– Om vi kan förstå var gränsen går för liv på vår egen planet, så ökar det vår förståelse om var vi kan hitta liv på andra planeter, säger Dale Andersen, astrobiolog vid Seti Institute. Han var också ledare för en expedition 2016 då ett filmteam följde med och dokumenterade deras resa.

För att förstå hur livet uppstod på jorden är det viktigt att förstå hur syret föddes. Ingen planet är så syrerik som jorden. Men vid jordens födelse fanns inget syre. Något hände för två miljarder år sedan som gjorde syrehalten 10 000 gånger högre.

Vad det var som hände då ska geologer och biologer från bland annat NASA försöka ta reda på. Och kanske finns svaret på en plats som påminner om hur jorden såg ut på den tiden – sjön Untersee på Antarktis.

– Det är en gömd värld och vi är här för att utforska den. Det är som att gå tillbaka i tiden tre miljarder år, säger Dale Andersen.

Forskarna borrade genom en tre och en halv meter tjock is och vidgade sedan hålet för att en person med kamera skulle kunna ta sig ned. Dale Anderson och en kameraman dök ned med en kamera som är 16 gånger känsligare än en vanlig högupplösningskamera. Det är första gången en kamera går ned i en av de äldsta sjöarna på jorden.

I det nollgradiga vattnet är sikten över 100 meter. Här finns inga fiskar eller växter. Det enda som finns är otaliga små koner som varierar i storlek nere på sjöbotten.

– Konerna som hittades där är, så långt vi vet, unika. Vi har aldrig sett ett ekosystem med formationer som dessa koner, vissa så höga som 70 centimeter, säger Dale Andersen.

Cyanobakterier syresatte jorden

Det finns även stora bubblor som samlats under isen och dessa innehåller höga halter av syre. Syret bildas från kluster av mikroorganismer som kallas cyanobakterier. Det är en bakterie som var den första organismen på jorden som använde solenergin och bildade syre, alltså fotosyntes. Och det är är dessa cyanobakterier som en gång syresatte jorden.

Konerna på botten består av cyanobakterier. Och svaret på gåtan om hur syret kom till kanske finns att hitta i konernas utformning. För att ta reda på det analyserade forskarna den inspelning som gjordes på botten med högupplösningskameran. De detaljer som var svåra att se under isen syns tydligt på skärmen. Bilderna visar ovanliga formationer.

– Vi vet inte riktigt varför bakterierna skapade dessa märkliga formationer, men vi tror att det ger dem ett övertag i miljön av något slag. Kanske ökar det deras yta, vilket ger större kontakt med vattnet som tillgodoser dem med näring. Det ger dem även större kontakt med ljus som skapar fotosyntes, säger Dale Andersen.

Cyanobakterierna överlevde snöbollsjorden

För att ta reda på hur cyanobakterierna som en gång syresatte jorden lyckats överleva genom miljarder år i extrema klimat togs prover på den djupaste botten av sjön – 160 meter ned i djupet. Forskarna ville nämligen veta hur lite ljus som behövs för att bakterierna ska klara sig. En gång i tiden för miljoner år sedan var jorden täckt av ett tusen meter tjockt lager is under en period som kallas snöbollsjorden. Hur cyanobakterierna, som behöver solljus, klarade sig genom denna period är en stor gåta.

Fotosyntes trots minimalt med ljus

En undervattensdrönare åkte ned i djupet där det är helt svart. Det finns inga koner, men det finns lila formationer på den vita bottnen.  Genom prover kan forskarna se att det finns cyanobakterier även där och att de fotosyntetiserade i djupet – dit snudd på inget ljus kan nå.

– Nu vet vi att på en klar och solig dag vid lunchtid när det är som allra ljusast, når bara 0.05 procent av ljuset vid ytan ned till botten. Det är inte mycket ljus för att fotosyntetisera, säger Dale Andersen.

Nu vet man att cyanobakterier kan överleva med en försvinnande liten mängd ljus. Bakterierna lyckades överraskande nog överleva både snöbollsjorden och andra extrema förhållanden.

Kan ge ledtrådar om utomjordiskt liv

Forskningen om organismer i extrema miljöer kan vara till stor hjälp för forskningen kring liv i rymden.

– Våra studier av Untersee hjälper oss att förstå jordens tidigaste biosfär, vilket hjälper oss att hitta liv på till exempel Mars, säger Dale Andersen.

I oktober åker han och hans forskarkollegor tillbaka till sjön för ytterligare utforskningar.

Följd med ned till djupet av sjön Untersee på Antarktis och möt en miljö som inte liknar något annat i Vetenskapens värld i SVT2 på måndag den 17 september klockan 20.00 eller på SVTPlay.