El lago Untersee ( en alemán : Untersee , "Lago Inferior") es el lago de agua dulce de superficie más grande en el interior de las Montañas Gruber en el centro de la Tierra de la Reina Maud en la Antártida Oriental . Está situado a 90 kilómetros (56 millas) al sureste del Oasis Schirmacher . El lago tiene aproximadamente 6,5 kilómetros (4,0 millas) de largo y 2,5 kilómetros (1,6 millas) de ancho, con una superficie de 11,4 kilómetros cuadrados (4,4 millas cuadradas) y una profundidad máxima de 169 metros (554 pies). El lago está permanentemente cubierto de hielo y parcialmente limitado por hielo glaciar . [2] [3]
El lago Untersee es un lago inusual, con un pH entre 9,8 y 12,1, [1] [4] oxígeno disuelto al 150 por ciento de sobresaturación y una producción primaria muy baja en la columna de agua. A pesar de la alta sobresaturación de oxígeno en la mayor parte del lago, hay una pequeña subcuenca en el extremo sur que es anóxica y sus sedimentos pueden tener una concentración de metano más alta que los de cualquier otro lago conocido en la Tierra. [4] [5] Gran parte de la producción primaria se produce en comunidades microbianas que crecen en el fondo del lago como estromatolitos . [6] La temperatura del agua varía entre 0,5 °C (32,9 °F) y 5 °C (41 °F) y la capa de hielo del lago tiene entre 2 y 6 metros (6,6 y 19,7 pies) de espesor. [1] [4] La capa de hielo puede haber persistido durante más de 100.000 años, y algunos científicos que estudian el cambio climático temen cambios ambientales significativos asociados con el calentamiento global en las próximas décadas. [3] En el pasado, la química del agua del lago se comparó con Clorox . [7] Sin embargo, la actividad química de la lejía se debe al Cl , además de a un pH que es más alto que el que se mide en el lago Untersee, y el lago Untersee no tiene altas concentraciones de cloro o clorito. [1] [4]
El lago Untersee se encuentra en el interior de las montañas Gruber en el centro de la Tierra de la Reina Maud en la Antártida Oriental, que se encuentra aproximadamente en la misma longitud que Huab, en el Parque Nacional de la Costa de los Esqueletos en la costa norte de Namibia . Está situado a 90 kilómetros (56 millas) al sureste del Oasis Schirmacher . [8] Aurkjosen Cirque se encuentra en el lado este del lago. [9]
El lago tiene aproximadamente 6,5 kilómetros (4,0 millas) de largo y 2,5 kilómetros (1,6 millas) de ancho y tiene una superficie de 11,4 kilómetros cuadrados (4,4 millas cuadradas) (también se informan 10 kilómetros cuadrados (3,9 millas cuadradas)). Su profundidad máxima es de 169 metros (554 pies). Está permanentemente cubierto de hielo, que tiene un espesor promedio de 3 metros (9,8 pies) en verano. [1] El lago está represado por el glaciar Anuchin , y el agua de deshielo del glaciar Anuchin es la principal fuente de agua. [1] El lago no tiene salida. El agua se pierde por sublimación y ablación de la capa de hielo. El lago está clasificado como lago ultraoligotrófico . [1]
El lago Ober-See , un lago glacial más pequeño (3,4 kilómetros cuadrados (1,3 millas cuadradas), está ubicado unos kilómetros al noreste y es similar en muchos aspectos. [10]
Los estudios de isótopos han demostrado que el lago ha tenido durante mucho tiempo una capa de hielo permanente. Además, estudios realizados durante el verano austral confirman las características homogéneas del lago, siendo la convección térmica la razón de su carácter hidrogeoquímico e isotropical. Se repone perennemente mediante un proceso de derretimiento submarino del hielo del glaciar adyacente. También se afirma que el lago existió durante el período Holoceno cuando emergió de un estanque de agua derretida. [2]
Los estudios del lago Untersee han revelado que hay varios grandes cantos rodados que represan el lago. Los estudios geodésicos realizados durante dos temporadas de verano indicaron que los cantos rodados se mueven a un ritmo anual de 1,1 a 3,9 metros (3,6 a 12,8 pies). El tiempo de residencia de los cantos rodados se estima en 500 años. Los cantos rodados flotantes, que tienen varios metros de diámetro, han evolucionado como resultado de depósitos de escombros de la interacción proglacial, el desgaste masivo de las colinas que rodean el lago y el desplazamiento del hielo glacial por el hielo del lago. [11]
El lago fue descubierto por primera vez por la expedición antártica alemana de 1938-1939 . Posteriormente, varias expediciones han estudiado las características del lago. El primer estudio de reconocimiento del lago fue realizado por NG Kosenko y DD Kolobov a principios de 1969, seguido de más estudios por parte de científicos rusos y alemanes, concretamente por WD Hermichen et al. (1985), E. Kaup et al. (1988) y A. Loopmann et al. (1988). [1]
En estudios realizados antes de 1991-1992 sobre los parámetros físicos y químicos del agua del lago, se afirmó que el lago Untersee estaba bien mezclado y no estratificado . Sin embargo, los estudios realizados en el verano de 1991-92 encontraron una estratificación significativa en una depresión de 500 metros (1600 pies) de ancho en la parte sureste del lago, donde tiene hasta 105 metros (344 pies) de profundidad. [1] Había fuertes gradientes verticales de temperatura, pH, oxígeno disuelto y conductividad eléctrica . Si bien se registró una termoclina a una profundidad de entre 40 metros (130 pies) y 50 metros (160 pies), siguió una oxiclina a 70 a 80 metros (230 a 260 pies), con una quimioclina que se extendía desde 80 metros (260 pies) a fondo del lago. Por debajo de los 80 metros (260 pies), la columna de agua era anóxica y olía a sulfuro de hidrógeno . La presencia de sulfuro de hidrógeno se asoció con concentraciones reducidas de sulfato , lo que indica que probablemente surgió de la reducción bacteriana del sulfato . [1]
El contenido de sal de los niveles superiores del lago es aproximadamente 50 veces mayor que el del agua de deshielo de los glaciares. [2] La salinidad aumentó por debajo de los 80 metros (260 pies), y la concentración de iones de sodio y la conductividad electrolítica se duplicaron con creces. [1] El lago es muy alcalino (pH 10,4) hasta una profundidad de 70 metros (230 pies); por debajo de esta profundidad, el pH cae, alcanzando el valor ligeramente ácido de 6,1 en la profundidad máxima. Según los científicos de la NASA , la proporción de metano en los sedimentos del fondo del lago es la más alta registrada en cualquier lago del mundo. [12]
En 2008, como parte de la Expedición Internacional Antártica 2008 de la Fundación Tawani (ver más abajo), Dale Andersen e Ian Hawes descubrieron estromatolitos cónicos que crecían en el lago Untersee, los más grandes conocidos hasta la fecha. [6] También están presentes pequeños pináculos microbianos, y parece que los grandes estromatolitos cónicos y los pequeños pináculos están formados por diferentes comunidades microbianas. Estas comunidades proporcionan un análogo importante de algunos de los estromatolitos fósiles más antiguos encontrados hasta la fecha.
En noviembre y diciembre de 2008, la "Expedición Internacional Antártica 2008 de la Fundación Tawani" encabezada por Richard Hoover del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA utilizó el lago como banco de pruebas en su búsqueda de vida extrema. Las condiciones en el lago son similares en algunos aspectos a las que se cree que existen en otras lunas y planetas que contienen agua helada y metano; por tanto, este lago podría proporcionar un entorno análogo a los entornos que existen en otras partes del espacio. La expedición encontró varias cepas nuevas de microorganismos extremófilos en las aguas del lago, incluido un quimiolitotrofo que metaboliza el hidrógeno. [13]
En esta expedición participó un equipo internacional interdisciplinario de diez científicos y dos profesores que exploraron no sólo el lago Untersee sino también el oasis Schirmacher. Los aspectos geomicrobiológicos de esta expedición tenían tres objetivos: "probar la emisión de fluorescencia inducida por láser (LIFE) que se utilizará para la exploración del regolito y los polos de Marte ; monitorear el cambio climático global; y evaluar métodos para detectar la contaminación por hidrocarburos y la posterior bio- remediación en un ecosistema frágil y en peligro de extinción". [3] Los resultados indican que el lago Untersee, como región permanentemente cubierta de hielo, tiene muy poco suelo utilizable y podría compararse con las regiones polares de Marte. [3]
Los experimentos realizados han examinado los metagenomas de eucariotas ; identificaron procariotas y virus que habitan el lago; proporcionó evidencia de transferencia genética horizontal mediada por virus y alteraciones del fenotipo metabólico adaptativo o protector contra el frío , identificó conexiones de nanocables microbianos entre múltiples especies en la interfaz hielo-agua, en la columna de agua y en el sedimento; y establecieron estimaciones de la biomasa de la vida en el hielo del lago durante la temporada de crecimiento de principios de la primavera utilizando técnicas de imágenes de emisión de fluorescencia inducida por láser (LIFE). [3]
También formaron parte de este equipo dos buzos científicos. Dale Andersen, del Centro Carl Sagan para el Estudio de la Vida en el Universo del Instituto SETI , e Ian Hawes de Aquatic Research Solutions bucearon en el lago Untersee para estudiar sus comunidades microbianas únicas.
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