Le Cascate di Sangue sono un deflusso di acqua salata contaminata da ossido di ferro che scorre, ad esempio, dalla lingua di ghiacciaio Taylor sulla superficie coperta dal ghiaccio del Lago Bonney nell’Antartide orientale.

L’acqua iper-salina ricca di ferro che sporadicamente emerge da piccole fessure nei ghiacciai del polo Sud deriva da una pozza subglaciale di dimensioni sconosciute ricoperta da circa 400 metri di ghiaccio a diversi chilometri dal suo sbocco.

Il deposito rossastro è stato scoperto per la prima volta nel 1911 dal geologo australiano Griffith Taylor, che per primo ha esplorato la valle che ora porta il suo nome. I pionieri del continente antartico hanno attribuito inizialmente il colore rosso alle alghe rosse, ma in seguito è stato dimostrato derivare da ossidi di ferro.

Gli idrossidi ferrici idrati scarsamente solubili si depositano sulla superficie del ghiaccio dopo che gli ioni ferrosi presenti nell’acqua salata non congelata si ossidano a contatto con l’ossigeno atmosferico. Gli ioni ferrosi più solubili vengono quindi inizialmente disciolti nell’acqua di mare intrappolata in un’antica sacca rimasta dell’Oceano Antartico quando il fiordo da cui compaiono le cascate di sangue, è stato isolato dal ghiacciaio nella sua progressione del Miocene. Un fenomeno che risale ad ormai 5 milioni di anni fa, quando il livello del mare era più alto di quello odierno.

Il Ghiacciaio

A differenza della maggior parte dei ghiacciai antartici, il ghiacciaio Taylor non è congelato al substrato roccioso, questo probabilmente a causa della presenza di Sali concentrati derivanti dalla cristallizzazione dell’acqua antica imprigionata sotto la superficie ghiacciata.

La crio-concentrazione del sale si è verificata nell’acqua di mare profonda e relitta nel momento in cui il ghiaccio puro stava cristallizzando ed espellendo i suoi Sali disciolti. Questo fenomeno è dovuto quindi al rilascio dei Sali nella fase di raffreddamento dovuta allo scambio di calore dell’acqua di mare liquida prigioniera dell’enorme massa di ghiaccio del ghiacciaio.

Analisi chimiche e microbiologiche indicano che un raro ecosistema sub-glaciale di batteri autotrofi si è sviluppato metabolizzando solfato e ferro ionico. In accordo con i geomicrobiologi, Jill Mikucki della Università del Tennessee, l’acqua campionata dalle Blood Falls contiene 17 tipi differenti di microbi e pochissimo ossigeno.

Una spiegazione potrebbe essere che i microorganismi si servono del solfato come catalizzatore per respirare con il ferro ionico e metabolizzare le tracce di materia organica che si trova sotto il ghiaccio.

Una sconcertante osservazione è la coesistenza di Fe2+ e SO4 2- sotto condizioni anossiche. Nessuno ione HS- è stato trovato nel sistema. Questo suggerisce un intricata e povera conoscenza delle interazioni tra zolfo e ferro nei cicli biochimici.

Recentemente

Nel dicembre 2014, gli scienziati e gli ingegneri capitanati da Mikucki sono ritornati al ghiacciaio Taylor con una sonda chiamata IceMole, disegnata appositamente da dei colleghi tedeschi, in grado di sciogliere il ghiaccio e direttamente campionare l’acqua salata che alimenta le Blood Falls.

I campioni sono stati analizzati ed hanno rivelato una fredda brina sub-glaciale ricca di ferro (3.4 mM). Da questo campione gli scienziati hanno inoltre isolato e caratterizzato un tipo di battere in grado di crescere in condizioni iper-saline e a temperature bassissime.

Questo nuovo microorganismo è stato assegnato al genere Marinobacter. Analisi bioinformatiche del DNA hanno indicato la presenza di 4 cluster genici involti in metabolismi secondari. Due cluster genici sono in relazione con la produzione di polieni arilici, i quali funzionano da antiossidanti che proteggono il battere dai ROS. Gli atri cluster genici sono involti invece nella biosintesi di terpeni che hanno funzione di pigmenti.

In accordo con Mikucki et al (2009), la cavità sub-glaciale ora inaccessibile è stata sigillata tra 1.5 e 2 milioni di anni fa e trasformata in una specie di capsula del tempo, isolando antiche popolazioni microbiche per un arco di tempo sufficiente ad evolvere indipendentemente rispetto ad altre specie marine simili. Questo spiegherebbe come alcuni microorganismi siano potuti sopravvivere quando la Terra (in accordo con l’ipotesi della Terra a Palla di Neve) era completamente ghiacciata 650-700 milioni di anni fa.

Astrobiologia

Questo posto inusuale (Cascate di Sangue) offre inoltre agli scienziati un’opportunità unica di studiare la vita come si comporta in condizioni estreme. Lo studio degli ambienti ostili sulla Terra è utile, infatti, per comprendere la gamma di condizioni in cui la vita può adattarsi, avanzando così una valutazione della possibilità di vita altrove nel sistema solare, su Marte, Europa, etc.

Gli scienziati del NASA Astrobiology Institute ipotizzano che questi mondi potrebbero contenere ambienti di acqua liquida subglaciale favorevoli ad ospitare forme di vita elementari, che in questo modo sarebbero protette in profondità dalle radiazioni UV e cosmiche che colpiscono continuamente la superficie dei corpi celesti.

Autore: Luca Tonietti

Foto:  Blood Falls seeps from the end of the Taylor Glacier into Lake Bonney. The tent at left provides a sense of scale for just how big the phenomenon is. Scientists believe a buried saltwater reservoir is partly responsible for the discoloration, which is a form of reduced iron. (National Science Foundation/Peter Rejcek)