Sjöar under den antarktiska inlandsisen kan vara mer gästvänliga än man tidigare trott, så att de kan ta emot mer mikrobiellt liv.

Detta är upptäckten av en ny studie som kan hjälpa forskare att fastställa de bästa platserna att söka efter mikrober som kan vara unika för regionen, har isolerats och utvecklats ensam i miljontals år. Arbetet kan till och med ge insikter om liknande sjöar under ytorna på isiga månar som kretsar kring Jupiter och Saturnus, och södra inlandsisen på Mars.

Sjöar kan bildas under Antarktis tjocka inlandsis där isens vikt orsakar ett enormt tryck vid basen, sänker isens smältpunkt. Detta, i kombination med försiktig uppvärmning från stenar nedanför och isoleringen från isen från den kalla luften ovanför, tillåter pooler av flytande vatten att ackumuleras.

Mer än 400 av dessa "subglaciala" sjöar har upptäckts under den antarktiska inlandsisen, många av dem har varit isolerade från varandra och atmosfären i miljontals år.

Detta betyder att allt liv i dessa sjöar kan vara lika gammalt, ger insikter i hur livet kan anpassa sig och utvecklas under ihållande extrema kyla, som har inträffat tidigare i jordens historia.

Expeditioner har framgångsrikt borrat i två små subglaciala sjöar vid kanten av inlandsisen, där vatten snabbt kan rinna in eller ut. Dessa undersökningar avslöjade mikrobiellt liv under isen, men om större sjöar isolerade under det centrala inlandsisen innehåller och upprätthåller liv är fortfarande en öppen fråga.

Nu, i en studie publicerad idag i Vetenskapens framsteg , forskare från Imperial College London, universitetet i Lyon och British Antarctic Survey har visat att subglaciala sjöar kan vara mer gästvänliga än de först verkar.

Eftersom de inte har tillgång till solljus, mikrober i dessa miljöer får inte energi genom fotosyntes, men genom att bearbeta kemikalier. Dessa är koncentrerade i sediment på sjöbäddarna, där livet anses vara mest troligt.

Dock, för att livet ska bli mer utbrett, och därför lättare att ta prov och upptäcka, vattnet i sjön måste blandas – måste röra sig – så att sediment, näringsämnen och syre kan fördelas jämnare.

I sjöar på jordens yta, denna blandning orsakas av vinden och av uppvärmning från solen, orsakar konvektionsströmmar. Eftersom ingen av dessa kan verka på subglaciala sjöar, man kan anta att det inte finns någon blandning.

Dock, teamet bakom den nya studien fann att en annan värmekälla är tillräcklig för att orsaka konvektionsströmmar i de flesta subglaciala sjöar. Värmen är geotermisk:stiger upp från jordens inre och genereras av kombinationen av värme som blivit över från planetens bildande och sönderfallet av radioaktiva grundämnen.

Forskarna beräknade att denna värme kan stimulera konvektionsströmmar i subglaciala sjöar som suspenderar små partiklar av sediment och flyttar syre runt, så att mer av vattenkroppen kan vara gästvänlig för livet.

Ledande forskare Dr Louis Couston, från University of Lyon och British Antarctic Survey sa:"Vattnet i sjöar som isolerats under Antarktis inlandsis i miljontals år är inte stilla och orörligt; vattenflödet är faktiskt ganska dynamiskt, tillräckligt för att få fint sediment att suspenderas i vattnet. Med ett dynamiskt vattenflöde, hela vattenmassan kan vara beboelig, även om mer liv förblir fokuserat på golven." Detta förändrar vår uppfattning om hur dessa livsmiljöer fungerar, och hur vi i framtiden kan planera att prova dem när deras utforskning äger rum."

Forskarnas förutsägelser kan snart testas, som ett team från Storbritannien och Chile planerar att prova en sjö som heter Lake CECs under de närmaste åren. Prover tagna genom hela sjövattnets djup visar precis var mikrobiellt liv finns.

Förutsägelserna kan också användas för att generera teorier om liv på andra håll i solsystemet, som medförfattare professor Martin Siegert, Meddirektör för Grantham Institute—Climate Change and Environment på Imperial, förklarar:"Våra ögon riktas nu mot att förutsäga de fysiska förhållandena i vätskevattenreservoarer på isiga månar och planeter. Fysiken för subglaciala vattenfickor är liknande på jorden och isiga månar, men den geofysiska miljön är helt annorlunda, vilket innebär att vi arbetar med nya modeller och teorier.

"Med nya uppdrag riktade mot isiga månar och ökad datorkapacitet, det är en bra tid för astrobiologi och sökandet efter liv bortom jorden. "