A Földön kívüli élet nyomában az Antarktiszon

A Földön kívüli élet lehetőségének vizsgálatában fontos támpontot nyújtanak az Antarktisz "eltemetett" tavai. Jelenleg 145 kisebb-nagyobb jég alatti tavat ismerünk a kontinensen, és némelyikük már több millió éve létezhet elszigetelten. Részletes képes összefoglalónk a tavakról, sajátos élővilágukról és asztrobiológiai vonatkozásukról.

A Vostok-tó radarfelvétele (NASA)

A tavak második csoportjának tagjait a felettük lévő, kilométeres vastagságú jégpáncél hatékonyan zárja el a felszíntől. Leghíresebb és egyben legnagyobb képviselőjük a 48 x 224 km méretű, átlagosan 400-500, maximálisan 914 m mély Vostok-tó, közel 1000 km-re a déli sarktól. A jég alatti tó 3710 méter mélyen kezdődik, a felette fekvő jégtakaró kora néhány millió, maximálisan 30 millió év lehet. A Vostok-tavat 1996-ban orosz és brit kutatók fedezték fel szeizmikus vizsgálatokkal. A tó területén, a jégtakaró tetején 1983. július 21-én regisztrálták az eddigi legalacsonyabb hőmérsékletet: -89 °C volt ekkor. A tó vize ennél melegebb, pontosabban kevésbé hideg lehet. A környéken több hasonló tó is előfordul, amelyek azonos elnyúlási iránya arra utal, hogy a kőzetaljzatban lévő tektonikus törések mélyedéseit töltheti ki a víz a jégréteg alatt.

Az eddigi vizsgálatok során a Vostok-tó feletti jégréteget fúrták meg, a legmélyebb mintát 3610 m mélyről, tehát a tó teje felett 100 m-ről nyerték. A fúrás során sok olyan élőlényt, illetve maradványt találtak, amelyeket nem lehetett besorolni a korábban ismert taxonok közé. Ezek extrém viszonyok között létező, igen idős életformák nyomai lehetnek. A szeizmikus mérések alapján a tó fenekén kb. 50 m vastag üledék halmozódott fel, mely főleg a lassan mozgó jég által termelt törmelékből keletkezett. De elképzelhető, hogy a jég és az aljzatot alkotó kőzet közötti kölcsönhatáskor, valamint talán az élőlények élettevékenységekor létrejött anyagokat is tartalmaz - egyelőre nem tudni, hogy anyaga milyen idős, és hogy napjainkban is képződik-e.

Korábban ismeretlen élőlények maradványai a Vostok-tó feletti jég fúrásmintájából (NASA)

Korábban elképzelhetőnek tűnt, hogy a Vostok-tóban néhány millió évvel ezelőtti életformák közel változatlan leszármazottai találhatók. Az új vizsgálatok azonban arra utalnak, hogy az egyes tavak nincsenek teljesen elzárva egymástól. Bár a vastag jégtakarón keresztül nincs kapcsolat a felszín felé, a jég alatt keskeny csatornák köthetik össze az egyes tavakat. Ezek mentén általában elhanyagolható a vízáramlás, tehát az egyes tavak rendkívül gyenge kapcsolatban lehetnek csak egymással - mégsem tekinthetők teljesen izolált környezeteknek.

Alkalmanként dinamikussá válik a jég alatti tavak világa, és hatalmas vízátáramlások történnek a jégréteg fenekénél. A 2003 januárjában felbocsátott ICES (Ice, Cloud, and land Elevation Satellite) műhold az Antarktisz jégtakarójának kiterjedését vizsgálja, a globális felmelegedés következményeit tanulmányozva. A közel 645 km magasan keringő űreszköz lézeres magasságméréseivel 1,5 cm-es (!) pontossággal térképezi fel a jégtakaró domborzatát.

Az Engelhardt-tó feletti jépáncél

A műhold az elmúlt három évben két nagy, szilárd halmazállapotú, gleccserszerűen mozgó jégáramlatot figyelt meg, melyek az óceán fölé nyúló Ross-jégself anyagát pótolják. Régóta ismert, hogy a mozgó jég alatt alkalmanként vékony folyékony vízréteg található. Az új megfigyelések alapján az ilyen jég alatti vizek gyorsabban és nagyobb mennyiségben áramlanak, mint korábban feltételezték. A mellékelt képen az Engelhardt-tó feletti jépáncél domborzata látható, az ICES műhold lézeres magasságmérései alapján (Ted Scambos, NSIDC).

Az ICES megfigyeléseinek hároméves periódusában a kb. 1 km vastag jégréteg alatt lévő 10 x 30 km átmérőjű Engelhardt-tóból összesen 2 km³ víz áramlott ki a jég alatt a Ross-tengerbe. Ugyanezen időszak során egy másik, szintén erre található jég alatti tóból 1,2 km³ víz jutott az óceánba. Mint arról korábbi cikkünkben beszámoltunk, eddig csak a jég alatti tavak között korábban lezajlott áramlások nyomait sikerült megfigyelni, az őket összekapcsoló hosszanti csatornák mentén. Ez az első közvetlen megfigyelés egy ilyen folyamat lezajlásáról.

Négy jég alatti tó és a Recovery-gleccser áramlása

A RADARSAT-műhold mérései szintén szolgáltak új eredményekkel a jégpáncél alatti tavakról. Robin Bell, Michael Studinger (Lamont-Doherty Earth Observatory) és kollégáik nemrég négy új jég alatti tavat azonosítottak. Még fontosabb, hogy sikerült a felszíni jég lassú, gleccserszerű mozgását jég alatti tavakhoz kapcsolni. Eszerint a tavak vize kulcsszerepet játszik az Antarktisz jégpáncéljának mozgatásában: a folyadék "kenőanyagként" szolgál, és felgyorsítja a jég áramlását a lejtős területek, végül az óceán felé. A fenti tavak környezetében lévő jégár a Recovery-gleccser formájában halad az óceán irányába. A domborzatot tekintve a tavak helyzeténél magasabban, ahol a tavak felé kúszik a jégtakaró, a jég mozgási sebessége évente méteres nagyságrendű, míg a tavak után több 100 méter/év értékre ugrik. A mellékelt felvétel a RADARSAT és az ICES műholdak adatainak kombinálásával készült. A négy jég alatti tavat A, B, C, és D betű jelzi, az általuk meggyorsított Recovery-gleccser áramlását pedig sárga nyilak mutatják (NASA, Lamont-Doherty Earth Observatory).

Úgy is fogalmazhatunk, hogy a Föld belső hőjét a tavak vize nyeli el, ami aztán az alsó folyadékréteg pótlásával a jég mozgását gyorsítja. A felismerés arra is utal, hogy az ilyen jég alatti tavak kulcsszerepet játszanak a globális tengerszint-változásokban. A tavak kiterjedésének, vizük térfogatának növekedése ugrásszerűen meggyorsítja az antarktiszi jégtakaróból a Csendes-óceánba áramló gleccserek sebességét, így a jég mennyiségét. Emellett az is elképzelhető, hogy alkalmanként, rövid idő alatt hatalmas jég alatti áradások érik el az óceánt - igaz ezekről még csak feltételezések vannak.