Vostoko ežeras: Antarktidos didžiausias poledinis ežeras
Vostoko ežeras – Antarktidos didžiausias poledinis ežeras po 4 km ledo: unikali, paslaptinga ekosistema, mokslinių tyrimų ir biologinių atradimų ašis.
Vostoko ežeras yra didžiausias iš septyniasdešimties Antarktidos ežerų, esančių po ledu. Jis yra 77° pietų platumos ir 105° rytų ilgumos, po Rusijos Vostoko stotimi. Jis yra 4 000 metrų (13 000 pėdų) po Antarktidos paviršiumi.
Ežerą aptiko rusų ir britų mokslininkai. Jie jį rado naudodami radarą.
Ežerą sudaro gėlas vanduo. Vandens temperatūra yra apie -3 °C. Vandens užšalimo temperatūra yra 0 °C, tačiau dėl didelio ledo slėgio vanduo ežere išlieka skystas.
Ežere yra du atskiri baseinai. Juos skiria kalnagūbris. Teigiama, kad abiejų baseinų ekosistemos yra skirtingos.
Pagrindiniai dydžiai ir sąlygos
Vostoko ežeras yra labai didelis ir giliai po ledu paslėptas vandens telkinys. Apytiksliai jo ilgis siekia apie 200–250 km, plotis gali būti iki ~50 km, o užšalusio ledo storis virš ežero yra maždaug 4 000 m. Ežero plotas įvertintas dešimtų–šiolkių tūkstančių kvadratinių kilometrų skalėje (dažnai minima apie 12 000–15 000 km²). Maksimalus gylis nėra visiškai tiksliai nustatytas, tačiau manoma, kad giliausiose vietose jis gali siekti kelis šimtus metrų ar net apie ~900–1 200 m, o tūris — kelių tūkstančių km³ (apytiksliai tūkstančių kilometrų kubinių).
Atranka ir tyrimų istorija
Ežeras buvo nustatytas radijo-echo ir radaro matavimais, kuriuos atliko sovietų (rusų) ir britų tyrėjai žemėlapiuodami Antarktidos ledo storį ir apatinius sluoksnius. Nuo atradimo pradžios Vostoko ežeras tapo intensyvių geofizinių, hidrologinių ir biologinių tyrimų objektu.
Drillingo istorija: ilgus metus mokslininkai stengėsi pasiekti ežero vandenis per griežtai kontroliuojamą gręžimo stotį. 2012 m. Rusijos gręžimo ekspedicija pranešė, kad pasiekė ežero paviršių — įvyko kontaktas su vandeniu, tačiau tiesioginių, patikimų, neužterštų vandens mėginių gavimas ir jų analizė išlieka sudėtinga ir ginčytina tema dėl užteršimo rizikos gręžimo skysčiais ir įrangos.
Gyvybės galimybė ir biosaugos iššūkiai
Vostoko ežeras yra ilgai izoluotas nuo žemės paviršiaus — pagal kai kuriuos vertinimus jis galėjo būti įkalintas po ledu milijonus metų (kai kurie įverčiai siekia apie 15 mln. metų). Dėl to jis domina biologus kaip vieta, kurioje gali egzistuoti unikalios mikrobinės bendruomenės, nepriklausomos nuo saulės energijos. Tyrimai ant ledo formuojančiame „accretion ice“ (ledo sluoksniuose, susidariusiuose iš ežero vandens) rado DNR fragmentų ir mikroorganizmų pėdsakus, kurie gali rodyti egzistavimą ar bent jau įnešimą mikroorganizmų į ežerą.
Tačiau prieiga prie ežero kelia rimtų biosaugos klausimų: nepageidaujamo užteršimo rizika gali pakeisti natūralią ekosistemą arba sugadinti galimybę patikimai tirti autentišką gyvybę. Dėl to tarptautinė mokslininkų bendruomenė diskutuoja ir taiko griežtas higienos ir sterilumo priemones gręžimo skysčiams, įrangai ir mėginių ėmimui.
Mokslinė reikšmė ir platesnis kontekstas
Vostoko ežeras yra svarbus ne tik dėl potencialios gyvybės, bet ir kaip modelis kosminiams objektams: subglacinius vandenynus turinčios pasaulės, tokios kaip Jupiterio mėnulis Europa ar Saturno mėnulis Enceladas, gali turėti panašias sąlygas (tamsu, aukštas slėgis, galimi cheminiai energijos šaltiniai). Taip pat ledo sluoksnis virš ežero saugo klimato informacijos apie praeities sąlygas - gręžiniais iš ledo kaupiami duomenys padeda atkurti atmosferos ir klimato pokyčius per ilgą laiką.
Ekosistemų skirtumai ir fizinė struktūra
Kaip nurodyta, ežeras turi du atskirus baseinus, kuriuos juosia kalnagūbriai. Šie padalijimai reiškia, kad sąlygos viename baseine gali skirtis nuo sąlygų kitame — skiriasi hidrochemija, išmetamųjų šaltinių buvimas (pvz., geoterminė veikla, mineralizacija) ir galimi mikrobiologiniai bendrijų tipai. Dėl to mokslininkai mano, kad abiejų baseinų ekosistemos gali būti skirtingos tiek sudėtimi, tiek funkcionavimu.
Trumpi faktai
- Vieta: po Antarktidos ledu, netoli Vostoko stoties.
- Gylis po paviršiumi: apie 4 000 m ledo virš ežero.
- Temperatūra: maždaug −3 °C dėl didelio slėgio.
- Izoliacija: ežeras gali būti izoluotas milijonus metų, todėl domina ieškant ekstremofilų ir ištisų ekologinių sistemų be saulės šviesos.
- Tyrimų iššūkiai: gauti neužterštų vandens mėginių yra sudėtinga, o gręžimo ir mėginių ėmimo praktikos yra griežtai reguliuojamos.
Vostoko ežeras išlieka vienu iš labiausiai intriguojančių ir techniškai sudėtingų tyrimų objektų Antarktidoje: jis jungia geologinius, hidrologinius ir biologinius klausimus ir suteikia unikalią galimybę suprasti, kaip gyvybė gali egzistuoti ekstremaliose sąlygose.
Slėgis ir deguonis
Vostoko ežeras yra oligotrofinė ekstremali aplinka. Jis yra persotintas deguonies. Deguonies kiekis jame penkiasdešimt kartų didesnis nei įprastuose gėlavandeniuose ežeruose Žemėje. Manoma, kad prie didelės deguonies koncentracijos prisideda ant Vostoko ežero viršaus esančio ledo svoris. Deguonis iš ledo ištirpsta ežero vandenyje. Deguonies ir kitų dujų sankaupos užsilaiko ir ežere. Juos sulaikanti struktūra vadinama klatratu. Klateratuose įkalintos dujos yra uždarytos lede ir atrodo kaip supakuotas sniegas. Šios struktūros susidaro aukšto slėgio Vostoko ežero gelmėse; iškilusios į paviršių jos taptų nestabilios.
Gyvenimas
Jokioje kitoje natūralioje aplinkoje Žemėje nėra tiek daug deguonies. Todėl, jei ežere yra kokių nors gyvybės formų, jos tikriausiai turėjo prisitaikyti prie didelio deguonies kiekio, kad galėtų išgyventi. Kai kurios adaptacijos gali būti didelės apsauginių fermentų koncentracijos.
Ežero aplinka labai panaši į aplinką Jupiterio mėnulyje Europa arba Saturno mėnulyje Enceladas. Todėl radus gyvybę ežere, būtų labiau tikėtina, kad gyvybė egzistavo viename iš šių mėnulių.
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Kiek Antarktidoje yra ežerų, kurie yra po ledo danga?
Atsakymas: Antarktidoje yra septyniasdešimt ežerų, kurie yra po ledo danga.
K: Kur yra Vostoko ežeras?
A: Vostoko ežeras yra 77° pietų platumos ir 105° rytų ilgumos po Rusijos Vostoko stotimi.
K: Kokio gylio yra Vostoko ežeras?
A: Vostoko ežeras yra 4 000 m gylyje po Antarktidos paviršiumi.
K: Kas atrado Vostoko ežerą?
A: Rusijos ir Didžiosios Britanijos mokslininkai Vostoko ežerą atrado naudodami radarą.
K: Iš kokio vandens sudarytas Vostoko ežeras?
A: Vostoko ežerą sudaro gėlas vanduo.
K: Kokia Vostoko ežero vandens temperatūra?
A: Vostoko ežero vandens temperatūra yra apie -3 °C.
K: Kodėl Vostoko ežero vanduo išlieka skystas, nors jo temperatūra yra žemesnė už užšalimo temperatūrą?
A: Vostoko ežero vanduo išlieka skystas dėl didelio ledo slėgio.
Ieškoti