naukowcy pracujący na stacji Wostok wyprodukowali jeden z najdłuższych rdzeni lodowych na świecie w 1998 roku. Wspólny zespół z Rosji, Francji i Stanów Zjednoczonych wywiercił i przeanalizował rdzeń o długości 3623 m (11886 stóp). Próbki lodu z rdzeni wierconych w pobliżu szczytu jeziora oceniono na 420 000 lat. Przyjmuje się, że jezioro zostało odcięte od powierzchni od czasu uformowania się pokrywy lodowej 15 milionów lat temu. Wiercenie rdzenia zostało celowo wstrzymane około 100 m (300 stóp) nad podejrzewaną granicą między pokrywą lodową a płynnymi wodami jeziora. Miało to zapobiec zanieczyszczeniu jeziora 60-tonową kolumną freonu i nafty używanej do zapobiegania zapadaniu się otworu wiertniczego i zamarzaniu.
z tego rdzenia, w szczególności z lodu, który, jak się uważa, powstał z zamarzania wody jeziora na podstawie pokrywy lodowej, znaleziono ekstremofilne drobnoustroje, co sugeruje, że woda jeziora podtrzymuje życie. Naukowcy zasugerowali, że jezioro może posiadać unikalne siedlisko dla starożytnych bakterii z wyizolowaną pulą genów drobnoustrojów zawierającą cechy rozwinięte prawdopodobnie 500 000 lat temu.
w styczniu 2011 roku szef rosyjskiej ekspedycji Antarktycznej, Walery Lukin, ogłosił, że jego zespół ma tylko 50 m (200 stóp) lodu do wiercenia, aby dotrzeć do wody. Następnie naukowcy przestawili się na nową głowicę wiertarską termiczną z „czystym” płynem silikonowym, aby wiercić resztę drogi. Zamiast wiercić całą drogę do wody, powiedzieli, że zatrzymają się tuż nad nią, gdy czujnik wiertła termicznego wykryje wolną wodę. W tym momencie wiertło miało zostać zatrzymane i wydobyte z otworu wiertniczego. Usunięcie wiertła obniżyłoby ciśnienie pod nim, wciągając wodę do otworu, który ma zostać zamrożony, tworząc zatyczkę lodu w dnie otworu. Odwierty wstrzymano 5 lutego 2011 na głębokości 3720 m (12 200 stóp), aby zespół badawczy mógł wydostać się z lodu przed rozpoczęciem sezonu zimowego Antarktydy. Zespół wiertniczy opuścił samolot 6 lutego 2011.
zgodnie z planem następnego lata zespół miał ponownie odwiercić się, aby pobrać próbkę tego lodu i przeanalizować go. Rosjanie wznowili wiercenie w jeziorze w styczniu 2012, a 6 lutego 2012 dotarli na górną powierzchnię wody. Badacze pozwolili, aby gwałtowna woda jeziora zamarzła w otworze, a kilka miesięcy później zebrali próbki rdzenia lodowego tego nowo uformowanego lodu i wysłali do laboratorium glacjologii i Geofizyki środowiska w Grenoble we Francji w celu analizy.
wyniki Biologiiedit
Wielka Brytania i Stany Zjednoczonedytuj
naukowcy po raz pierwszy odnotowali dowody obecności drobnoustrojów w lodzie akrecyjnym w 1999 roku. Od tego czasu inny zespół kierowany przez Scotta O. Rogers zidentyfikował wiele bakterii i grzybów z lodu akrecyjnego (a nie z warstwy wody subglacjalnej) zebranych podczas amerykańskich projektów wiertniczych w latach 90. XX wieku.według niego oznacza to, że jezioro pod lodem nie jest sterylne, ale zawiera unikalny ekosystem. Następnie Scott Rogers opublikował w lipcu 2013, że jego zespół przeprowadził sekwencjonowanie kwasu nukleinowego (DNA i RNA), a wyniki pozwoliły na dedukcję szlaków metabolicznych reprezentowanych w lodzie akrecyjnym, a przez to w jeziorze. Zespół odkrył 3507 unikalnych sekwencji genów, a około 94% sekwencji pochodziło od bakterii, a 6% od Eukarii. Klasyfikacja taksonomiczna (do rodzaju i / lub gatunku)lub identyfikacja były możliwe dla 1623 sekwencji. Ogólnie taksony były podobne do organizmów opisanych wcześniej z jezior, wód słonawych, środowiska morskiego, gleby, lodowców, lodu, osadów jeziornych, osadów głębinowych, głębinowych otworów termicznych, zwierząt i roślin. Obecne były sekwencje organizmów tlenowych, beztlenowych, psychrofilowych, ciepłolubnych, halofilowych, alkalifilowych, kwasofilowych, odpornych na wysuszanie, autotroficznych i heterotroficznych, w tym wiele z wielokomórkowych eukariotów.
w 2020 roku Colby Gura i Scott Rogers rozszerzyli swoje badania nad lodem akrecyjnym Jeziora Wostok, a także lodem bazalnym wpadającym do jeziora. Odkryli, że lód bazalny zawierał prawie zupełnie inną społeczność organizmów w porównaniu z tymi znalezionymi w lodzie akrecyjnym jeziora, co wskazuje, że oznaczały one dwa zupełnie różne ekosystemy. Zgłaszano występowanie dodatkowych bakterii i eukariotów. Największe zróżnicowanie organizmów w lodzie jeziora było istotnie związane (p< 0,05) z wyższymi stężeniami jonów i aminokwasów. Podczas gdy ich wcześniejsze prace wskazywały na obecność bakterii zamieszkujących jelita ryb, nie znaleziono sekwencji ryb. Jednak w badaniu z 2020 r.znaleziono sekwencję rRNA, która była >97% podobna do tej z dorsza skalnego pospolitego wzdłuż wybrzeża Antarktydy. Jest to pierwszy raport o gatunku ryby prawdopodobnie zamieszkującej jezioro Wostok. Wiadomo, że ryby wytwarzają białka przeciw zamarzaniu.
jednak mikrobiolog David Pearce z University of Northumbria w Newcastle w Wielkiej Brytanii stwierdził, że DNA może być po prostu zanieczyszczone z procesu wiercenia, a nie reprezentatywne dla samego jeziora Wostok. Stare rdzenie lodowe wiercono w latach 90., aby szukać śladów dawnych klimatów zakopanych w lodzie, a nie na całe życie, więc sprzęt wiertniczy nie był sterylizowany. Również Sergey Bulat, ekspert od jeziora Wostok z Petersburskiego Instytutu Fizyki Jądrowej w Gatchinie w Rosji, wątpi, czy którakolwiek z komórek lub fragmentów DNA w próbkach należałaby do organizmów, które mogłyby faktycznie istnieć w jeziorze. Mówi, że jest bardzo prawdopodobne, że próbki są mocno zanieczyszczone tkankami i drobnoustrojami ze świata zewnętrznego.
możliwość zanieczyszczenia została obalona przez Scotta Rogersa, ponieważ środki kontroli były rygorystyczne, a kombinacje organizmów znalezionych w każdej z próbek lodu były zgodne z organizmami żyjącymi w zimnym jeziorze i lodzie (w tym sekwencją z dorsza skalnego Antarktydy) i były niezgodne z zanieczyszczeniem wprowadzonym podczas pobierania próbek lub z procedur laboratoryjnych. Ponadto wszystkie procedury laboratoryjne przeprowadzono równolegle z próbkami lodu z jeziora Erie, a dwa uzyskane zbiory danych były zupełnie inne. Próbka jeziora Erie wykazywała wiele sygnałów o ludzkim mieszkaniu, podczas gdy próbki lodu Jeziora Wostok nie wykazywały żadnych sygnałów o ludzkim mieszkaniu. Próbka jeziora Erie miała również prawie zupełnie inny profil bakteryjnych i eukariotycznych filii.
Rosja i Francjaedytuj
rosyjscy i francuscy naukowcy przeprowadzili badania molekularnego DNA wody z jeziora Wostok, która została zamrożona w otworze wiertniczym, konstruując liczne biblioteki DNA, które są kolekcjami fragmentów DNA, które pozwalają naukowcom zidentyfikować, do których gatunków bakterii mogą należeć. Próbki pobrane z jeziora do tej pory zawierają około jednej części nafty na 1000 wody i są zanieczyszczone bakteriami obecnymi wcześniej w wiertle i płynie wiertniczym nafty. Do tej pory naukowcy byli w stanie zidentyfikować 255 gatunków zanieczyszczeń, ale znaleźli również nieznaną bakterię, gdy początkowo wywiercili się na powierzchnię jeziora w 2012 roku, bez dopasowania w żadnych międzynarodowych bazach danych i mają nadzieję, że może to być wyjątkowy mieszkaniec Jeziora Wostok. Jednak Vladimar Korolev, kierownik laboratorium badania w tej samej instytucji, powiedział, że bakterie mogą w zasadzie być zanieczyszczeniem, które wykorzystuje naftę-środek przeciw zamarzaniu używany podczas wiercenia – jako źródło energii.
krytycy ze środowiska naukowego twierdzą, że nie można uzyskać cennych informacji, dopóki nie będą mogli przetestować czystych próbek wody jeziora, nieskażonych płynem wiertniczym. Niezależnie od kwestii skażenia, w maju 2013 roku obiekt wiertniczy na Stacji Antarktycznej Wostok został uznany za zabytek jako „wynik uznania osiągnięć rosyjskich badań Antarktyki przez międzynarodowe środowisko naukowe oraz unikalnych operacji otwarcia jeziora subglacjalnego Wostok przeprowadzonych przez rosyjskich naukowców 5 lutego 2012 roku.”
w styczniu 2015 r.rosyjska prasa podała, że rosyjscy naukowcy wykonali nowy” czysty ” odwiert w jeziorze Wostok za pomocą specjalnej 50-kilogramowej sondy, która zebrała około 1 litra wody nie zafałszowanej płynem przeciw zamarzaniu. Przewidywano, że woda w dolnej części odwiertu wzrośnie o 30-40 m, ale w rzeczywistości woda wzrosła z jeziora do wysokości ponad 500 m. w październiku tego samego roku prace zostały zawieszone na południowe lato z powodu niewystarczających środków finansowych przez Rząd Federalny Rosji.
zanieczyszczenie spowodowane fluidami wiertniczymiedit
projektowi wiercenia sprzeciwiły się niektóre grupy środowiskowe i naukowcy, którzy twierdzili, że wiercenia w gorącej wodzie będą miały bardziej ograniczony wpływ na środowisko. Głównym problemem jest to, że jezioro może zostać zanieczyszczone środkiem przeciw zamarzaniu, którego Rosjanie użyli do powstrzymania odwiertu. Naukowcy z United States National Research Council przyjęli stanowisko, że należy założyć, że w jeziorze Wostok istnieje życie mikrobiologiczne i że po tak długiej izolacji wszelkie formy życia w jeziorze wymagają ścisłej ochrony przed zanieczyszczeniem.
oryginalna technika wiercenia stosowana przez Rosjan polegała na użyciu freonu i nafty do smarowania otworu wiertniczego i zapobiegania jego zapadaniu się i zamarzaniu; do tej pory na lodzie nad jeziorem Wostok użyto 60 krótkich ton (54 t) tych chemikaliów. Inne kraje, zwłaszcza Stany Zjednoczone i Wielka Brytania, nie zdołały przekonać Rosjan, aby nie przebijali się do jeziora, dopóki nie będą dostępne czystsze technologie, takie jak wiercenie gorącej wody. Chociaż Rosjanie twierdzą, że poprawili swoją działalność, nadal używają tego samego odwiertu, który został już skażony naftą. Według szefa rosyjskich ekspedycji antarktycznych, Walerego Lukina, naukowcy z Petersburskiego Instytutu Fizyki Jądrowej opracowali nowy sprzęt, który zapewniłby, że jezioro pozostanie nieskażone po wtargnięciu. Lukin wielokrotnie zapewniał inne kraje sygnatariuszy układu Traktatu Antarktycznego, że wiercenia nie wpłyną na jezioro, argumentując, że na przełomie woda będzie pędzić do otworu wiertniczego,zamrozić i uszczelnić inne płyny.
niektóre grupy ekologów pozostają nieprzekonane tymi argumentami. Koalicja Antarktyki i Oceanu Południowego twierdzi, że ten sposób wiercenia jest głęboko błędnym krokiem, który zagraża Jeziorowi Wostok i innym jeziorom subglacjalnym na Antarktydzie (co niektórzy naukowcy są przekonani, że są powiązane z jeziorem Wostok). Koalicja stwierdziła, że ” zdecydowanie lepiej byłoby połączyć się z innymi krajami w celu penetracji mniejszego i bardziej izolowanego jeziora przed ponownym zbadaniem, czy penetracja Jeziora Wostok jest możliwa do ochrony środowiska. Jeśli będziemy mądrzy, jezioro będzie mogło ujawnić swoje tajemnice w odpowiednim czasie.”
Lukin twierdzi, że wiercenia w gorącej wodzie są znacznie bardziej niebezpieczne dla fauny mikrobiotycznej, ponieważ zagotowałyby żywe gatunki, a także zaburzyły całą strukturę warstw wody jeziora. Dodatkowo, odwierty w gorącej wodzie wymagałyby większej mocy niż rosyjska ekspedycja mogłaby wygenerować w ich odległym obozie. Jednak próbki wody uzyskane przez rosyjski zespół były mocno zanieczyszczone płynem wiertniczym, dlatego w maju 2017 poinformowano, że w tym czasie nie można uzyskać wiarygodnych danych na temat rzeczywistego składu chemicznego i biologicznego wody jeziora.