Vostok-asemalla työskentelevät tutkijat valmistivat vuonna 1998 yhden maailman pisimmistä jääydimistä. Venäjän, ranskan ja Yhdysvaltain yhteinen ryhmä porasi ja analysoi ydintä, joka on 3 623 metriä pitkä. Järven latvan lähelle poratuista hylsyistä otettujen jäänäytteiden on arvioitu olevan jopa 420 000 vuotta vanhoja. Oletuksen mukaan järvi on tiivistynyt pinnalta jäätikön muodostuttua 15 miljoonaa vuotta sitten. Syvänteen poraus keskeytettiin tahallaan noin 100 metriä epäillyn jäätikön ja järven nestemäisten vesien rajan yläpuolella. Tällä haluttiin estää järven saastuminen 60 tonnin Freonipatsaalla ja kerosiinilla, joita käytettiin estämään porakaivon romahtaminen ja jäätyminen.
tästä ytimestä, erityisesti jäästä, jonka arvellaan muodostuneen järviveden jäätymisestä jääkerroksen pohjalle, löydettiin ekstremofiilisiä mikrobeja, mikä viittaa siihen, että järven vesi ylläpitää elämää. Tutkijat esittivät, että järvellä voisi olla ainutlaatuinen elinympäristö muinaisille bakteereille, joilla on eristetty mikrobien geenipooli, joka sisältää ehkä 500 000 vuotta sitten kehitettyjä ominaisuuksia.
tammikuussa 2011 Venäjän Antarktiksen retkikunnan johtaja Valery Lukin ilmoitti, että hänen joukkueellaan oli enää 50 metriä jäätä porattavana veteen pääsemiseksi. Tämän jälkeen tutkijat vaihtoivat uuteen termiseen porapäähän, jossa oli ”puhdas” silikoniöljyneste loppumatkan poraamista varten. Sen sijaan, että he olisivat poranneet veteen asti, he sanoivat pysähtyvänsä juuri sen yläpuolella, kun lämpökairan anturi havaitsee vapaata vettä. Siinä vaiheessa Pora piti pysäyttää ja irrottaa porausreiästä. Poran poistaminen laskisi sen alla olevaa painetta, jolloin vesi valuisi jäätymään jätettävään reikään, jolloin reiän pohjaan syntyisi jääputki. Poraukset loppuivat 5. helmikuuta 2011 3 720 metrin syvyydessä, jotta tutkimusryhmä ehtisi pois jäältä ennen Antarktiksen talvikauden alkua. Porausryhmä lähti lentokoneella 6. helmikuuta 2011.
suunnitelman mukaan seuraavana kesänä joukkueen piti jälleen porata alas ottaakseen jäästä näytteen ja analysoidakseen sen. Venäläiset aloittivat uudelleen poraukset järveen tammikuussa 2012 ja saavuttivat vedenpinnan yläpinnan 6.helmikuuta 2012. Tutkijat antoivat syöksyvän järviveden jäätyä porausreiän sisällä, ja kuukausia myöhemmin he keräsivät tästä vastamuodostuneesta jäästä jääydinnäytteitä ja lähettivät ne analysoitavaksi Jäätiköitymis-ja Ympäristögeofysiikan laboratorioon Grenobleen Ranskaan.
biologian tuloksetedit
Iso-Britannia ja Yhdysvallat edit
tutkijat raportoivat ensimmäisen kerran todisteita kertymäjään mikrobeista vuonna 1999. Sittemmin eri ryhmä johti Scott O. Rogers on tunnistanut erilaisia bakteereja ja sieniä Yhdysvaltain kairaushankkeiden aikana 1990-luvulla kerätystä kertymäjäästä (ei subglasiaalisesta vesikerroksesta), mikä hänen mukaansa osoittaa, että jään alla oleva järvi ei ole steriili vaan sisältää ainutlaatuisen ekosysteemin. Sitten Scott Rogers julkaisi heinäkuussa 2013, että hänen ryhmänsä suoritti nukleiinihapon (DNA ja RNA) sekvensoinnin ja tulokset mahdollistivat kertymäjäässä ja sitä kautta järvessä edustettujen metaboliareittien päättelyn. Ryhmä löysi 3 507 ainutlaatuista geenisekvenssiä, ja noin 94% sekvensseistä oli bakteereista ja 6% Eukaryasta. Taksonominen luokittelu (sukuun ja / tai lajiin) tai tunnistaminen oli mahdollista 1 623 sekvenssille. Yleensä taksonit muistuttivat aiemmin kuvattuja eliöitä järvistä, murtovedestä, meriympäristöistä, maaperästä, jäätiköistä, jäästä, järvisedimenteistä, syvänmeren sedimenteistä, syvänmeren lämpöaukoista, eläimistä ja kasveista. Mukana oli sekvenssejä aerobisista, anaerobisista, psykrofiilisista, termofiilisistä, halofiilisista, alkalifiilisistä, asidofiilisista, kuivausresistenteistä, autotrofisista ja heterotrofisista organismeista, mukaan lukien joukko monisoluisista eukaryooteista.
vuonna 2020 Colby Gura ja Scott Rogers laajensivat tutkimustaan Vostok-järven kertymäjäästä sekä järveen virtaavasta tyvijäästä. He havaitsivat, että tyvijäässä oli lähes täysin erilainen eliöyhteisö kuin järven kertymäjäässä, mikä viittaa siihen, että ne merkitsivät kahta täysin erilaista ekosysteemiä. Lisäksi raportoitiin bakteereja ja eukaryootteja. Järven jään eliöiden suurin monimuotoisuus liittyi merkittävästi (p<0,05) suurempiin ionien ja aminohappojen pitoisuuksiin. Vaikka heidän aiempi työnsä osoitti kalojen suolistossa elävien bakteerien esiintymisen, kaloista peräisin olevia sekvenssejä ei löytynyt. Vuoden 2020 tutkimuksessa he kuitenkin löysivät rRNA-sekvenssin, joka oli >97% samanlainen kuin Etelämantereen rannikolla yleisenä esiintyneellä kallioskalla. Tämä on ensimmäinen raportti Vostok-järvessä mahdollisesti asuvasta kalalajista. Kalan tiedetään tuottavan pakkasnesteproteiineja.
kuitenkin mikrobiologi David Pearce Northumbrian yliopistosta Newcastlesta Britanniasta totesi, että DNA saattoi yksinkertaisesti olla kairausprosessin saastuttamaa eikä edustaa itse Vostok-järveä. Vanhat jääkairat porattiin 1990-luvulla etsimään todisteita jäähän hautautuneista menneistä ilmastoista elämän sijaan, joten porauslaitteita ei steriloitu. Myös Venäjän Hatsinassa sijaitsevan Pietarin ydinfysiikan instituutin Vostok-järven asiantuntija Sergei Bulat epäilee, että mikään näytteissä olevista soluista tai DNA-pätkistä kuuluisi eliöihin, joita järvessä voisi oikeasti olla. Hänen mukaansa on hyvin todennäköistä, että näytteissä on runsaasti ulkopuolisen maailman kudosta ja mikrobeja.
Scott Rogers on kumonnut kontaminaatiomahdollisuuden, koska valvontatoimenpiteet olivat tiukkoja ja jokaisesta jäänäytteestä löydetyt eliöiden yhdistelmät olivat yhdenmukaisia kylmässä järvessä ja jäässä elävien eliöiden kanssa (mukaan lukien jakso Etelämantereen kallioperän turskasta), ja ne olivat ristiriidassa näytteenoton tai laboratoriomenetelmien aiheuttaman kontaminaation kanssa. Lisäksi kaikki laboratoriomenetelmät suoritettiin rinnakkain Eriejärven jäänäytteiden kanssa, ja tuloksena olleet kaksi datasarjaa olivat täysin erilaisia. Eriejärven näytteessä oli monia merkkejä ihmisasutuksesta, kun taas Vostok-järven jäänäytteissä ei näkynyt merkkejä ihmisasutuksesta. Eriejärven näytteessä oli myös lähes täysin erilainen bakteeri-ja eukaryoottiprofiili.
Venäjä ja FranceEdit
venäläiset ja ranskalaiset tutkijat ovat tehneet porakaivoon jäätyneen Vostok-järven veden molekyyli-DNA-tutkimuksia rakentamalla lukuisia DNA-kirjastoja, jotka ovat DNA: n palasten kokoelmia, joiden avulla tutkijat voivat selvittää, mihin bakteerilajeihin mahdollisesti kuuluvat. Järvestä tähän mennessä otetut näytteet sisältävät noin yhden osan kerosiinia 1000: ta vettä kohden, ja ne ovat saastuneet bakteereista, joita on aiemmin ollut poranterässä ja kerosiinin porausnesteessä. Tähän mennessä tutkijat ovat pystyneet tunnistamaan 255 saastunutta lajia, mutta he ovat myös löytäneet tuntemattoman bakteerin, kun ne alun perin porautuivat järven pintaan vuonna 2012, eikä vastaavuuksia ole missään kansainvälisissä tietokannoissa, ja he toivovat, että se voi olla ainutlaatuinen Vostok-järven asukas. Samassa laitoksessa tutkimusta johtanut laboratoriopäällikkö Vladimar Korolev kuitenkin sanoi, että bakteeri voi periaatteessa olla vieras, joka käyttää energianlähteenään petrolia—porauksen aikana käytettävää pakkasnestettä.
tiedeyhteisön arvostelijat toteavat, että arvokasta tietoa ei voi saada ennen kuin he voivat testata puhtaita näytteitä järvivedestä, jota porausneste ei saastuta. Saastumisongelmista huolimatta toukokuussa 2013 Venäjän Vostok Antarktiksen aseman porauslaitos julistettiin historialliseksi monumentiksi ”kansainvälisen tiedeyhteisön Antarktiksen venäläisen tutkimuksen saavutusten ja venäläisten tiedemiesten 5.helmikuuta 2012 tekemän subglasiaalisen Vostok-järven avaamisoperaation ansiosta.”
tammikuussa 2015 venäläislehdistö kertoi, että venäläiset tutkijat ovat tehneet uuden ”puhtaan” porakaivon Vostok-järveen käyttäen erityistä 50 kilogramman luotainta, joka keräsi noin litran vettä, jota jäätymisenestoaine ei ole sekoittanut. Porakaivon alaosan veden ennustettiin nousevan 30-40 metriä, mutta itse asiassa vesi nousi järvestä yli 500 metrin korkeuteen. saman vuoden lokakuussa työt keskeytettiin tuona eteläisenä kesänä Venäjän liittovaltion riittämättömän rahoituksen vuoksi.
kairausnesteen aiheuttama saastuminen
jotkut ympäristöryhmät ja tutkijat ovat vastustaneet kairaushanketta, jonka mukaan kuumavesikairauksella olisi vähäisemmät ympäristövaikutukset. Suurin huoli on, että järvi voisi saastua jäätymisenestoaineesta, jota venäläiset käyttivät estämään porausreiän jäätymisen uudelleen. Yhdysvaltain kansallisen tutkimusneuvoston tutkijat ovat ottaneet kannan, jonka mukaan on oletettava, että Vostok-järvessä on mikrobielämää ja että näin pitkän eristyksen jälkeen kaikki järven elämänmuodot vaativat tiukkaa suojelua saastumiselta.
venäläisten käyttämä alkuperäinen poraustekniikka sisälsi Freonin ja kerosiinin käytön porakaivon voitelussa ja sen romahtamisen ja jäätymisen estämisessä; 60 lyhyttä tonnia (54 t) näitä kemikaaleja on tähän mennessä käytetty Vostok-järven jäällä. Muut maat, erityisesti Yhdysvallat ja Britannia, eivät ole onnistuneet taivuttelemaan venäläisiä olemaan puhkaisematta järveen ennen kuin puhtaampaa teknologiaa, kuten kuumavesiporausta, on saatavilla. Vaikka venäläiset väittävät parantaneensa toimintaansa, he käyttävät edelleen samaa porakaivoa, joka on jo saastunut kerosiinista. Venäjän Antarktiksen tutkimusretkien johtajan Valery Lukinin mukaan Pietarin ydinfysiikan instituutin tutkijat kehittivät uusia laitteita, joilla varmistettaisiin, että järvi pysyy saastumattomana tunkeutumisen yhteydessä. Lukin on toistuvasti vakuuttanut muille Etelämantereen sopimusjärjestelmän allekirjoittajamaille, että poraus ei vaikuta järveen, väittäen, että läpimurron tapahtuessa vesi syöksyy porakaivoon, jäätyy ja sulkee muut nesteet pois.
jotkin ympäristönsuojelijaryhmät eivät ole vakuuttuneet näistä väitteistä. Antarctic and Southern Ocean Coalition on väittänyt, että tällainen poraustapa on täysin väärä toimenpide, joka vaarantaa Vostokjärven ja muut Etelämantereen subglasiaaliset järvet (joiden jotkut tutkijat ovat vakuuttuneita olevan yhteydessä Vostokjärveen). Koalitio on väittänyt, että ” olisi paljon parempi liittyä muiden maiden kanssa tunkeutumaan pienemmän ja eristyneemmän järven läpi ennen kuin tutkitaan uudelleen, onko Vostok-järven tunkeutuminen ympäristön kannalta puolustettavissa. Jos olemme viisaita, järvi saa aikanaan paljastaa salaisuutensa.”
Lukin väittää, että kuumavesikairaus on paljon vaarallisempaa mikrobiottiselle eläimistölle, koska se keittäisi elävät lajit sekä häiritsisi koko järven vesikerrosten rakennetta. Lisäksi kuumavesikairaukset olisivat vaatineet enemmän tehoa kuin mitä venäläisretkikunta olisi saanut aikaan kaukoleirissään. Venäläisryhmän saamat vesinäytteet olivat kuitenkin pahasti kairausnesteen saastuttamia, joten he kertoivat toukokuussa 2017, että tällä hetkellä on mahdotonta saada luotettavaa tietoa järviveden todellisesta kemiallisesta ja biologisesta koostumuksesta.