Craig Stevens laski kameraa hitaasti jään 500 metrin syvyisen reiän läpi. Hän johti uusiseelantilaisten Wellingtonin, Aucklandin ja Otagon yliopistojen tutkijaryhmää, joka tutki Antarktiksen jääpeitteen alaista äärimmäisten olojen ympäristöä.
Kun ensimmäiset kuvat ehtivät pinnalle, pettymys heijastui selvästi tutkijoiden kasvoilta. Kamerassa oli ilmeisesti jotain vikaa, koska he näkivät kuvassa vain tummia möhkäleitä. Kun kameraa tarkennettiin, riemu repesi.
Möhkäleistä erottuikin joukoittain äyriäisiä, jotka uiskentelivat kaukana Auringon elämää tuottavista säteistä.
Kuhiseva äyriäisparvi yllätti uusiseelantilaiset tutkijat, jotka kuvasivat Rossin lauttajään alla virtaavaa jokea Antarktiksessa.
Löytö nosti esiin kysymyksen siitä, miten pitkälle jään alle elämä ulottuu ja minkä muotoisena. Craig Stevens ja muut tutkijat tietävät nimittäin, että kilometrien paksuisen jääpeitteen alle kätkeytyy laaja vetinen alamaailma. Siihen kuuluu suuria järviä ja sulamisvesijokia – ja ehkä tuntemattomia elämän muotoja, jotka ovat olleet eristyksissä miljoonia vuosia.
Jään alle kätkeytyy valtava vesistö
Asiantuntijat ovat 1990-luvulta alkaen muun muassa satelliittien tutkamittauksilla kartoittaneet 400 järveä ja useita nopeasti virtaavia jokia Antarktiksen jääpeitteen alta. Järvet sisältävät vähintään kymmenesosan kaikesta maapallon makeasta vedestä.
Arktisella alueella on pääasiassa merijäätä, mutta Antarktiksesta sen sijaan suurin osa lepää kiinteällä peruskalliolla. Järvien ja jokien vesi on peräisin mannerjäästä, joka sulaa pohjastaan. Tähän on syynä osin maaperästä johtuva lämpö ja osin kitka, joka syntyy jään liikkuessa kallioperän päällä.
Vuodesta 1993, jolloin valtava Vostokjärvi löydettiin etelänavan läheltä, tutkijat ovat yrittäneet selvittää, onko järven vedessä eliöitä, jotka olisivat olleet auringonvalon ulottumattomissa 15 miljoonaa vuotta.
Tutkijajoukko, joka löysi elämää vilisevän joen, porasi reiän Rossin lauttajäähän Länsi- ja Itä-Antarktiksen rajalla.
Vuonna 2013 poraus järveen sai tiedemaailman höristämään korviaan: järvessä näytti olevan monenlaisia bakteereja.
Ei voida sulkea pois sitä, että bakteerit olisivat olleet peräisin porausreikää auki pitäneestä nesteestä, mutta myöhempinä vuosina on käytetty steriiliä kuumavesiporaa, ja näin on muista jääpeitteen alla olevista järvistä voitu tehdä varmoja havaintoja pieneliöistä.
Esimerkiksi Whillansjärvestä on löydetty peräti 4 000 erilaista bakteerilajia.
Ja vuonna 2015 tutkijat kuvasivat videolle pieniä, pitkulaisia ja suurisilmäisiä kaloja merivedestä Itä-Antarktiksen jääpeitteen alta.
Uusiseelantilaiset tutkijat tekivät reiän 500 metriä paksun jään läpi pumppaamalla noin 90-asteista vettä putken läpi.
Toisin sanoen jään alta oli löydetty jo paljon elämää, kun tutkijajoukko matkusti Uudesta-Seelannista Etelämantereelle. Silti uudet löydöt ovat pienoinen sensaatio.
Äyriäiset löytävät ravintoa pimeydessä
Ryhmän tehtävänä Etelämantereella oli alun perin tutkia sulamisvettä ja sen vaikutusta ilmastonmuutokseen.
Kun ryhmä lähti matkaan vuoden 2022 alussa, se halusi myös tutkia tarkemmin satelliittikuvista erottunutta jään pitkänomaista painaumaa.
Painauman sijainti vastasi maanalaista jokea, joka virtaa Länsi-Antarktiksen mannerjäätikön ja valtavan – Ranskan kokoisen – meressä kelluvan Rossin lauttajään rajalla.
Kuljettuaan 900 kilometriä Uuden-Seelannin omistamalta Scott Base -tutkimusasemalta Rossin lauttajään ja siinä havaitun painauman luo tutkijat valmistelivat kuumavesiporan käyttöön.
Pora sulatti tiensä lähes kiehuvalla vedellä puoli kilometriä jään läpi ja osui maanalaiseen jokeen.
Ja sieltä tutkijat löysivät yllättäen äyriäisten parven.
Yksi suurimmista kysymyksistä on äyriäisten ravinnonsaanti. Avomerellä pohjaveteen vajoaa kuolleita fotosynteettisiä mikrobeja, mutta auringonvaloon perustuvaa fotosynteesiä ei tapahdu pilkkopimeässä paksun lauttajään alla, joten vedestä puuttuu tällainen ravinto.
Sama pätee sulamisveteen, joka virtaa pimeästä, syvältä jääpeitteen alta alkunsa saavasta joesta.
Siksi vilisevä elämä mannerjään ja lauttajään välisen rajan alapuolella vaikutti lähinnä uskomattomalta.
Pimeä jäänalainen joki vilisee elämää
Pienet hummereita ja katkarapuja muistuttavat äyriäiset elävät joen suussa mannerjäätikön ja kelluvan Rossin lauttajään rajalla 400 kilometrin päässä avomerestä ja elämää antavasta auringonvalosta. Kuumavesipora kiertyi niiden elinympäristöön asti.
Kuumavesipora sulatti tiensä 500 metrin syvyyteen
Puoli kilometriä paksun lauttajään läpi kiertynyt kuumavesipora sulatti ja lämmitti 175 kuutiometriä lunta. Tutkijat laskivat porausreiästä jokeen antureita, vesinäytesäiliöitä ja kameran.
Sulamisvettä virtaa ulos ja merivettä sisään
200 metriä leveä joki virtaa 240 metriä korkeassa jään aukossa, joka kupolimaisine kattoineen on kuin kirkko. Aukon katto on pohjaa leveämpi. Joen suulla on viisi vesikerrosta, jotka sisältävät mannerjään pohjasta virtaavaa sulamisvettä ja ulkoapäin tulevaa merivettä.
Jäänalaiset äyriäiset yllättivät tutkijat
Avomerellä merenpohjaan vajoaa orgaanista ainesta kuolleista fotosynteettisistä mikrobeista. Mikrobit eivät pysty elämään pimeässä jään alla, ja siksi joen suulla elävien äyriäisten paljous oli hyvin yllättävää.
On vaikea selittää, miten hummerien, rapujen ja katkarapujen miniversiot pysyvät elossa, toteaa tutkijaryhmän johtaja Craig Stevens Tieteen Kuvalehdelle.
”Ihmeellistä on niiden kyky viihtyä äärimmäisen vähäravinteisessa ympäristössä pimeässä jään alla”, Stevens sanoo.
Juuri siksi tutkijat ovat nostaneet joen suulta vesinäytteitä, joita he nyt analysoivat tunnistaakseen ravintolähteet, jotka pitävät äyriäiset hengissä.
Antarktis muistuttaa ehkä jääkuita
Uusiseelantilaisten tutkijoiden löytö avaa oven mahdollisuudelle, että mikrobeja ja monimutkaisia eliöyhteisöjä voi löytyä koko valtavasta vesistöstä jään alta, missä ne olisivat olleet auringonvalon ulottumattomissa miljoonia vuosia.
"Jos pystymme ratkaisemaan Antarktiksen jään alaisen arvoituksen, voimme paremmin arvioida elämän edellytyksiä Aurinkokunnan kylmissä osissa." Craig Stevens, Etelämantereen tutkimusretkikunnan johtaja
Näkymät ulottuvat vielä kauemmas, Craig Stevens selittää, sillä Maan suurimman jääpeitteen alla olevaa vetistä ympäristöä voidaan verrata oloihin Jupiterin ja Saturnuksen kuissa, Europassa ja Enceladuksessa, missä paksun jääkuoren alla on nestemäisiä valtameriä.
Mitä enemmän tutkimme Antarktiksen jään peittämän vesistön elämää, sitä paremmin pystymme tunnistamaan, millaiset elämän muodot voivat viihtyä jääkuiden pimeissä, vähäravinteisissa merissä, sanoo Craig Stevens ja toteaa lopuksi:
”Jos pystymme ratkaisemaan Antarktiksen jään alaisen arvoituksen (miten äyriäiset voivat elää äärioloissa, toim.), voimme paremmin arvioida elämän edellytyksiä Aurinkokunnan kylmissä osissa.”