Jezero Vostok

                                      
                                                                               

Iako je vest stara vredi je objaviti.

 
      R uski istraživači su u zadnji tren konačno doprli do vode u jezeru Vostok. Vostok je jedno od najdubljih i najvećih jezera na zemlji, veličine otprilike kao Lake Ontario u Severnoj Americi, a otkriveno je tek 1996.godine preko satelitskog snimka. Krije ga led debljine 4000 metara. Ovo jezero je jedno od tristotine jezera na Antartiku. Pojedina od tih jezera su međusobno povezana, a najveći broj je odvojen. Ispod ledenog pokrivača vlada sablasni mir a voda u jezerima stoji nepomično milionima godina. Istraživanje mesta koje tolike godine nije dotakla sunčeva svetlost ni vazduh je bila jedinstvena priložnost za svakog naučnika. Zbog toga su Antartik i naselili uglavnom istraživači.

                                                                                                                                         prvi  satelitski snimak      

Satelitski snimak kanadskog Radastat-a iz 1997.godine 

PRVI SATELITSKI SNIMAK

“Događaj od svetske važnosti očekuje nas 2012., trebamo dopreti do voda jezera Vostok starog 30 miliona godina”, rekao je prošle godine ruski ministar za prirodne izvore i ekologiju Juri Trutnev i naglasio kako “niko još nije uspeo dopreti do takve dubine u Zemlji”. I eto, uspelo im je

                                        

Slika sa satelita DigitalGlobe WorldView 1 prikazuje rusku stanicu Vostok na Antarktiku, mesto bušenja koje je upravo stiglo do subglacijalnog slatkovodnog jezera. Slika je snimljena 8. februara sa visine od 308 milja (496 kilometara).

                             

Ruska ekipa koja je izvela proboj u jezero Vostok 5. februara 2012.godine 

"To je kao istraživanje drugog planeta, ", rekao je u poruci e-poštom Robin Bell, glaciolog sa Columbia University ( naučnik koji proučava lednike u prošlosti i sadašnjosti). I zaista Antartik je ledeni kontinent (98%). Istočni deo sastoji se od visokih platoa prekrivenih ledom, a zapadni od arhipelaga objedinjenih zajedničkim ledom. U tim naslagama nalaze se najdragocenije informacije o razvoju zemlje i indicije o tome kakav je život moguć u sličnim kosmičkim prostranstvima. Proučavanjem ledene kape i voda jezera stručnjaci bi trebali postaviti i hipotezu o prirodnim klimatskim promenama za iduće milione godina, tvrde ruski naučnici.


                                                    

Nadzemni ili nadglacijalni deo Vostok postrojenja za bušenje 

                                                                

       Prema našim istraživanjima, rekao je Sergej Bulat, glavni naučnik ruske Antarktika Ekspedicija, kako navodi ruski Reporter magazina, količina kiseonika je 10 do 20 puta veća nego na drugim delovima našeg planeta. Svi oblici života na koje ćemo naići su verovatno jedinstveni na Zemlji", Previše kiseonika bi mogao biti otrovan za život. I u tom slučaju bi Jezero Vostok moglo biti jedinstveno - prvo mesto na Zemlji gde je voda u tekućem obliku bez života.

      Ukoliko života ima, a prvi nalazi potvrđuju, to bi mogla biti potvrda života  u Sunčevom sistemu. Jupiterov mesec Evropa i Saturnovom mesec Enceladus su, su prva područja u čijim bi se ledenim naslagama mogl i pronaći skriveni okeani i jezera. Evropa je od pre bila označena kao mogući dom za izvanzemaljski život. “ Ona sadrži ogromne količine vode, čak više nego što je Zemlja ima, ispod debelog sloja leda. Ne zna se tačno koliko je taj ledeni pokrivač debeo, možda nekoliko, a možda nekoliko stotina kilometara, ali ispod njega je voda, tečna. Pa ako života ima u jezeru Vostok...” izvor


Antarktik    peti po veličini kontinent na Zemlji, koji ispunjava skoro čitav južni polarni krug otkriven je tek 1820. godine. Prvi Evropljanin koji je stupio na samo antarktičko kopno bio je Norvežanin Karstens Borhgrevijk 1895 godine. Surova klima na Antarktiku oduvek je bila prepreka naučnim istraživanjima, sve dok tehnika nije napredovala da prevaziđe ekstremne uslove.Do 1954. godine na Antarktik su bile poslate 202 ekspedicije


Istraživačka stanica Vostok izgrađena je 1957. i po njoj je jezero dobilo ime. Vostok je zapravo ime korvete kojom je komandovao Fabijan Gotlib fon Belingshauzen ili Fadej Fadejevič Belingshauzen, ruski pomorski oficir nemačkog porekla. “ Kada je car Aleksandar I 1819. odobrio ekspediciju u južnom polarnom regionu, vlasti su odabrale fon Belingshauzena da je vodi. Napustivši Portsmut 5. septembra 1819. sa dva broda, korvetom Vostok i pomoćnim brodom Mirnji ekspedicija je prešla Antarktički polarni krug (prva koja je to uradila nakon Kuka) 26. januara 1820. 28. januara su otkrili antarktičko kopno.

Iznad, deo jedne od figura iz papira koji prikazuje kretanje glečera iznad jezera

Kratka istorija bušenja 

Bušenje leda na Vostoku je počelo 1970. godine i sa manjim ili većim prekidima, do jezera koje je kasnije otkriveno bilo je potrebno 42 godine. U početku je bušenje vršeno termičkim sistemom okačenim za sajlu. Nakon dve godine bušenja dolaze do 952 metra dubine i tada se zaključuje da će za bušenje na većim dubinama morati da se osmisli metod koji će sprečiti punjenje bušotine vodom. Od 1980. godine se koriste
nove termalne i elektromehaničke bušilice koje rade u fluidu. Brzo se dolazi do dve bušotine od preko 2000 metara. Ipak, obe su prekinute zbog zaglavljivanja alata u rupama. Novo bušenje počine 1990. Bušenje se nastavlja tokom sezone 1993-1994,1996. godine se dolazi do dubine od 3350 m.,nastavlja se januara 1998. i dostiže se 3623 m usled poboljšanja dizajna koji je omogućio efikasnije uništavanje leda i uklanjanje strugotine. Zatim sledi najduža pauza – tokom narednih osam godina nije bilo bušenja, da bi sezone 2005-2006 rupa bila ponovo otvorena.

                                           
                                                            šema sa prikazom bušotina 

Dnevni prosek bušenja sezone 2010-2011 bio oko 1.8m dnevno, pa je procena bila da bi se iduće sezone moglo doći do jezera. Imajući to u vidu, let sa sedam članova ekipe za bušenje stiže u novembru 2011.g. Bušenje počinje 12. januara 2012. i rok za završetak je bio zacrtan 5. februara. Uz neke uobičajene tehničke probleme napredovalo se i merenjem temperature leda je procena bila da se kraj očekuje na oko 3766 m dubine. Konačno, posle 42 godine bušenja sa manjim ili većim prekidima - proboj se desio upravo zakazanog poslednjeg dana bušenja - 5. februara 2012. godine. Dubina na kojoj se došlo do vode je bila 3769.3 metra. Dan ranije, javnost je imala lažnu uzbunu jer je bušilica na dubini od 3766 ušla u manji vodeni džep i taj događaj su brojni mediji preneli kao ulazak u jezero Vostok.( vidi )

Faktički jezero je ugledalo svetlo dana prvi put nakon 15 miliona godiona. 

Topografija jezera Vostok prema [A] geofizičkim podacima i [B] površini Antarktika u regiji Vostok iz podataka radarskog visinomjera ERS-1.izvor 

Naučne stanice na Antartiku su brojne i broje i do 1200 ljudi. U najvećem broju su prisutni Rusi, Amerikanci i Englezi zatim Norvežani, Francuzi, Australijanci i Novozelanđani.

Vostok je gotovo veličine jezera Ontario, a procenjuje se da je najmanje dvostruko dublje. Po zapremini  je sedmo po veličini jezero na svetu. 

 

ISTRAŽIVAČKE STANICE 

                                                         

  

      Većina istraživačkih stanica je postavljena na obodu kontinenta, na stenama a ne na pokretnom ledu. Na stotine naučnika smešteno je u izolovanim kapsulama koje se nalaze i do 3000 metara iznad zaleđene vode. Kapsule su visoke i po 16 m i one same po sebi nisu dovoljne za zaštitu od hladnoće. Zato se u svakoj takvoj kapsuli podižu zasebni objekti raznih namena. Jedne su predviđene za smeštaj ljudi, a druge za skladištenje hrane, goriva, raznih instrumenata i aparata.
      Snabdevanje hranom i drugim potrepštinama često je moguće sprovesti samo iz vazduha. Specijalni avioni pri tome ne gase svoje motore, jer je temperatura toliko niska da se gorivo u motoru može zalediti. Zalihe hrane se dopremaju u velikim količinama, koje mogu da zadovolje potrebe za godinu dana. To su osnovne preventivne mere u slučaju katastrofa.

      Najoptimalnije vreme istraživanja je leto koje traje od decembra do februara. Čak i u kasnom letu temparatura pada do –40 stepeni. Posle tog perioda, na primer na mestu gde su vršena bušenja, temparatura se spušta do -80 gradi Celsiusa. Ako je verovati nekim izvorima Rusi su jednom izmerili temperaturu na površini od -129 stupnjeva. 

Zbog tako niskih temparatura istraživače krajem leta se prebacuju.To je vreme kada avioni još mogu da slete. Ovogodišnji let je bio planiran 6 februara. Rusi su u zadnji tren završili akciju.

Dodatak 2023

Posle konačnog proboja u jezero Vostok, voda iz jezera se pod velikim pritiskom popela 592 metra uz bušotinu i naravno zaledila. Ovaj veliki problem je usporio dalje istraživanje i unazadio misiju, pa je sve moralo biti rešeno novom ofsetovanom bušotinom oznake 5G-3. Tri godine kasnije, u jezero se ušlo na dubini 3769.15 m. Površina jezera nije bila ometana sunčevom svetlošću poslednjih 15 miliona godina i bilo je nužno sačuvati vodu od bilo kakve kontaminacije. Temperatura vode u jezeru je inače oko -3 stepena, ali ne smzava usled pritiska. Sem ponovnog bušenja do jezera, bilo je neophodno izvršiti detaljno ispitivanje bušotine i proširivanje svih delova koji su bili uži od 138mm. Sužavanje bušotine je bio konstantan problem zbog velikih razlika u pritiscima između leda i tečnosti za bušenje, usled male gustine tečnosti. Takođe, bilo je neophodno osmisliti metod za uzorkovanje vode iz jezera, ali tako da se ponovo ne desi isti problem sa zatvaranjem bušotine.

Ispitivanje jezerskog leda i same vode traje već desetak godina, međutim, rezultate je dosta teško naći na internetu ili ih uopšte raščlaniti i razumeti iz stručnojezičkih izveštaja ekipa naučnika koji se bave analizom.

Da li će se otkriti neki živi organizmi u jezeru, kakvi će biti i da li će imati sličnosti sa nama poznatim oblicima života?

Američki naučnici su 2020. otkrili su da bazalni led sadrži skoro potpuno drugačiju zajednicu organizama u poređenju sa onima koji se nalaze u ledu koji se nakuplja u jezeru, što ukazuje da su oni označavali dva potpuno različita ekosistema. Prijavljene su dodatne bakterije i eukarioti. Najveća raznovrsnost organizama u jezerskom ledu bila je značajno povezana sa većim koncentracijama jona i aminokiselina. Dok je njihov prethodni rad ukazao na prisustvo bakterija koje naseljavaju riblja creva, nisu pronađene sekvence iz ribe. 

 Međutim, u studiji iz 2020. godine, pronašli su rRNA sekvencu koja je bila >97% slična onoj iz bakalara uobičajenog duž obale Antarktika (Notothenia coriiceps). Ovo je prvi izveštaj o vrsti ribe koja možda živi u jezeru Vostok. Poznato je da riba proizvodi proteine protiv smrzavanja. 

   Naučnici su prvi put prijavili dokaze mikroba u nagomilanom ledu još 1999. godine. Od tada, drugi tim naučnika je identifikovao razne bakterije i gljivice iz nagomilanog leda (ne iz sloja subglacijalne vode) prikupljenih tokom američkih uključivanja u projekat 1990-ih 

(Od avgusta 1993, nakon raspada SSSR-a, istraživanje jezgra leda i jezgra na stanici Vostok sprovedeno je u okviru zajedničkog rusko-francusko-američkog projekta. Rusi su održavali stanicu i izvodili operacije bušenja, Francuzi su obezbedili tehničku opremu, a Amerikanci logističku podršku. Od tada se izvađeno jezgro delilo između tri partnera u sporazumu). 

Te pronađene bakterije i gljivice su ukazivale da jezero ispod leda nije sterilno već da sadrži jedinstven ekosistem.

Jezgra iz 5G bušotina, kontaminirana kerozinom i antifrizom ili ne?

Britanski mikrobiolog Dejvid Pirs je smatrao da bi DNK jednostavno mogla biti kontaminacija iz procesa bušenja, a ne predstavnik samog jezera Vostok. Stara ledena jezgra su izbušena 1990-ih da bi se potražili dokazi o prošlim klimatskim uslovima zakopanim u ledu, a ne za dokaze života, tako da oprema za bušenje nije sterilisana. Takođe Sergej Bulat, stručnjak za jezero Vostok sa Peterburškog instituta za nuklearnu fiziku, je izrazio sumnju da bi bilo koja ćelija ili fragment DNK u uzorcima pripadao organizmima koji bi zaista mogli da postoje u jezeru.

Međutim, američki naučnici su odbacivali mogućnost kontaminacije, smatrajući da su mjere kontrole bile rigorozne, a kombinacije organizama pronađenih u svakom od uzoraka leda bile su u skladu sa organizmima koji žive u hladnom jezeru i ledu (uključujući sekvencu iz antarktičkog bakalara), i nisu bili u skladu sa kontaminacijom unesenom tokom uzorkovanja ili iz laboratorijskih procedura. Takođe, sve laboratorijske procedure su sprovedene paralelno sa uzorcima leda iz jezera Erie (kanadsko-američko jezero, jedno od pet Velikih jezera), a dva rezultujuća skupa podataka bila su potpuno različita. Uzorak jezera Erie pokazao je mnogo signala ljudskog prisustva, dok uzorci leda jezera Vostok nisu pokazivali signale ljudskog prisustva. Uzorak jezera Erie je takođe imao skoro potpuno drugačiji profil bakterijske i eukariotske file.

Sa druge strane ruski i francuski naučnici sprovode molekularne DNK studije vode iz jezera Vostok koja je bila zaleđena u bušotini. Do sada uzeti uzorci iz jezera sadrže oko jedan dio kerozina na 1000 vode, a kontaminirani su bakterijama koje su prethodno bile prisutne u burgiji i kerozinskoj tečnosti zabušenje. Do sada su naučnici uspjeli da identifikuju 255 vrsta zagađivača, ali su takođe pronašli nepoznatu bakteriju iz uzorka kod prvog proboja do površine jezera 2012. godine, bez podudaranja u bilo kojoj međunarodnoj bazi podataka, i nadaju se da bi to mogao biti jedinstveni stanovnik jezera Vostok. Kritičari iz naučne zajednice navode da se ne mogu dobiti vrijedne informacije dok ne testiraju čiste uzorke jezerske vode, nezagađene tečnošću za bušenje. Kao što se već pomenulo ranije u tekstu, januara 2015, ruska štampa je objavila da su ruski naučnici napravili novu „čistu“ bušotinu (5G-3) u jezeru Vostok koristeći specijalnu sondu od 50 kilograma koja je sakupila oko 1 litar vode koja nije kontaminirana tečnošću protiv smrzavanja. Plan koji se može naći na internetu kaže da je bilo potrebno da se spusti transportna jedinica koja sadrži malo vitlo i kapsulu (koja se šalje u komoru napunjenu ultračistom vodom) koja bi bila spuštena u vodu jezera.(izvor) 

Kako god stoji činjenica da je do sada na svim mestima zemlje gde vladaju ekstremni uslovi pronađen život.“Ovo je verovatno najekstremniji ekosistem na planeti i vrvi od života? I možemo otići u druga manje ekstremna okruženja, a ove faune nema?” kaže mikrobiolog Brent Christner sa Univerziteta Louisiana State u Baton Rougeu.

Nije u pitanju samo umrtvljujuća hladnoća jezera Vostok, koje se na svojoj površini kreće oko 0° Celzijusa. Nije to ni rušilački pritisak koji se vrši na jezero ispod skoro 4.000 metara leda. Problem je energija, bez koje život ne može postojati. Jezero Vostok nalazi se u trajnoj tami, daleko van domašaja bilo kakvih fotona.

Ali ako jezero Vostok ima izvor energije, onda se postojanje višećelijskog života čini mnogo manje nategnutim. Podaci sa radara koji prodire u led i laserske altimetrije ukazuju na to da se jezero Vostok nalazi na glavnoj geološkoj granici. "Nedavna manja tektonska aktivnost mogla bi imati potencijal da uvede male, ali značajne količine toplotne energije u jezero", napisao je tim geonaučnika već 2003. u Earth and Planetary Science Letters . Godine 2006., istraživački tim koji je uključivao genetičara mikroba Sergeja Bulata sa Peterburškog instituta za nuklearnu fiziku u Rusiji, jednog od najglasnijih kritičara trenutne studije, izvestio je da je DNK iz ledenih jezgara Vostok vrlo sličan onom mikroba koji napreduju na visokim temperaturama i čudnim hemijama vulkanskih otvora i toplih izvora.Bulat je svoj skepticizam izrazio direktnije: „To je potpuna kontaminacija“.

Za ekstremofilne mikrobe poput ovih, jezero Vostok bi moglo izgledati čak i prijatno. Na kraju krajeva, postoje bakterije koje žive u gornjim slojevima Zemljine atmosfere, ledenom mestu sa malo kiseonika koje je bombardovano UV zračenjem. Drugi mikrobi, poput Picrophilus torridus , žive u visoko kiselim vulkanskim otvorima koji izbacuju vruće plinove. A postoje ribe koje sasvim dobro preživljavaju u otrovnim vodama punim sumporovodika unutar trajno mračnih pećina.( izvor )