Vostokas ezers Antarktikā — pasaules lielākais zemledus saldūdens ezers
Vostoka ezers ir lielākais no septiņdesmit ezeriem, kas atrodas zem ledus Antarktikā. Tas atrodas zem Krievijas Vostokas stacijas. Ezera platība tiek lēsta aptuveni 12 000–15 000 km² (tātad tas ir salīdzināms ar lielu pasaules ezeru izmēriem), un tas stiepjas vairāku simtu kilometru garumā; maksimālais dziļums tiek lēsts līdz apmēram 1 000 m, tādējādi arī ūdens tilpums ir milzīgs. Ezeru sedz bieza ledus kārta — aptuveni 3 700–4 000 metru bieza — tādēļ virs ezera rēķinot, tas atrodas apmēram 4 000 metru (13 000 pēdu) zem Antarktikas virsmas.
Atrašanās vieta un atklāšana
Precīzāk ezeram centrālā daļa atrodas apmēram 78° dienvidu platumā un 106° austrumu garumā, pie Vostokas stacijas reģiona. Ezeru atklāja pētījumu rezultātā — sākotnēji Krievijas un Lielbritānijas zinātnieki aplūkoja Antarktikas ledāja struktūru, izmantojot ledusradaru un seismiskos mērījumus. Mūsdienās tādu pētījumu metodes ietver arī lidaparātu un satelītu altimetriju, gravitācijas un ģeofiziskos mērījumus, kas palīdz noteikt zemledus ūdens klātbūtni.
Pētījumu metodes un urbšana
Lai atklātu un izpētītu Vostoka ezeru, pētnieki izmanto ledusradaru (ice-penetrating radar), seismiku un citas ģeofizikas metodes. Ilgstoši plānotā tiešā piekļuve ezeram tika mēģināta arī ar urbumiem no Vostokas stacijas. 2012. gadā Krievijas pētnieku komanda paziņoja, ka urbums sasniedzis ezeru un ka iegūti paraugi, tomēr paraugu izcelsmes un iespējamas kontaminācijas jautājumi izraisīja plašas diskusijas starptautiskā zinātniskajā kopienā. Lai saglabātu ezeru neskartu, pētījumos piemēro starptautiskos vides aizsardzības un sterilizācijas protokolus.
Fizikālās īpašības
Ezerā ir saldūdens. Ūdens temperatūra ezera dziļumos tiek lēsta apmēram -3 °C vai nedaudz zem nulles — tas ir iespējams, jo spiediens, ko rada milzīgais ledus svars, pazemina ūdens sasalšanas punktu. Ledus kārta un augstais spiediens kopā ļauj ūdenim palikt šķidram, pat ja ārējā temperatūra ir ārkārtīgi zema. Ezerā ir divi atsevišķi baseini, kurus atdala grēda vai zemūdens augstiene; tiek uzskatīts, ka abu baseinu ekosistēmas var būt atšķirīgas gan ķīmiskā sastāva, gan cirkulācijas ziņā.
Bioloģiskā nozīme un hipotēzes
Vostoka ezers ir īpaši interesants bioloģiem, jo tas, iespējams, ir bijis gandrīz pilnīgi izolēts no ārējās vides miljoniem gadu. Tas padara to par potenciālu dzīves formu patvēruma vietu — iespējamām mikrobu kopienām, kas spētu izdzīvot tumšos, aukstajos un zemu barības vielu apstākļos. Analīzes no ledus, kas veidojies no ezera ūdens (tā saucamā akrecijas ledus), ir parādījušas DNS un mikrobu paliekas, bet tieši no ezera iegūto dzīvu paraugu pētījumi joprojām ir ierobežoti un piesardzīgi interpretējami, ņemot vērā iespējamo kontaminācijas risku.
Vostoka ezers kalpo arī kā modelis astrobioloģijā — tamlīdzīgi apstākļi var pastāvēt uz Jupiteram līdzīgā satelīta Eiropa vai Saturna mēness Enceladus, kur ir ledus segti okeāni zem virsmas. Pētījumi Vostokā palīdz saprast, kā dzīve var pastāvēt izolētā, aukstā un tumšā vidē.
Tehniskās un ētiskās problēmas
Piekļuve Vostoka ezeram prasa īpašas urbšanas tehnoloģijas (piem., karstā ūdens urbšana vai sterili aprīkotas mehāniskās urbšanas metodes) un stingrus higiēnas protokolus, lai izvairītos no ārējās piesārņošanas. Starptautiskā sabiedrība un līgumi, tostarp Antarktikas līguma pievienotie vides aizsardzības mehānismi, nosaka prasības, kas vērstas uz šādu unikālu vidi aizsargāt.
Kopsavilkums
- Vostoka ezers ir viens no lielākajiem un dziļākajiem zemledus saldūdens ezeriem uz Zemes, sedzams ar tūkstošiem metru ledus.
- To atklāja ģeofiziskie pētījumi, pie lielākas uzmanības nonāca, kad Krievijas un Lielbritānijas pētnieki izmantoja radaru un citus mērījumus.
- Ezerā ir šķidrs, auksts, bet spiediena dēļ nesasalstošs saldūdens, un tajā varētu būt unikālas mikrobu kopienas.
- Pētījumi turpinās, bet tiem jābalstās uz stingriem vides aizsardzības un sterilizācijas principiem, lai neapdraudētu šo retējo sistēmu.
Spiediens un skābeklis
Vostokas ezers ir oligotrofā ekstrēma vide. Tas ir pārsātināts ar skābekli. Skābekļa līmenis ir piecdesmit reižu augstāks nekā parastajos saldūdens ezeros uz Zemes. Tiek uzskatīts, ka augsto skābekļa koncentrāciju veicina ledus svars Vostokas ezera virspusē. Skābeklis no ledus izšķīst ezera ūdenī. Skābekļa un citu gāzu nogulsnes ir iesprostotas arī ezerā. Struktūru, kas tos ieslogo, sauc par klatrātu. Gāzes, kas iesprostotas klatrātos, ir ieslēgtas ledū un izskatās kā sablīvēts sniegs. Šīs struktūras veidojas Vostokas ezera augstspiediena dzīlēs; tās kļūtu nestabilas, ja tiktu izceltas virspusē.
Dzīve
Nevienā citā dabas vidē uz Zemes nav tik daudz skābekļa. Tāpēc, ja ezerā ir kādas dzīvības formas, tām, iespējams, būtu jāpielāgojas augstajam skābekļa līmenim, lai spētu izdzīvot. Daži pielāgojumi varētu ietvert augstu aizsargājošo enzīmu koncentrāciju.
Vide ezerā ir ļoti līdzīga videi Jupitera mēnesī Eiropā vai Saturna mēnesī Enceladā. Tāpēc dzīvības atrašana ezerā palielinātu varbūtību, ka dzīvība ir eksistējusi uz kāda no šiem mēnešiem.
