Озеро Вида: Замкнутая экосистема Антарктики под вечным льдом.

Введение

Гиперсолёное озеро, постоянно покрытое льдом в Антарктиде.

Озеро Вида — это гиперсолёное озеро в долине Виктория, самой северной из крупных сухих долин Мак-Мердо на континенте Антарктида. Оно изолировано круглогодичным ледяным покровом и значительно более солёное, чем морская вода. Озеро привлекло внимание общественности в 2002 году, когда микробы, замороженные в его ледяном покрове более 2800 лет, были успешно разморожены и реанимированы.

Введение

Озеро Вида является одним из крупнейших озер в регионе Сухой долины Макмердо и представляет собой закрытый бассейновый эндорхейный водоем. Постоянный поверхностный лед на озере – самый толстый неледниковый лед на Земле, достигающий глубины не менее 19 метров. Высокая соленость позволяет рассолу оставаться жидким при среднегодовой температуре воды 13 °C (9 °F). Ледяной покров изолировал соленый рассол от внешнего воздуха и воды на протяжении тысяч лет, создав капсулу времени для древней ДНК. Эта комбинация характеристик озера делает озеро Вида уникальной озерной экосистемой на Земле. Озеро получило широкую известность в декабре 2002 года, когда исследовательская группа под руководством Питера Дорана из Чикагского университета Иллинойса объявила об обнаружении 2800-летних галофильных микробов (в основном нитевидных цианобактерий), сохранившихся в образцах керна льда, полученных при бурении в 1996 году. Микробы ожили после оттаивания, росли и размножались. Благодаря этому открытию и механизмам замерзания, формирующим ледяную пломбу озера Вида, озеро Вида теперь рассматривается как место для исследований климата Земли и жизни в экстремальных условиях, в частности, фауны, которая могла существовать на Марсе. Беспилотная метеорологическая станция озера Вида ведет круглосуточное наблюдение за климатическими условиями вокруг озера для научных исследований. Полевая кампания 2010 года, финансируемая Национальным научным фондом в рамках Закона об экономическом восстановлении и реинвестициях 2009 года, была посвящена изучению микробиологии и геохимии озера Вида. Под руководством Питера Дорана и Элисон Мюррей из Института исследований пустынь Невады экспедиция извлекла керны льда, образцы рассола и осадочных пород из озера, используя стерильные методы бурения для предотвращения загрязнения. На самом озере нет постоянных поселений или инфраструктуры. Беспилотная метеорологическая станция озера Вида передает метеорологические данные в организацию по долгосрочным экологическим исследованиям в Сухих долинах Макмердо. Ближайшее поселение – база Скотт Макмердо, расположенная примерно в 30 километрах. Помимо беспилотной станции наблюдения, на юго-западном берегу спрятаны пятидневные запасы продовольствия для шести человек. Исследовательские группы организуют временные лагеря, из которых в летние месяцы проводятся краткосрочные исследовательские работы.

Lake Vida is one of the largest lakes in the McMurdo Dry Valley region and is a closed basin endorheic lake. The permanent surface ice on the lake is the thickest non glacial ice on earth, reaching a depth of at least The ice at depth is saturated with brine that is seven times as saline as seawater. The high salinity allows the brine to remain liquid at an average yearly water temperature of 13 °C (9 °F). The ice cap has sealed the saline brine from external air and water for thousands of years, creating a time capsule for ancient DNA. This combination of lake features makes Lake Vida a unique lacustrine ecosystem on Earth. The lake gained widespread recognition in December 2002 when a research team, led by the University of Illinois at Chicago's Peter Doran, announced the discovery of 2,800‑year‑old halophile microbes (primarily filamentous cyanobacteria) preserved in ice layer core samples drilled in 1996. The microbes reanimated upon thawing, grew and reproduced. Due to this discovery and the freezing mechanisms forming Lake Vida's ice seal, Lake Vida is now noted as a location for research into Earth's climate and life under extreme conditions, specifically the fauna that could have existed on Mars. The unmanned Lake Vida Meteorological Station monitors climate conditions around the lake year round for such scientific study. A 2010 field campaign, funded by the National Science Foundation through the American Recovery and Reinvestment Act of 2009, to investigate the microbiology and geochemistry of Lake Vida. Led by Peter Doran and Alison Murray from Nevada's Desert Research Institute, the expedition recovered ice cores, brine and sediment samples from the lake using clean drilling procedures to avoid contamination. The lake itself has no permanent settlements or infrastructure. The nearby Lake Vida Meteorological Station is unmanned, sending meteorological data to McMurdo Dry Valleys Long Term Ecological Research organization. The closest human settlement is Scott Base McMurdo approximately away. In addition to the unmanned observation station, a 5 day emergency supply of food for 6 people is cached from the southwestern shore. Research teams establish temporary camps from which research activities are conducted on short term basis in the summer months.

Состав

Озеро Вида лишено многих факторов, обычно необходимых для существования живых организмов. В озере Вида содержатся высокие концентрации оксида азота (N2O) и молекулярного водорода (H2). Предполагается, что эти химические вещества образуются в результате химических реакций между рассолом и нижележащими отложениями. Молекулярный водород может играть ключевую роль в качестве источника энергии для жизни в озере и объясняет возможность существования жизни в среде, обедненной кислородом.

Гидрология

Озеро Вида имеет как минимум три названных притока: река Виктория, Кит-стрим и Дун-Крик. Река Виктория протекает через бассейн Вида в долину Виктория, в Землю Виктории, представляя собой эфемерные талые ледниковые воды с Верхнего ледника Виктория, стекающие из Верхнего озера Виктория в северо-западном направлении и в конечном итоге впадающие в западную часть озера Вида. Кит-стрим также расположен в бассейне Вида и течет как эфемерные талые ледниковые воды с Нижнего ледника Виктория на запад, в восточную часть озера Вида. В Атласе антарктических исследований Геологической службы США отмечено до девяти притоков или оттоков озера Вида, включая реку Виктория и Кит-стрим. Притоки и оттоки обычно пересыхают из-за среднегодовых температур, опускающихся до -30 °C (-22 °F) у озера Вида. Талые воды текут в течение нескольких недель летом, когда температура повышается достаточно для таяния близлежащих ледников. Сухие долины МакМердо классифицируются как экстремальная пустыня. В этом районе выпадает менее 500 мм осадков в год в виде снега, формирующего близлежащие ледники.

Основные геологические особенности

В окрестностях озера Вида отмечаются различные геологические образования, наиболее значительными из которых являются ледники, озера, долины, хребты и вершины. В пределах определенного радиуса насчитывается около 25 наименованных ледников, ближайшие из которых – ледник Верхняя Виктория, ледник Паккард, ледник Кларк и ледник Клио. В том же радиусе расположено примерно 14 наименованных хребтов, среди ближайших – хребет Робертсона, хребет Гелиоса и хребет Ноттедж. Помимо долины Виктория, выделяют 16 наименованных долин, ближайшие из которых – долины Санфорд, Барвик и Маккельви. Кроме Верхнего озера Виктория, питающего озеро Вида талой водой, в окрестностях находится около 11 других озер, ближайшее из которых – озеро Томас. Вершины, окружающие озеро Вида, включают пик Маутино, гору Сага, гору Аллен, гору Тесей, гору Цербер, гору Инсел, пик Никелла и пик Спонсоров.

Другие геологические особенности

Другие менее значительные элементы включают скамейки, обрывы, разрывы и ручьи. Дюнное поле долины Виктории, полоса площадью около 1,5 км², протяженностью примерно 3,1 км, расположено к востоку от озера Вида. Это важное место для изучения форм рельефа и процессов в условиях вечной нивеоэолийной среды.

Естественная история

Кит-стрим получил свое название в честь исследователя Джеймса Кита, обнаружившего множество метеоритов в этой местности (1977–1978 гг.).

История

Озеро Вида расположено к северу от горы Цербер в долине Виктория в Земле Виктории. Названо Антарктической экспедицией Викторианского университета Веллингтона (1958–59) в честь Виды (Vaida), ездовой собаки экспедиции «Нимрод» 1910–13 годов. Изначально предполагалось, что озеро Вида промерзло до самого дна.

Жизнь

Ученые обнаружили жизнь в Антарктическом озере Вида, которое было изолировано от внешнего мира толстым слоем льда на протяжении нескольких тысяч лет. Это открытие расширяет представления о пределах выживаемости живых организмов и может быть полезно при поиске внеземных микробов на других планетах, например, на Марсе, или на ледяных спутниках, таких как Европа, спутник Юпитера.