Untersee: il lago antartico che “svela” i segreti di Marte e della Terra primitiva

Lo scorso 16 febbraio, la NASA ha diffuso un’immagine del lago Untersee, catturata dal satellite Landsat 9 durante l’estate australe. Un’occasione per scoprirne storia e particolarità. Nascosto sotto metri di ghiaccio perenne, questo bacino lacustre, situato nell’area dei monti Gruber, nell’Antartide orientale, ospita sul suo fondale delle sculture eccezionali, realizzate da artisti microscopici.

L’Untersee, un lago “marziano” nel bianco dell’Antartide

L’Untersee, uno dei bacini di superficie più grandi e profondi del continente bianco, sembra sfidare le leggi della chimica e del tempo. A renderlo leggendario non sono soltanto le sue dimensioni quanto ciò che nasconde sotto la superficie perennemente ghiacciata.

La storia del lago sembra scritta da un romanziere d’avventura. Le sue acque vennero avvistate per la prima volta dall’alto tra il 1938 e il 1939, durante la spedizione tedesca nella “Nuova Svevia” (Neuschwabenland), nota anche come Terza Spedizione Antartica Tedesca, organizzata dalla Germania nazista per fini scientifici, ma soprattutto per ragioni economiche e geopolitiche. Furono i piloti della Luftwaffe a battezzarlo Unter-See, che in tedesco significa letteralmente “Lago Inferiore”, un nome che conserva una precisa indicazione geografica: si trova infatti a un’altitudine inferiore rispetto al vicino Lago Obersee (Lago Superiore).

Le acque dell’Untersee, ad eccezione di un piccolo bacino anossico nella parte sud-occidentale, presentano livelli eccezionalmente elevati di ossigeno disciolto, sono particolarmente limpide e caratterizzate da pH fortemente alcalino (circa 10,4). Date le temperature medie annuali della zona, che si attestano attorno ai -10°C, la superficie rimane ghiacciata tutto l’anno e le acque appaiono come sigillate nelle profondità di questo scrigno di ghiaccio. Profondità che, secondo le stime, raggiungono e superano i 160 metri.

Anche se i raggi solari riescono a penetrare attraverso il ghiaccio e a riscaldare le acque sottostanti, le basse temperature e i venti particolarmente forti contribuiscono a favorire processi di sublimazione superficiale, impedendo di fatto una fusione significativa della coltre ghiacciata. La principale fonte di ricarica per il bacino è rappresentata dalla fusione subacquea del ghiaccio dell’adiacente ghiacciaio Anuchin e dall’acqua di fusione subglaciale che raggiunge il bacino in profondità.

Di fronte a una simile descrizione, risulta complesso immaginare che in un simile ambiente possa essere presente qualche abitante. L’Untersee è in realtà casa per alcune forme di vita particolarmente antiche, in grado di “costruire”, letteralmente, delle eccezionali sculture nelle sue profondità.

Le stromatoliti giganti dell’Untersee

Nel 2011 il geobiologo Dale Andersen, insieme ad alcuni colleghi del SETI – un’organizzazione scientifica che esplora l’universo alla ricerca di segni di vita – identificò per la prima volta nel lago la presenza di quella che la NASA descrive come una “barriera corallina microbica”.

Dal fondale del lago si innalzano verso la superficie delle scenografiche strutture inorganiche stratificate, prodotte dai cianobatteri, tra gli organismi più antichi della Terra. A differenza dei comuni batteri, i cianobatteri sono in grado di compiere la fotosintesi (da cui il nome, improprio, di alghe azzurre) e hanno la particolare capacità di intrappolare sulle proprie superfici appiccicose sedimenti e minerali presenti nell’acqua. Questi tappeti microbici sono dunque capaci di costruire sulle proprie “spalle” delle lamine inorganiche che, strato dopo strato, si trasformano in strutture rocciose.

Nel lago Untersee queste lamine inorganiche assumono la forma di pinnacoli e coni (stromatoliti coniche). La dinamica di formazione di quest’ultima tipologia non è nota nel dettaglio ma, secondo gli esperti, sarebbe distinta da quella dei pinnacoli, così come differenti risulterebbero essere i cianobatteri “artisti” che ne determinano la nascita.

Stromatoliti coniche sono state rilevate in altri laghi antartici, come il lago Joyce nelle Valli Secche di McMurdo, ma quelle dell’Untersee risultano eccezionali per dimensioni: di contro a una media di pochi centimetri, raggiungono qui il metro e mezzo di altezza. Gli scienziati ritengono che questo “gigantismo” sia determinato dall’effetto protettivo offerto dallo scudo di ghiaccio nei confronti di onde e maree. Le profondità del lago risultano essere un ambiente particolarmente quieto, caratterizzato da ben poco movimento o, perlomeno, molto poco impattante. Gli organismi più grandi presenti nel lago sono infatti i tardigradi, microscopici e indistruttibili invertebrati noti anche come “orsi d’acqua”.

Come evidenziato dalla NASA, “si ritiene che queste formazioni siano esempi moderni e viventi degli organismi che probabilmente hanno prodotto alcuni dei fossili più antichi della Terra: le stromatoliti rinvenuti in luoghi come la Groenlandia sudoccidentale e l’Australia occidentale”.

Un ponte verso Marte e le lune ghiacciate

Per gli astrobiologi della NASA, l’Untersee rappresenta un prezioso potenziale “analogo planetario”. Le condizioni di isolamento e la chimica peculiare lo rendono infatti il modello perfetto per studiare come la vita potrebbe essere sopravvissuta su Marte, pianeta caratterizzato dalla presenza di calotte polari e ghiacciai, o negli oceani sotterranei di lune come Europa ed Encelado.

Nonostante possa apparire come un bacino quieto, talvolta l’Untersee diventa protagonista di eventi impetuosi.  Nel 2019, i dati del satellite ICESat-2 hanno evidenziato un innalzamento del livello del lago di ben 2 metri, causato da una inondazione improvvisa determinata da un cosiddetto GLOF (Glacial Lake Outburst Flood), una tracimazione di un lago glaciale, fenomeno decisamente raro in Antartide. Ben 17,5 milioni di metri cubi di acqua di fusione, ricca di carbonio inorganico e organico disciolto, si sono riversati nel bacino inferiore, ricaricandolo di anidride carbonica e stimolando in tal modo la produttività microbica mediante promozione della fotosintesi.

Secondo i ricercatori, inondazioni dovute alla fusione glaciale si sarebbero verificate periodicamente durante l’Olocene, andando a influenzare chimica e biologia del lago. Simili fenomeni, in grado di innalzare i livelli di anidride carbonica dei bacini, potrebbero essere ipotizzati come fonte di stimoli biologici sia per altri ecosistemi antartici che per i laghi ghiacciati presenti su Marte nella sua fase primordiale.

L’Untersee è dunque uno degli angoli misteriosi della Terra che fungono da laboratori per il futuro dell’umanità. Studiare queste “capsule del tempo” consente infatti di viaggiare nel passato, scoprendo dettagli della vita primordiale del nostro Pianeta, e al contempo di affinare gli strumenti con cui cercare tracce di vita oltre i confini terrestri.