Blood Falls es una salida de una columna de agua salada contaminada con óxido de hierro (III) , que fluye desde la lengua del glaciar Taylor hacia la superficie cubierta de hielo del lago West Bonney en el valle Taylor de los valles secos de McMurdo en la Tierra Victoria , en la Antártida oriental. .
De pequeñas fisuras en las cascadas de hielo emerge esporádicamente agua hipersalina rica en hierro. La fuente de agua salada es una piscina subglacial de tamaño desconocido cubierta por unos 400 metros (1300 pies) de hielo a varios kilómetros de su pequeña salida en Blood Falls.
El depósito rojizo fue encontrado en 1911 por el geólogo australiano Thomas Griffith Taylor , quien fue el primero en explorar el valle que lleva su nombre. [1] Los pioneros de la Antártida primero atribuyeron el color rojo a las algas rojas , pero luego se demostró que se debía a los óxidos de hierro.
Los óxidos férricos hidratados poco solubles se depositan en la superficie del hielo después de que los iones ferrosos presentes en el agua salada no congelada se oxidan en contacto con el oxígeno atmosférico . Los iones ferrosos más solubles inicialmente se disuelven en agua de mar antigua atrapada en una antigua bolsa que quedó del océano Antártico cuando un fiordo fue aislado por el glaciar en su progresión durante el período Mioceno , hace unos 5 millones de años, cuando el nivel del mar era más alto que hoy.
A diferencia de la mayoría de los glaciares antárticos, el glaciar Taylor no está congelado hasta el lecho de roca , probablemente debido a la presencia de sales concentradas por la cristalización del antiguo agua de mar aprisionada debajo de él. La crioconcentración de sal se produjo en el agua de mar relicta profunda cuando el hielo puro cristalizó y expulsó sus sales disueltas mientras se enfriaba debido al intercambio de calor del agua de mar líquida cautiva con la enorme masa de hielo del glaciar. Como consecuencia, el agua de mar atrapada se concentró en salmueras con una salinidad de dos a tres veces mayor que la del agua media del océano . Un segundo mecanismo que a veces también explica la formación de salmueras hipersalinas es la evaporación del agua de los lagos superficiales directamente expuestos a la atmósfera polar muy seca en los Valles Secos de McMurdo. Los análisis de isótopos estables del agua permiten, en principio, distinguir entre ambos procesos siempre que no se produzca mezcla entre salmueras formadas de forma diferente. [2]
El fluido hipersalino, del que se tomaron muestras fortuitamente a través de una grieta en el hielo, no tenía oxígeno y era rico en sulfato e iones ferrosos. El sulfato es una firma geoquímica remanente de las condiciones marinas, mientras que el hierro divalente soluble probablemente se liberó en condiciones reductoras de los minerales del lecho rocoso subglacial erosionados por la actividad microbiana.
Los análisis químicos y microbianos indican que se desarrolló un raro ecosistema subglacial de bacterias autótrofas que metaboliza el sulfato y los iones férricos . [3] [4] Según la geomicrobióloga Jill Mikucki de la Universidad de Tennessee , las muestras de agua de Blood Falls contenían al menos 17 tipos diferentes de microbios y casi nada de oxígeno. [3] Una explicación puede ser que los microbios usan sulfato para respirar con iones férricos y metabolizar los niveles traza de materia orgánica atrapada con ellos. Un proceso metabólico de este tipo nunca antes se había observado en la naturaleza. [3]
Una observación desconcertante es la coexistencia de iones ferrosos y sulfato en condiciones anóxicas . No se encuentran aniones sulfuro en el sistema. Esto sugiere una interacción intrincada y poco comprendida entre los ciclos bioquímicos del azufre y el hierro .
En diciembre de 2014, científicos e ingenieros liderados por Mikucki regresaron al glaciar Taylor y utilizaron una sonda llamada IceMole , diseñada por una colaboración alemana, para fundirse en el glaciar y tomar muestras directamente del agua salada (salmuera) que alimenta Blood Falls. [5]
Se analizaron las muestras y revelaron una salmuera subglacial fría (-7 °C (19 °F)), rica en hierro (3,4 mM) (8% de cloruro de sodio ). A partir de estas muestras, los científicos aislaron y caracterizaron un tipo de bacteria capaz de crecer en agua salada ( halófila ), que prospera en el frío ( psicrófila ) y es heterótrofa , que asignaron al género Marinobacter . [6] El análisis bioinformático del ADN indicó la presencia de al menos cuatro grupos de genes implicados en el metabolismo secundario. Dos grupos de genes están relacionados con la producción de aril polienos , que funcionan como antioxidantes que protegen a las bacterias de las especies reactivas de oxígeno . [6] Otro grupo de genes parece estar involucrado en la biosíntesis de terpenos , y es muy probable que produzca pigmentos . [6] Otras bacterias identificadas son Thiomicrospira sp. y Desulfocapsa sp.
Según Mikucki et al. (2009), el estanque subglacial, ahora inaccesible, fue cerrado hace 1,5 a 2 millones de años y transformado en una especie de "cápsula del tiempo", aislando a la antigua población microbiana durante un tiempo suficientemente largo para evolucionar independientemente de otros organismos marinos similares. Explica cómo otros microorganismos podrían haber sobrevivido cuando la Tierra (según la hipótesis de la Tierra Bola de Nieve ) estaba completamente congelada.
Los océanos cubiertos de hielo podrían haber sido el único refugio para los ecosistemas microbianos cuando la Tierra aparentemente estaba cubierta por glaciares en latitudes tropicales durante el eón Proterozoico , hace unos 650 a 750 millones de años.
Este lugar inusual ofrece a los científicos una oportunidad única para estudiar la vida microbiana del subsuelo profundo en condiciones extremas sin la necesidad de perforar pozos profundos en la capa de hielo polar , con el riesgo de contaminación asociado de un entorno frágil y aún intacto.
El estudio de los entornos hostiles de la Tierra es útil para comprender la variedad de condiciones a las que la vida puede adaptarse y avanzar en la evaluación de la posibilidad de que haya vida en otros lugares del sistema solar, en lugares como Marte o Europa , una luna de Júpiter cubierta de hielo. . Los científicos del Instituto de Astrobiología de la NASA especulan que estos mundos podrían contener entornos de agua líquida subglacial favorables para albergar formas de vida elementales, que estarían mejor protegidas en profundidad de la radiación ultravioleta y cósmica que en la superficie. [7] [8]
77°43′S 162°16′E / 77,717°S 162,267°E / -77,717; 162.267