Jezioro Wostok — największe subglacjalne jezioro Antarktydy
Jezioro Wostok — największe subglacjalne jezioro Antarktydy: 4000 m pod lodem, unikalne ekstremalne ekosystemy i tajemnice życia w wiecznym mrozie.
Jezioro Wostok jest największym z siedemdziesięciu jezior na Antarktydzie, które znajdują się pod lodem. Leży w przybliżonych współrzędnych 77° S 105° E, bezpośrednio pod rosyjską Stacją Wostok. Pokrywę lodową nad jeziorem tworzy warstwa lodu o grubości rzędu 3,7–4,3 km, a lustro wody znajduje się około 4000 metrów pod powierzchnią kontynentu.
Jezioro ma rozległy zasięg — jego długość szacuje się na kilkaset kilometrów, a szerokość na kilkadziesiąt kilometrów — dzięki czemu jest zaliczane do największych jezior spodlodowych na Ziemi (powierzchnia szacowana jest na rząd dziesiątek tysięcy kilometrów kwadratowych). Maksymalna głębokość samej wody sięga kilkuset metrów; całkowity bilans objętościowy i kształt dna poznawany jest stopniowo dzięki pomiarom geofizycznym.
Odkrycie i badania
Jezioro zostało wykryte dzięki analizie danych geofizycznych — przede wszystkim z użyciem radaru i pomiarów sejsmicznych — prowadzonych przez zespoły rosyjskich i brytyjskich naukowców w drugiej połowie XX wieku. Mapowanie kształtu jeziora oraz próbki lodu zalegającego nad jeziorem dostarczyły pierwszych informacji o jego istnieniu i właściwościach.
Warunki fizyczne
Woda w jeziorze jest słodka (woda słodka) — nie są to wody morskie — a jej temperatura szacowana jest na około -3 °C. Pomimo temperatury poniżej zerowego punktu zamarzania, temperatura zamarzania wody wynosi 0 °C w normalnych warunkach, lecz w jeziorze woda pozostaje ciekła przede wszystkim z powodu ogromnego ciśnienia wynikającego z masy lodu nad nią oraz dodatkowo dzięki oddziaływaniu ciepła geotermalnego ze skał podłoża.
Nad jeziorem występują dwa oddzielne akweny, rozdzielone podwodnym grzbietem; sugeruje się, że ekosystemy tych akwenów mogą być różne ze względu na odmienne warunki hydrologiczne i geochemiczne.
Biologia i znaczenie naukowe
Jezioro Wostok jest interesujące dla badaczy z kilku powodów:
- mogło być izolowane od atmosfery i światła słonecznego przez miliony lat, co stwarza warunki do powstania unikatowych form życia mikrobiologicznego;
- stanowi model do badań astrobiologicznych — strefy takie przypominają hipotetyczne oceany podlodowe na księżycach Jowisza i Saturna (np. Europa, Enceladus);
- daje informacje o historii klimatu i dynamice lodu Antarktydy oraz o interakcjach między lodem a płynną wodą pod nim.
Badania prób pobieranych z lodu zalegającego nad jeziorem oraz z wody (w ograniczonym zakresie) sugerują obecność mikroorganizmów lub ich śladów, lecz bezpośrednie potwierdzenie i pełne scharakteryzowanie potencjalnej bioty wymaga dalszych, bardzo ostrożnych badań, aby nie doprowadzić do skażenia środowiska.
Prace wiertnicze i ochrona
Dotarcie bezpośrednio do wody jeziora wymagało zaawansowanych technologii wiertniczych i procedur zapobiegających zanieczyszczeniu. W przeszłości część działań prowadzonych była z użyciem różnych płynów wiertniczych, co wywołało dyskusje i kontrowersje dotyczące ryzyka skażenia unikatowego środowiska. Międzynarodowe traktaty i wytyczne dotyczące Antarktydy wymagają stosowania procedur minimalizujących ingerencję i zanieczyszczenie przy prowadzeniu badań.
Stan badań i perspektywy
Badania Jeziora Wostok prowadzone są nadal przy użyciu metod zdalnych (radar, geofizyka, analiza lodu akrecyjnego) oraz — z zachowaniem szczególnej ostrożności — prób bezpośrednich. Wyniki mają znaczenie dla nauk o klimacie, geofizyki, mikrobiologii ekstremalnej oraz astrobiologii. Kolejne ekspedycje i analizy będą stopniowo uzupełniać wiedzę o budowie, chemii i ewentualnym życiu w tym jednym z najbardziej odizolowanych środowisk na Ziemi.
W skrócie:
- położenie: 77° S 105° E, pod Stacją Wostok;
- lód nad jeziorem: ok. 3,7–4,3 km grubości;
- woda: słodka, temperatura ok. -3 °C;
- charakterystyka: dwa oddzielne akweny rozdzielone grzbietem;
- znaczenie: unikatowe środowisko o dużym potencjale biologicznym i astrobiologicznym.
Ciśnienie i tlen
Jezioro Vostok jest ekstremalnym środowiskiem oligotroficznym. Jest ono przesycone tlenem. Poziom tlenu jest pięćdziesiąt razy wyższy niż ten, który zwykle występuje w zwykłych słodkowodnych jeziorach na Ziemi. Uważa się, że ciężar lodu znajdującego się na szczycie jeziora Vostok przyczynia się do wysokiego stężenia tlenu. Tlen z lodu rozpuszcza się w wodzie jeziora. Depozyty tlenu i innych gazów są również uwięzione w jeziorze. Struktura, która je zatrzymuje nazywana jest klatratem. Gazy uwięzione w klatratach są zamknięte w lodzie i wyglądają jak upakowany śnieg. Struktury te tworzą się w wysokociśnieniowych głębinach jeziora Wostok; po wydostaniu się na powierzchnię stałyby się niestabilne.
Życie
Żadne inne środowisko naturalne na Ziemi nie jest tak bogate w tlen. Z tego powodu, jeśli w jeziorze istnieją jakieś formy życia, prawdopodobnie musiałyby się przystosować do wysokiego poziomu tlenu, aby móc przetrwać. Niektóre adaptacje mogą obejmować wysokie stężenie enzymów ochronnych.
Środowisko w jeziorze jest bardzo podobne do tego na księżycu Jowisza - Europie lub Saturna - Enceladusie. Znalezienie życia w jeziorze zwiększyłoby zatem prawdopodobieństwo istnienia życia na jednym z tych księżyców.
Pytania i odpowiedzi
P: Ile jezior na Antarktydzie znajduje się pod pokrywą lodu?
O: Na Antarktydzie jest siedemdziesiąt jezior, które znajdują się pod taflą lodu.
P: Gdzie znajduje się jezioro Wostok?
O: Jezioro Wostok znajduje się na 77°S 105°E pod rosyjską stacją Wostok.
P: Jak głębokie jest jezioro Wostok?
O: Jezioro Wostok znajduje się na głębokości 4000 metrów pod powierzchnią Antarktydy.
P: Kto odkrył Jezioro Wostok?
O: Rosyjscy i brytyjscy naukowcy odkryli Jezioro Wostok za pomocą radaru.
P: Z jakiego rodzaju wody składa się jezioro Wostok?
O: Jezioro Wostok składa się ze słodkiej wody.
P: Jaka jest temperatura wody w jeziorze Wostok?
O: Temperatura wody w jeziorze Wostok wynosi około -3 °C.
P: Dlaczego woda w jeziorze Wostok pozostaje ciekła pomimo temperatury poniżej punktu zamarzania?
O: Woda w jeziorze Wostok pozostaje ciekła z powodu wysokiego ciśnienia wytwarzanego przez lód.
Przeszukaj encyklopedię