Langzaam laat Craig Stevens de camera zakken door het 500 meter diepe gat in het ijs. Stevens leidt een onderzoeksteam van de universiteiten van Wellington, Auckland en Otago in Nieuw-Zeeland, dat het extreme milieu onder de ijskappen van Antarctica wil bestuderen.
Als de eerste beelden opduiken, zijn de wetenschappers even teleurgesteld. Er moet iets mis zijn met de camera, want ze zien alleen maar vage vlekken. Maar als ze de camera scherpstellen, breekt er gejuich uit.
De vlekken zijn honderden kreeftachtigen, die ver van het vitale zonlicht gedijen.
Het onderzoeksteam uit Nieuw-Zeeland zag talrijke kreeftachtigen toen het de camera aanzette in de rivier onder het Ross-ijsplateau in Antarctica.
De ontdekking roept de vraag op hoe ver onder de ijskappen het leven zich uitstrekt en in welke vormen. Stevens en zijn team weten dat er onder de kilometers dikke ijskappen een enorme wereld schuilgaat van meren en smeltwaterrivieren – met mogelijk onbekende levensvormen, die al miljoenen jaren geïsoleerd zijn in de verborgen onderwereld.
IJs verbergt waterwereld
Sinds de jaren 1990 zijn er met behulp van radarmetingen van satellieten 400 meren en vele rivieren onder het ijs van Antarctica in kaart gebracht. De meren bevatten samen minstens een tiende van al het meerwater op aarde.
In tegenstelling tot het Noordpoolgebied, dat grotendeels uit zee-ijs bestaat, rust het grootste deel van Antarctica op vast gesteente. Het water in de meren en rivieren is afkomstig van de ijskappen, die onderaan smelten – door warmte uit de ondergrond en door de wrijving als het ijs over de bodem beweegt.
Sinds 1993, toen het enorme Vostokmeer bij de Zuidpool werd ontdekt, proberen wetenschappers uit te zoeken of er in dit meer organismen leven die al 15 miljoen jaar zijn afgezonderd van het zonlicht.
Het team dat de rivier onder het ijs aantrof, boorde door het ijs van het Ross-ijsplateau op de grens van West- en Oost-Antarctica.
In 2013 bracht een boring naar het meer aan het licht dat het water wemelt van de bacteriën.
Het valt niet uit te sluiten dat de bacteriën afkomstig zijn van de boorvloeistof die werd gebruikt om het boorgat open te houden, maar inmiddels gebruiken wetenschappers steriele warmwaterboren, waardoor ze zeker weten dat ontdekkingen van levende microben in andere meren onder de ijskap legitiem zijn.
Zo zijn er wel 4000 soorten bacteriën gevonden in het Whillansmeer.
En in 2015 filmden onderzoekers zelfs kleine, langwerpige visjes met grote ogen in het zeewater onder het ijs van Oost-Antarctica.
De Nieuw-Zeelandse onderzoekers maakten een gat in het 500 meter dikke ijs door water van circa 90 °C door een buis te pompen.
Er was dus al veel leven onder het ijs gevonden toen het Nieuw-Zeelandse team afreisde naar Antarctica. Toch is hun ontdekking behoorlijk sensationeel.
Kreeftachtigen vinden voedsel in het donker
De missie van het team was eigenlijk om smeltwater en het effect daarvan op de klimaatverandering te bestuderen.
Maar toen ze begin 2022 vertrokken, wilden ze ook een langwerpige depressie in het ijs, die ze op satellietbeelden hadden gezien, nader bekijken.
De depressie kwam overeen met een ondergrondse rivier, die over de grens loopt tussen de West-Antarctische ijskap en het enorme Ross-ijsplateau, dat in zee drijft en zo groot is als Frankrijk.
Na een reis van 900 kilometer van Basis Scott aan de overkant van het Ross-ijsplateau naar de depressie, maakten de wetenschappers een warmwaterboor klaar.
Met bijna kokend water smolt de boor zich een weg omlaag door 500 meter ijs, om uit te komen in de ondergrondse rivier.
Daar stuitten de wetenschappers op de vele kreeftachtigen.
Een van de grootste vragen was hoe deze dieren aan hun voedsel komen. Op open zee zinken dode fotosynthetische microben omlaag, wat voeding levert aan het bodemwater. Maar in de inktzwarte duisternis onder het dikke ijsplateau kan geen fotosynthese plaatsvinden, waardoor het water voedselarm is.
Hetzelfde geldt voor het smeltwater uit de rivier, die ook ontspringt in de duisternis diep onder de ijskap.
Dat het onder de grens tussen de ijskap en het ijsplateau krioelt van leven, is dus nauwelijks te geloven.
Donkere rivier onder ijs krioelt van leven
Bij een riviermonding op de grens tussen de ijskap en het drijvende Ross-ijsplateau, 400 kilometer van open zee en vitaal zonlicht, leven kleine kreeftachtigen die op garnalen lijken. Een warmwaterboor smolt zich een weg ernaartoe.
Warmwaterboor duikt 500 meter omlaag
De warmwaterboor die zich een weg omlaag baande door 500 meter ijs, smolt en verhitte 175 m3 sneeuw. Daarna lieten onderzoekers sensoren, containers voor watermonsters en een camera in de rivier zakken.
Smeltwater stroomt eruit, zeewater erin
De 200 meter brede rivier loopt door een 240 meter hoge kathedraal in het ijs, met een koepelvormig plafond dat breder is dan de onderkant. De monding bevat vijf waterlagen, met smeltwater uit de ijskap en instromend zeewater.
Kreeften onder het ijs verrasten
In open zee krijgt de zeebodem organisch materiaal via dode fotosynthetische microben die omlaag zinken. Maar microben kunnen niet in het donker onder het ijs leven, en dat maakt de overvloed aan kreeftachtigen zo verrassend.
Het is moeilijk te verklaren hoe de miniatuurversies van kreeften, krabben en garnalen hier in leven blijven, vertelt onderzoeksleider Craig Stevens aan Wetenschap in Beeld.
‘Het is verbazingwekkend hoe goed ze gedijen in die extreem voedselarme omgeving in het donker onder het ijs,’ zegt hij.
De onderzoekers hebben bij de monding van de rivier watermonsters verzameld, die ze nu analyseren om de voedselbronnen van de kreeftachtigen te identificeren.
Antarctica kan op ijsmanen lijken
De ontdekking opent de mogelijkheid dat er in heel de uitgestrekte waterwereld onder de ijskappen microben en complexe dierengemeenschappen bestaan, die daar al miljoenen jaren leven zonder zonlicht.
‘Als we het raadsel onder het Antarctische ijs kunnen oplossen, kunnen we het potentieel voor leven in de koude delen van het zonnestelsel beter inschatten.’ Craig Stevens, onderzoeksleider van de expeditie op Antarctica
En dat is nog niet alles, legt Stevens uit, want de wateren onder de grootste ijskappen op aarde zijn vergelijkbaar met de omstandigheden op de manen Europa (Jupiter) en Enceladus (Saturnus), die vloeibare oceanen hebben onder een dikke ijskorst.
Hoe meer we het leven in de wateren onder de ijskappen van Antarctica onderzoeken, hoe beter we weten welke levensvormen zouden kunnen gedijen in de donkere, waarschijnlijk voedselarme zeeën op de ijsmanen, zegt Craig Stevens:
‘Als we het raadsel onder het Antarctische ijs kunnen oplossen (hoe kreeftachtigen kunnen gedijen in zo’n extreme omgeving red.), kunnen we het potentieel voor leven in de koude delen van het zonnestelsel beter inschatten.’