冰下湖
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冰下湖(英语:Subglacial lake)是在冰川下的湖泊,位于冰帽或冰盖下方,冰和底层基岩之间的边界中。在此处由于压力的增加而降低了冰的压力熔点[1][2]。当上面的冰逐渐以每年几毫米的速度融化时。融水会从高水压区域流向低水压区域,而形成液态水体,这些液态水体可与外部环境隔离数百万年[3]。
冰下湖首次在南极冰盖下发现的,目前已在南极冰盖、格陵兰冰原下方和冰岛瓦特纳冰原下发现了400多个冰下湖泊。冰下湖所含的液态淡水,约占地球上所有液态淡水的 15%。仅南极冰盖的冰下湖的面积估计约为10,000平方公里[4] [5][6] [7]。
冰下湖的生态系统是与地球大气隔绝的,受到冰、水、沉积物和生物之间相互作用的影响。嗜极生物的微生物群落在此处很活跃,这些微生物适应寒冷及低营养条件。其生物化学循环亦不依靠太阳能量,对天体生物学和寻找外星生命领域的研究,具特别价值[8][9]。
物理特性
编辑由于地热平衡了冰表面的热量损失,所以冰下湖中的水能保持液态。上覆冰川的压力导致水的熔点低于0°C。冰下湖的上限将位于水的压力熔点与温度梯度相交的水平处。因此在南极最大的冰下湖沃斯托克湖中,其湖上的冰比周围的冰盖厚得多。含高盐的冰下湖,也因其含盐量高,而保持液态[4]。
静压密封
编辑冰下湖中的水位可能远高于地面。理论上,冰下湖甚至可以存在于山顶,只要其上的冰足够薄以形成所需的静水密封。浮动水位可以被认为是穿过冰进入湖中的钻孔中的水位。它相当于在正常冰架上一块冰漂浮的高度。当湖周围的冰层太厚以至于等位面下降到不透水的地面时,就会形成静水密封。然后,冰缘下方的水被静压密封压回湖中。据估计,沃斯托克湖的冰缘只有7米,而浮面则高出湖面约3公里[10]。
参考文献
编辑- ^ Palmer, Steven J.; Dowdeswell, Julian A.; Christoffersen, Poul; Young, Duncan A.; Blankenship, Donald D.; Greenbaum, Jamin S.; Benham, Toby; Bamber, Jonathan; Siegert, Martin J. (2013-12-16). "Greenland subglacial lakes detected by radar: GREENLAND SUBGLACIAL LAKES DISCOVERED". Geophysical Research Letters. 40 (23): 6154–6159. Bibcode:2013GeoRL..40.6154P. doi:10.1002/2013GL058383. hdl:10871/30231. S2CID 55286616.
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- ^ Rampelotto, Pabulo Henrique (2010). "Resistance of Microorganisms to Extreme Environmental Conditions and Its Contribution to Astrobiology". Sustainability. 2 (6): 1602–1623. Bibcode:2010Sust....2.1602R. doi:10.3390/su2061602.
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