Con gran sorpresa, un grupo de investigadores en Antártida descubrieron peces y otros animales acuáticos viviendo en perpetua oscuridad y frío, bajo un techo de hielo de 740 metros de espesor. Los animales viven en una cuña de agua de mar a 10 metros de profundidad, sellada entre una capa superior de hielo y el lecho marino, inhóspito y rocoso, una ubicación tan remota y hostil que muchos científicos no esperaban encontrar nada más que escasa vida microbiana.

Un equipo de científicos y perforadores de hielo hizo el descubrimiento tras bajar un pequeño robot hecho a la medida, por el estrecho agujero que perforaron a través de la barrera de hielo de Ross, una placa de hielo glaciar del tamaño de Francia que está suspendida frente a la costa de la Antártida y flota en el océano. El remoto sitio en el mar explorado por los científicos se asienta debajo de la esquina posterior de la barrera flotante, donde la plataforma se encuentra con lo que sería la costa de la Antártida si todo ese hielo se retirara.

 “Estoy sorprendido”, dice Ross Powell, un geólogo glacial de 63 años de la Universidad del Norte de Illinois que codirigió la expedición con otros dos científicos. Powell habló conmigo vía teléfono satelital desde la remota ubicación en la capa de hielo de la Antártida Occidental, donde 40 científicos, perforadores de hielo y técnicos fueron llevados a bordo de aviones montados en esquís. 

“He trabajado en esta área durante toda mi carrera”, dice Powell, estudiando las ‘barrigas’ de los glaciares, donde estos fluyen hacia los océanos. “Se entiende que estas áreas tienen muy poca comida, son desoladas y no albergan vida”. Pero de algún modo el ecosistema logró sobrevivir increíblemente lejos de la luz del sol, la fuente de energía para la mayoría de la vida en la Tierra. El descubrimiento permite reflexionar sobre qué tipo de vida compleja pero aún desconocida podría habitar las vastas áreas debajo de hielo de las barreras de hielo de la Antártida, que comprenden más de un millón de kilómetros cuadrados de fondo marino inexplorado.

La primera imagen de baja resolución de un pez translúcido que los investigadores descubrieron increíblemente muy por debajo del hielo de la Antártida muestra dos ojos negros y varios órganos internos (manchas de colores). Crédito: Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling Project.


La expedición, financiada por la Fundación Nacional de la Ciencia de EE.UU., se había aventurado hasta esta ubicación para investigar la historia y la estabilidad a largo plazo de la Corriente de Hielo Whillans, un gran glaciar que fluye desde la costa de la Antártida y se introduce en la barrera de hielo Ross. La expedición comenzó en diciembre cuando los tractores remolcaron grandes trineos que llevaban más de 400 toneladas métricas de combustible y equipo hasta la remota ubicación a 630 kilómetros del Polo Sur y 1.000 kilómetros de la base permanente más cercana.

A principios de enero, el equipo inició un esfuerzo sin precedentes para perforar a través del hielo con el fin de llegar a un lugar llamado zona base, que es esencialmente, una playa subglacial donde los glaciares pasan de descansar sobre la roca madre a flotar en el agua al tiempo que se alejan del borde del continente. Un equipo de perforadores de hielo de la Universidad de Nebraska-Lincoln (UNL) utilizó un chorro de agua caliente proveniente de una manguera de Kevlar de un kilómetro de largo y del diámetro del tobillo para derretir un agujero a través del hielo y llegar hasta el agua de mar que hay debajo.

Hasta ahora nadie había observado directamente la zona base de  un gran glaciar antártico. Y desde que el agujero se abrió, el 7 de enero, hora del Pacífico, parecía que ese lugar no albergaba vida. 

Otro de los peces, después de que la cámara afortunadamente logró una imagen de alta resolución. Crédito: Reed Scherer (NIU)
 

Engañados por barro sin vida
La videocámara orientada hacia abajo que descendió a través del agujero encontró un fondo marino inhóspito. “Rocoso, como la superficie lunar”, dice Powell. Incluso fondos oceánicos profundos y abismales, de tres o cuatro kilómetros de profundidad en el océano, usualmente muestran algún signo de vida animal: huellas de crustáceos sobre el barro, o montones de tierra que los gusanos han expulsado de sus madrigueras. Pero la cámara no mostró nada por el estilo. Núcleos de barro que el equipo sacó suavemente del fondo tampoco mostraron signos de que algo hubiera cavado. Y el agua de mar recolectada del fondo mediante botellas resultó ser muy clara. Esto sugiere que el agua solo estaba escasamente poblada de microbios, y ciertamente no los suficiente para que los animales puedan subsistir.

“El agua era tan clara. Realmente no había mucha comida”, dice Trista Vick-Majors, en otra llamada vía satélite. Vick-Majors es una estudiante de doctorado en microbiología de la Universidad Estatal de Montana, que se encargó de las muestras de agua recolectadas del fondo. Lo que es más, los sedimentos en el fondo marino estaban llenos de cuarzo, un mineral que tiene poco valor nutricional para los microbios. Cuando el barro del fondo de un océano o lago se recoge, a menudo es posible oler gases como sulfuro de hidrógeno que son producidos por los microbios. “Tu nariz es un gran detector de actividad microbiana”, dice Alex Michaud, estudiante de doctorado en microbiología también de la Universidad de Montana, que está trabajando con muestras de sedimentos. “Pero no olí nada”.

Un anfípodo recuperado de agua de mar debajo de 750 metros de hielo. Los anfípodos son crustáceos, y son parientes lejanos del camarón. Ellos finalmente nadaron delante del lente de la cámara cuando estuvo apoyada en el suelo de la zona base. Crédito: Reed Scherer (NIU)
 

La revelación de que algo más grande vivió allá abajo en la oscuridad llegó ocho días después de que se abrió el agujero, el 15 de enero, hora del Pacífico. El hallazgo dependía de un menudo robot de 1,5 metros de largo llamado Deep-SCINI, que tenía los ojos hechos de cristales de zafiro reforzados y resistentes a la presión y un cuerpo aerodinámico de varillas de aluminio y alta tecnología, espuma “sintáctica” compuesta de millones de cuentas de vidrio, pequeñas y huecas.

Deep-SCINI, un vehículo operado por control remoto (ROV, por su sigla en inglés), está diseñado para deslizarse por el estrecho pozo de hielo y explorar la cavidad de agua por debajo. El robot lleva cámaras de zafiro blindado, un brazo con agarradera, y un dispositivo para tomar muestras de agua y otros instrumentos.

Robert Zook y Justin Burnett, del programa de perforación de hielo de la UNL, han trabajado día y noche para terminar su construcción a tiempo para la expedición, volando desde Nueva Zelanda y luego a la Antártida con el robot en sus valijas de mano.

Justo después del almuerzo el 16 de enero los trabajadores con cascos protectores engancharon a Deep-SCINI con un cable de fibra óptica tan grueso como una manguera de jardín. El torno sobre la plataforma de perforación sonaba y se ponía en acción, desenrollando cable de una bobina gigante y bajando el ROV por el agujero. Deep-SCINI había “volado” (como lo llamó Zook) en piscinas y había sido probado una vez en una cámara de presión para confirmar que podía sobrevivir a las profundidades del océano. Pero esta sería su primera inmersión real, más profunda a través de hielo glacial que cualquier otro ROV.

Durante varias horas, los investigadores vieron entre 20 y 30 de los peces que aquí se ven en alta resolución. Los brazos del robot sumergible Deep-SCINI se ven en la parte superior de la imagen. Crédito: Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling Project 
 

¡Peces!
Una docena de personas se congregaron en el interior de una sala de control repleta, construida dentro de un contenedor de carga montado sobre esquís, para observar a través de varios monitores el vuelo inaugural del ROV.

La vista por el agujero estaba oscurecida por un bloque de hormigón que colgaba del brazo de Deep-SCINI, intentando mantener la nave vertical en el estrecho pozo, de sólo 75 cm de diámetro. En cambio, durante los 45 minutos en que el ROV se deslizó hacia abajo, su cámara de visión lateral capturaba imágenes de capas de escombros oscuros en las paredes del hoyo, atrapados en lo profundo del hielo, que posiblemente fueran restos de ceniza volcánica u otro polvo depositado en el hielo hace miles de años. Los investigadores descubrieron las capas varios días antes, cuando perforaron el agujero. Más tarde encontraron piedras en el fondo, lo que sugiere que la parte inferior de la capa de hielo podría estar derritiéndose más rápido de lo que se pensaba. El acelerado derretimiento podría permitir que el enorme glaciar en tierra se deslice hacia el mar más rápidamente de lo que los científicos habían anticipado.

Finalmente, las paredes del agujero, iluminadas por la luz de Deep-SCINI, se sumergieron en la oscuridad. Bajo el hielo, el ROV entró a un vacío de agua negra sin límites. Manchas brillantes corrían por como estrellas fugaces más allá de la visión lateral de la cámara y la luz de Deep-SCINI reflejaba granos de arena, atrapados en el hielo durante miles de años, que ahora caían al fondo del mar después de ser perturbadas por el descenso del robot.

El ROV alcanzó el fondo rocoso. Burnett (estudiante de doctorado), sentado al mando de los controles del contenedor de carga, movió una palanca: el brazo se abrió, el peso del concreto se posó en la parte inferior y Deep-SCINI se enderezó a una posición horizontal. Zook, el ingeniero autodidacta que concibió este ROV y diseñó gran parte del dispositivo, se sentó junto a Burnett, operando las cámaras y pantallas. La gente que estaba en la habitación sin luz miró fijamente a la oscuridad de los monitores. Aquí y allá vislumbraban indicios de movimiento un poco más allá del alcance de las luces: algunos escombros cayendo que de repente cambiaban de dirección, o una sombra que revoloteaba en una esquina.

Burnett y Zook continuamente trabajaban para sortear los problemas a medida que piloteaban el ROV, que claramente estaba todavía en su fase de prueba. Un problema de sobrecalentamiento —irónico, en este lugar— les obligó a operar los propulsores debajo de su capacidad. Aún no habían incorporado al ROV un sistema de navegación, por lo que maniobraban utilizando trucos de vuelo —volando de una gran piedra del suelo a otra, o utilizando unos  pocos metros de cable desde el torno, para tirar el ROV desde atrás y dirigirlo lejos del agujero. De ese modo se encontraron trabajando con una inesperada correa corta, que obligaba a permanecer a 20 o 30 metros del agujero enganchado por un cable de sujeción.

Al final, Burnett y Zook llevaron a Deep-SCINI a un punto muerto ubicado a un metro por encima del fondo, mientras ajustaban sus controles. La gente en el contenedor miraba una imagen del fondo marino en uno de los monitores, capturada por la cámara de visión delantera. Entonces alguien empezó a gritar y señalar. Todos los ojos se volvieron hacia la pantalla con la cámara que apuntaba hacia abajo.

Una sombra gris y ondulante se deslizó delante de su mirada, con una forma más afilada en el frente y ensanchada hacia atrás, como un signo de exclamación. Era la sombra proyectada por un pez de ojos saltones. Luego las personas vieron a la criatura que proyectaba esa sombra: un poco azul, un poco marrón, un poco rosada, tan larga como un cuchillo de manteca, y con sus órganos internos que se revelaban a través de su cuerpo translúcido.

La sala estalló en vítores, aplausos y gritos de asombro. “Fue simplemente increíble”, recuerda Powell.

Morirse de aburrimiento
Deep-SCINI se quedó en la cuña de agua por seis horas. Cuando Burnett lo estacionó en el fondo, el pez —mirando sin moverse a lo lejos— de a poco se empezó a acercar, nadando de un punto a otro durante 20 minutos, hasta que se acercó a una distancia de medio brazo de la cámara. Estos peces, tal vez atraídos por la novedad de una luz, eran “curiosos y dóciles”, dice Zook. “Creo que estaban aburridos. Sé que yo lo estaría”.

En total, ese día el ROV halló 20 o 30 peces. “Estaba claro que eran una comunidad que vivía allí”, dice Powell, “y no fue solo un encuentro casual”. Los peces traslúcidos eran los más grandes. Pero Deep-SCINI también encontró otros dos tipos de peces más pequeños —uno negruzco y otro anaranjado—, además de docenas de crustáceos rojos tipo camarón que vagaban por ahí, así como otros invertebrados marinos que hasta ahora el equipo se negó a describir.

Para los microbiólogos que estaban presentes, lo más emocionante no fue el descubrimiento de los peces en sí, sino más bien lo que el hallazgo dice acerca de ese remota e inexplorado ambiente. Apenas tres días antes del descubrimiento, Brent Christner, microbiólogo de la Universidad Estatal de Louisiana (LSU, por su sigla en inglés) con años de experiencia en el estudio de los lagos antárticos congelados, estuvo de acuerdo con Vick-Majors de que la vida en el agua estaría limitada a microbios con tasas metabólicas lentas. “Tenemos que preguntarnos qué están comiendo”, dice Christner, cuando más tarde le pregunté sobre los peces. “La comida no abunda y la energía es difícil de conseguir. Este es un lugar duro para vivir”.

Una fuente de alimentos podría ser el pequeño plancton que crece en las aguas iluminadas por el sol en el mar de Ross, que luego son llevadas por las corrientes bajo la plataforma de hielo. Pero modelos oceánicos sugieren que este alimento tendría que viajar a la deriva durante seis o siete años bajo la oscuridad de la barrera de hielo antes de llegar a la zona de base de Whillans, encontrándose con unos y otros animales en el camino. “El agua estaría bastante digerida al llegar allí”, dice Vick-Majors.

El ecosistema también podría ser alimentado por energía química derivada del interior de la Tierra, en lugar de la luz solar. Las bacterias y otros microbios podrían alimentarse de granos minerales que caen de la cara inferior del hielo o llegan al agua de mar a través de los ríos subglaciales que fluyen por debajo de la capa de hielo de la Antártida Occidental. Los microbios en la parte inferior de la cadena alimentaria también podrían alimentarse por amonio o metano que se filtra de antiguos sedimentos marinos, cientos de metros más abajo. De hecho, hace dos años, cuando este mismo equipo perforó en un lago subglacial, ubicado a 100 kilómetros aguas arriba, encontraron un ecosistema que en gran medida se alimentaba de amonio, aunque en este caso, el ecosistema incluía solo microbios, sin animales presentes.

La gente había especulado que el ambiente pobre en nutrientes debajo de las plataformas de hielo de la Antártida se asemejaría a otros hábitat desnutridos, como los vastos fondos marinos abisales del mundo ubicados a unos 3.000 metros más abajo. Pero las diferencias importantes ya están surgiendo: los suelos lodosos del abismo oceánico están poblados por gusanos y otros animales que se alimentan de desechos podridos que llegan desde arriba. Sin embargo, los núcleos del lodo extraídos hasta ahora de la zona de base de Whillans no han revelado la presencia de tales animales. Tampoco lo hicieron las cámaras de Deep-SCINI. “No vimos ninguna comunidad epi-bentónica establecida”, dice Powell. “Todo lo que vive allí se puede mover”.

Estos nuevos resultados son todavía muy preliminares, pero un patrón similar se observó a finales de los 70 cuando, brevemente, se formó un agujero en otra parte de la barrera de hielo Ross no tan lejos de la costa —la llamada perforación J9— que alcanzó la capa de agua de mar de 240 metros de espesor, ubicada a 430 kilómetros desde el borde del hielo. Allí, en el agua, se vieron peces y crustáceos, pero nada fue hallado en el barro. La ausencia de habitantes en el barro podría indicar que los animales que viven tan lejos bajo la plataforma de hielo deben ser lo suficientemente móviles para seguir las fuentes de alimentos intermitentes de un lugar a otro.

Cualquiera sea la fuente de energía final, las bacterias podrían servir de comida para los organismos microscópicos llamados protistas; luego los crustáceos comerían a los protistas y los peces comerían a los crustáceos, o a veces se comerían mutuamente a los ejemplares más jóvenes, dice Arthur DeVries, biólogo de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. DeVries no estuvo en esta expedición pero ha pasado 50 años estudiando a los peces que viven cerca del frente expuesto de la barrera de hielo Ross.

Si los peces representan algo realmente novedoso para la ciencia aún está por verse. Las fotografías y videos deberán ser ampliamente analizadas y los resultados publicados en una revista revisada por pares antes de que el equipo pueda decir mucho más. Los peces podrían llegar a pertenecer a una sola familia, llamada Nototheniidae, dice DeVries. Estos peces comenzaron a dominar la Antártida hace unos 35 millones de años, cuando el continente y sus océanos circundantes empezaron a enfriarse bruscamente, y en los peces evolucionaron las proteínas que los ayudaron a evitar congelarse.

Años de información por venir
Incluso con el alegre descubrimiento de los peces, el día estaba lejos de terminar. En la sala de control, Burnett y Zook luchaban por superar las dificultades técnicas y traer a Deep-SCINI de nuevo a la superficie. Una cuerda, que flotaba como un globo de helio por encima del bloque de concreto al que estaba atado, los ayudó a encontrar el camino de vuelta al bloque, y por ende a la perforación por la que saldría el robot. Incluso entonces, el dúo tuvo que sostener el peso, con el fin de poner al ROV en su postura vertical y subirlo por el agujero. Una de las cámaras de Deep-SCINI había sido golpeada y movida de su posición durante la inmersión, así que no hacía foco en el brazo. Los dos operadores pasaron 45 minutos tratando de engancharla antes de tener éxito.

“Tuvimos un pequeño milagro”, dice Zook, acerca del vuelo inaugural de Deep-SCINI. Las duras condiciones de la Antártida tienden a castigar a la innovación, señala: “La regla de oro aquí es que cualquier nueva cosa tecnología no funciona en el primer uso”.

Dos horas después de que Deep-SCINI fuera llevado de nuevo a la luz sobre la plataforma de perforación, los científicos bajaron otro instrumento y los estacionaron en el suelo durante 20 horas para medir gases, corrientes, temperaturas y salinidad. Todo se espera que cambie al tiempo que las remotas mareas oceánicas empujen y tiren en este profundo recoveco de agua. Durante ese tiempo, una luz y una cámara atraía repetidamente a visitantes: crustáceos rojos o peces curiosos. 

En la superficie, Zook transformó una ventana de monitoreo en una trampa para crustáceos. Michaud construyó una trampa para peces usando partes de una trampa de langosta que Zook había comprado a modo de broma en una tienda de artículos deportivos en Nueva Zelanda, de camino a la Antártida. Hasta ahora han recogido algunos crustáceos para próximos estudios científicos, pero ningún pez, hasta que se escribió este artículo.

Incluso mientras todo esto sucedía, el trabajo continuaba para una expedición cuyo objetivo general era comprender el comportamiento del glaciar al encontrarse con el océano. Slawek Tulaczyk, glaciólogo de la Universidad de California, en Santa Cruz, quien codirigió la expedición con Powell y otro científico, se perdió el bullicio causado por el pez porque estaba cerca de la superficie del hielo, bajando una red de sensores en otro agujero hecho en la placa de hielo. El agujero se volverá a congelar, sellando la red en la plataforma de hielo y en los próximos años registrará temperaturas sobre y debajo del hielo, y también en el agua abajo. Registrará el flujo y reflujo de las mareas, y los pulsos de agua turbia de ríos subglaciales que fluyen hacia el océano. Medidores de inclinación calcularán cómo se flexiona la placa de hielo en respuesta a las corrientes que suben y bajan por debajo, un metro cada día. Sensores sísmicos registrarán los crujidos y estallidos al tiempo que surgen grietas en la cara inferior del hielo flexionado. El objetivo es conocer cuánto calor y estrés mecánico es liberado a la zona de base de la corriente de hielo Whillans.

“Sé que suena extraño”, escribió en un mail Tulaczyk –lo que podría significar, menos lindo y carismático que pez de ojos saltones–. Pero estos datos, agrega, van a responder algunas incógnitas clave sobre la rapidez con la que el hielo se derretirá desde la parte más vulnerable de este glaciar.
En este momento, la corriente de hielo Whillans está desacelerando un poco cada año —una rareza entre los glaciares en la Antártida—, como parte de un complejo ciclo de paradas y reinicios intermitentes que se dan durante cientos de años en varios glaciares que se alimentan en esa parte de la barrera de hielo de Ross.

Conocer la velocidad de derretimiento en la zona de base de Whillans podría arrojar luz sobre el significado del descubrimiento de la semana pasada sobre las piedras que caen allí desde la parte inferior del hielo. Podría determinar si los cambios que ya están en marcha superarían la actual desaceleración de la zona base de Whillans y hacer que se acelere su flujo hacia el océano una vez más. Todo esto es importante para comprender cómo los glaciares en esta parte de la Antártida podría contribuir al aumento global del nivel del mar.

Incluso mientras la cámara baja registró las idas y venidas de los peces durante 20 horas el 15 y 16 de enero, hora del Pacífico, Tulaczyk se centró en otra cosa, mucho más sutil, en la vista de la cámara. Un cuerpo plantificado en el fondo por debajo del agujero se deslizaba más allá de la cámara; lentamente al principio, más rápido luego. El cuerpo era estacionario, pero el glaciar por encima había comenzado a deslizarse: La corriente de hielo Whillans es conocida por su raro hábito de quedarse quieta la mayoría del tiempo, pero luego impulsarse hacia delante dos veces por día. Sin embargo, esta es la mejor medida que jamás se halla obtenido.

Aquellas capas de polvo o cenizas que el Deep-SCINI documentó en su descenso por el agujero también mantendrán ocupados por un tiempo a hombres del hielo como Tulaczyk y Powell. “Fue un gran descenso, incluso antes del pez”, dice Powell. “Será un gran conjunto de información”.

Al tiempo que los microbiólogos se iban a sus casas con sus muestras de agua y de barro se enfrentarán a la tarea inesperada de averiguar si todo este ecosistema, incluidos los peces, realmente se sostiene con metano, amonio u otra forma de energía química. “Eso sería muy emocionante”, dice Christner de la LSU. “Nuestras muestras pueden ayudar a responder a eso”.