Озеро Унтерзее - Lake Untersee

Для использования в других целях см. Untersee.

Озеро Унтерзее
Untersee (Wohlthatmassiv) .jpg
Озеро Унтерзее в 1996 году
Расположение озера Унтерзее в Антарктиде
Расположение озера Унтерзее в Антарктиде
Озеро Унтерзее
Расположение озера Унтерзее в Антарктида
Место расположенияЗемля Королевы Мод, Антарктида
Координаты71 ° 20' ю.ш. 13 ° 27'E / 71,333 ° ю. Ш. 13,450 ° в. / -71.333; 13.450Координаты: 71 ° 20 ′ ю.ш. 13 ° 27'E / 71,333 ° ю. Ш. 13,450 ° в. / -71.333; 13.450
Типледниковый
Этимология«Нижнее озеро» (от немецкого «unter» [нижний] + «видеть» [озеро])
Бассейн страны(Антарктида)
Максимум. длина6,5 км (4,0 миль)
Максимум. ширина2,5 км (1,6 миль)
Площадь поверхности11,4 квадратных километров (4,4 квадратных миль)
Максимум. глубина169 метров (554 футов)
Высота поверхности563 метров (1847 футов)
ЗамороженныйПостоянно
РекомендацииWand et al.[1]

Озеро Унтерзее (Немецкий: Унтерзее, «Нижнее озеро») - крупнейшее поверхностное пресноводное озеро в глубине Груберские горы центральных Земля Королевы Мод в Восточная Антарктида. Он расположен в 90 км (56 миль) к юго-западу от Оазис Ширмахера. Озеро составляет примерно 6,5 км (4,0 мили) в длину и 2,5 км (1,6 мили) в ширину, с площадью поверхности 11,4 квадратных километров (4,4 квадратных миль) и максимальной глубиной 169 метров (554 фута). Озеро постоянно покрыто льдом и частично ограничено ледник лед.[2][3]

Озеро Унтерзее - необычное озеро, с pH между 9,8 и 12,1,[1][4] растворенный кислород на 150 процентов перенасыщение, и очень низкий основное производство в толще воды. Несмотря на высокое перенасыщение кислородом в большей части озера, на южной оконечности есть небольшой суб-бассейн, который бескислороден, и его отложения может иметь более высокий метан концентрации, чем у любого другого известного озера на Земле.[4][5] Большая часть первичной продукции находится в микробных сообществах, которые растут на дне озера в виде строматолиты.[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 мог существовать более 100000 лет, и некоторые ученые, изучающие изменение климата, опасаются значительных изменений окружающей среды, связанных с глобальное потепление в ближайшие десятилетия.[3] В прошлом химический состав воды в озере сравнивали с Clorox.[7] Однако химическая активность отбеливателя обусловлена ​​Cl− помимо pH выше, чем в озере Унтерзее, а в озере Унтерзее нет высоких концентраций хлора или хлорита.[1][4]

География

Озеро Унтерзее находится внутри гор Грубер в центральной Земля Королевы Мод в Восточной Антарктиде, что примерно на той же долготе, что и Хуаб, в Национальный парк Берег Скелетов на северном побережье Намибия. Он расположен в 90 км (56 миль) к юго-западу от Оазис Ширмахера.[8] Цирк Ауркьосена находится на восточной стороне 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 плотиной Ледник Анучина, а талая вода с ледника Анучина является основным источником воды.[1] Озеро не имеет выхода. Вода теряется через сублимация и абляция ледяного покрова. Озеро относится к категории ультра-олиготрофный озеро.[1]

Озеро Обер-Зее, меньшее (3,4 квадратных километра (1,3 квадратных мили) ледниковое озеро, расположено в нескольких километрах к северо-востоку и во многих отношениях похоже.[10]

История

Изотоп Исследования установили, что озеро издавна имело постоянный ледяной покров. Далее исследования, проведенные во время австралийский Лето подтверждает однородность озера, а термальная конвекция является причиной его гидрогеохимической и изотропической природы. Он постоянно пополняется за счет процесса подводного таяния льда прилегающего ледника. Также утверждается, что озеро существовало во времена Голоцен период выхода из пруда талой воды.[2]

Исследования озера Унтерзее показали, что есть несколько больших валунов, перекрывающих озеро. Геодезический 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 пребывания валунов оценивается в 500 лет. Плавающие валуны, которые имеют диаметр в несколько метров, образовались в результате отложений обломков в результате ледникового взаимодействия, массового истощения холмов, окружающих озеро, и вытеснения ледникового льда озерным льдом.[11]

Озеро впервые открыл Немецкая антарктическая экспедиция 1938–39 гг.. После этого несколько экспедиций изучали характеристики озера. Первое рекогносцировочное исследование озера было проведено Н. Г. Косенко и Д. Д. Колобовым в начале 1969 г., затем последовали дальнейшие исследования российских и немецких ученых, а именно В. Д. Хермихена. и другие. (1985), Э. Кауп и другие. (1988) и А. Лупманн и другие. (1988).[1]

Исследование

В исследованиях, проведенных до 1991–1992 годов по физико-химическим параметрам воды в озере, озеро Унтерзее было признано хорошо перемешанным и нестратифицированный. Однако исследования, проведенные летом 1991–92 гг., Обнаружили значительную стратификацию в желобе шириной 500 метров (1600 футов) в юго-восточной части озера, где он достигает глубины 105 метров (344 футов).[1] Наблюдались резкие вертикальные градиенты температуры, pH, растворенный кислород и электрическая проводимость. Хотя 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), с хемоклин простирается от 80 метров (260 футов) до дна озера. Ниже 80 метров (260 футов) водяной столб был аноксический и пахло сероводород. Присутствие сероводорода было связано с уменьшением сульфат концентрации, что указывает на то, что он, вероятно, возник из бактериальное восстановление сульфата.[1]

Содержание соли в верхних слоях озера примерно в 50 раз больше, чем в талой ледниковой воде.[2] Соленость увеличился ниже 80 метров (260 футов), с натрий концентрация ионов и электролитическая проводимость более чем в два раза.[1] Озеро сильно щелочное (pH 10,4) до глубины 70 метров (230 футов); ниже этой глубины pH падает, достигая на максимальной глубине слабокислого значения 6,1. Доля метан в отложениях на дне озера самый высокий зарегистрированный для любого озера в мире, согласно НАСА ученые.[12]

В 2008 году в рамках антарктической международной экспедиции Фонда Тавани в 2008 году (см. Ниже) Дейл Андерсен и Ян Хоуз обнаружили конические строматолиты, растущие в озере Унтерзее, самые крупные из ныне живущих на сегодняшний день.[6] Также присутствуют маленькие микробные вершины, и кажется, что большие конические строматолиты и маленькие вершины созданы разными микробными сообществами. Эти сообщества являются важным аналогом некоторых из самых старых ископаемых строматолитов, обнаруженных на сегодняшний день.

Экспедиции

В ноябре и декабре 2008 года антарктическая международная экспедиция «Фонд Тавани 2008», возглавляемая Ричардом Гувером из НАСА. Центр космических полетов Маршалла использовали озеро как испытательный полигон в своей охоте на экстремальных животных. Условия в озере в некоторых отношениях похожи на те, которые, как считается, существуют на других луны и планеты содержащие водяной лед и метан; таким образом, это озеро могло бы стать аналогом окружающей среде, существующей в другом месте в космосе. Экспедиция обнаружила несколько новых сортов экстремофил микроорганизмов в водах озера, в том числе хемолитотроф который метаболизирует водород.[13]

В этой экспедиции участвовала междисциплинарная международная команда 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-индуцированное флуоресцентное излучение (L.I.F.E.), которое будет использоваться для исследования Марс реголит и столбы; отслеживать глобальное изменение климата; и оценить методы обнаружения углеводородного загрязнения и последующего биологического восстановления в хрупкой экосистеме, находящейся под угрозой исчезновения ».[3] Результаты показывают, что озеро Унтерзее, постоянно покрытое льдом, имеет очень мало пригодной для использования почвы и его можно сравнить с полярными регионами Марса.[3]

Проведенные эксперименты исследовали метагеномы из эукариоты; идентифицированный Прокариоты и вирусы, населяющие озеро; предоставили доказательства опосредованного вирусом горизонтальный перенос генов и адаптивный метаболизм или защита от холода фенотип изменения, идентифицированные микробные нанопроволочные связи между множеством видов на границе лед-вода, в толще воды и в отложениях; и установили оценки биомассы жизни во льду озера в начале весеннего вегетационного периода с использованием лазер -индуцированный флуоресценция эмиссионные (L.I.F.E.) методы визуализации.[3]

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

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j k U. Wand; Г. Шварц; Э. Брюггеманн; К. Брауэр (1997). «Доказательства физической и химической стратификации в озере Унтерзее (центральная часть Земли Дроннинг Мод, Восточная Антарктида)». Антарктическая наука. 9 (1): 4345. Bibcode:1997AntSc ... 9 ... 43 Вт. Дои:10.1017 / S0954102097000060.
  2. ^ а б c W.-D. Hermichen; П. Ковски; У. Ванд (1985). «Озеро Унтерзее, первое изотопное исследование самого большого пресноводного озера в глубине Восточной Антарктиды». Природа. 315 (6015): 131–3. Bibcode:1985Натура.315..131H. Дои:10.1038 / 315131a0.
  3. ^ а б c d е «Озеро Унтерзее в Антарктиде и глобальное потепление». Институт Кинохи. Архивировано из оригинал 26 июля 2011 г.. Получено 26 ноября, 2010.
  4. ^ а б c d U. Wand; Самаркин В. А.; Х.-М. Ницше; Х.-В. Хуббертен (2006). «Биогеохимия метана в постоянно покрытом льдом озере Унтерзее, центральная часть Земли Дроннинг Мод, Восточная Антарктида». Лимнология и океанография. 51 (2): 1180–1194. Bibcode:2006LimOc..51.1180W. Дои:10.4319 / lo.2006.51.2.1180.
  5. ^ "Охота на экстремофилов начинается". НАСА Наука. 7 февраля 2008 г. Архивировано с оригинал 23 марта 2010 г.. Получено 21 апреля, 2011.
  6. ^ а б Андерсен, ДТ; Самнер, Д.Ю .; Хоуз, я; Вебстер-Браун, Дж; Маккей, CP (2011). «Открытие крупных конических строматолитов в озере Унтерзее, Антарктида». Геобиология. 9 (3): 280–293. Дои:10.1111 / j.1472-4669.2011.00279.x. PMID  21504538.
  7. ^ "Охота на экстремофилов начинается". Новости науки, НАСА. 7 февраля 2008 г.. Получено 26 ноября, 2010./
  8. ^ Гувер, Ричард Б. (29 мая 2008 г.). "Оазис Ширмахера / Антарктическая астробиологическая экспедиция на озеро Унтерзее" (PDF). Explorers.org. Получено 24 апреля 2011.
  9. ^ "Деталь Антарктиды - Цирк Ауркджозена". geonames.usgs.gov. Получено 2017-03-11.
  10. ^ «Озера Антарктиды». Энциклопедия внутренних вод. Эльзевир. 2009 г.
  11. ^ Ульрих Ванд; Джеймс Перлц (1999). «Ледниковые валуны,« плывущие »по ледяному покрову озера Унтерзее в Восточной Антарктиде». Антарктическая наука. 11 (2): 256–260. Дои:10.1017 / S0954102099000310.
  12. ^ "Охота на экстремофилов начинается". Сеть астробиологии. Архивировано 8 декабря 2012 года.. Получено 26 ноября, 2010.CS1 maint: BOT: статус исходного URL-адреса неизвестен (связь)
  13. ^ Тобин, Кейт (16 сентября 2009 г.). "Охотник на экстремофилов". Нация науки. Национальный фонд науки. Получено 2009-09-21.

внешняя ссылка