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沃斯托克:南极冰层下的湖泊

沃斯托克湖是南极洲已知最大的冰下湖,它是一个艺术家的横截面。液态水被认为需要数千年才能通过这个湖,这个湖的大小相当于北美的安大略湖。(图片版权所有)尼科尔·拉格·富勒(Nicole Rager Fuller/NSF)

深、暗、神秘,沃斯托克湖是世界上最大的冰下湖泊之一。沃斯托克湖曾经是南极洲东部的一个大型地表湖,现在被俄罗斯沃斯托克研究站附近2英里(3.7公里)的冰层覆盖。沃斯托克湖被冰覆盖了几千年,与光隔绝,与大气接触,是地球上最极端的环境之一。

“这个湖被冰覆盖了至少1500万年,”布伦特·克里斯特纳说,一位路易斯安那州立大学的生物学家,他研究了湖上采集的冰芯。

冰下湖沃斯托克位于东南极沃斯托克站4000米以下。(美国南极计划)在地表以下的

沃斯托克湖是地球上面积和体积最大的湖泊之一,与北美的安大略湖相媲美。这个湖长143英里(230公里),宽31英里(50公里),深2625英尺(800米)。沃斯托克湖位于东南极附近。20世纪60年代,一位俄罗斯地理学家/飞行员首次提出存在一个巨大的埋藏湖,他从空中注意到湖面上方有一大片光滑的冰。英国和俄罗斯研究人员1996年进行的机载雷达实验证实了这一不同寻常的湖泊的发现。

利用南极洲的一个雷达卫星数据集,在冰冻的沃斯托克湖上可以看到一个废弃的俄罗斯站。在这张照片中它在湖的左边。(美国宇航局)

“沃斯托克湖是最容易发现的冰下湖泊之一,因为它的大小,”克里斯特纳说[然而]我相信它的大部分秘密仍然存在。

它唯一的水源是覆盖在冰原上的融水,克里斯特纳说据我所知,没有证据表明有水从沃斯托克湖流入或流出。”。冰芯研究显示,融化的冰不断补充,意味着湖水可能相对年轻,只有几千年的历史。但湖水的真实年龄尚不清楚。

沃斯托克湖的横截面显示了冰是如何在湖上堆积的,并列出了在冰芯中发现的一些不同的有机体。(PLOS ONE)

研究人员已经用遥感技术绘制了沃斯托克湖的形状,如地震探测和冰穿透雷达。沃斯托克湖的一端比另一端浅得多,两个盆地被山脊隔开。一些科学家认为,山脊可能是一个热液喷口,类似于海底的吸烟者,吸烟者中充满了管虫。这个狭长的湖泊可能位于裂谷中,类似于俄罗斯的贝加尔湖。科学家们相信,来自地球的

地热使湖水的温度保持在27华氏度(零下3摄氏度)左右。尽管湖水的温度低于冰点,但上覆冰层的巨大压力仍然保持着湖水的液态。

生命将在20世纪90年代找到

的 ... ,克里斯特纳是一个国际团队的一员,该团队发现了在Vostok湖的液态表面上收集的冰冻湖水中的微生物,称为积冰。科学家认为,湖面上半英寸(1厘米)的冰层冻结在湖面上流动的冰原上。

对生命形式的分析表明,沃斯托克湖可能隐藏着一个独特的生态系统,这种生态系统基于岩石中的化学物质,而不是阳光,与世隔绝了数十万年。”我们发现的生物类型表明,它们的能量来源于湖泊中的矿物和下伏基岩,克里斯特纳说:

最近对沃斯托克冰层中的遗传物质进行的研究揭示了许多与湖泊、海洋和溪流中发现的单细胞生物有关的有机体的DNA片段。

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