Gần 4.000 loài vi sinh vật đã được tìm thấy trong vùng nước lạnh, tối của Hồ Whillans, nằm cách dải băng ở Nam Cực khoảng nửa dặm.
Một trong những bài báo khoa học thú vị nhất của Viking được xuất bản vào năm 2014 là thông báo về mùa hè này trên tạp chí Thiên nhiên các vi khuẩn đa dạng đó đang phát triển mạnh trong một hồ nước ngầm nằm sâu bên dưới dải băng ở Nam Cực. Gần 4.000 loài vi sinh vật đã được tìm thấy trong vùng nước lạnh, tối của Hồ Whillans, nằm cách bề mặt băng khoảng nửa dặm. Sự hiện diện của vi khuẩn trong một trong những môi trường khắc nghiệt nhất Trái đất có thể có ý nghĩa cho việc khám phá sự sống ở nơi khác trong hệ mặt trời.
Lều sống ở hồ Whillans. nằm dưới dòng băng Whillans ở rìa phía đông nam của thềm băng Ross ở phía tây Nam Cực. Tín dụng hình ảnh: A. Michaud.
Vào ngày 27 tháng 1 2013, một nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi John Priscu của Đại học bang Montana khoan thành công qua 800 mét băng (0,5 dặm) để đạt được vùng biển của hồ Whillans, nơi họ lấy mẫu nguyên sơ của nước và trầm tích. Họ đã sử dụng hệ thống khoan nước nóng được trang bị chất khử trùng, tia cực tím và công nghệ lọc để đảm bảo các mẫu không bị nhiễm bẩn. Các mẫu nước và trầm tích được đưa trở lại phòng thí nghiệm và phân tích sự hiện diện của vi sinh vật.
Brent Christner và Alex Michaud lấy mẫu nước đầu tiên từ Hồ Whillans. Tín dụng hình ảnh: Reed Scherer, Đại học Bắc Illinois.
Quay trở lại phòng thí nghiệm, các nhà khoa học đã phân lập vật liệu di truyền (trình tự gen RNA ribosome) và phát hiện gần 4.000 loài vi khuẩn trong nước và gần 2.500 loài vi khuẩn trong trầm tích. Không chỉ số lượng loài cao, mà tổng số tế bào vi khuẩn trong nước cũng cao, mật độ lên tới 130.000 tế bào trên một ml nước. Các xét nghiệm khác xác nhận rằng các vi sinh vật này đã hoạt động trao đổi chất.
Những phát hiện đã được công bố trên tạp chí Thiên nhiên vào ngày 21 tháng 8 năm 2014. Brent Christner, tác giả chính của nghiên cứu mới, là một nhà vi trùng học tại Đại học bang Louisiana. Ông bình luận về số lượng tế bào cao trong một bài báo:
Tôi nghĩ rằng tất cả chúng tôi đã ngạc nhiên bởi con số đó. Chúng tôi đã có hồ ở đây trong khuôn viên trường mà chúng tôi có thể lấy mẫu và các con số nằm trong phạm vi đó.
Không giống như các cộng đồng vi sinh vật trong các hồ nước ngập nắng, được thúc đẩy bởi quá trình quang hợp, các cộng đồng vi sinh vật ở vùng nước sâu, tối được cung cấp năng lượng bởi các quá trình tổng hợp hóa học. Thật vậy, nhiều loài vi khuẩn được phát hiện trong hồ Whillan có vẻ giống với các hóa trị đã biết sử dụng các hợp chất sắt, nitơ hoặc lưu huỳnh làm nguồn năng lượng.
Vi khuẩn từ hồ Whillans. Tín dụng hình ảnh: Brent Christner, Đại học bang Louisiana.
Các hồ subglacial ở Nam Cực bao gồm nước đã tan chảy từ mặt dưới của tảng băng. Bất chấp nhiệt độ băng giá, nước nóng chảy được tạo ra ở độ sâu bằng nhiệt được cung cấp thông qua năng lượng địa nhiệt và ma sát từ các dòng băng. Kể từ những năm 1990, các nhà khoa học đã phát hiện ra khoảng 400 hồ phụ ở Nam Cực với việc sử dụng các công nghệ radar xuyên băng. Các nghiên cứu về các hồ subglacial khác ở Nam Cực đang được lên kế hoạch cho tương lai.
Những phát hiện mới cũng gợi ý nơi tìm kiếm sự sống ở nơi khác trong hệ mặt trời của chúng ta. Cả mặt trăng Sao Thổ Enceladus và Mặt trăng Europa của Sao Mộc được cho là có lớp băng dày nằm trên đỉnh đại dương lỏng.
John Priscu, đồng tác giả của nghiên cứu mới, cho biết:
Europa có một kệ băng giá và nước lỏng bên dưới nó, giống như chúng ta tìm thấy trong hệ thống Nam Cực, cho phép chúng ta rút ra một số kết luận về những gì chúng ta có thể tìm thấy ở đó. Tôi yêu thích ở bên khi cuối cùng chúng tôi thâm nhập vào môi trường đó để tìm kiếm sự sống.
Các tác giả khác của nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí bao gồm Amanda Achberger, Carlo Barbante, Sasha Carter, Knut Christianson, Alexander Michaud, Jill Mikucki, Andrew Mitchell, Mark Skidmore, Trista Vick-Majors và Nhóm khoa học WISSARD.
Tài trợ cho dự án được cung cấp bởi Quỹ khoa học quốc gia, Cơ quan hàng không vũ trụ quốc gia, Cơ quan khí quyển và đại dương quốc gia, Hiệp hội tài trợ không gian Montana Montana, Quỹ Gordon và Betty Moore và Chương trình Nam cực quốc gia Ý.
Điểm mấu chốt: Một hệ sinh thái vi sinh vật đa dạng và hoạt động trao đổi chất đã được tìm thấy phát triển mạnh ở Hồ Whillan, một hồ nước ở Nam Cực nằm cách nửa tảng băng. Những phát hiện mới được công bố trên tạp chí Thiên nhiên vào ngày 21 tháng 8 năm 2014.