Pesquisas pioneiras revelaram que a erosão de sedimentos antigos encontrados nas profundezas do gelo antártico pode ser uma fonte vital e até então desconhecida de nutrientes e energia para uma vida microbiana abundante.
O estudo, liderado pela Universidade de Bristol e publicado na revista Nature’s Communications Earth & Environment, lança uma nova luz sobre os muitos compostos que sustentam vários micróbios que fazem parte de um enorme ecossistema subglacial.
A autora principal, Dra. Beatriz Gill Olivas, pós-doutoranda associada à pesquisa da Universidade de Bristol, disse: “Embora o estudo tenha se concentrado em amostras obtidas de um único lago subglacial, os resultados podem ter implicações muito mais amplas. O lago subglacial Whillans faz parte de um grande sistema hidrológico interconectado, de modo que a erosão ocorrendo a montante pode representar uma fonte potencial de compostos biologicamente importantes para este e outros lagos dentro do sistema que podem abrigar comunidades prósperas de vida microbiana. ”
A equipe de pesquisa internacional replicou processos de erosão em mantos de gelo esmagando sedimentos extraídos do Lago Whillans, um lago subglacial na Antártica, medindo cerca de 60 km2, cerca de 800 m abaixo da superfície do gelo, molhando esses sedimentos e mantendo-os a 0 ° C sem oxigênio, para aproximar as condições subglaciais.
Os resultados mostraram que um único evento de esmagamento até uma profundidade de 10 cm, seguido por um período de incubação de 41 dias, desses mesmos sedimentos tem o potencial de fornecer até um quarto (24 por cento) do metano estimado necessário para metanotróficos, minúsculos micróbios que dependem do metano como fonte de carbono e energia, presentes nesses ambientes. Concentrações substanciais de hidrogênio e dióxido de carbono também foram produzidas durante a trituração e incubação. Esses gases poderiam ser usados por micróbios geradores de metano, chamados metanógenos, para produzir metano suficiente que ajudaria a explicar seus níveis amplamente variáveis dentro do Lago Whillans.
Outro achado não identificado anteriormente foi a detecção de concentrações mensuráveis de amônio na água após a incubação com sedimentos triturados. Isso é de particular importância para o Lago Whillans, onde há uma abundância de taxa microbiana que têm o potencial de derivar energia da oxidação do amônio, um processo conhecido como nitrificação. O estudo demonstrou que um único evento de esmagamento de alta energia, seguido pelo mesmo período de incubação, tem o potencial de produzir mais do que a demanda anual de amônio (120 por cento) dentro do lago.
“Nosso entendimento anterior sugere que a estrutura e função dos ecossistemas subglaciais depende da presença de espécies redox e gradientes redox na água líquida. Este estudo mostra que o processo de erosão pode potencialmente dividir a água em superfícies minerais recentemente desgastadas e produzir hidrogênio (um membro final redutor espécies) e peróxido de hidrogênio (um composto altamente oxidante), criando um gradiente redox e fornecendo uma fonte de energia até então não reconhecida para os ecossistemas microbianos “, explicou o Dr. Gill Olivas.
“Apenas dois estudos anteriores analisaram a influência potencial da erosão nas fontes subglaciais de energia e nutrientes, que envolveu a trituração de amostras de rochas em grande parte não degradadas. Este é o primeiro estudo a usar sedimentos marinhos antigos e altamente intemperizados, embora as concentrações de gases medidas estejam amplamente de acordo com resultados anteriores. ”
O Dr. Gill Olivas acrescentou: “Embora esses experimentos não reflitam a verdadeira extensão da erosão sob as geleiras, eles sugerem o potencial de esmagamento de sedimentos para fornecer fontes importantes de nutrientes para os ecossistemas subglaciais. Estudos adicionais são necessários agora para identificar o quadro completo gama de reações resultantes diretamente dos processos de erosão e como eles podem variar com as diferenças no sedimento subjacente. “
Publicado em 02/08/2021 22h18
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