استكشف بحيرة فوستوك المخفية في أنتاركتيكا

إحدى أكبر البحيرات على كوكب الأرض هي بيئة قاسية مخبأة تحت طبقة جليدية سميكة بالقرب من القطب الجنوبي. تسمى بحيرة فوستوك ، مدفونة تحت ما يقرب من أربعة كيلومترات من الجليد في القارة القطبية الجنوبية. تم إخفاء هذه البيئة المتجمدة عن أشعة الشمس وجو الأرض لملايين السنين. من هذا الوصف ، يبدو أن البحيرة ستكون فخًا جليديًا خالٍ من الحياة. ومع ذلك ، على الرغم من موقعها الخفي وبيئتها الرهيبة ، تعج بحيرة فوستوك بآلاف الكائنات الحية الفريدة. وهي تتراوح من الميكروبات الصغيرة إلى الفطريات والبكتيريا ، مما يجعل بحيرة فوستوك دراسة حالة رائعة في كيفية بقاء الحياة في درجات حرارة معادية وضغط مرتفع.

فاجأ وجود هذه البحيرة شبه الجليدية العالم. تم العثور عليه لأول مرة من قبل مصور جوي من روسيا لاحظ وجود "انطباع" سلس كبير بالقرب القطب الجنوبي في شرق أنتاركتيكا. وأكدت عمليات مسح الرادار في التسعينات ذلك شيئا ما دفن تحت الجليد. اتضح أن البحيرة المكتشفة حديثًا كبيرة جدًا: 230 كيلومترًا (143 ميلًا) وعرضها 50 كيلومترًا (31 ميلًا). يبلغ عمقها من سطحها إلى قاعها 800 متر (2600 قدم) مدفونة تحت أميال من الجليد.

لا توجد أنهار جوفية أو شبه جليدية تغذي بحيرة فوستوك. قرر العلماء أن مصدر الماء الوحيد هو ذوبان الجليد من الغطاء الجليدي الذي يخفي البحيرة. لا توجد أيضًا طريقة للهروب من الماء ، مما يجعل Vostok أرضًا خصبة للحياة تحت الماء. تظهر الخرائط المتقدمة للبحيرة ، باستخدام أدوات الاستشعار عن بعد والرادار وأدوات البحث الجيولوجي الأخرى ، أن البحيرة تقع على سلسلة من التلال ، والتي قد تحتوي على حرارة في نظام تنفيس حراري مائي. ذلك الحرارة الجوفية (الناتجة عن الصخور المنصهرة تحت السطح) وضغط الجليد على سطح البحيرة يحافظ على الماء عند درجة حرارة ثابتة.

عندما حفر العلماء الروس نوى من الجليد من فوق البحيرة لدراسة الغازات والثلوج الموضوعة خلال فترات مختلفة من مناخ الأرض ، أحضروا عينات من مياه البحيرة المجمدة دراسة. وذلك عندما تم اكتشاف أشكال الحياة لبحيرة فوستوك لأول مرة. حقيقة أن هذه الكائنات الحية موجودة في مياه البحيرة ، والتي ، عند -3 درجة مئوية ، غير متجمدة بطريقة ما ، تثير تساؤلات حول البيئة في البحيرة وحولها وتحتها. كيف تعيش هذه الكائنات الحية في درجات الحرارة هذه؟ لماذا لم تتجمد البحيرة؟

لقد درس العلماء الآن مياه البحيرة لعقود. في التسعينات ، بدأوا في العثور على ميكروبات هناك ، إلى جانب أنواع أخرى من الحياة المصغرة ، بما في ذلك الفطريات (الحياة من نوع الفطر) ، حقيقيات النوى (الكائنات الحية الأولى ذات النوى الحقيقية) ، ومتعددة الخلايا المتنوعة الحياة. الآن ، يبدو أن أكثر من 3500 نوع تعيش في مياه البحيرة ، في سطحها الموحل ، وفي قاعها الموحل المتجمد. بدون أشعة الشمس ، مجتمع الكائنات الحية في بحيرة فوستوك (دعا المتطرفين، لأنها تزدهر في الظروف القاسية) ، تعتمد على المواد الكيميائية الموجودة في الصخور والحرارة من أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية من أجل البقاء. لا يختلف هذا بشكل رهيب عن أشكال الحياة الأخرى الموجودة في مكان آخر على الأرض. في الواقع ، يشتبه علماء الكواكب في أن مثل هذه الكائنات الحية يمكن أن تزدهر بسهولة في الظروف القاسية على عوالم جليدية في النظام الشمسي.

تشير دراسات الحمض النووي المتقدمة لـ "Vostokians" إلى أن هؤلاء المتطرفين هم نموذجيون في بيئات المياه العذبة والمياه المالحة ويجدون بطريقة ما طريقة للعيش في المياه الباردة. ومن المثير للاهتمام ، أنه بينما تزدهر أشكال حياة فوستوك على "الغذاء" الكيميائي ، فهي نفسها مطابقة للبكتيريا التي تعيش داخل الأسماك وجراد البحر وسرطان البحر وبعض أنواع الديدان. لذلك ، في حين أن أشكال الحياة في بحيرة فوستوك قد تكون معزولة الآن ، إلا أنها مرتبطة بوضوح بأشكال الحياة الأخرى على الأرض. كما أنها تجعل عددًا جيدًا من الكائنات الحية للدراسة ، حيث يتأمل العلماء ما إذا كانت هناك حياة مماثلة في مكان آخر من النظام الشمسي ، ولا سيما في المحيطات تحت سطح جليدي لقمر المشتري ، يوروبا.

تم تسمية بحيرة فوستوك باسم محطة فوستوك ، لإحياء ذكرى الانزلاق الروسي الذي استخدمه الأدميرال فابيان فون بيلينجسهاوزن ، الذي أبحر في رحلات لاكتشاف القارة القطبية الجنوبية. الكلمة تعني "الشرق" بالروسية. منذ اكتشافه ، قام العلماء بمسح "المناظر الطبيعية" تحت الجليد في البحيرة والمنطقة المحيطة بها. تم العثور على بحيرتين أخريين ، وهذا يثير الآن السؤال حول الروابط بين هذه المسطحات المائية المخفية. بالإضافة إلى ذلك ، لا يزال العلماء يناقشون تاريخ البحيرة ، التي يبدو أنها تشكلت قبل 15 مليون سنة على الأقل وكانت مغطاة ببطانيات سميكة من الجليد. يتعرض سطح القارة القطبية الجنوبية فوق البحيرة بشكل روتيني لطقس شديد البرودة ، حيث تنخفض درجات الحرارة إلى -89 درجة مئوية.

لا تزال بيولوجيا البحيرة مصدرًا رئيسيًا للبحث ، مع العلماء في الولايات المتحدة وروسيا و أوروبا ، تدرس الماء وأعضائها عن كثب لفهم تطورها وبيولوجيتها العمليات. يشكل الحفر المستمر خطرًا على النظام البيئي للبحيرة لأن الملوثات مثل التجمد ستضر بكائنات البحيرة. يتم فحص العديد من البدائل ، بما في ذلك حفر "الماء الساخن" ، والذي قد يكون أكثر أمانًا إلى حد ما ، لكنه لا يزال يشكل خطرًا على حياة البحيرة.