Jezioro Untersee () – największe słodkowodne jezioro powierzchniowe we wnętrzu Gór Gruber w centralnej części Ziemi Królowej Maud we wschodniej Antarktydzie. Znajduje się 90 kilometrów na południowy zachód od Oazy Schirmachera. Jezioro ma około 6,5 km długości i 2,5 km szerokości, o powierzchni 11,4 km² i maksymalnej głębokości 169 metrów. Jezioro jest stale pokryte lodem i jest częściowo ograniczone lodowcem

Jezioro Untersee jest niezwykłym jeziorem, o pH między 9,8 a 12,1, rozpuszczonym tlenem przy 150% przesyceniu i bardzo niskiej produkcji pierwotnej w słupie wody. Pomimo wysokiego przesycenia tlenem w większości jeziora, na południowym krańcu jeziora znajduje się mała zlewnia, która jest beztlenowa, a jej osady mogą mieć wyższe stężenie metanu niż w jakimkolwiek innym znanym jeziorze na Ziemi. Duża część pierwotnej produkcji odbywa się w społecznościach drobnoustrojów, które rosną na dnie jeziora jako stromatolity. Temperatura wody waha się od 0,5 do 5 °C, a pokrywa lodowa na jeziorze ma grubość 2–6 metrów. Pokrywa lodowa mogła utrzymywać się przez ponad 100 000 lat, a niektórzy naukowcy badający zmiany klimatu obawiają się znacznych zmian środowiskowych związanych z globalnym ociepleniem w nadchodzących dziesięcioleciach. W przeszłości chemię wody w jeziorze porównywano z Cloroxem. Jednak chemiczna aktywność wybielacza jest spowodowana Cl–, a także pH, które jest wyższe niż to mierzone w jeziorze Untersee, a jezioro Untersee nie ma wysokich stężeń chloru ani chlorynu.

Geografia Jezioro Untersee leży we wnętrzu Gór Gruber w środkowej części Ziemi Królowej Maud na Antarktydzie Wschodniej, która znajduje się mniej więcej na tej samej długości co Huab, w Parku Narodowym Skeleton Coast na północnym wybrzeżu Namibii. Znajduje się 90 km na południowy zachód od Oazy Schirmachera. leży po wschodniej stronie jeziora.

Jezioro ma około 6,5 km długości i 2,5 km szerokości i ma powierzchnię 11,4 km² (podaje się również 10 km²). Jego maksymalna głębokość wynosi 169 metrów. Jest stale pokryte lodem, który latem ma średnią grubość 3 metrów. Jezioro jest spiętrzone przez lodowiec Anuchin, a woda ze stopu z lodowca Anuchin jest głównym źródłem wody. Jezioro nie ma odpływu. Woda jest tracona w wyniku sublimacji i ablacji pokrywy lodowej. Jezioro jest klasyfikowane jako jezioro ultra-oligotroficzne.

Jezioro Ober-See, mniejsze (3,4 km²) jezioro polodowcowe, znajduje się kilka kilometrów na północny wschód i jest podobne pod wieloma względami.

Historia Badania izotopowe wykazały, że jezioro od dawna ma stałą pokrywę lodową. Ponadto badania przeprowadzone podczas australijskiego lata potwierdzają jednorodną charakterystykę jeziora, z konwekcją termiczną jako przyczyną jego hydrogeochemicznego i izotropowego charakteru. Jest uzupełniany stale w procesie podwodnego topnienia lodu sąsiedniego lodowca. Stwierdzono również, że jezioro istniało w okresie holocenu, kiedy wyszło ze stawu ze stopioną wodą.

Badania jeziora Untersee ujawniły, że istnieje kilka dużych głazów, które tworzą tamę. Badania geodezyjne przeprowadzone w dwóch sezonach letnich wykazały, że głazy poruszają się z rocznym tempem 1,1–3,9 m. Czas przebywania głazów szacuje się na 500 lat. Pływające głazy o średnicy kilku metrów wyewoluowały w wyniku osadów gruzowych z interakcji proglacjalnych, masowego wyniszczania wzgórz otaczających jezioro oraz wypierania lodu lodowcowego przez lód jeziora.

Jezioro zostało odkryte przez Niemiecką Ekspedycję Antarktyczną w latach 1938–1939. Następnie kilka wypraw badało cechy jeziora. Pierwsze badania rekonesansowe jeziora przeprowadzili N. G. Kosenko i D. D. Kolobov na początku 1969, następnie rosyjscy i niemieccy naukowcy – W. D. Hermichen i in. (1985), E. Kaup i in. (1988) oraz A. Loopmann i in. (1988).

Badania W badaniach parametrów fizyko-chemicznych wód jeziora przeprowadzonych przed 1991–1992 stwierdzono, że jezioro Untersee jest dobrze wymieszane i niestratyfikowane. Jednak badania przeprowadzone latem 1991/92 wykazały znaczne rozwarstwienie w niecce o szerokości 500 metrów w południowo-wschodniej części jeziora, gdzie głębokość sięga 105 metrów. Występowały ostre pionowe gradienty temperatury, pH, rozpuszczonego tlenu i przewodnictwa elektrycznego. Podczas gdy termoklinę zarejestrowano na głębokości od 40 do 50 metrów, po niej nastąpiła oksyklina na wysokości 70–80 metrów, z chemokliną rozciągającą się od 80 metrów do dno jeziora. Poniżej 80 metrów słup wody był anoksyczny i pachniał siarkowodorem. Obecność siarkowodoru była związana ze zmniejszonymi stężeniami siarczanów, co wskazuje, że prawdopodobnie powstał on w wyniku bakteryjnej redukcji siarczanów.

Zawartość soli w górnych poziomach jeziora jest około 50 razy większa niż w wodzie lodowcowej. Zasolenie wzrosło poniżej 80 metrów, przy czym stężenie jonów sodu i przewodnictwo elektrolityczne wzrosły ponad dwukrotnie. Jezioro jest silnie zasadowe (pH 10,4) do głębokości 70 metrów; poniżej tej głębokości pH spada, osiągając lekko kwaśną wartość 6,1 na maksymalnej głębokości. Według naukowców NASA, proporcja metanu w osadzie na dnie jeziora jest najwyższa odnotowana dla każdego jeziora na świecie.

W 2008 w ramach Tawani Foundation 2008 Antarctic International Expedition Dale Andersen i Ian Hawes odkryli stożkowe stromatolity rosnące w jeziorze Untersee, największe żyjące do tej pory. Obecne są również małe szczyty mikrobiologiczne i wydaje się, że duże stożkowe stromatolity i małe sterczyny są wytwarzane przez różne społeczności drobnoustrojów. Zbiorowiska te stanowią ważny odpowiednik niektórych z najstarszych dotychczas znalezionych kopalnych stromatolitów.

Wyprawy W listopadzie i grudniu 2008 „Międzynarodowa Ekspedycja Antarktyczna Fundacji Tawani 2008” kierowana przez Richarda Hoovera z Centrum Lotów Kosmicznych Marshalla NASA wykorzystała jezioro jako poligon doświadczalny w swoich poszukiwaniach ekstremalnego życia. Warunki panujące w jeziorze są pod pewnymi względami podobne do tych, które istnieją na innych księżycach i planetach zawierających lód wodny i metan; w ten sposób jezioro to może stanowić odpowiednik środowisk, które istnieją gdzie indziej w kosmosie. Ekspedycja odkryła kilka nowych szczepów ekstremofilnych mikroorganizmów w wodach jeziora, w tym chemolitotrof, który metabolizuje wodór.

W wyprawie uczestniczył interdyscyplinarny międzynarodowy zespół dziesięciu naukowców i dwóch nauczycieli, którzy badali nie tylko jezioro Untersee, ale także Oazę Schirmachera. Geomikrobiologiczne aspekty tej wyprawy miały trzy cele: „przetestować emisję fluorescencji indukowanej laserem (LIFE), która ma być wykorzystana do eksploracji regolitu Marsa i biegunów; monitorować globalne zmiany klimatyczne; oraz ocenić metody wykrywania skażenia węglowodorami i późniejszej bioremediacja w delikatnym, zagrożonym ekosystemie. Wyniki wskazują, że jezioro Untersee jako region stale pokryty lodem, ma bardzo mało gleby użytkowej i można je porównać do polarnych regionów Marsa.

Podczas eksperymentów zbadano metagenomy eukariotów; zidentyfikowano prokarionty i wirusy zamieszkujące jezioro; dostarczono dowodów na poziomy transfer genów za pośrednictwem wirusów i adaptacyjnych zmian fenotypu metabolicznego lub chroniącego przed zimnem, zidentyfikowano mikrobiologiczne połączenia nanoprzewodowe między wieloma gatunkami na granicy wody z lodem, w słupie wody oraz w osadzie; ustalono szacunki biomasy życia w lodzie jeziora podczas wczesnej wiosennej wegetacji przy użyciu technik obrazowania laserowej emisji fluorescencji (L.I.F.E.).

W skład tego zespołu wchodziło również dwóch nurków naukowych. Dale Andersen wraz z Carl Sagan Center for the Study of the Life in the Universe Instytutu SETI oraz Ian Hawes z Aquatic Research Solutions nurkowali w jeziorze Untersee, aby zbadać jego wyjątkowe zbiorowiska drobnoustrojów.

Przypisy

Kategoria:Jeziora w Antarktyce Kategoria:Ziemia Królowej Maud