Tajemnice Jeziora Vostok

W dniu dzisiejszym wyruszymy na wycieczkę na Antarktydę, gdzie znajduje się jedno z najbardziej znanych i zarazem najmniej poznanych jezior na naszej planecie – jezioro Vostok. Wszystko zaczęło się w 1957 roku, kiedy Rosjanie postanowili założyć w tym miejscu bazę naukową, nie wiedząc w owym czasie, co znajduje się 4km poniżej lodu. Jednym z naukowców biorących udział w wyprawie, był Andrei Kapitsa. Zastanowiła go nienaturalnie płaska powierzchnia obszaru, na którym miała powstać baza naukowa. Według niego, pod powierzchnią lodu, mogło znajdować się niezamarznięte jezioro. W celu zbadania tego niecodziennego zjawiska i potwierdzenia swojej tezy, powodując wybuchy, wysyłał fale dźwiękowe pod powierzchnię terenu. Oczekiwał otrzymania dwóch różnych rodzajów fal: jednych odbitych od tafli jeziora i drugich odbitych od jego dna. Niestety jego badania nie wykazały obecności jeziora pod powierzchnią lądolodu, a jedynie pozwoliły określić miąższość lodu na 4km.

Dopiero w latach 70. Brytyjczycy przywrócili do życia tezę Andrei Kapitsa. Za pomocą badań radarowych byli w stanie określić ukształtowanie terenu pod powierzchnią lądolodu. Przy okazji tych pomiarów potwierdziło się, że jezioro Vostok jednak istnieje. Zapoczątkowało to całą serię badań, jednak do dzisiaj brak większych konkretów. Warto jednak skupić się na tym co już wiadomo.

Położenie jeziora Vostok na Antarktydzie (Bell R.E., Karl D.M., 1998)

Jezioro Vostok położone jest w centralnej części kontynentu antarktycznego. Zajmuje powierzchnię 10 tys km2, co stawia je w pierwszej 20 największych jezior świata. Tafla jeziora znajduje się, jak już wspomniałam, 4km pod powierzchnią lądolodu, a  jego głębokość wynosi 500m. I teraz rzecz bardzo ciekawa, jednakże nie do końca udowodniona. Porównując kształt jeziora z innymi, których genezę znamy, naukowcy doszli do wniosku, że najprawdopodobniej jezioro Vostok znajduje się w strukturalnej depresji, którą być może jest tektonicznie aktywny ryft. Tłumacząc z polskiego na nasze: w miejscu, w którym spotykają się dwie różne jednostki geologiczne (różniące się wiekiem, budową warstwy skalne) w zależności od kierunku ruchu tych jednostek, może następować ich nakładanie się na siebie, albo rozchodzenie i w tym przypadku następuje tworzenie się głębokiego rowu, zwanego ryftem. Misa jezioro mogła zacząć się formować nawet 30 mln lat temu. W tym czasie na Antarktydzie było zdecydowanie cieplej niż obecnie, więc ukształtowane wgłębienie było napełniane wodą deszczową, a co oznacza, że w tym czasie najprawdopodobniej zaistniało w jeziorze  życie.

Około 500 tys. lat temu rozpoczęło się współczesne  zlodowacenie Antarktydy. Jezioro zaczęło zamarzać, zniknęły rośliny i ryby. Jedynymi stworzeniami odpornymi na ekstremalne warunki środowiska są mikroby, które najprawdopodobniej jako jedyne przetrwały po dziś dzień. Należy pamiętać, że w jeziorze panuje stale niska temperatura, ciemność i bardzo wysokie ciśnienie. Jeśli w jego wodach znajduje się życie, to być może jest ono świadectwem gatunków sprzed miliona lat, gdyż wody jeziora nie mają żadnego kontaktu z obecnie panującym środowiskiem.

Przekrój przez obszar badań (Bell R.E., Karl D.M., 1998)

W celu szerszego zbadania zmian środowiska na badanym obszarze, w 1989 roku rozpoczęto wydobywanie rdzenia lodowego z lądolodu. Wwiercono się do głębokości 3623m i na 120m przed powierzchnią jeziora zakończono prace. Spowodowane to było obawami przed jego zanieczyszczeniem: raz współczesnymi mikrobami i dwa płynem używanym w metodzie wydobywania rdzenia (kerosen). Pierwsze 3000m może dostarczyć nam informacji na temat:
a) lokalnej temperatury i ilości opadów
b) zmiany zawartości popiołu wulkanicznego
c) zawartość gazów atmosferycznych (głownie dwutlenku węgla i metanu)
d) właściwości fizycznych lodu (wilgotności powietrza)…
…czyli generalnie zmian środowiska na przestrzeni ostatnich 400 tys. lat.

Poniżej 3538m, charakter lodu zmienia się dramatycznie: wcześniejsze rdzenie wyglądają raczej, jak jeden kryształ, tu z kolei widoczne są pojedyncze kryształy wielkości 10-100cm. Najprawdopodobniej jest to już wielokrotnie zamarzająca woda jeziorna (na rysunku, jako zrośnięty lód).

W tym momencie, na 120m przed taflą jeziora, pojawił się problem: w jaki sposób dostać się do jeziora, nie zanieczyszczając go? We współpracy z NASA powstaje projekt nowatorskiego robota, który wymagać będzie zastosowania innowacyjnych rozwiązań. Otóż przede wszystkim musi być zasilany energią inna niż, powszechnie stosowane panele słoneczne, i powszechnie dostępną w izolowanym środowisku jeziora. Do tego musi być w stanie przetransportować pewną, ograniczoną jednak, ilość urządzeń pomiarowych. I najważniejsze, musi dostać się do jeziora, nie zanieczyszczając go osadami z nadległych warstw. Jeden z pomysłów głosi, że robot będzie roztapiał lód przed sobą i automatycznie mroził ten za sobą. Konsekwencją takiej metody, będzie to, że robot pozostanie już na zawsze w wodach jeziora.

Planując stworzyć ten artykuł, miałam nadzieję, że uda mi się napisać zdecydowanie więcej o tym, co już zostało w tym rejonie przebadane. Jednak zapoznając się z literaturą, stwierdziłam, że tak naprawdę jedyną konkretną rzeczą, jaką wiemy, jest to, że jezioro Vostok istnieje oraz posiadamy już 3,5km rdzenia lodowego, który posłuży do rozszerzenia wiedzy na temat zmian środowiska w skali regionu jeziora Vostok oraz w skali globalnej. Istnieją jedynie podejrzenia, że w wodach jeziora istnieje życie, ale aby się o tym przekonać, pozostaje do rozwiązania najważniejszy problem: jak się do niego dostać, nie zakłócając przy tym istniejącego ekosystemu.  Z niecierpliwością czekam na dalsze wyniki badań. Jest to niezwykle interesująca zagadka, której rozwiązanie wniosłoby wiele do współczesnych poglądów na rozwój życia na Ziemi.

P.S. mam nadzieję, że ktoś dobrnął do końca 🙂

Źródła:
Bell R.E., Karl D.M., 1998: Lake Vostok Workshop. Final report. Lake Vostok: A curiosity or a focus for interdisciplinary study?. National Science Foundation, Washington D.C., November 7&8
Elliot D.H., 1975: Tectonics of Antarctica: a review. American Journal of Science, Vol. 275-A, 45-106
Encyklopedia PWN
The Lost World of Lake Vostok – film