Озеро Унтерзее

Озеро Унтерзее
Озеро Унтерзее
Унтерзее ( нем .)
	Озеро Унтерзее в 1996 году
	Озеро Унтерзее Расположение озера Унтерзее в Антарктиде
Расположение	Земля Королевы Мод , Антарктида
Координаты	71 ° 20'ю.ш., 13 ° 27' в.д. / 71,333 ° ю.ш., 13,450 ° в.д.
Тип	ледниковый
Этимология	«Нижнее озеро» (от немецкого «unter» [нижний] + «видеть» [озеро])
бассейна Страны	(Антарктида)
Макс. длина	6,5 км (4,0 миль)
Макс. ширина	2,5 км (1,6 миль)
Площадь поверхности	11,4 квадратных километров (4,4 квадратных миль)
Макс. глубина	169 метров (554 футов)
Высота поверхности	563 метра (1847 футов)
Замороженный	Постоянно
Ссылки	Ванд и др.

Озеро Унтерзее ( нем . Untersee , «Нижнее озеро») — крупнейшее поверхностное пресноводное озеро во внутренней части гор Грубер в центральной части Земли Королевы Мод в Восточной Антарктиде . Он расположен в 90 километрах (56 миль) к юго-востоку от оазиса Ширмахера . Озеро имеет длину примерно 6,5 км (4,0 мили) и ширину 2,5 км (1,6 мили), площадь поверхности 11,4 квадратных километра (4,4 квадратных мили) и максимальную глубину 169 метров (554 фута). Озеро постоянно покрыто льдом и частично ограничено ледниковым льдом. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Озеро Унтерзее — необычное озеро с pH от 9,8 до 12,1. ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]} растворенный кислород при 150-процентном перенасыщении и очень низкой первичной продукции в толще воды. Несмотря на высокое перенасыщение кислородом на большей части озера, на южной оконечности есть небольшой суббассейн, который является бескислородным, и его отложения могут иметь более высокую концентрацию метана , чем в любом другом известном озере на Земле. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Большая часть первичной продукции находится в микробных сообществах, которые растут на дне озера в виде строматолитов . ^{[ 6 ]} Температура воды колеблется от 0,5 ° C (32,9 ° F) до 5 ° C (41 ° F), а толщина ледяного покрова на озере составляет 2–6 метров (6,6–19,7 футов). ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]} Ледяной покров, возможно, сохранялся более 100 000 лет, и некоторые ученые, изучающие изменение климата, опасаются значительных изменений окружающей среды, связанных с глобальным потеплением, в ближайшие десятилетия. ^{[ 3 ]} В прошлом химический состав воды в озере сравнивали с Хлороксом . ^{[ 7 ]} Однако химическая активность отбеливателя обусловлена Cl. ⁻ в дополнение к тому, что pH выше, чем в озере Унтерзее, а в озере Унтерзее нет высоких концентраций хлора или хлорита. ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]}

География

Озеро Унтерзее расположено внутри гор Грубер в центральной части Земли Королевы Мод в Восточной Антарктиде, что примерно на той же долготе, что и Хуаб , в национальном парке Берег Скелетов на северном побережье Намибии . Он расположен в 90 километрах (56 миль) к юго-востоку от оазиса Ширмахера . ^{[ 8 ]} Цирк Ауркйосен расположен на восточном берегу озера. ^{[ 9 ]}

Озеро имеет длину примерно 6,5 км (4,0 мили), ширину 2,5 км (1,6 мили) и площадь поверхности 11,4 квадратных километров (4,4 квадратных миль) (также сообщается о 10 квадратных километрах (3,9 квадратных миль)). Его максимальная глубина составляет 169 метров (554 фута). Он постоянно покрыт льдом, средняя толщина которого летом составляет 3 метра (9,8 фута). ^{[ 1 ]} Озеро перекрыто ледником Анучин , а основным источником воды является талая вода ледника Анучин. ^{[ 1 ]} Озеро не имеет выхода. Вода теряется в результате сублимации и абляции ледяного покрова. Озеро относится к категории ультраолиготрофных озер . ^{[ 1 ]}

Озеро Обер-Зее , меньшее (3,4 квадратных километра (1,3 квадратных миль) ледниковое озеро), расположено в нескольких километрах к северо-востоку и во многом похоже на него. ^{[ 10 ]}

История

Изотопные исследования установили, что озеро издавна имело постоянный ледяной покров. Кроме того, исследования, проведенные в течение южного лета, подтверждают однородные характеристики озера, а термическая конвекция является причиной его гидрогеохимической и изотропной природы. Он постоянно пополняется в результате подводного таяния прилегающего ледникового льда. Также утверждается, что озеро существовало в период голоцена , когда оно вышло из пруда с талой водой. ^{[ 2 ]}

Исследования озера Унтерзее показали, что озеро перекрыто несколькими большими валунами. Геодезические исследования, проведенные в течение двух летних сезонов, показали, что валуны перемещаются со скоростью 1,1–3,9 метра (3,6–12,8 футов) в год. Время существования валунов оценивается в 500 лет. Плавающие валуны диаметром несколько метров образовались в результате отложений обломков в результате проледникового взаимодействия, массового истощения холмов, окружающих озеро, и смещения ледникового льда озерным льдом. ^{[ 11 ]}

Озеро было впервые открыто Германской антарктической экспедицией 1938–39 . После этого характеристики озера изучили несколько экспедиций. Первое рекогносцировочное исследование озера было проведено Н.Г. Косенко и Д.Д. Колобовым в начале 1969 г., затем последовали исследования российских и немецких ученых, в частности В.Д. Хермихена и др. (1985), Э. Кауп и др. (1988) и А. Лупманн и др. (1988). ^{[ 1 ]}

Исследовать

В исследованиях физических и химических параметров воды озера, проведенных до 1991–1992 годов, было установлено, что озеро Унтерзее хорошо перемешано и нестратифицировано . Однако исследования, проведенные летом 1991–92 годов, обнаружили значительную расслоение во впадине шириной 500 метров (1600 футов) в юго-восточной части озера, где ее глубина достигает 105 метров (344 футов). ^{[ 1 ]} Были резкие вертикальные градиенты температуры, pH, растворенного кислорода и электропроводности . В то время как термоклин был зарегистрирован на глубине от 40 метров (130 футов) до 50 метров (160 футов), оксиклин последовал на глубине 70–80 метров (230–260 футов), а хемоклин простирался от 80 метров (260 футов) до дно озера. Ниже 80 метров (260 футов) столб воды был бескислородным и пах сероводородом . Присутствие сероводорода было связано со снижением концентрации сульфата , что указывает на то, что это, вероятно, возникло в результате бактериального восстановления сульфата . ^{[ 1 ]}

Содержание соли в верхних уровнях озера примерно в 50 раз превышает содержание солей в талой ледниковой воде. ^{[ 2 ]} Соленость увеличилась ниже 80 метров (260 футов), при этом натрия концентрация ионов и электролитическая проводимость увеличились более чем вдвое. ^{[ 1 ]} Озеро очень щелочное (pH 10,4) на глубине до 70 метров (230 футов); ниже этой глубины pH падает, достигая на максимальной глубине слегка кислого значения 6,1. , доля метана в отложениях на дне озера является самой высокой среди озер в мире . НАСА По данным ученых ^{[ 12 ]}

В 2008 году в рамках Международной антарктической экспедиции 2008 года Фонда Тавани (см. ниже) Дейл Андерсен и Ян Хоуз обнаружили конические строматолиты, растущие в озере Унтерзее, самые крупные из ныне живущих живых существ. ^{[ 6 ]} Также присутствуют небольшие микробные вершины, и похоже, что большие конические строматолиты и маленькие вершины образованы разными микробными сообществами. Эти сообщества представляют собой важный аналог некоторых из старейших ископаемых строматолитов, обнаруженных на сегодняшний день.

Экспедиции

В ноябре и декабре 2008 года «Антарктическая международная экспедиция 2008 года Фонда Тавани», возглавляемая Ричардом Гувером из Центра космических полетов имени Маршалла НАСА , использовала озеро в качестве испытательного полигона в поисках экстремальных форм жизни. Условия в озере в некотором отношении аналогичны тем, которые, как считается, существуют на других лунах и планетах , содержащих водяной лед и метан; таким образом, это озеро может служить аналогом окружающей среды, существующей в других местах космоса. Экспедиция действительно обнаружила несколько новых штаммов экстремофильных в водах озера микроорганизмов, в том числе хемолитотрофа , метаболизирующего водород. ^{[ 13 ]}

В этой экспедиции участвовала междисциплинарная международная группа из десяти ученых и двух учителей, которые исследовали не только озеро Унтерзее, но и оазис Ширмахера. Геомикробиологические аспекты этой экспедиции преследовали три цели: «испытать лазерно-индуцированную флуоресцентную эмиссию (LIFE), которая будет использоваться для исследования реголита полюсов Марса и ; контролировать глобальные изменения климата; и оценить методы обнаружения углеводородного загрязнения и последующего био- восстановление хрупкой, находящейся под угрозой исчезновения экосистемы». ^{[ 3 ]} Результаты показывают, что озеро Унтерзее, как постоянно покрытый льдом регион, имеет очень мало пригодной для использования почвы и его можно сравнить с полярными регионами Марса. ^{[ 3 ]}

исследовали метагеномы эукариот Проведенные эксперименты ; идентифицированы прокариоты и вирусы, обитающие в озере; предоставили доказательства опосредованного вирусом горизонтального переноса генов и адаптивных метаболических или холодозащитных фенотипических изменений, идентифицировали микробные нанопроволочные связи между несколькими видами на границе раздела лед-вода, в толще воды и в отложениях; и установил оценки биомассы жизни во льду озера в течение вегетационного периода ранней весной с использованием методов визуализации лазерно -индуцированной флуоресцентной эмиссии (LIFE). ^{[ 3 ]}

В эту команду также входили два научных дайвера. Дейл Андерсен из Института SETI Центра Карла Сагана по изучению жизни во Вселенной и Ян Хоуз из Aquatic Research Solutions нырнули в озеро Унтерзее, чтобы изучить его уникальные микробные сообщества.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к У. Ванд; Г. Шварц; Э. Брюггеманн; К. Брауэр (1997). «Свидетельства физической и химической стратификации в озере Унтерзее (центральная часть Земли Королевы Мод, Восточная Антарктида)». Антарктическая наука . 9 (1): 4345. Бибкод : 1997AntSc...9...43W . дои : 10.1017/S0954102097000060 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с В.-Д. Хермихен; П. Ковски; У. Ванд (1985). «Озеро Унтерзее, первое изотопное исследование крупнейшего пресноводного озера во внутренних районах Восточной Антарктиды». Природа . 315 (6015): 131–3. Бибкод : 1985Natur.315..131H . дои : 10.1038/315131a0 . S2CID 23843171 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «Озеро Унтерзее в Антарктиде и глобальное потепление» . Институт Кинохи. Архивировано из оригинала 26 июля 2011 года . Проверено 26 ноября 2010 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д У. Ванд; В.А. Самаркин; Х.-М. Ницше; Х.-В. Хуббертен (2006). «Биогеохимия метана в постоянно покрытом льдом озере Унтерзее, центральная часть Земли Королевы Мод, Восточная Антарктида». Лимнология и океанография . 51 (2): 1180–1194. Бибкод : 2006LimOc..51.1180W . дои : 10.4319/lo.2006.51.2.1180 .
^ « Начинается охота на экстремофилов » . НАСА Наука . 7 февраля 2008. Архивировано из оригинала 23 марта 2010 года . Проверено 21 апреля 2011 г.
^ Jump up to: ^а ^б Андерсен, Д.Т.; Самнер, ДЮ; Хоуз, я; Вебстер-Браун, Дж; Маккей, CP (2011). «Открытие крупных конических строматолитов в озере Унтерзее, Антарктида». Геобиология . 9 (3): 280–293. Бибкод : 2011Gbio....9..280A . дои : 10.1111/j.1472-4669.2011.00279.x . ПМИД 21504538 .
^ «Начинается охота на экстремофилов» . Новости науки, НАСА. 7 февраля 2008. Архивировано из оригинала 23 марта 2010 года . Проверено 26 ноября 2010 г. /
^ Гувер, Ричард Б. (29 мая 2008 г.). «Оазис Ширмахера/озеро Унтерзее, Антарктическая астробиологическая экспедиция» (PDF) . Explorers.org. Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2011 г. Проверено 24 апреля 2011 г.
^ «Деталь Антарктиды — Цирк Ауркьосен» . geonames.usgs.gov . Проверено 11 марта 2017 г.
^ «Озера Антарктиды». Энциклопедия внутренних вод . Эльзевир. 2009.
^ Ульрих Ванд; Джеймс Перлц (1999). «Ледниковые валуны, «плавающие» на ледяном покрове озера Унтерзее, Восточная Антарктида». Антарктическая наука . 11 (2): 256–260. Бибкод : 1999AntSc..11..256W . дои : 10.1017/S0954102099000310 .
^ «Начинается охота на экстремофилов» . Астробиологическая сеть. Архивировано из оригинала 8 декабря 2012 года . Проверено 26 ноября 2010 г. {{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
^ Тобин, Кейт (16 сентября 2009 г.). «Охотник за экстремофилами» . Нация науки . Национальный научный фонд. Архивировано из оригинала 25 октября 2009 г. Проверено 21 сентября 2009 г.

Внешние ссылки

[wand-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к У. Ванд; Г. Шварц; Э. Брюггеманн; К. Брауэр (1997). «Свидетельства физической и химической стратификации в озере Унтерзее (центральная часть Земли Королевы Мод, Восточная Антарктида)». Антарктическая наука . 9 (1): 4345. Бибкод : 1997AntSc...9...43W . дои : 10.1017/S0954102097000060 .

[nature-2] Jump up to: ^а ^б ^с В.-Д. Хермихен; П. Ковски; У. Ванд (1985). «Озеро Унтерзее, первое изотопное исследование крупнейшего пресноводного озера во внутренних районах Восточной Антарктиды». Природа . 315 (6015): 131–3. Бибкод : 1985Natur.315..131H . дои : 10.1038/315131a0 . S2CID 23843171 .

[Kinohi-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «Озеро Унтерзее в Антарктиде и глобальное потепление» . Институт Кинохи. Архивировано из оригинала 26 июля 2011 года . Проверено 26 ноября 2010 г.

[wand2-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д У. Ванд; В.А. Самаркин; Х.-М. Ницше; Х.-В. Хуббертен (2006). «Биогеохимия метана в постоянно покрытом льдом озере Унтерзее, центральная часть Земли Королевы Мод, Восточная Антарктида». Лимнология и океанография . 51 (2): 1180–1194. Бибкод : 2006LimOc..51.1180W . дои : 10.4319/lo.2006.51.2.1180 .

[Hoover-5] « Начинается охота на экстремофилов » . НАСА Наука . 7 февраля 2008. Архивировано из оригинала 23 марта 2010 года . Проверено 21 апреля 2011 г.

[Andersen-6] Jump up to: ^а ^б Андерсен, Д.Т.; Самнер, ДЮ; Хоуз, я; Вебстер-Браун, Дж; Маккей, CP (2011). «Открытие крупных конических строматолитов в озере Унтерзее, Антарктида». Геобиология . 9 (3): 280–293. Бибкод : 2011Gbio....9..280A . дои : 10.1111/j.1472-4669.2011.00279.x . ПМИД 21504538 .

[7] «Начинается охота на экстремофилов» . Новости науки, НАСА. 7 февраля 2008. Архивировано из оригинала 23 марта 2010 года . Проверено 26 ноября 2010 г. /

[8] Гувер, Ричард Б. (29 мая 2008 г.). «Оазис Ширмахера/озеро Унтерзее, Антарктическая астробиологическая экспедиция» (PDF) . Explorers.org. Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2011 г. Проверено 24 апреля 2011 г.

[9] «Деталь Антарктиды — Цирк Ауркьосен» . geonames.usgs.gov . Проверено 11 марта 2017 г.

[10] «Озера Антарктиды». Энциклопедия внутренних вод . Эльзевир. 2009.

[boulders-11] Ульрих Ванд; Джеймс Перлц (1999). «Ледниковые валуны, «плавающие» на ледяном покрове озера Унтерзее, Восточная Антарктида». Антарктическая наука . 11 (2): 256–260. Бибкод : 1999AntSc..11..256W . дои : 10.1017/S0954102099000310 .

[begins-12] «Начинается охота на экстремофилов» . Астробиологическая сеть. Архивировано из оригинала 8 декабря 2012 года . Проверено 26 ноября 2010 г. {{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )

[NSF_2009-13] Тобин, Кейт (16 сентября 2009 г.). «Охотник за экстремофилами» . Нация науки . Национальный научный фонд. Архивировано из оригинала 25 октября 2009 г. Проверено 21 сентября 2009 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]