In einem See tief unter dem Eis der Antarktis schlemmen Mikroben an altem Kohlenstoff.

Wie Mikroben in Seen weit unterhalb des antarktischen Eisblatts überleben, war bisher ein Rätsel. Wissenschaftler haben nun herausgefunden, was auf dem Speiseplan von Mikroben in einem verschütteten See in Westantarktika steht.

Wie Forscher in der April-Ausgabe von AGU Advances berichten, ernähren sich die Bakterien und andere mikrobielle Bewohner des Sees von Kohlenstoff, den das Meerwasser vor Tausenden von Jahren zurückgelassen hat. Der Befund ergänzt bestehende Hinweise darauf, dass der Eispanzer in Westantarktika während einer Erwärmungsperiode vor etwa 6.000 Jahren kleiner war als heute. Dadurch konnte das Meerwasser Nährstoffe in dem heute von hunderten Metern Eis bedeckten Seebett ablagern.

Diese Studie ist eine der ersten, die belegt, dass der Eispanzer in geologisch gesehen nicht allzu ferner Vergangenheit kleiner war als heute und später auf seine heutige Größe zurückgewachsen ist, sagt Greg Balco, ein Geochemiker am Berkeley Geochronology Center in Kalifornien.

Das Verständnis dafür, wie sich der Eispanzer während vergangener Erwärmungsperioden verändert hat, ist entscheidend, um die Zukunft der Antarktis vorauszusagen, während die Welt aufgrund vom Menschen verursachter Klimaveränderungen weiterwärmt, sagt Balco, der nicht an der neuen Studie beteiligt war.

Unter dem riesigen Eispanzer der Antarktis befinden sich hunderte von Seen, die durch die langsame Schmelzung der Unterseite des Eises aufgrund von Wärme aus dem Erdinneren entstanden sind. Die Seen sind meist pechschwarz, fast eiskalt und fast alle von der Außenwelt isoliert.

Diese weniger als idealen Bedingungen sollten ihnen feindlich gegenüber dem Leben machen. „Wenn ich ein Mikrob wäre, würde ich nicht in den kalten, dunklen Tiefen leben wollen, wo ich seit Tausenden von Jahren weder die Sonne noch ein neues Nährstoff gesehen habe“, sagt Ryan Venturelli, ein Paläoglaziologe an der Colorado School of Mines in Golden. Dennoch haben Milliarden von Mikroben - und sogar einige Tiere - einen Weg gefunden, in diesen subglazialen Gewässern zu gedeihen (SN: 4/21/23).

Als die letzte Eiszeit zu Ende ging, begannen vor etwa 15.000 Jahren die Eisblätter weltweit zu schmelzen. Computersimulationen haben vorhergesagt, dass der Eispanzer in Westantarktika während der Erwärmung möglicherweise auf eine noch kleinere Größe geschrumpft ist als heute. Aber herauszufinden, wie ein kleinerer Eispanzer ausgesehen haben könnte, ist nicht einfach, da die meisten Beweise dafür jetzt unter Eis verschlossen sind, sagt Balco.

Im Jahr 2018 schloss sich Venturelli einem Team von etwa 30 Wissenschaftlern an, um in einer abgelegenen Ecke von Westantarktika nach der Vergangenheit zu bohren. Die Reise führte sie zum Lake Mercer: einem subglazialen Gewässer, das heute 150 Kilometer vom Meer entfernt liegt.

Es dauerte mehr als eine Woche und die Verwendung eines Heißwasserbohrers rund um die Uhr, um etwas über einen Kilometer Eis zu durchbohren, um den See zu erreichen. "Es gab viel Jubel und High-Fives", erinnert sich Venturelli. Lake Mercer ist erst der zweite subglaziale See der Welt, auf den Wissenschaftler jemals treffen konnten.

Das Team sammelte und analysierte Wasser- und Sedimentproben aus dem Seebett. Diese Arbeit enthüllte Spuren von 6.000 Jahre altem Kohlenstoff-14, einer Form des Elements, die in der Atmosphäre entsteht und dann auf die Erde fällt. Damit dieser Kohlenstoff durch das Eis gelangen konnte, musste der See Kontakt zur Außenwelt gehabt haben.

Die Forscher entdeckten keine Anzeichen von alten photosynthetisierenden Plankton, was darauf hindeutet, dass das Gebiet nicht offener Ozean war, als der Kohlenstoff im Sediment abgelagert wurde. Stattdessen muss das Kohlenstoff tragende Meerwasser zum See gekommen sein. Das bedeutet, dass das Ozeanwasser vor mehreren Tausend Jahren etwa 250 Kilometer weiter ins Landesinnere unter dem Eis hindurchgeflossen sein muss als heute, sagen die Forscher. "Es gibt keine andere Möglichkeit, um dorthin zu gelangen", sagt Balco. "Du kannst es nicht durch Eis schieben. Organismen können nicht hindurchtunneln. Der einzige Weg, um es dorthin zu bringen, ist, dass Ozeanwasser unter dem Eispanzer hindurchfließt."

Heute fließt zwar Meerwasser unter dem Eis, aber nicht so weit ins Landesinnere wie der Standort des Sees. Daher war der Rand der Eisplatte vor einigen Tausend Jahren wahrscheinlich näher am Lake Mercer. Das deutet darauf hin, dass der Eispanzer über Westantarktika damals wahrscheinlich kleiner war.

Die Mikroorganismen, die vor 6.000 Jahren in diesem Gebiet lebten, ernährten sich von dem Zufluss aus dem Ozean. Und ihre Nachkommen scheinen das auch heute noch zu tun. Die Forscher fanden Spuren von Kohlenstoff-14 sowohl in den Wasserproben als auch im Sediment, was darauf hindeutet, dass die Mikroben das im Seebett abgelagerte alte Kohlenstoff als Nahrung wiederverwerten.

Die neue Studie betont, wie viel Information in den verborgenen Seen der Antarktis noch zu entdecken ist, sagt Venturelli. "Es gibt etwa 675 Seen unter dem Eispanzer, und wir haben erst zwei davon untersucht", sagt sie. "Ich würde wirklich gerne in jeden von ihnen bohren."

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