El lago Matano ( indonesio : Danau Matano ), también conocido como Matana , es un lago tropical en East Luwu Regency , provincia de Sulawesi del Sur , Indonesia , que destaca por el entorno único en sus capas más profundas.
Con una profundidad de 590 m (1940 pies), es el lago más profundo de Indonesia (clasificado por profundidad máxima), el undécimo lago más profundo del mundo y el lago más profundo de una isla por profundidad máxima. La elevación de la superficie desde el nivel medio del mar es de sólo 382 m (1253 pies), lo que significa que la parte más profunda del lago está por debajo del nivel del mar ( criptodepresión ). Es uno de los dos lagos principales (el otro es el lago Towuti ) en el sistema del lago Malili. [1] El lago Matano se considera un lago antiguo y se formó en un graben tectónico hace alrededor de 1 a 2 millones de años. [2]
El lago Matano y su zona de captación cuentan con una gran cantidad de flora y fauna endémica . Los suelos y rocas de la cuenca hacen que tenga una cantidad relativamente elevada de hierro. Debido a que la temperatura en la isla de Sulawesi no cambia mucho durante el año, el epilimnion nunca se enfría lo suficiente como para mezclarse con el hipolimnion . El ambiente en el hipolimnion es notable por su posible similitud con los océanos en los Eones Arcaico y Paleoproterozoico , antes del Gran Evento de Oxidación (GOE). La actividad biogeoquímica en el hipolimnion se ha estudiado como modelo para estos océanos.
La cuenca del lago Matano tiene alrededor de 436 kilómetros cuadrados, o alrededor de 2,7 veces la superficie del lago. La cuenca está formada por suelos con un contenido de óxido/hidróxido de hierro que puede superar el 20%, lo que explica el alto contenido de hierro del lago Matano. Al sur del lago hay una cantidad notable de rocas carbonatadas . [1] Cada década, alrededor del 2% de la cuenca del lago Matano se deforesta para generar nuevas tierras de cultivo. Las tierras de cultivo en la cuenca podrían servir como fuente de nutrientes, lo que posiblemente provocaría eutrofización. Esto podría eventualmente perturbar el entorno único del lago y disminuir las especies endémicas. El lago Matano ya es propenso a recibir nitrógeno antropogénico de la atmósfera debido a su ubicación geográfica. [2]
El lago Matano está ubicado en una zona de clima tropical y experimenta dos estaciones, una húmeda y otra seca, con una temperatura aproximadamente constante durante todo el año. Debido a la temperatura ambiental constante, el agua del epilimnion no puede enfriarse lo suficiente para intercambiarse con el hipolimnion. La concentración relativamente alta de sólidos disueltos totales en las capas más profundas aumenta su densidad, evitando aún más la mezcla de las capas. Se ha observado que la densidad del epilimnion, que se extiende hasta unos 100 m por debajo de la superficie, aumenta durante la estación seca (aunque no en una medida suficiente para que se mezcle) y aumenta durante la estación húmeda. Debajo del epilimnion, la densidad es generalmente constante durante todo el año. [1] Debido a que el hipolimnion no recibe agua del epilimnion, el entorno físico y químico del hipolimnion difiere mucho del entorno del epilimnion. [1] [3]
En la cuenca del lago Matano está presente una amplia variedad de especies de helechos. Estas especies provienen de varias familias, como Adiantaceae , Davalliaceae , Dennstaedtiaceae y Schizaeaceae . Algunas, como Schizaeaceae, normalmente sólo se encuentran debajo de la Línea Wallace en lugares como Nueva Guinea . Otras, incluida Adiantaceae, generalmente solo se encuentran por encima de la Línea Wallace en lugares como Borneo . Algunas especies, como Lindsea pellaeiformis , probablemente sean endémicas de la isla Sulawesi, donde se encuentra el lago Matano. [4]
Aproximadamente una quinta parte de los taxones de diatomeas del lago Matano son endémicos; El mayor número de especies de diatomeas en el sistema del lago Malali pertenece al género Surirella . Si bien el agua del lago Matano fluye a través de ríos hacia el lago Mahalona y el lago Towuti, dicho flujo no parece propagar diatomeas desde el lago Matano a estos lagos, ya que la proporción de taxones de cada uno de estos dos lagos que también se encuentran en el lago Matano (aproximadamente la mitad ) es el mismo que el del lago Masapi, otro lago de Sulawesi desconectado del lago Matano. [5] Algunos ejemplos de taxones de diatomeas que se encuentran únicamente en el lago Matano son Surirellla biseriata heteropolis , Surirella celebesiana matanensis , [6] y Gomphonema matanensis , que sirve como ejemplo de gigantismo de diatomeas. [7] Otra especie endémica es Cymbells distinguenda ; Se ha argumentado que esta especie puede constituir un género separado de diatomeas. [8]
El lago Matano es el hogar de muchas especies de peces y otros animales endémicos (por ejemplo, camarones Caridina , [9] cangrejos Parathelphusid [10] y caracoles Tylomelania [11] ). Los peces endémicos de Matano se han comparado con los enjambres de especies de los lagos africanos del Valle del Rift. Si bien no son tan diversos, se cree que todos surgieron de una única especie ancestral y se diversificaron en numerosas especies diferentes, que ahora llenan muchos de los nichos ecológicos previamente vacantes , como se puede ver en la familia Telmatherinidae . [12] Los peces endémicos y casi endémicos de otras familias incluyen Glossogobius matanensis , Mugilogobius adeia , Nomorhamphus weberi y Oryzias matanensis . Muchas de las especies endémicas están seriamente amenazadas debido a la contaminación y la depredación / competencia de una amplia gama de peces introducidos , incluidos los cíclidos cuernos de flores . [13] La serpiente de agua Enhydris matannensis sólo se conoce en las cercanías del lago Matano y en la isla Muna . [14]
El ambiente en el lago Matano en el hipolimnion se considera comparable al ambiente en el océano en el Eón Arcaico , así como al comienzo del Eón Proterozoico , antes del Gran Evento de Oxidación (GOE). Esto se debe a que estos océanos, como el lago Matano, probablemente carecían de sulfato y oxígeno, y probablemente tenían una cantidad relativamente alta de Fe (II). En dichos entornos se depositaron formaciones de hierro en bandas (BIF), que tienen tanto Fe (II) como Fe (III). El método de formación de Fe(III) en tales ambientes no está claro; una posibilidad es la fotoferrotrofia . Al igual que en los océanos anteriores al GOE, había una baja disponibilidad de fosfato, lo que limita la cantidad de vida que el epilimnion puede sustentar. Debido a esto, hay suficiente radiación del Sol para la fotosíntesis de las bacterias verdes del azufre con Bacterioclorofila e, incluso a profundidades superiores a 100 m. En un ambiente como el lago Matano, la fotoferrotrofia de dichas bacterias se describe mediante esta ecuación:
El hierro en el producto tendría un estado de oxidación de +3, lo que podría explicar el Fe (III) en los BIF. [15] Se cree que la mayor parte del Fe(III) está cubierta con Fe(II) en lugar de expuesta a los organismos para su uso. [3] Sin embargo, una pequeña cantidad de Fe(III), suficiente para consumir una trigésima parte del carbono orgánico, es reducida por los microorganismos para la respiración. [dieciséis]
El metano está prácticamente ausente por encima de aproximadamente 105 m; luego su concentración aumenta de manera constante hasta aproximadamente 200 m antes de estabilizarse en aproximadamente 1,25 mmol/L. La cantidad de carbono-14 en el metano muestreado en el lago sugiere que el metano tiene sólo alrededor de 2 milenios y no pudo haberse formado debido a la actividad hidrotermal . El δ 13 C-CH 4 en el lago Matano es de alrededor de -70 permil, lo que sugiere que el carbono en el metano probablemente proviene de un organismo. La metanogénesis en el lago Matano a menos de 110 m es anaeróbica y probablemente se produce por el metabolismo del acetato o por la reducción del dióxido de carbono con H2 . Cualquier oxígeno que alcanzara la zona anóxica probablemente oxidaría abióticamente el Fe (II), en lugar del metano. No está claro cómo puede ocurrir la oxidación del metano a 122 m, ya que prácticamente no hay sulfato ni nitrato. Una posibilidad es el acoplamiento con reducción catalizada con hidróxido de hierro y manganeso. [3]
δ 13 C-CO 2 está alrededor de -8 permil por debajo del epilimnion. El CO 2 podría agotarse hasta este punto porque el carbono en este CO 2 proviene de la oxidación del CH 4 empobrecido , [3] o porque tiene una fuente hasta ahora desconocida. [16] Está más agotado a 104 my 122 m, lo que posiblemente sugiere oxidación biótica de metano. Un área de δ 13 C-CO 2 menos empobrecida a alrededor de 110 m puede deberse al metabolismo del CO 2 por parte de las bacterias verdes del azufre. [3]
En ambientes óxicos, como los presentes en la mayoría de los ecosistemas modernos, los metanógenos son superados en la competencia por el carbono orgánico para metabolizarlo, de modo que, cada año, más del 99% del carbono orgánico no se metaboliza en metano. Debido a que la mayoría de estos organismos competidores son aeróbicos, es probable que dicha competencia no existiera en los ambientes anóxicos que estaban presentes antes del GOE, y que están presentes en lugares como el hipolimnion en el lago Matano, en la misma medida. Debido a esta relativa falta de competencia, se metaboliza más carbono orgánico en metano. El porcentaje metabolizado a metano no está claro; Se han sugerido cantidades del 5 al 10 % [17] [16] al 80 % [3] .
![{\displaystyle {\ce {{HCO3^{-}}+{4Fe^{II}}+{10H2O}->[{ligero}][{}]{CH2O}+{4Fe(OH)3}+7H+ }}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/bc72f0b467153244b25c6cd7f7eb4440eace6c81)