Zwei Ökosysteme im Wostok der Antarktis?

Wissenschaftler des Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO) der Columbia University und des Rensselaer Polytechnic Institute im Bundesstaat New York haben die erste Karte der Wassertiefe im Wostoksee entwickelt, der zwischen 3.700 und 4.300 Metern (mehr als 2 Meilen) darunter liegt die kontinentale Eisdecke der Antarktis. Die neuen umfassenden Messungen des Sees – ungefähr so ​​groß wie der Ontario-See in Nordamerika – zeigen, dass er in zwei verschiedene Becken unterteilt ist, die möglicherweise unterschiedliche Wasserchemie und andere Eigenschaften aufweisen. Die Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen auf die Vielfalt des mikrobiellen Lebens im Wostoksee und liefern eine Strategie dafür, wie Wissenschaftler die verschiedenen Ökosysteme des Sees untersuchen, sollte der internationale wissenschaftliche Konsens die Erforschung der unberührten und antiken Umwelt genehmigen.

Michael Studinger vom Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO) der Columbia University sagte, dass die Existenz von zwei unterschiedlichen Regionen mit dem See erhebliche Auswirkungen darauf haben würde, welche Arten von Ökosystemen Wissenschaftler im See erwarten sollten und wie sie verlaufen sollten über sie zu erkunden.

"Der Grat zwischen den beiden Becken wird den Wasseraustausch zwischen den beiden Systemen begrenzen", sagte er. "Folglich ist die chemische und biologische Zusammensetzung dieser beiden Ökosysteme wahrscheinlich unterschiedlich."

Die National Science Foundation (NSF), eine unabhängige Bundesbehörde, die Grundlagenforschung und Bildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik unterstützt, unterstützte die Arbeit. NSF verwaltet das US-amerikanische Antarktisprogramm, das fast die gesamte US-amerikanische Wissenschaft auf dem südlichsten Kontinent koordiniert.

Die neuen Messungen sind von Bedeutung, da sie ein umfassendes Bild des gesamten Seebodens liefern und darauf hinweisen, dass der Grund des Sees ein bisher unbekanntes nördliches Teilbecken enthält, das durch einen markanten Kamm vom südlichen Seebett getrennt ist.

Studinger und Robin Bell von LDEO sowie Anahita Tikku, ehemals von der Universität Tokio und jetzt am Rensselaer Polytechnic Institute, schätzen mithilfe eines Laserhöhenmessers, eisdurchdringender Radar- und Schwerkraftmessungen, die von Flugzeugen erfasst wurden, dass der Wostoksee ungefähr 5400 Kubikkilometer umfasst ( 1300 Kubikmeilen) Wasser. Ihre Messungen zeigen auch, dass die Oberseite des Kamms, der die beiden Becken trennt, nur 200 Meter (650 Fuß) unter der Unterseite des Eisschildes liegt. An anderer Stelle reicht das Wasser von ungefähr 400 Metern (1.300 Fuß) Tiefe im nördlichen Becken bis zu 800 Metern (2.600 Fuß) Tiefe in seinem südlichen Gegenstück.

Wasser, das durch den See fließt, beginnt an einem Ende als geschmolzenes Eis am Boden der Eisdecke, das am anderen Ende wieder gefriert. Nach den neuen Messungen schmilzt die Basis der Eisdecke überwiegend über dem kleineren nördlichen Becken, während das Wasser im See über dem größeren südlichen Becken wieder gefriert. Die Forscher behaupten, dass Wasser zwischen 55.000 und 110.000 Jahre braucht, um durch den See zu radeln.

Die Anordnung der beiden Becken, ihre Trennung und die Eigenschaften des Schmelzwassers könnten nach Ansicht der Wissenschaftler Auswirkungen auf die Wasserzirkulation im See haben. Es ist zum Beispiel möglich, dass, wenn das Wasser im See frisch wäre, das Schmelzwasser im nördlichen Becken auf den Grund dieses Beckens sinken würde, was den Wasseraustausch zwischen den beiden Becken einschränkt. Das Schmelzwasser im angrenzenden Becken wäre wahrscheinlich anders.

Die beiden Seebecken könnten daher sehr unterschiedliche Böden haben.

Die Wissenschaftler weisen auch darauf hin, dass das Wasser der beiden Becken infolge der Trennung eine sehr unterschiedliche chemische und sogar biologische Zusammensetzung haben kann. In der Tat ist der Wostoksee auch für diejenigen von Interesse, die anderswo im Sonnensystem nach mikrobiellem Leben suchen. Der See gilt als sehr gutes terrestrisches Analogon zu den Bedingungen auf Europa, einem gefrorenen Mond des Jupiter. Wenn es in Wostok Leben geben kann, haben Wissenschaftler argumentiert, könnten Mikroben auch auf Europa gedeihen.

Die neuen Messungen weisen auch darauf hin, dass möglicherweise unterschiedliche Strategien erforderlich sind, um bestimmte Arten von Seesedimenten zu beproben. Diejenigen, die von der Eisdecke freigesetzt werden, stellen beispielsweise die Felsen dar, über die sich das Eis bewegte, und wären im nördlichen Becken stärker ausgeprägt. Material im südlichen Becken würde eher die Umweltbedingungen darstellen, bevor die Eisdecke den See versiegelte.

Wissenschaftler, die entscheiden, ob und wie mit der Erkundung des Wostoksees fortgefahren werden soll, sagen, dass wahrscheinlich ein großer Teil der technologischen Entwicklung erforderlich wäre, bevor ein Gerät zur Durchführung kontaminationsfreier Probenahmen eingesetzt werden könnte. Derzeit wird keine wissenschaftliche Probenahme des Sees durchgeführt.

Das ultimative Ziel jeder Probenahme wäre es, Wasser- und Sedimentproben vom Grund des Sees zu erhalten.

Das Team veröffentlichte die neuen Karten in der Ausgabe der Geophysical Research Letters vom 19. Juni, einer Veröffentlichung der American Geophysical Union.

Originalquelle: NSF-Pressemitteilung

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