沃斯托克湖
沃斯托克湖（俄语：Восто́к，罗马化：Vostok）又译为福斯多克湖、复斯图湖，意译为东方湖，是南极洲140个以上冰下湖、地下水体中最大者，也是世界最大的冰下湖，距南极海岸线1500公里之处，海拔高度3500米。沃斯托克湖由俄罗斯南极考察站东方站（俄语东方音译为沃斯托克）得名，位置接近东方站的下方，湖面在冰层表面下4公里处。
| 沃斯托克湖 | |
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 沃斯托克湖的卫星照片，其上的冰层相当平坦（美国国家航空暨太空总署戈达德太空飞行中心） | |
| 坐标 | 77°30′S 106°00′E / 77.500°S 106.000°E |
| 类型 | 冰下裂谷湖 |
| 所在国家 | -（南极洲） |
| 最大长度 | 250千米（160英里） |
| 最大宽度 | 50千米（30英里） |
| 表面积 | 15,690平方千米（6,060平方英里） |
| 平均深度 | 344米（1,129英尺） |
| 最大深度 | ~1,000米（3,300英尺）[来源请求] |
| 水体体积 | 5,400立方千米（1,300立方英里） ± 1,600立方千米（400立方英里） |
| 滞留时间 | 13,300年 |
| 表面海拔 | ~ −500米（−1,600英尺） |
| 岛屿 | 1 |
| 定居点 | 东方站 |
| 位置 | |
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地理
编辑沃斯托克湖位在南极洲的东部，长约为250公里，宽约为50公里（在最长的点上）[1]，大约和五大湖中安大略湖的大小相等。沃斯托克湖被一个山脊分成两个主要的盆地构造，该山脊的深度约为200米。而两个盆地中，北方的盆地约深400米，南方的盆地约深800米。因为被沃斯托克湖分为两个盆地构造，所以科学家们认为，这两个独立生态系的化学、生物因子应该都不太相同。沃斯托克湖面积15,690平方公里。估计的湖水体积约为5400立方公里[2] ，且皆为未冻结的淡水。2005年5月，科学家在湖的中央发现了一座岛屿。
沃斯托克湖的平均水温为−3℃，在水的凝固点以下。湖水仍以液态存在，目前认为是三种因素共同作用造成：
- 来自地心的热力使湖底的温度上升，进而使水维持液态
- 厚重冰层造成的巨大压力使水的凝固点下降
- 厚实的冰层使湖水与南极地表寒冷的空气隔离
生态环境
编辑沃斯托克湖是一个贫养的（缺少养分的）极端环境。湖水为氮气和氧气的过饱和溶液，其氮气和氧气的浓度约为一般淡水湖泊的50倍。[3][4]造成这个现象的原因极有可能是沃斯托克湖上方的沉重冰冠造成的压力。氧气及其他气体不只溶解在水中，还形成晶笼。晶笼是指溶于水中的气体分子，在水结冰时，被二十几个水分子所围成之正十二面体关起来的晶体结构。晶笼结构的外表看起来就像是冰块一般。这种晶笼只在高压环境，例如沃斯托克湖或深海形成，在一般压力下是不稳定的。因为这样，当水从沃斯托克湖被释放出来时，可能会像摇过的汽水一样喷出。
地球上没有任何地方有浓度如此之高的氧气。任何在此生活的生物必须要有应付高氧气浓度的能力。牠们必须演化出特殊的构造，像是特殊的酵素，确保牠们不被高浓度氧气影响。
沃斯托克湖的环境与木星的其中一个卫星，木卫二非常相似。[5]假若能在沃斯托克湖中发现生物的存在，或许能够为“木卫二冰层下的海洋中是否存在生命”的争论提供有力的证据。
发现
编辑1960年，俄国地理学家安德里·卡皮查飞越沃斯托克地区上空，发现冰原上有一个巨大的平坦地区。他认为冰川下有一个湖[6]。但这个看法在当时没有引起人们的重视。
在1996年，俄罗斯和英国的科学家借由许多资料的分析，发现了这个湖的存在。这些资料包括了透冰雷达、激光高度计及重力测量仪。科学家已证实，沃斯托克湖拥有大量的液态水，尽管这些水被封存在厚实的冰冠之下。因此沃斯托克湖有可能是地球上水量变动最小的湖泊。它所拥有的水非常古老，大约在一百万年前形成。
研究
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在沃斯托克研究站的研究者们，在1998年挖出了世界上最长的冰核（即冰的核心，其中的气泡能够纪录过去此地区的大气组成）。俄国及美国的研究团队钻入3623米深。检验发现，冰核最底部约有420,000年的历史。这表示沃斯托克湖至少五十万年前就已经被封在冰层之下了。为避免可能的污染，钻探作业在距离湖120米处停止，且钻探的孔也被封住。
在这个冰核中，尤其是核心底部冻结的湖水，找到了微生物活动的证据。这使科学家认为沃斯托克湖这类的环境仍能有生命存在。沃斯托克湖是个非常独特的栖息地，栖息在此的可能包括古菌及五十万年前演化出的微生物。
在2005年，一个由德国、日本及俄罗斯科学家组成的研究小组发现，沃斯托克湖有潮汐现象。[7]随着太阳及月亮相对位置的改变，湖水表面有1-2公分的升降[8]。这些研究者推测，湖水表面的运动就像泵一样，使整个湖泊的水循环运动。倘若湖中有微生物存在，这对牠们的生存有相当大的帮助，因为湖中的物质可借由这种运动循环。
2006年1月，由美国哥伦比亚大学科学家罗宾·贝尔领导的研究小组，利用最新的卫星影像、测高与透冰雷达资料，首次估算出它们的大小及深度，结果发表在2月份的《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letters）上。这两个湖被命名为东经九十度湖及苏维埃湖（Lake Sovetskaya）。这两个湖被埋在约4000米厚的冰层下，90°E湖面积约为2000平方公里，面积略等于新北市；苏维埃湖略小、约1600平方公里。
科学家认为，南极的各个地下水体可能由活水河流网连接在一起。冰河学家邓肯·温纳姆（Duncan Wingham，来自伦敦大学学院）及马丁·斯格特（Martin Siegert，来自布里斯托大学）在2006年的《自然》上发表了一篇文章说明了这个理论。他们代表伦敦大学自然环境研究委员会极地观测与模拟中心进行这项观测。他们使用欧洲太空总署的ERS-2卫星，以雷达对南极东部进行观察，结果发现一些相隔数百公里的场所，其表面高度变化是相同的，这使他们相信该处有水的运动存在。科学家相信在各河流间经常会发生水的流动，相当于泰晤士河的规模。在绝大多数时间这个流量非常小，但因为冰层厚度的变化进而使湖泊的压力改变。当一个湖泊的压力过大时便会发生洪水，迫使一个湖泊的湖水沿着河道流向另一个湖泊。
第25届《南极条约》协商国会议上，决定停止在南极洲的沃斯托克湖进行冰下钻探，因为那里有可能存在着地球其它地区已经绝迹的几百万年前的微生物，而钻探可能带来新的微生物从而给原有的生物带来灭顶之灾。
但在2015年1月，俄罗斯东方站科学家表示，已经重新将钻孔深入沃斯托克湖。
参考
编辑- ^ Antarctica's Lake Vostok Controversy. 南极洲和南大洋联盟. 2010 [2011-02-10]. （原始内容存档于2013-11-12） （英语）.
- ^ Subglacial Lake Facts. Ldeo.columbia.edu. [2012-02-07]. （原始内容存档于2012-01-02） （英语）.
- ^ Ekaykin, AA; Lipenkov, VY; Petit, JR; Johnsen, S; et al. Insights into hydrological regime of Lake Vostok from differential behavior of deuterium and oxygen-18 in accreted ice. Journal of Geophysical Research. 2010, 115 (C05003): C05003. Bibcode:2010JGRC..115.5003E. doi:10.1029/2009JC005329 （英语）.
- ^ Bulat, SA; Alekhina, Irina A.; Marie, Dominique; Martins, Jean; et al. Searching for life in extreme environments relevant to Jovian's Europa: Lessons from subglacial ice studies at Lake Vostok (East Antarctica). Advances in Space Research. 2010, 48 (4): 697–701. Bibcode:2011AdSpR..48..697B. doi:10.1016/j.asr.2010.11.024 （英语）.
- ^ 'Lost World' reached: 20 million yr old Antarctic lake 'drilled'. RT. 2012-02-06 [2012-08-20]. （原始内容存档于2012-02-08） （英语）.
- ^ Скончался первооткрыватель озера Восток в Антарктиде [沃斯托克湖的发现者去世了]. Lenta.ru. 2011-03-03 [2020-06-25]. （原始内容存档于2021-02-24） （俄语）.
- ^ Wendt, A; Dietrich, Reinhard; Wendt, Jens; Fritsche, Mathias; et al. The response of the subglacial Lake Vostok, Antarctica, to tidal and atmospheric pressure forcing. 国际地球物理学杂志. 2005, 161 (1): 41–9. Bibcode:2005GeoJI.161...41W. doi:10.1111/j.1365-246X.2005.02575.x （英语）.
- ^ Dietrich, R; Shibuya, K.; Pötzsch, A.; Ozawa, T. Evidence for tides in the subglacial Lake Vostok, Antarctica. Geophysical Research Letters. 2001, 28 (15): 2971–4. Bibcode:2001GeoRL..28.2971D. doi:10.1029/2001GL013230 （英语）.
参见
编辑外部链接
编辑
- "Miles Below Antarctic Ice, a Freshwater Lake May Harbor Ancient Life （页面存档备份，存于互联网档案馆）." Robert Lee Hotz, The Los Angeles Times.
- About Lake Vostok （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- "Lake Vostok: A Curiosity or a Focus for Interdisciplinary Study? （页面存档备份，存于互联网档案馆）" (1998)
- Letter of Appeal to Russia （页面存档备份，存于互联网档案馆）