Vostok-søen

iskerner boret på Vostok Station, som ses i baggrunden

forskere, der arbejder på Vostok Station, producerede en af verdens længste iskerner i 1998. Et fælles russisk, fransk og amerikansk hold borede og analyserede kernen, som er 3.623 m (11.886 fod) lang. Isprøver fra kerner boret tæt på toppen af søen er blevet vurderet til at være så gamle som 420.000 år. Antagelsen er, at søen er blevet forseglet fra overfladen, siden indlandsisen blev dannet for 15 millioner år siden. Boringen af kernen blev bevidst stoppet omkring 100 m (300 ft) over den mistænkte grænse mellem indlandsisen og det flydende vand i søen. Dette var for at forhindre forurening af søen med den 60 ton kolonne Freon og petroleum, der blev brugt til at forhindre borehullet i at kollapse og fryse over.

fra denne kerne, specifikt fra Is, der menes at have dannet sig fra søvand, der fryser ned på bunden af indlandsisen, blev der fundet ekstremofile mikrober, hvilket antyder, at søvandet understøtter livet. Forskere foreslog, at søen kunne have et unikt levested for gamle bakterier med en isoleret mikrobiel genpool indeholdende egenskaber udviklet for måske 500.000 år siden.

en kunstners tværsnit af søen Vostoks boring

i januar 2011 meddelte lederen af den russiske antarktiske ekspedition, Valery Lukin, at hans hold kun havde 50 m (200 ft) is tilbage til at bore for at nå vandet. Forskerne skiftede derefter til et nyt termisk borehoved med en “ren” silikoneolievæske for at bore resten af vejen. I stedet for at bore helt ned i vandet sagde de, at de ville stoppe lige over det, når en sensor på den termiske bor opdagede frit vand. På det tidspunkt skulle boret stoppes og ekstraheres fra borehullet. Fjernelse af boret ville sænke trykket under det og trække vand ind i hullet, der skal efterlades for at fryse, hvilket skaber et isstik i bunden af hullet. Boringen stoppede den 5. februar 2011 i en dybde på 3.720 m (12.200 fod), så forskerteamet kunne komme af isen inden begyndelsen af Antarktis vintersæson. Boreteamet forlod flyet den 6. februar 2011.

efter plan, den følgende sommer, skulle holdet bore ned igen for at tage en prøve af den Is og analysere den. Russerne genoptog boringen i søen i januar 2012 og nåede den øverste overflade af vandet den 6.februar 2012. Forskerne tillod det farende søvand at fryse i borehullet, og måneder senere indsamlede de iskerneprøver af denne nydannede is og sendte til laboratoriet for glaciologi og Miljøgeofysik i Grenoble, Frankrig, til analyse.

Biologiresultaterrediger

Det Forenede Kongerige og De Forenede Staterrediger

forskere rapporterede først bevis for mikrober i tilvækst is i 1999. Siden da, et andet hold ledet af Scott O. Rogers har identificeret en række bakterier og svampe fra tilvækst is (ikke fra det subglaciale vandlag) indsamlet under amerikanske boreprojekter i 1990 ‘ erne. ifølge ham indikerer dette, at søen under isen ikke er steril, men indeholder et unikt økosystem. Derefter offentliggjorde Scott Rogers i juli 2013, at hans team udførte nukleinsyre (DNA og RNA) sekventering, og resultaterne tillod fradrag af de metaboliske veje repræsenteret i accretion ice og i forlængelse heraf i søen. Holdet fandt 3.507 unikke gensekvenser, og cirka 94% af sekvenserne var fra bakterier og 6% var fra Eukarya. Taksonomiske klassifikationer (til Slægt og/eller arter) eller identifikation var mulige for 1.623 af sekvenserne. Generelt lignede taksterne organismer, der tidligere var beskrevet fra søer, brakvand, havmiljøer, jord, gletsjere, is, søsedimenter, dybhavssedimenter, dybhavs termiske ventilationskanaler, dyr og planter. Sekvenser fra aerobe, anaerobe, psykrofile, termofile, halofile, alkalifile, acidofile, tørringsresistente, autotrofiske og heterotrofe organismer var til stede, inklusive et tal fra multicellulære eukaryoter.

i 2020 udvidede Colby Gura og Scott Rogers deres undersøgelse af Vostok-søen tilvækst is såvel som basalis, der strømmer ind i søen. De fandt ud af, at basalis indeholdt et næsten helt andet samfund af organismer sammenlignet med dem, der findes i søen tilvækst is, hvilket indikerer, at de betød to helt forskellige økosystemer. Yderligere bakterier og eukaryoter blev rapporteret. Den højeste mangfoldighed af organismer i søisen var signifikant forbundet (p<0,05) med højere koncentrationer af ioner og aminosyrer. Mens deres tidligere arbejde angav tilstedeværelsen af bakterier, der bor i tarmene, blev der ikke fundet nogen sekvenser fra fisk. I 2020-undersøgelsen fandt de imidlertid en rRNA-sekvens, der var >97% svarende til den fra en klippetorsk, der var almindelig langs Antarktis kyst. Dette er den første rapport om en fiskeart, der muligvis bor i Vostok-søen. Fisken er kendt for at producere frostvæskeproteiner.

mikrobiolog David Pearce fra University of Northumbria i Nyslot, UK, sagde imidlertid, at DNA ‘ et simpelthen kunne være forurening fra boreprocessen og ikke repræsentativt for selve Vostok-søen. De gamle iskerner blev boret i 1990 ‘ erne for at se efter bevis for tidligere klimaer begravet i isen snarere end for livet, så boreudstyret blev ikke steriliseret. Også Sergey Bulat, en Lake Vostok-ekspert ved Petersburg Nuclear Physics Institute i Gatchina, Rusland, tvivler på, at nogen af cellerne eller DNA-fragmenterne i prøverne ville tilhøre organismer, der faktisk kunne eksistere i søen. Han siger, at det er meget sandsynligt, at prøverne er stærkt forurenet med væv og mikrober fra omverdenen.

kontamineringsmuligheden er blevet tilbagevist af Scott Rogers, fordi kontrolforanstaltningerne var strenge, og kombinationerne af organismer, der findes i hver af isprøverne, var i overensstemmelse med organismer, der lever i en kold sø og is (inklusive en sekvens fra en Antarktis klippetorsk) og var uforenelige med forurening indført under prøveudtagning eller fra laboratorieprocedurerne. Også, alle laboratorieprocedurerne blev udført parallelt med isprøver fra Erie-søen, og de to resulterende datasæt var helt forskellige. Lake Erie-prøven udviste mange signaler om menneskelig beboelse, mens Lake Vostok-isprøverne ikke udviste nogen signaler om menneskelig beboelse. Lake Erie-prøven havde også en næsten helt anden profil af bakteriel og eukaryot phyla.

Rusland og Frankrigredit

russiske og franske forskere har udført molekylære DNA-undersøgelser af vandet fra Vostok-søen, der blev frosset i borehullet, ved at konstruere adskillige DNA-biblioteker, som er samlinger af fragmenter af DNA, der gør det muligt for forskere at identificere, hvilke bakteriearter der kan tilhøre. 1000 vand, og de er forurenet med bakterier, der tidligere var til stede i borekronen og petroleumsborevæsken. Indtil videre har forskerne været i stand til at identificere 255 forurenende arter, men har også fundet en ukendt bakterie, da de oprindeligt borede ned til søens overflade i 2012 uden match i nogen internationale databaser, og de håber, at det kan være en unik indbygger i Vostok-søen. Vladimar Korolev, laboratoriechef for undersøgelsen ved samme institution, sagde imidlertid, at bakterierne i princippet kunne være et forurenende stof, der bruger petroleum—frostvæsken, der anvendes under boring—som energikilde.

kritikere fra det videnskabelige samfund siger, at der ikke kan opnås værdifulde oplysninger, før de kan teste rene prøver af søvand, uforurenet af borevæske. Uanset forureningsproblemerne blev borefaciliteten på den russiske Vostok Antarctic station i maj 2013 erklæret et historisk monument som ” resultatet af anerkendelsen af resultaterne af Den Russiske forskning i Antarktis af det internationale videnskabelige samfund og af de unikke operationer ved åbning af den subglaciale sø Vostok udført af russiske forskere den 5.februar 2012.”

i januar 2015 erklærede den russiske presse, at russiske forskere har lavet et nyt “rent” borehul i Vostok-søen ved hjælp af en speciel 50 kg sonde, der opsamlede omkring 1 liter vand, der ikke blev forfalsket af frostvæsken. Det blev forudsagt, at vandet ville stige 30-40 m i bunden af borehullet, men faktisk steg vandet fra søen til en højde på mere end 500 m. i oktober samme år blev arbejdet suspenderet for den sydlige sommer på grund af utilstrækkelig finansiering fra den føderale russiske regering.

forurening på grund af borevæskeredit

boreprojektet er blevet modsat af nogle miljøgrupper og forskere, der har hævdet, at varmtvandsboring ville have en mere begrænset miljøpåvirkning. Den største bekymring er, at søen kunne blive forurenet med frostvæsken, som russerne brugte til at forhindre borehullet i at genfryse. Forskere fra United States National Research Council har taget den holdning, at det skal antages, at der findes mikrobielt liv i Vostok-søen, og at enhver livsform i søen efter en så lang isolering kræver streng beskyttelse mod forurening.

den oprindelige boreteknik, der blev anvendt af russerne, involverede brugen af Freon og petroleum til at smøre borehullet og forhindre det i at kollapse og fryse over; 60 korte tons (54 t) af disse kemikalier er hidtil blevet brugt på isen over Vostok-søen. Andre lande, især USA og Storbritannien, har undladt at overtale Russerne til ikke at gennembore til søen, før renere teknologier som varmtvandsboring er tilgængelige. Selvom russerne hævder at have forbedret deres operationer, fortsætter de med at bruge det samme borehul, som allerede er forurenet med petroleum. Ifølge lederen af russiske antarktiske ekspeditioner, Valery Lukin, blev nyt udstyr udviklet af forskere ved Petersburg Nuclear Physics Institute, der ville sikre, at søen forbliver uforurenet ved indtrængen. Lukin har gentagne gange beroliget andre underskrivende nationer til Antarktis-Traktatsystemet, at boringen ikke vil påvirke søen og argumenterer for, at vand ved gennembrud vil skynde sig op i borehullet, fryse og forsegle de andre væsker ud.

nogle miljøforkæmpere er ikke overbevist om disse argumenter. Antarktis-og Sydhavskoalitionen har hævdet, at denne måde at bore på er et dybt vildledt skridt, der bringer Vostok-søen og andre subglaciale søer i Antarktis i fare (som nogle forskere er overbeviste om er indbyrdes forbundet med Vostok-søen). Koalitionen har hævdet, at “det ville være langt at foretrække at slutte sig til andre lande for at trænge ind i en mindre og mere isoleret sø, før man igen undersøger, om penetration af Vostok-søen er miljømæssigt forsvarlig. Hvis vi er kloge, vil søen få lov til at afsløre sine hemmeligheder med tiden.”

Lukin hævder, at varmtvandsboring er meget farligere for den mikrobiotiske fauna, da det ville koge de levende arter plus forstyrre hele strukturen af vandlag i søen. Derudover ville varmtvandsboring have krævet mere strøm, end den russiske ekspedition kunne have genereret i deres fjerntliggende lejr. Imidlertid var vandprøverne opnået af det russiske hold stærkt forurenet med borevæske, så de rapporterede i maj 2017, at det på nuværende tidspunkt var umuligt at opnå pålidelige data om den reelle kemiske og biologiske sammensætning af søvandet.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.