I dettagli sporchi delle valli secche dell'Antartide
Le McMurdo Dry Valleys dell'Antartide
Situate sulla costa occidentale di , le McMurdo Dry Valleys formano la più grande area priva di ghiaccio (relativamente) in Antartide.
Coprendo una superficie di circa 4.800 km quadrati, le Dry Valleys sono uniche in quanto i loro laghi ghiacciati e vaste aree di terreno esposto rappresentano una regione della Terra che si avvicina ai requisiti minimi per sostenere la vita.
Infatti, basse temperature, precipitazioni limitate e accumulo di sale rendono le McMurdo Dr Valleys quasi più simili a Marte della Terra - o Antartide.
Le McMurdo Dry Valleys rimangono asciutte perché le precipitazioni che cadono come neve al Continente Antartide vengono soffiate via da questa zona da forti venti katabatici secchi e secchi attraverso il processo di sublimazione.
Il risultato è che l'unico ghiaccio trovato nelle Valli Secche è sotto forma di ghiacciai alpini e ghiaccio lacustre, rendendo l'area una peculiarità in un continente già peculiare.
Vita antartica nelle McMurdo Dry Valleys
Quando il capitano Scott scoprì per la prima volta le Dry Valleys nel 1903, lui e la sua squadra di spedizione credettero che fossero prive di vita.
Si scopre, tuttavia, che una grande varietà di ecosistemi acquatici prosperano nel clima duro delle McMurdo Dry Valleys a causa di ghiacciai fusi che scorrono nei laghi coperti di ghiaccio.
Questo flusso non è costante, ma dipende da una combinazione di fattori che circondano la temperatura, il vento e la luce solare.
I livelli di flusso oscillano tra un gocciolamento e un torrente durante tutto il giorno, mese e anno, il che significa che solo alcuni organismi possono sopravvivere nell'insolito ambiente delle Valli Secche.
Questi organismi sono generalmente cianobatteri, noti per essere specie "stress-tollerante," che hanno anche pigmenti scuri per la protezione dai raggi UV elevati.
Nonostante le dure condizioni, ci sono diverse specie nelle McMurdo Dry Valleys, in quanto ci sono poche altre piante o animali in competizione con loro (o mangiare).
Uno degli aspetti più sorprendenti della sopravvivenza dei cianobatteri è la loro capacità di avviare il processo di fotosintesi entro 48 ore dalla ricezione dell'acqua liquida, nonostante si trovi in uno stato virtualmente liofilizzato.
I laghi ghiacciati delle McMurdo Dry Valleys
I laghi coperti di ghiaccio nelle Dry Valleys, che hanno ghiaccio di circa 3 - 5 metri di spessore (9.8 - 16.4 piedi) durante tutto l'anno, forniscono un habitat unico per la vita a prosperare. Alcune delle caratteristiche principali di questi laghi includono:
- Copertina ghiacciata che si traduce in una colonna d'acqua stabile, permettendo agli strati di acqua salata di persistere nel corso di molti anni
- Limita la velocità a cui i nutrienti, che si accumulano in acque profonde, possono tornare allo strato superiore del lago
- Lo spessore dei blocchi di ghiaccio 80-99% dell'energia solare
Queste caratteristiche fanno sì che i laghi delle Valli Secche siano scuri, freddi con un apporto lento di nutrienti e un ambiente a crescita lenta per diverse specie. La produzione più diffusa nei laghi è costituita da tappeti microbici sui fondali del lago, con i principali organismi cianobatteri.
Nonostante le temperature fredde che ne ostacolano la crescita, le stuoie di lago crescono in grandi accumuli a causa di limitate perturbazioni e mancanza di pascolo. Un aspetto interessante di queste stuoie è che crescono strati annuali con ogni strato che appare come bande alterne di nero (inverno) e bianco (estate), permettendo ai ricercatori di determinare i cambiamenti di temperatura passati nelle valli secche.
I livelli dei laghi sono determinati dal volume di acqua sciolta disponibile, che fluttua nel tempo. Ad esempio, la profondità del lago Vanda è variata da 130 m di profondità circa 5.000 anni fa a livelli ossei asciutti circa 1.200 anni fa, lasciando una piscina in salamoia. Negli anni '70 la profondità del lago era di 65 m. A causa della mancanza di vento che mischiava l'acqua, la piscina in salamoia risalente a 1000 anni fa è ancora in fondo al lago.
Scoperta delle acque sotterranee antartiche nelle McMurdo Dry Valleys
Recentemente i ricercatori hanno scoperto sotto le Dry Valleys un acquifero salato che potenzialmente potrebbe sostenere gli ecosistemi microbici precedentemente sconosciuti. UC Santa Cruz glaciologo Slawek Tulaczyk Professore di Scienze della Terra e del Planetario Insieme ad altre ricerche hanno raccolto le prove delle acque sotterranee utilizzando un sensore via elicottero per penetrare sotto la superficie.
Lo studio ha trovato salamoia, o acqua salata, formando falde acquifere sotto le valli secche ghiacciai e laghi e all'interno del suo terreno ghiacciato. Lo studio ha anche trovato evidenza delle salamoia che fluiscono verso la costa antartica da circa 18 chilometri nell'entroterra, scaricando infine nell'Oceano Meridionale. Lo studio ipotizza che i nutrienti trasportati nella salamoia siano rilasciati nell'oceano influenzando la produttività biologica nelle e intorno alle zone costiere.
Un'altra scoperta è stata la rilevazione di habitat microbici nella superficie e nella superficie vicina delle Dry Valleys: un'impresa sorprendente della vita dato che i piccoli spazi pori sono pieni di salamoia iper-salina che rimangono liquidi fino a -15 °C. Questo studio fa parte di un team internazionale, interdisciplinare che utilizza un sensore elettromagnetico chiamato SkyTEM montato su un elicottero per produrre immagini del sottosuolo delle Dry Valleys, con la tecnologia sviluppata all'Università di Aarhus in Danimarca.
Il cavo SkyTEM Esben Auken ha pilotato il sensore in molti luoghi del mondo ed è stata la prima volta che la tecnologia è stata impiegata in Antartide. Nel complesso, i dati del progetto forniranno agli scienziati una maggiore comprensione di come le Dry Valleys hanno cambiato nel tempo e di come questa storia influenza ciò che gli scienziati vedono oggi.
La scienza delle McMurdo Dry Valleys
Il progetto (LTER) è uno studio interdisciplinare degli ecosistemi acquatici e terrestri delle Dry Valleys. Il sito è stato selezionato nel 1992 per il Programma di Ricerca Ecologica a lungo termine della National Science Foundation.
Con il finanziamento del progetto 2010 rinnovato per altri 6 anni, il progetto McMurdo LTER conduce una ricerca ecologica a lungo termine con l'obiettivo di lasciare un patrimonio di esperienze e osservazioni sul campo a lungo termine ben progettate e ben documentate per le generazioni future per migliorare la loro comprensione delle componenti fondamentali dell'ecosistema e dei fattori che causano cambiamenti diffusi. In particolare, l'obiettivo di McMurdo LTER è quello di comprendere l'influenza dei vincoli fisici e biologici sulla struttura e la funzione degli ecosistemi Dry Valley.
Un barometro del cambiamento globale: il McMurdo LTER
Il progetto LTER di McMurdo afferma che la ricerca condotta nelle Dry Valleys è importante per la scienza in quanto mentre tutti gli ecosistemi dipendono dall'acqua liquida per la sopravvivenza raramente ci sono posti sulla Terra in cui un piccolo cambiamento climatico può influenzare le capacità degli organismi di crescere e riprodursi.
Con i dati raccolti dal LTER che indicano le Valli Secche sono molto sensibili alle piccole variazioni di radiazione solare e temperatura, questo può fornire ai ricercatori un laboratorio naturale su scala regionale per studiare le risposte alle attività umane che alterano il clima.
Importantemente, le lastre di ghiaccio antartiche rispondono al cambiamento climatico in periodi di migliaia di anni, mentre i corsi d'acqua e i laghi coperti di ghiaccio in McMurdo Dry Valleys rispondono al cambiamento quasi immediatamente: Le McMurdo Dry Valleys saranno il primo posto sulla Terra dove gli impatti dei cambiamenti climatici saranno osservati immediatamente.