijo vodika, ki se nabira tam, kjer vroča voda pride v stik s skalami.

Takšno "onesnaževalo" skoraj zagotovo ne bi moglo priti v kerozin ali freon, ki se uporablja pri vrtanju iz Rusije ali drugih delov sveta. Proizvodnja takšnih snovi ni nikjer v toplih vrelcih. Ruski in francoski znanstveniki na podlagi tega predlagajo, da se na dnu podledeniškega jezera skrivajo isti viri, skozi katerega poleg tople vode teče vodik, ki služi kot osnova za kemoavtotrofno življenje.

Na splošno Hydrogenophilus thermoluteolus še zdaleč ni največji ekstrem med tistimi, ki živijo v bližini tople vode. Ljudje, kot je ona, živijo in se razvijajo pri 40-60 stopinjah Celzija. Najbolj »togi« med njimi so preprosteje urejeni enocelični organizmi, arheje, ki prenašajo do 122 stopinj Celzija. Vendar doslej niso našli sledi arhej v ledu nad jezerom ali v vzorcih iz njega. Torej, če je vroče na samem dnu, potem ne pretirano, ne nad vreliščem, pri katerem bakterije umrejo.

Pred nekaj leti se je globoko vrtanje v jezerske vode začelo umirjati. Da bi prišli do takšne globine, vrtalnik ni primeren: taljena voda iz ledu hitro zamrzne. Zamenja ga nezmrzovalni kerozin ali freon. Toda če takšne tekočine - v njih je lahko veliko bakterij - pridejo v vode jezera, bo zelo težko razumeti, kdo od tistih, ki jih najdemo med vrtanjem, je domorodec in kdo tujec. Ruski raziskovalci so že dolgo prišli do zaključka, da so na zadnjih desetinah metrov ledu, še bolj pa v samem jezeru, potrebne bistveno drugačne tehnologije, ki izključujejo stik med jezersko vodo in zunanjimi tekočinami.

Žal, to pomeni, da je potrebna nova vrtalna oprema. In njeno ustvarjanje - v nasprotju z izkoriščanjem prejšnjega - zahteva denar, čeprav nikakor v kozmičnem obsegu. Tako se je nekje v letu 2015 nadaljnji napredek dela resno upočasnil. "Dolgočasen" del osebja postaje je zdaj le nekaj ljudi, nekoč pa je bilo za izvajanje te naloge njeno osebje pripeljanih na desetine.

Najverjetneje se je zgodilo, kot da bi po oktobru 1957 Hruščov nenadoma rekel, da je izstrelitev satelitov drago, in da ni zagotovil sredstev za vse druge vesoljske polete. Ruski znanstveniki so našli najboljšega kandidata za nenavadno življenje za podledeno jezero, ki leži na globini kilometrov. To jezero je, kot mnogi verjamejo, povezano s podzemnimi kanali z drugimi lokalnimi jezeri - in na Antarktiki jih je na desetine, Vostok je preprosto največji. In nenadoma, namesto da bi nadaljevali z delom, našli nove bakterije ali celo večcelične organizme, nenadoma sami opustimo boj.

Logika te odločitve je razumljiva. Hruščov ni mogel reči "igraj se in to je dovolj" - izgubil bi obraz zaradi konkurenčnega pritiska Združenih držav. W. Brown je bil tam s svojimi sanjami o luni in zavrnitev letenja bi postavila ZSSR v neprijeten položaj. Na žalost se zlonamernim Američanom ne mudi tekmovati z nami v smeri raziskovanja najbolj eksotičnega zemeljskega življenja. Za to države preprosto nimajo polarne postaje tik nad jezerom. Posledično se lahko stanje spremeni v dolgo zaustavitev naših prizadevanj v tej smeri.

Vendar NASA šele razmišlja o metodah vrtanja kilometrskega ledu v Evropi. Morda bodo razmišljali o testiranju mobilnega vrtalnega kompleksa na istem vzhodu. Takrat se lahko izkaže, da bo prednost pri odkrivanju najbolj ekstremnega življenja pod ledom nekdo drug.