Vosztok-tó (Antarktisz) — a legnagyobb jég alatti édesvízi tó
Vosztok-tó (Antarktisz) — a Föld legnagyobb jég alatti édesvíze: 4000 m jég alatt, külön medencék, extrém környezet és egyedülálló ökoszisztémák kutatása.
A Vosztok-tó a legnagyobb az Antarktisz hetven jég alatt található tava közül. A tó hozzávetőleges helyzete a déli szélesség 77° környékén és a keleti hosszúság 105° körül van, a felszínen működő orosz Vosztok állomás alatt. A tó felszíne fölött az antarktiszi jégtakaró vastagsága körülbelül 3–4 ezer méter, tehát a víztömeg nagyjából 4 000 méterrel a felszín alatt helyezkedik el. A Vosztok felmérése alapján a tó kiterjedése nagyságrendileg tízezres négyzetkilométeres (becslések szerint mintegy 10–16 ezer km²), a maximális mélysége közel 1 000 méter lehet, ezért a világ egyik legnagyobb jég alatti édesvízi tava.
A tavat orosz és brit tudósok fedezték fel és térképezték fel különböző geofizikai módszerekkel: műholdas radarral, légi és felszíni szeizmikus mérésekkel, valamint gravitációs és mágneses adatokkal. Radarral és más érzékelőkkel sikerült meghatározni a jégtakaró alatti víztestek helyét, alakját és néhány fizikai jellemzőjét, mielőtt közvetlen mintavétel történt volna.
A tó vize elsősorban édesvízből áll; kémiai összetétele azonban eltérhet a felszíni tavaktól, mivel hosszú ideje izolált környezetben alakult ki. A víz hőmérséklete a körülményekhez mérten nagyon alacsony, körülbelül -3 °C körül lehet: bár a tiszta víz fagyáspontja 0 °C, a rendkívüli nyomás, a jégtakaró és a földkéregből származó geotermális hő miatt a tó vize folyékony marad. A magas hidrosztatikai nyomás és a viszonylag nagy oldott oxigénszint a modellek szerint olyan környezetet teremthet, amely lehetővé teszi extrém körülményekhez alkalmazkodott mikroorganizmusok fennmaradását. A víz állapotát befolyásolják a vízcserék, a jégmozgás és esetleges hidrotermális aktivitás is.
A tóban két elkülöníthető medence található, amelyeket egy gerinc választ el egymástól; ezek geometriáját és egymáshoz való kapcsolódását geofizikai mérések alapján határozták meg. A két medence ökoszisztémája feltehetően különböző lehet, mivel eltérő mélységűek, esetleg eltérő geokémiai feltételek uralkodnak bennük, és a vízáramlások sem feltétlenül azonos módon kapcsolják őket össze.
Az elmúlt évtizedekben több expedíció és fúrás kísérlete történt a tó közvetlen vizsgálatára. Az orosz kutatók 2012-ben jelentették, hogy elérték a felszíntől felfelé fúrt lyukkal a tó vizét; ez vitákat váltott ki a mintavétel és a környezetvédelem módszereiről, mert fennállt a veszélye a külső szennyező anyagok bejutásának. A nemzetközi tudományos közösség ezért különös hangsúlyt fektet a sterilizációs eljárásokra és a nemzetközi egyezmények betartására annak érdekében, hogy minél tisztább, megbízhatóbb mintákat kapjanak, és megóvják a tó eredeti állapotát.
A Vosztok-tó tanulmányozása fontos mind az ősföldrajzi, mind az extrém életformák kutatása szempontjából: mivel a tó hosszú ideig (millió évre visszanyúlóan) lehetett elszigetelve, egyedülálló adatokhoz juthatunk a bolygó korábbi éghajlati viszonyairól és azokról az élőlényekről, amelyek nagyon elszigetelt, hideg, sötét és magas nyomású környezetben is képesek létezni. Az ilyen kutatások emellett fontos összehasonlítási alapot adnak az űrkutatás számára is: a jég alatti tavak vizsgálata segíthet megérteni, hogy milyen feltételek mellett lehet élet például a Jupiter és a Szaturnusz jégbe burkolt holdjain (pl. Europa, Enceladus) alatt.
Bár sok adat már rendelkezésre áll a Vosztok-tóról, számos kérdés még nyitott: pontos kémiai összetétele, a valódi biológiai közösség léte vagy hiánya, a vízáramlások és hidrodinamikai viszonyok részletei, valamint a tó és a környező jégtakaró kölcsönhatása. A további, gondosan tervezett és steril mintavétellel végzett kutatások várhatóan új ismereteket hoznak ezen ritka, különleges és tudományosan kiemelkedően fontos környezet működéséről.
Nyomás és oxigén
A Vosztok-tó oligotróf szélsőséges környezet. Oxigénnel túltelített. Az oxigénszint ötvenszer magasabb, mint a Földön a közönséges édesvízi tavakban jellemzően megtalálható. A Vosztok-tó tetején lévő jég súlya feltehetően hozzájárul a magas oxigénkoncentrációhoz. A jégből származó oxigén feloldódik a tó vizében. Az oxigén és más gázok lerakódása is megreked a tóban. Az ezeket csapdába ejtő szerkezetet klatrátnak nevezik. A klatrátokba zárt gázok jégbe vannak zárva, és úgy néznek ki, mint a tömött hó. Ezek a struktúrák a Vosztok-tó nagy nyomású mélységeiben alakulnak ki; a felszínre kerülve instabillá válnának.
Life
A Földön nincs még egy olyan természetes környezet, amely ennyire gazdag lenne oxigénben. Ezért, ha vannak életformák a tóban, valószínűleg alkalmazkodniuk kellett a magas oxigénszinthez, hogy életben maradhassanak. Az alkalmazkodás része lehet például a védőenzimek magas koncentrációja.
A tó környezete nagyon hasonlít a Jupiter Europa nevű holdjának vagy a Szaturnusz Enceladus nevű holdjának környezetéhez. Ha életet találnánk a tóban, az valószínűbbé tenné, hogy ezeken a holdak valamelyikén is létezett élet.
Kérdések és válaszok
K: Hány olyan tó van az Antarktiszon, amely jégtakaró alatt van?
V: Az Antarktiszon hetven olyan tó van, amely jégtakaró alatt van.
K: Hol található a Vosztok-tó?
V: A Vosztok-tó az oroszországi Vosztok állomás alatt, a déli szélesség 77° és a keleti hosszúság 105° között található.
K: Milyen mély a Vosztok-tó?
V: A Vosztok-tó 4000 méter mélyen van az Antarktisz felszíne alatt.
K: Ki fedezte fel a Vosztoki-tavat?
V: Orosz és brit tudósok fedezték fel a Vosztoki-tavat radar segítségével.
K: Milyen vízből áll a Vosztok-tó?
V: A Vosztok-tó édesvízből áll.
K: Milyen hőmérsékletű a Vosztok-tó vize?
V: A Vosztok-tó vizének hőmérséklete körülbelül -3 °C.
K: Miért marad a Vosztok-tó vize folyékony annak ellenére, hogy fagypont alatt van?
V: A Vosztok-tó vize a jég által keltett nagy nyomás miatt marad folyékony.
Keres