Zoeken naar oeroud leven onder het ijs

Russische onderzoekers staan op het punt om diep onder het poolijs van Antarctica een zoetwatermeer aan te boren. Vanwege invallende kou is er nog drie weken tijd voor.

Rotterdam. - Gaat het dit jaar lukken? Binnen drie weken is er zekerheid. Opnieuw proberen Russische onderzoekers vanaf basis Vostok midden op de zuidpool toegang te krijgen tot Lake Vostok, het zoetwatermeer dat bijna vierduizend meter diep onder het poolijs ligt. Het boren door het ijs is – weer – een race tegen de klok, de lokale zomer loopt ten einde en binnen drie weken is het zo koud dat de basis ontruimd moet worden.

Maar volgens de nieuwssite van Science (18 januari) ziet het er goed uit. Op 13 januari was de boorkop op 3.738 meter diepte nog maar 15 meter van het water verwijderd. Met een vordering van ongeveer 2 meter per dag zou het water dit weekend bereikt kunnen worden. Voor het eerst kan dan een monster worden genomen uit een reusachtig meer dat minstens een miljoen jaar van de atmosfeer was afgesloten. Maar doet zich een technisch probleem voor, of valt de winter vroeg in, dan zal het werk voor het vijfde jaar in successie moeten worden afgebroken.

Lake Vostok behoort tot een groep ‘subglaciale meren’ die begin jaren zeventig voor het eerst op radarwaarnemingen in beeld kwamen, maar pas eind jaren negentig systematisch in kaart werden gebracht. Inmiddels zijn er al meer dan 150 geteld, sommige staan met elkaar in verbinding of wisselen water uit via subglaciale rivieren. Dat het ijs onder de kilometers dikke ijskap op de zuidpool hier en daar smelt is het fysisch gevolg van de hoge druk en de aanvoer van geothermische warmte uit de aardkorst. Dat de Russen nu waarschijnlijk als eersten zo’n prehistorisch meer aanboren is toeval. Zij hadden ‘Ice Station Vostok’ al in 1957 ingericht om er magnetische en meteorologische waarnemingen te doen. Later werd vanaf het station in het onderliggende ijs geboord, wat de vermaarde Vostok-ijskern opleverde die met zijn luchtinsluitsels veel informatie gaf over de klimaatwisselingen gedurende de afgelopen vier ijstijden. Nog veel later bleek dat er een meer onder het station zat, zelfs het grootste meer dat tot dusver is getraceerd: 240 km lang, 50 km breed en honderden meters diep. Toen was er al een boorgat.

Onmiddellijk heeft men ingezien dat er bacteriën en andere vormen van leven in meerwater en bodemsediment konden voorkomen die al een miljoen jaar of meer geïsoleerd van de rest van de wereld hun eigen kalme evolutie hadden doorgemaakt. Daaruit konden unieke levensvormen zijn ontstaan. Op zijn minst zou onderzoek van subglaciale meren inzicht kunnen geven in de levenskansen op Mars en de Jupiter-maan Europa, die beide ook bevroren water bezitten. De belangstelling voor het leven in de oude meren is enorm. Britten en Amerikanen hebben inmiddels hun eigen subglaciale watergebieden opgezocht waar ze volgend jaar hopen binnen te dringen: Lake Ellsworth en de Whillans Ice Stream.

Al te wilde verwachtingen zijn er niet meer. Lake Vostok ligt op een flauwe helling, waar de dikke ijslaag die er op rust in een tempo van 4,2 meter per jaar van noord naar zuid overheen stroomt. In zo’n 10.000 jaar wordt het meer gepasseerd. Daarbij wordt voortdurend materiaal uit de omgeving het meer ingeduwd, dat dus minder geïsoleerd is dan het lijkt.

Er komt bij dat al een aardige indruk bestaat van de levensvormen in het meer. Zoals modellen voorspelden en de praktijk bevestigde, bestaan in het meer gebieden waar het bovenliggende ijs aan de onderzijde smelt en gebieden waar juist herbevriezing van smeltwater optreedt. Dat zet zich dan als ‘accretie-ijs’ vast aan de onderzijde van de ijslaag. Station Vostok ligt net boven zo’n gebied met accretie-ijs, dat heel anders van structuur is dan het ‘gewone’ glaciale ijs dat in de loop van de millennia uit samengeperste sneeuw ontstond. Eind jaren negentig zijn al monsters accretie-ijs van Lake Vostok geanalyseerd. Er bleken inderdaad kiemkrachtige bacteriën in voor te komen, meer dan in het glaciale ijs erboven, maar heel uniek leken ze niet. Afgaande op DNA-analyse menen de Russen dat er, vreemd genoeg, heetwaterbacteriën tussen zitten. Misschien zit er in de diepte een hete bron. Andere bacteriën die gevonden werden zijn mogelijk als vervuiling te beschouwen: het diepe boorgat is gevuld met een mengsel van kerosine en freon dat als antivries dienst doet en daarin gedijen bacteriën goed. De grootste zorg voor de komende dagen is te voorkomen dat dit mengsel het oude meer vervuilt; daarvoor zijn veel technische maatregelen getroffen. Misschien staat het meerwater onder zo hoge druk dat het spontaan het boorgat in spuit. Dan is er geen gevaar.