Výpravě britského geologa Thomase Taylora do Antarktidy se jednoho dne otevřel pohled jako z hororu: Stáli před ledovcem, z nějž vytékal do moře gigantický krvavý proud. Vědcům trvalo celé století, než pro tento šokující jev našli spolehlivé vysvětlení..

Ledovec, který dnes nese jeho jméno, Taylor objevil v roce 1911. Polárníky sice ohromil, ale nešokoval. Připomínal totiž jiný a už známý fenomén polárních krajů – „krvavý“ sníh. A ten není pozůstatkem masakrů, což už se tehdy vědělo.

První vzorek rudého sněhu přivezl ke zkoumání do Londýna už skoro o století dříve John Ross z výpravy Terra Nova do Arktidy. Přírodovědci poměrně rychle zjistili, že za červeň jsou zodpovědné jednobuněčné organismy, ale co jsou přesně zač, to se povedlo určit až koncem 19. století – sněžné řasy.

Obtížný výzkum

Podezření, že příčinou krvavého zbarvení budou stejné jednobuněčné mikroorganismy, se automaticky svezlo i na vodopád z Taylorova ledovce a u toho dlouho zůstalo. Výzkum sněžných řas totiž takřka nepostupoval.

Komplikovalo ho jak extrémní stanoviště, na kterém se vyskytovaly, tak i fakt, že se v laboratoři nedaly udržet živé a přimět k množení. Přitom ve své přirozeném prostředí se dokážou šířit někdy až explozivně.

Tuto jejich schopnost doložil mořský ekolog Andrij Zotov, když před třemi lety nafotil překvapivé probuzení na antarktické základně Akademik Vernadskij. Sníh kolem, kam až oko dohlédlo, se přes noc zbarvil z bílé do ruda. Snímky oběhly facebook i média s upozornění, že nešlo o masakr tučňáků.

Nové hledání

Vysvětlení, že za krvavé zbarvení proudu vytékajícího z Taylorova ledovce mohou sněžné řasy, vydrželo až do 90. let minulého století. Pak ale ledovec znovu přitáhl pozornost vědců a najednou se ukázalo, že ve vodopádu žádné řasy nejsou.

Ani by nemohly být, nepřežily by tam, protože vytékající voda je nejen ledová, ale především extrémně slaná. Ledovec v sobě pohřbil někdejší fjord s mořskou vodou, a v té se sůl po velmi dlouhou dobu koncentrovala, vědci stáří jezera odhadují na 1,5 až 2 miliony let.

Voda nemá kudy odtékat a nemůže se ani mísit s okolním mořem. V ledu si jen vytvořila spleť řek, kterými proudí, jak ukázalo radarové snímkování vrstev ledovce. Příkrov nad prastarou vodou je na 400 m silný, uvnitř kapsy panuje úplná tma a teplota -7 C°.

Že voda nezamrzá, za to může koncentrace soli asi 3x vyšší, než jsou obvyklé hodnoty v mořích. Místy se koncentruje ještě více na solanku, ta pak nahlodává ledové stěny a vede k nepravidelným výronům z ledovce.

V tu dobu je ještě čirá. Zrudne až vně ledovce.

Pravěké bakterie

Novým kandidátem pro změnu barvy se celkem logicky staly minerály s ionty železa. Ty se skutečně ukázaly být nakonec správnou stopou, i když trochu jinak, než vědci předpokládali. Řešení záhady bylo totiž komplikovanější a přineslo překvapení, o němž nikdo nemohl mít tušení.

Postarala se o něj americká mikrobioložka Jill Mikuckiová zaměřená na výzkum Antarktidy. Během 6 let opakovaně odebírala vzorky vody z Taylorova vodopádu a zjistila, že sice neobsahují takřka žádný kyslík, přesto jsou plné života.

Ve vodě nebyly řasy, ale bakterie. Jill Mikuckiová našla 17 různých druhů mikrobů pocházejících ze slaného jezera v ledovci. V extrémních podmínkách bez vzduchu a světla si vyvinuly unikátní metabolismus.

Místo kyslíku a cukru využívaly jako zdroj energie sloučeniny síry a železa, tedy právě toho prvku, o nějž šlo…

Hřiště pro astrobiology

Zdálo se, že vysvětlení rudné barvy vodopádu je na dosah ruky, chybí jen laboratorní důkaz. Do jeho hledání se zapojili astrobiologové z NASA, kterým se Antarktida skvěle hodila jako cvičné hřiště. Poskytli svou techniku a metody, které využívaly vesmírné sondy Mars Rover.

Výhodné to bylo pro obě strany, Jill Mikuckiová a její kolegové na Tennesseeské univerzitě získali špičkové vybavení a NASA zase možnost ověřit si v extrémních podmínkách polárního prostředí, jak spolehlivá může být jejich technika při analýze povrchu a hledání skrytých forem života na jiných planetách.

Jenže výsledky rozboru vody z Taylorova ledovce dopadly rozpačitě. Přístroje sice stopové množství železa identifikovaly, ale jinak spíš potvrdily dřívější nálezy nerostů, které k rudé barvě ledu nevedly. Hledání příčiny se tedy dostalo opět do slepé uličky, tentokrát jen na krátko.

Unikátní nanokuličky

Jill Mikuckiová měla naštěstí v záloze další užitečné kontakty, a tak vzorky z vodopádu poslala Kenu Livimu z laboratoře materiálového inženýrství na Univerzitě Johnse Hopkins v Baltimoru.

Livi si je prohlédl transmisním elektronovým mikroskopem a záhy zjistil, kde byl problém. Železo – a s ním řada dalších prvků – tam bylo, ale schované v nanokuličkách. Tedy v útvarech nejen nesmírně malých, ale také amorfních.

Rázem mu bylo jasné, proč předchozí metody selhaly. Byly totiž zaměřené na hledání železa v minerální podobě, jenže amorfnímu železu chybělo typické krystalické uspořádání atomů, a tak bylo pro přístroje neviditelné.

Pro přírodu to ale nepředstavovalo žádný problém – rozpuštěné ionty železa reagovaly úplně normálně, na vzduchu oxidovaly a rudly.

Jedna dobrá a jedna špatná zpráva

Po více jak 110 letech od objevení Taylorova ledovce se tedy zdá, že je záhada krvavého vodopádu rozluštěná, i když ještě není jasné, jak přesně nanokuličky s bakteriemi v ledovcovém jezeře souvisejí.

Nicméně vědci předpokládají, že jde o jejich produkt. A to je dobrá zpráva pro výzkum Antarktidy a současně špatná pro NASA. Pokud by Mars Rover skutečně přistál u Taylorova ledovce, pak by technika, kterou je sonda vybavená, nechala tyto známky života bez povšimnutí.

„Naše práce odhalila, že analýza vozidly roverů nestačí na spolehlivé určení materiálů na povrchu planet,“ dodává k tomu Ken Livi. „To je problém zejména pro chladnější planety jako Mars, kde mohou mít materiály nekrystalickou podobu a nanorozměry.“ Jako cvičné hřiště se tedy Antarktida osvědčila. Ukázala NASA slabiny, na nichž by hledání mimozemského života mohlo ztroskotat.

Autor: Kateřina Pavelcová