"Tracce del disastro di Cernobyl sotto 700 metri di ghiacci dell'Antartide"

Perché fare un buco nell’acqua può essere utile (a patto che sia ghiacciata) e quali forme di vita potremmo un giorno scoprire su Marte: lo racconta a “Gazeta Wyborcza” il prof. Slawomir Tulaczyk, co-scopritore di batteri e animali straordinari che vivono nel buio e più completo isolamento sotto i ghiacci dell’Antartide. 

Sul fondo del mare, a ben 900 metri al di sotto della superficie della piattaforma di ghiaccio Filchner-Ronne nel Mare di Weddell e a 260 chilometri dall’oceano aperto, gli scienziati del British Antarctic Service si sono inaspettatamente imbattuti in spugne e specie animali sconosciuti alla scienza. Si tratta di una scoperta rivoluzionaria che mostra come la vita possa adattarsi anche alle condizioni più estreme. La scorsa settimana gli scienziati hanno diffuso la propria scoperta sulle pagine della rivista “Frontiers in Marine Science”. Tra i coautori della pubblicazione c’è il prof. Slawomir Tulaczyk, glaciologo dell’Università della California a Santa Cruz, già co-scopritore di organismi che vivono nel lago subglaciale Whillans in Antartide.

Ancora una volta è penetrato nei segreti dei ghiacci antartici.
“Beh, non proprio. Questa volta si tratta dei colleghi del British Antarctic Service. Hanno aggiunto il mio nome alla pubblicazione su questo argomento perché hanno confrontato le proprie scoperte con ciò che il mio team aveva precedentemente rinvenuto in un’altra regione dell’Antartide”.

E chi è uscito vincitore da questo confronto?
“La biodiversità” (ride)! All’inizio del 2013 un team americano da me guidato ha perforato ottocento metri di ghiaccio nell’Antartide occidentale raggiungendo il lago Whillans. La calotta di ghiaccio che lo sigilla si spinge in una baia dell’Oceano Antartico chiamata Mare di Ross e coperta dalla piattaforma di ghiaccio nota come Barriera di Ross. Siamo stati i primi a trovare tracce di vita in un lago subglaciale in Antartide. Abbiamo scoperto che anche in simili condizioni di oscurità e completo isolamento, separati dal resto del mondo da almeno 120.000 anni, riescono a sopravvivere microrganismi chemiosintetici dalla forma, ben nota alla scienza, di bastoncini, sfere e spirali. Due anni più dopo, nel 2015, abbiamo riutilizzato l’attrezzatura che con grandissimo sforzo avevamo trasportato sul lago Whillans e lasciato lì alla fine della precedente missione. L’abbiamo spostata per 100 km verso la parte meridionale del continente, là dove la terra confina con l’oceano. In prossimità della costa i ghiacciai continentali antartici si spingono nel mare e formano delle piattaforme di ghiaccio ancorate alla terra. Assomigliano un po’ ai pontili galleggianti dei nostri laghi polacchi, con la differenza che il loro ventre scende molto in profondità sotto la superficie dell’oceano. Le piattaforme di ghiaccio sono davvero enormi, quelle che circondano l’Antartide hanno una superficie totale di un milione e mezzo di chilometri quadrati. I luoghi dove le piattaforme di ghiaccio si ancorano alla terra, in prossimità della cosiddetta linea di galleggiamento, sono cruciali a causa del riscaldamento globale. L’acqua del mare sempre più calda tende ad erodere i ghiacciai infiltrandosi in profondità nel continente e indebolendo in questo modo la calotta glaciale antartica. È proprio in questi luoghi che sta perdendo massa. Il loro studio è quindi importante per stimare l’innalzamento del livello medio degli oceani a cui stiamo andando incontro.

In passato si pensava che andassimo incontro allo scioglimento della calotta glaciale dell’Antartide occidentale e quindi a un innalzamento del livello degli oceani di alcuni metri. Oggi sappiamo che anche la calotta glaciale dell’Antartide orientale è sensibile al riscaldamento. Il suo completo scioglimento porterebbe a un aumento del livello degli oceani di circa 60 metri”.

Aspetti un attimo. Ci parli della perforazione eseguita in prossimità della linea di galleggiamento della Barriera di Ross. Lei ha detto “abbiamo spostato l’attrezzatura per 100 chilometri”. Non sembra una cosa da poco, considerate le condizioni climatiche in Antartide. 
“Infatti non lo è. Si lavora in condizioni di freddo estremo, sotto un vento sferzante e accampandosi in totale assenza di comodità. I tecnici che hanno trasportato con i trattori quindici container di attrezzatura, prelevandola da sopra il lago Whillans e montandola nel sito della nuova perforazione, hanno vissuto in condizioni estreme per circa tre mesi. Gli scienziati, invece, sono partiti dalla stazione base McMurdo per atterrare all’aeroporto da campo allestito per la missione. Poi sono rimasti a lavorare sul sito per un mese. 'Perforazione' non è comunque il termine più adatto poiché non abbiamo proprio perforato il ghiaccio, ma l’abbiamo sciolto con l’acqua calda, riscaldata quasi fino al punto di ebollizione. Ma prima, naturalmente, l’abbiamo purificata da ogni forma di vita. Avevamo un intero container di attrezzatura utilizzata a questo scopo. I nostri microbiologi curavano questo aspetto in modo addirittura paranoico. Se avessimo contaminato l’ecosistema subglaciale con qualche organismo di superficie, tutto il loro lavoro sarebbe stato inutile. Proprio come è accaduto ai russi che all’inizio del 2012 hanno perforato il lago Vostok, il più grande al di sotto della calotta glaciale antartica. Non hanno pubblicato i risultati della loro ricerca in nessuna rivista scientifica internazionale accreditata poiché avevano trascurato di mantenere in condizioni sterili la punta della trivella. Si perfora, dicevo, immettendo acqua calda. Noi abbiamo perforato quasi 700 m di ghiaccio ottenendo un pozzo di circa 75 cm di diametro. Giusto per fare un confronto: il pozzo nella piattaforma di ghiaccio Filchner-Ronne realizzato dai colleghi britannici aveva un diametro di soli 25 cm. Gli inglesi dispongono in Antartide di una capacità tecnica e logistica molto inferiore rispetto agli americani. Abbiamo usato per la perforazione fino a 20.000 litri di gasolio (la stessa quantità impiegata due anni prima per perforare il lago Whillans)”.

Non sono pochi.
“Il fatto è che il pozzo doveva essere riscaldato ogni due giorni per evitare che la colonna d’acqua che conteneva ghiacciasse. Il ghiaccio che la circonda ha una temperatura di circa meno 20 gradi Celsius, quindi il pozzo tende sempre a restringersi. In totale lo abbiamo tenuto aperto per una settimana. Abbiamo realizzato la perforazione nella piattaforma ghiacciata, a circa 5 km di distanza dal punto dove il ghiacciaio lascia la terraferma per distendersi nell’oceano. Il mare al di sotto del ghiaccio era profondo solo 10 metri. Il fondo era molto limaccioso perché il ghiacciaio scorrendo sulla terraferma frantuma le rocce e trasporta una grande massa di sedimenti nell’oceano. Non abbiamo visto niente per molto tempo, avevamo l’impressione di esserci imbattuti in un deserto. Ma dopo poche ore, i pesci hanno iniziato a nuotare verso la nostra telecamera. Ne abbiamo riconosciute almeno tre specie già avvistate nella zona, molto studiata, della stazione americana McMurdo, dall’altra parte del Mare di Ross. Abbiamo visto meduse e anche degli anfipodi, minuscoli crostacei che assomigliano ai gamberetti”.

A che distanza dall’oceano avete realizzato la perforazione?
“800 chilometri in linea d’aria”.

800 chilometri!
“Sì, molto lontano. Per questo non ci aspettavamo di trovare una vita particolarmente complicata in quelle zone. Infatti con noi c’era solo un team di microbiologi. È questa è stata una sfortuna, poiché non si interessano di nient’altro che non siano i microbi e non hanno scritto nemmeno una pubblicazione sugli animali che abbiamo avvistato. Questa è stata la mia personale scoperta sui microbiologici eseguita nel corso di quelle ricerche (ride)! Anche i microrganismi che hanno identificato erano simili a quelli che si trovano nell’area della stazione McMurdo. Ma sorprendentemente la loro biomassa era più piccola di quella dei microbi nel lago Whillans. Un fatto strano perché, anche se vivono in profondità sotto la piattaforma di ghiaccio, si tratta comunque di un ambiente marino aperto, almeno se lo si paragona con l’ecosistema di un lago sigillato sotto la calotta glaciale. Gli inglesi invece hanno perforato più lontano dalla linea di galleggiamento, in modo da poter scoprire animali sedentari ancorati al fondo del mare. Sono animali che filtrano, come per esempio le spugne, e non amano i depositi di minerali fluttuanti che gli si attaccano addosso. Vogliono filtrare gli elementi organici e non il limo. Fino alla nostra missione sembrava alquanto improbabile che potesse esistere questo tipo di vita sotto le piattaforme di ghiaccio, almeno non così lontano dal mare aperto”.

Perché?
“si riteneva che in quei luoghi gli animali sedentari non potessero trovare di che alimentarsi. Anche i pesci che sono arrivati al nostro pozzo sembravano molto affamati: avevano teste grandi e il tronco magro”.

La pandemia da coronavirus ha reso ancora più difficili le condizioni di lavoro in Antartide?
“La scorsa stagione, ovvero l’estate antartica a cavallo tra il 2019 e il 2020, la definirei ancora normale. Questa invece è completamente persa e anche la prossima stagione, con ogni probabilità, andrà persa. La maggior parte delle persone che vola dagli Stati Uniti per raggiungere l’Antartide passa dalla Nuova Zelanda che nel corso della pandemia si è isolata dal resto del mondo. Così sono partiti solo i tecnici per mettere in sicurezza l’attrezzatura che avevamo lasciato in vari luoghi. Si tratta di un gruppo di scalatori ed esploratori polari, gente tosta e abituata a stare al freddo per molto tempo e in condizioni estreme. La loro missione era indispensabile: se avessimo lasciato l’attrezzatura nella neve e nel ghiaccio per tre anni, dopo non sarebbe stato più possibile estrarla. Mi dispiace per tutto questo tempo perso. Se penso a tutte le cose che avremmo potuto studiare. Tornando al tema dell’Antartide orientale, a cui ho accennato prima, l’estate dello scorso anno abbiamo pubblicato i risultati di una nostra ricerca su 'Nature'. Abbiamo dimostrato che sotto quella calotta glaciale ci sono frammenti di roccia che durante il periodo interglaciale, ovvero circa 400.000 anni fa, giacevano nell’acqua marina. La conclusione a cui siamo giunti è che anche questo frammento della calotta glaciale potrebbe sciogliersi a causa del riscaldamento globale. Non è così stabile e insensibile ai cambiamenti climatici come si supponeva fino a poco tempo fa. Noi abbiamo ovviamente studiato solo una piccola zona della calotta dell’Antartide orientale. Ma una zona sufficientemente grande da far innalzare, una volta sciolta, il livello degli oceani di 3-4 metri”.

Come avete capito che quelle rocce un tempo si trovavano nell’acqua marina?
“Lo dimostra la proporzione degli isotopi di uranio 238U e il 234U presenti nelle rocce. Conosciamo il tempo di dimezzamento dell’uranio-238, quindi possiamo datare le rocce che lo contengono. Sappiamo che durante questo processo di decadimento si forma l’uranio-234 che viene rilasciato nell’ambiente. Se finisce nell’acqua va ad arricchire arricchisce le rocce che vi sono situate. In misura maggiore quelle che si trovano nell’acqua dolce e in misura minore quelle che sono nel mare. Così analizzando campioni di rocce ritrovati in vari strati di sedimenti estratti dal di sotto della calotta glaciale non solo siamo stati in grado di datarle, ma anche di dimostrare che 400.000 anni fa una parte di quelle rocce era immersa nell’acqua marina”.

Straordinario.
“Straordinario è stato scoprire la vita nel lago Whillans, al di sotto della calotta glaciale antartica. All’inizio sono rimasto affascinato dal possibile paragone con mondi completamente alieni come Europa ed Encelado, le lune ghiacciate di Giove e Saturno che nascondono oceani sotto le loro superfici, o con Marte, gelido e desertico”.

E adesso non l’affascina più?
“Beh, sono presto giunto alla conclusione che il paragone non era del tutto calzante. Perché se anche riuscissimo mai a scoprire qualche forma di vita su questi oggetti celesti, in termini percentuali non sarebbe paragonabile per ricchezza a quella che c’è sotto la calotta antartica”.

E perché?
“Perché la biomassa terrestre si è creata principalmente come risultato della fotosintesi e in presenza di ossigeno. Anche i poveri microbi chemiosintetici che sopravvivono a malapena sotto la calotta glaciale antartica che ha iniziato a spostarsi 34 milioni di anni fa utilizzano la materia organica prodotta dagli organismi aerobici preesistenti. Non ci sono mai state condizioni simili alla Terra su Europa, Encelado o Marte. Quindi, anche se qualcosa vive sotto la superficie ghiacciata di uno di questi corpi celesti, questa vita è presente in quantità milioni di volte inferiore rispetto a quella dei più poveri ecosistemi del nostro pianeta”.

Considerando con quanta riluttanza l’Antartide rivela i propri segreti, pensa che un giorno saremo in grado di perforare i diversi chilometri di crosta ghiacciata che coprono Europa o Encelado per raggiungere quegli oceani?
“Chissà, forse qualcuno un giorno lo farà, ma non accadrà certo durante la nostra vita. Probabilmente cercheranno di raggiungere quegli oceani nei luoghi dove la crosta è più sottile, dove l’acqua liquida in qualche modo filtra in superficie, ad esempio vicino al polo sud di Encelado. Su Marte sarà più facile perché ormai sappiamo che un tempo l’acqua scorreva liquida sulla sua superficie. Se ospitava qualche forma di vita dovremmo trovarne qualche traccia nei suoi giacimenti residui. E non è detto che non possa trattarsi di microorganismi vivi”. 

“Perseverance”, un rover della NASA, è atterrato da poco sulla superficie del Pianeta Rosso. L’obiettivo è trovare tracce di vita marziana. Ma sono missioni così complesse che rischiano di fallire per il minimo errore.
“L’ho capito all’inizio degli anni Novanta del secolo scorso. Facevo il dottorato al Caltech e mi trovavo al JPL, il laboratorio di proprietà della NASA gestito dal California Institute of Technology dove nascono la maggior parte delle sonde spaziali americane, compresi i rover destinati ai viaggi su Marte. Stavano seguendo col fiato sospeso l’ingresso della sonda 'Mars Observer' nell’orbita del Pianeta Rosso. La sonda improvvisamente tacque e scomparve. Molti anni di lavoro di molte persone andarono in fumo in un istante. Un disastro per uno scienziato il cui fine è comunque quello di studiare e pubblicare. Ma nel 1995 ho assistito al riuscito ingresso della sonda Galileo nell’orbita di Giove, una missione concepita 20 anni prima! È stato allora che ho deciso che avrei rinunciato a conquistare il cosmo e mi sarei occupato di studiare qualcosa dai risultati più sicuri e rapidi: l’Antartide”.

Non la preoccupa l’inevitabile alterazione che l’uomo produce nell’ambiente naturale incontaminato, sia in Antartide sia su altri pianeti?
“Gli scienziati inquinano l’ambiente minimamente durante le loro ricerche. In ogni caso l’uomo ha già impresso il segno della sua presenza in ogni angolo della Terra. Nel 2015 nei sedimenti che abbiamo estratto dal di sotto della Barriera di Ross, spessa 700 metri, abbiamo trovato elementi radioattivi legati al disastro di Chernobyl e a precedenti esperimenti atomici condotti nell’atmosfera a partire dalla metà del XX secolo. La cesura iniziale dell’Antropocene, la nuova epoca geologica dell’uomo proposta da molti scienziati, è quindi chiaramente visibile anche in questi territori estremi del nostro pianeta”.

Slawomir Tulaczyk è originario di Kamienna Góra, in Bassa Slesia. È nato nel 1966. Come dichiara lui stesso, ha desiderato diventare geologo fin dall’età di 13 anni. Si è laureato in geografia all’Università di Breslavia e poi ha beneficiato di una borsa di studio in Germania. Ha conseguito il dottorato di ricerca presso la prestigiosa Californian University of Technology (Caltech). Lavora all’Università della California a Santa Cruz. I suoi studi si concentrano sulla calotta glaciale antartica. Uno dei ghiacciai dei monti di Ellsworth, la catena montuosa più alta dell’Antartide, porta il suo nome: il ghiacciaio Tulaczyk.
(Copyright Gazeta Wyborcza/Lena-Leading European Newspaper Alliance. Traduzione di Dario Prola)