REKLAMA


 

REKLAMA


 

Szósty kontynent Archiwum autora

Antarktyczne oazy różnią się od lodowej pustyni kontynentu lokalnym klimatem, skalistą rzeźbą terenu i obecnością licznych jezior, płytkich zbiorników i strumieni pojawiających się na krótko w okresie lata. Wiek oaz określa się na kilka do kilkunastu tysięcy lat, a ich powstanie wiąże się z regresją zlodowacenia


Rakusa_Stanislaw

Autorem tekstu jest Stanisław Rakusa-Suszczewski
Członek korespondent Polskiej Akademii Nauk
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.  

 

Prof. Stanisław Rakusa-Suszczewski jest biologiem, oceanologiem i polarnikeim, założycielem Polskiej Stacji Antarktycznej im. Henryka Arctowskiego. 

 

 


Kontynent Antarktydy pokryty jest czapą lodową grubości dochodzącej do 4000 (w rejonie stacji Wostok wznosi się ona do 3488 m nad poziom morza). Swobodne od lodu obszary stanowią zaledwie około 0,3% powierzchni i przyjęto je nazywać oazami. W obszarach tych woda występuje w fazie ciekłej. Oaz na Antarktydzie jest około 20, przeważająca część leży na skraju kontynentu, w sumie tworzą około 8% jej linii brzegowej.

 

Za relikty kontynentalnej pokrywy lodowej z wcześniejszego okresu niektórzy badacze uważają szelfowe lodowce – lód spływający z kontynentu do morza. Zajmują one około 12% powierzchni kontynentu. Grubość lodu lodowców szelfowych wynosi około 200-350 m, chociaż średnio nad poziom morza wystają one zazwyczaj na 20 m. U brzegów, w oazach antarktycznych, maksymalne temperatury powietrza w lecie bywają dodatnie, lecz średnie roczne utrzymują się stale poniżej zera. Charakterystyczna czysta atmosfera i suchość klimatu sprawia, iż jest bardzo silne bezpośrednie promieniowanie Słońca. Skutkiem tego temperatura powierzchni skał i gruntu może wahać się od 35oC w ciągu dnia, a w styczniu sięgać nawet 41oC, w nocy zaś spadać do –12oC. Dzięki temu bilans cieplny w oazach jest dodatni.

 

Średnie temperatury miesięczne powietrza w oazie Thala Hills na Ziemi Enderby są ujemne, skrajne maksymalne mogą sięgać latem +10oC. Przybrzeżne rejony Antarktydy są najbardziej wietrznym obszarem Ziemi. Wiatry wieją tu przez 220 dni w roku z szybkością przekraczającą 15 m/s i mają charakter wiatrów stokowych wiejących regularnie oraz nieregularnie huraganowych wiatrów cyklonicznych.

 

Jeziora pod lodem

 

Pod powierzchnią lodu kontynentalnego w głębi Antarktydy w ostatnich dekadach stwierdzono istnienie bardzo wielu jezior, których woda izolowana jest miliony lat od współczesnego środowiska. Obecnie stwierdzono, że jest ich parę setek. Są przypuszczenia, że łączą się pod lodowymi rzekami. Najbardziej znane i największe to jeziora Wostok o wymiarach 250 km na 50 km i głębokości 670-800 m oraz jeziora Ellsworth, Sowietskaja, a także jeziora 90oE i Concordia. W roku 2012 Rosjanie ogłosili jako pierwsi pobranie prób wody z jeziora Wostok, co jest dużym sukcesem prowadzonych tam od 20 lat wierceń. W próbach z głębokości 3769,3 m pobranych w lutym 2012 roku nie stwierdzono jednoznacznie obecności bakterii. Również Amerykanie dotarli do wody jeziora Whillans w rejonie na zachód od stacji McMurdo. Podobnych wierceń dokonali Anglicy, Japończycy i Francuzi, spodziewając się znaleźć w wodach jezior podlodowych życie sprzed milionów lat oraz ślady zmian klimatycznych w Antarktydzie zapisane w zalegającym nad jeziorami lodzie i w osadach dennych. Obecność w lodzie kwasu siarkowego, azotowego, mrówkowego, soli morskich wskazuje, że mogą one stanowić substancje odżywcze dla oligotroficznych psychrofili. Na razie nieznany jest reżim termiczny grupy kontynentalnych jezior. Przypuszcza się, że wody w nich są nadmiernie natlenione i że panuje w nich ogromne ciśnienie. Sugeruje się również, że są ciepłe w wyniku ogrzania geotermicznego lub zjawisk wulkanicznych.

 

Na skraju kontynentu Antarktydy w oazach zbiorniki wodne są liczne i względnie dobrze poznane. Część zbiorników utrzymuje pokrywę lodową w ciągu całego roku, część rozmarza. W niektórych przypadkach szelfowe lodowce graniczą z terenem oaz i oddzielają bezpośredni do nich dostęp od strony morza. W rezultacie jezioro ma słodką wodę na powierzchni i słoną morską wodę przy dnie sięgającą brzegów oazy pod szelfowym lodowcem. Takie jeziora zostały opisane jako nowy typ limnologiczny – jeziora episzelfowe. Szczególne jest jezioro Vanda w tak zwanej suchej dolinie Wrighta – zamarznięte na powierzchni i o temperaturze 25oC wody przy dnie, na głębokości 70 m. Występuje tam również jezioro Don Juan niezamarzające zimą z powodu bardzo wysokiego zasolenia mimo temperatury wody dochodzącej do -48oC.

Archiwum autora 

Dużą grupę stanowią jeziora w oazach Schirmachera. W oazie Vestfold Hills jest 300 zbiorników wodnych o głębokości od 5 do 110 m w tym wiele meromiktycznych o zasoleniu od 4 do 235 g/l i temperaturze od -14oC do 24oC. W przybrzeżnych oazach zbiorniki wodne położone są w skalnych misach terenu, z którego wycofały się lodowce po okresie większego zlodowacenia Antarktydy. Pokrywa lodowa taje w okresie lata, częściowo lub całkowicie. Stratyfikacja termiczna w wyniku nagrzewania się wód powierzchniowych jest prosta, a zimą odwrócona z temperaturą około 4oC przy dnie. Oddzielną grupę stanowią płytkie parometrowej głębokości zbiorniki, latem temperatury mogą w nich sięgać nawet kilkunastu stopni. Zimą przemarzają do dna lub prawie do dna. W zachodniej Antarktyce na wyspach pochodzenia wulkanicznego istnieją szczególne jeziora. W kraterze wulkanu na wyspie Penguin w archipelagu Szetlandów Południowych istnieje beztlenowe jezioro opisane po raz pierwszy w Antarktyce ze słoną wodą morską na dnie i słodką na powierzchni zasiedloną przez widłonogi.

 

Oaza Thala Hills

 

Zbiorniki w rejonie oazy Thala Hills były obiektem badań pierwszej dwuosobowej wyprawy polskich biologów dr. S. Rakusy-Suszczewskiego i mgr. K. Opalińskiego z Instytutu im. M. Nenckiego PAN już w roku 1968. Pobyt na stacji Mołodziożnaja pozwolił na zebranie materiałów i opracowanie przez Polaków flory i fauny miejscowych zbiorników. W oazie Thala Hills znajduje się 50-60 zbiorników wodnych o różnej głębokości od kilkudziesięciu centymetrów do 2-3 m przemarzających niekiedy do dna, oraz duże jezioro Glubokoje o głębokości 30 m. Pokrywa lodowa w płytkich zbiornikach utrzymuje się około 10 miesięcy w roku. Rozmarzanie zaczyna się już w październiku. Duże jezioro jest zamarznięte cały rok z wyjątkiem stref płytkich przybrzeżnych i rejonu odpływu wody. Wiosną w listopadzie temperatury wody szybko wzrastają pomimo utrzymującego się jeszcze lodu i w częściach wolnych od niego w pierwszych dniach grudnia mogą osiągać 6-7oC. Latem w płytkich zbiornikach charakterystyczne są duże i nieregularne wahania temperatury wody rzędu kilku, a nawet kilkunastu stopni. W płytkiej ciemnej kałuży naskalnej temperatura wynosiła nawet 21,5oC. To skutek gwałtownych zmian pogody i cech klimatu głównie silnego promieniowania, skalistego podłoża i małej wilgotności powietrza. Stanowi to przeciwieństwo dobowych zjawisk termicznych w płytkich zbiornikach arktycznych Spitsbergenu, gdzie wahania dobowe są minimalne, wilgotność duża, a promieniowanie rozproszone. Jesienią zapas ciepła zbiorników antarktycznych oaz jest duży, a proces wychładzania się po zamarznięciu powierzchni względnie powolny. Największe w oazie Thala Hills jest jezioro Glubokoje o powierzchni około 230 h. W wyniku wzrostu poziomu wody jeziora nastąpiło przerwanie bariery śnieżnej zamykającej jezioro od strony doliny otwartej do morza. Nastąpił gwałtowny w ciągu 2-3 dni katastroficzny odpływ kilkunastu milionów metrów sześciennych wód głównie z epilimnionu jeziora. Powierzchnia zamarzniętego jeziora obniżyła się o 8 m, a lód przybrzeżny spoczął w misie skalnej na jej suchych brzegach. Strefa skoku termicznego – hipolimnion znalazła się pod powierzchnią lodu. W kolejnych miesiącach strefa ta stopniowo ulegała wychłodzeniu. Jak obserwowaliśmy to na jednym z jezior, w przypadku całkowitego przemarznięcia zbiornika położonego w skalnej misie lód wzdyma się i pęka wzdłuż dłuższej osi. Interesującym i nieco zaskakującym zjawiskiem był efekt obserwowany przez nas na powierzchni jeziora, kiedy to po okresie silnych cyklonicznych burz śnieżnych powstała duża zaspa. Wywołała ona nacisk śniegu na lód zbiornika i gwałtowne (jak z butelki coca coli) wypływanie wody na powierzchnię jeziora przez otwór w lodzie. Wzrost ciśnienia wody w zbiornikach o skalnym podłożu jest również efektem zamarzania. Tego zjawiska spodziewają się naukowcy w przypadku wierceń jezior kontynentalnych i stosują termin „efekt coca coli”.

 

Małe zbiorniki oaz cechują duże wahania temperatur. Temperatura lodu w zamarzniętych zbiornikach sięga wielu dziesiątków stopni poniżej zera, a latem woda w nich nagrzewa się do kilkudziesięciu stopni powyżej zera. Żyjące w nich organizmy podlegają znacznym zmianom temperatury. Zasolenie zmienia się w wyniku wymrażania, rośnie w trakcie zamarzania i spada w okresie topnienia lodu i śniegu. Zawartość soli biogenicznych uzależniona jest od położenia i ich dopływu z kolonii pingwinów.

Badane zbiorniki wodne w oazie Thala Hills. Grafika Paweł Adamów 

Molekularne badania zespołów jeziornych dopiero się rozpoczynają. Wiele z organizmów tu występujących jest endemicznych i stanowić może potencjalne źródło enzymów i białek chroniących przed zamarzaniem. Szczególnie liczne są zespoły sinic i bakterii. Bardzo licznie występują wirusy. Zwrócono uwagę na nie i ich możliwą rolę w wymianie genetycznej. O analogii środowisk wodno-lodowych Antarktydy do warunków możliwych do spotkania w kosmosie pisze się często, a dotarcie do wody jezior pod lodowych może być praktyką przyszłych poszukiwań kosmicznych.

 

 

Chcesz wiedzieć więcej?

Rakusa-Suszczewski S. (1963). Thermic and chemistry of shallow fresh water pools in Spitsbergen. Pol.Arch.Hydrobiol.9: 169-187
Rakusa-Suszczewski S. (1973). Antarktyda 1968-1972. Warszawa: PWN BP biblioteka problemów
Rakusa-Suszczewski S., and Lipski M., (1980). A New Lake type on Penquin Island, South Shetlands. Pol.Arch.Hydrobiol.27(2): 253-257


Academia nr 3 (35) 2013

Oceń artykuł
(1 głosujący)

Tematy

agrofizyka antropologia kultury antropologia społeczna archeologia archeometalurgia architektura Arctowski arteterapia astrofizyka astronomia badania interdyscyplinarne behawioryzm biochemia biologia biologia antaktyki biologia płci biotechnologia roślin borelioza botanika chemia chemia bioorganiczna chemia fizyczna chemia spożywcza cywilizacja demografia edukacja ekologia ekologia morza ekonomia energia odnawialna etnolingwistyka etnomuzykologia etyka ewolucja fale grawitacyjne farmakologia filozofia finansowanie nauki fizyka fizyka jądrowa gender genetyka geochemia środowiska geoekologia geofizyka geografia geologia geologia planetarna geoturystyka grafen historia historia idei historia literatury historia nauki historia sztuki humanistyka hydrogeologia hydrologia informatyka informatyka teoretyczna internet inżynieria inżynieria materiałowa język językoznawstwo kardiochirurgia klimatologia kobieta w nauce komentarz komunikacja kosmologia kryptografia kryptologia kulinaria kultoznawstwo kultura lingwistyka literatura literaturoznawstwo matematyka medycyna migracje mikrobiologia mineralogia mniejszości etniczne mniejszości narodowe modelowanie procesów geologicznych muzykologia mykologia na czasie nauka obywatelska neurobiologia neuropsychologia nowe członkinie PAN 2017 ochrona przyrody orientalistyka ornitologia paleobiologia paleontologia palinologia parazytologia PIASt politologia polityka społeczna polska na biegunach prawo protonoterapia psychologia psychologia zwierząt Puszcza Białowieska robotyka rozmowa „Academii” seksualność smog socjologia szczepienia sztuka technologia wieś w obiektywie wulkanologia zastosowania zdrowie zoologia zwierzęta źródła energii żywienie

Komentarze

O serwisie

Serwis naukowy prowadzony przez zespół magazynu Academia PAN.Academia Zapraszamy do przysyłania informacji o badaniach, aktualnie realizowanych projektach naukowych oraz imprezach popularyzujących naukę.

 

Dla użytkowników: Regulamin

Pliki cookies

Informujemy, że używamy ciasteczek (plików cookies) w celu gromadzenia danych statystycznych, emisji reklam oraz prawidłowego funkcjonowania niektórych elementów serwisu. Pliki te mogą być umieszczane na Państwa urządzeniach służących do odczytu stron, a korzystając z naszego serwisu wyrażacie Państwo zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.

Więcej informacji o celu używania i zmianie ustawień ciasteczek w przeglądarce: TUTAJ

Wydanie elektroniczne

Kontakt

  • pisz:

    Redakcja serwisu online
    Academia. Magazyn Polskiej Akademii Nauk
    PKiN, pl. Defilad 1, pok. 2110
    (XXI piętro)
    00-901 Warszawa

  • dzwoń:

    tel./fax (+48 22) 182 66 61 (62)

  • ślij:

    e-mail: academia@pan.pl