ทะเลสาบขั้วโลกใต้ Lake Vostok ซ่อนอยู่ใต้น้ำแข็งหนา 4 กิโลเมตร

ใต้ธารน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่สุดในโลก ครั้งหนึ่งเคยเป็นทะเลสาบขนาดใหญ่ในแอนตาร์กติกา รายล้อมไปด้วยทะเลสาบน้ำแข็งย่อยอย่างน้อย 150 แห่ง และหนึ่งในนั้นคือ ทะเลสาบวอสตอค (Lake Vostok) ซึ่งเป็นหนึ่งในทะเลสาบขนาดใหญ่ที่สุดในโลก

Advertisements

ปัจจุบันทะเลสาบวอสตอค ถูกฝังอยู่ใต้น้ำแข็งลึกประมาณ 4,000 เมตร (13,100 ฟุต) ใกล้กับสถานีวิจัย Vostok research ของรัสเซียซึ่งปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งล้านปี ใกล้กับสถานีวิจัย Vostok research ของรัสเซีย ที่ซึ่งปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งพ นอกจากจะถูกตัดขาดจากแสง ยังเป็นหนึ่งในบริเวณที่มีสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่สุดในโลก

ทะเลสาบวอสตอค เป็นหนึ่งในทะเลสาบย่อยที่ใหญ่ที่สุดในโลก ทั้งในด้านขนาดและปริมาตร (10,000 ตารางกม.) ซึ่งเทียบได้กับ Lake Ontario ในอเมริกาเหนือ มีความยาวประมาณ 250 กม. และกว้าง 50 กม.

ภาพถ่ายดาวเทียมของทวีปแอนตาร์กติกาแสดงตำแหน่งของทะเลสาบวอสตอค

มุมทางเหนือและตะวันตกเฉียงใต้นั้นค่อนข้างตื้น แต่ทางใต้สุดของทะเลสาบอาจมีความลึกถึง 0.6 ไมล์ (1 กม.) ด้วยความลึกที่ต่ำอย่างมากนี้ น้ำแข็งที่ปกคลุมทะเลสาบได้สร้างประวัติศาสตร์ยุคบรรพชีวินวิทยาอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาอย่างน้อยถึง 400,000 ปี

Advertisements

อายุของทะเลสาบ

Brent Christner นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐลุยเซียนา ผู้ตรวจสอบแกนน้ำแข็งเหนือทะเลสาบที่เก็บรวบรวมไว้ กล่าวว่า “ทะเลสาบถูกปกคลุมด้วยน้ำแข็งอย่างน้อย 15 ล้านปี” แต่จากข้อมูลประมาณการขององค์การนาซ่า ผู้เชี่ยวชาญบางคนแนะนำว่าทะเลสาบอาจถูกปกคลุมด้วยน้ำแข็งได้นานถึง 25 ล้านปี

และยังเชื่อว่าในทะเลสาบวอสตอค มีวัตถุที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ซึ่งเป็นที่สนใจของนักวิทยาศาสตร์จากทั่วทุกมุมโลก และเป็นสถานที่แห่งเดียวในโลกที่สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับ Paleoclimate (สภาพอากาศในสมัยโบราณ) ที่เชื่อถือได้

การปรากฏตัวของทะเลสาบวอสตอค ได้รับการแนะนำครั้งแรกในปี 1960 โดยนักภูมิศาสตร์และนักบินชาวรัสเซีย ซึ่งสังเกตเห็นแผ่นน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่ราบเรียบเหนือทะเลสาบจากอากาศ แต่มันไม่ได้รับความสนใจจนในปี 1993 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ใช้ดาวเทียมเรดาร์ที่ใช้ในการสำรวจพื้นที่และยืนยันการมีอยู่ของแผ่นน้ำแข็งขนาดใหญ่พร้อมด้วยทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็ง (subglacial)

ทะเลสาบที่ไม่เป็นน้ำแข็ง

การละลายของแผ่นน้ำแข็งที่อยู่ด้านบน จะทำให้ทะเลสาบวอสตอค กลายเป็นทะเลสาบน้ำจืดเพียงแห่งเดียวของทะเลสาบย่อย Christner กล่าวว่า ..เขาไม่ทราบอายุที่แท้จริงของน้ำในทะเลสาบ เท่าที่เขารู้จากการศึกษาเกี่ยวกับแกนน้ำแข็ง ไม่มีหลักฐานการไหลเข้าหรือไหลออกของน้ำจากทะเลสาบ

Advertisements
ภาพตัดขวางของทะเลสาบวอสตอคที่เชื่อกันว่าน้ำที่เป็นของเหลวใช้เวลาหลายพันปีไหลผ่านทะเลสาบ

การเติมเต็มอย่างต่อเนื่องจากการละลายของน้ำแข็งหมายความว่า น้ำในทะเลสาบอาจมีอายุค่อนข้างน้อยเพียงหลายพันปี และการที่น้ำไม่กลายเป็นน้ำแข็งนั้น ตามบทความในวารสาร Nature อธิบายว่า แม้ความร้อนใต้พิภพจากโลกทำให้อุณหภูมิของน้ำในทะเลสาบอยู่ที่ 27 °F (- 3°C) ซึ่งต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง แต่ความดันน้ำหนักของน้ำแข็งที่วางอยู่เปลี่ยนจุดหลอมเหลวของน้ำและคงสภาพของเหลวไว้ในทะเลสาบ

จุลินทรีย์ในน้ำ?

แม้ไม่เคยมีการค้นพบจุลินทรีย์และกระบวนการทางธรณีเคมีที่เป็นเอกลักษณ์มาก่อน แต่ความลึกลับของสิ่งที่ไม่รู้จักที่นี่ได้จุดประกายให้รัฐบาลและนักวิทยาศาสตร์พยายามเจาะเข้าไปในทะเลสาบ เพื่อค้นหาสิ่งที่มีชีวิตที่อยู่มานานหลายทศวรรษ

แต่หากขุดเจาะลงไปในทะเลสาบจริง ๆ นักวิทยาศาสตร์กังวลว่าอาจทำลายพวกมันและปนเปื้อนหนึ่งในสิ่งมหัศจรรย์ที่ยังไม่มีใครแตะต้องแห่งสุดท้ายที่เหลืออยู่บนโลก อย่างไรก็ตาม หลังการคำนวณทางวิทยาศาสตร์และทางเลือกทั้งหมด พวกเขาสามารถเริ่มงานวิจัยในทะเลสาบ Vostok ได้

Advertisements

ในปี 1990 .. Christner ได้เป็นส่วนหนึ่งของทีมนานาชาติที่ค้นพบจุลินทรีย์ในน้ำในทะเลสาบน้ำแข็งที่รวบรวมไว้เหนือพื้นผิวของเหลวของทะเลสาบวอสตอค ที่เรียกว่าน้ำแข็งสะสม (accretion ice – พื้นผิวทะเลสาบขนาดครึ่งนิ้วส่วนบนที่กลายเป็นน้ำแข็งบนแผ่นน้ำแข็งที่ไหลอยู่เหนือทะเลสาบ)

การวิเคราะห์รูปแบบของชีวิตแสดงให้เห็นว่าทะเลสาบวอสตอค อาจสร้างระบบนิเวศที่มีลักษณะเฉพาะโดยอาศัยสารเคมีในหินแทนแสงแดดและอยู่อย่างนี้มาหลายแสนปี ประเภทของสิ่งมีชีวิตที่พบชี้ให้เห็นว่าพวกมันได้รับพลังงานจากแร่ธาตุที่มีอยู่ในทะเลสาบและแหล่งที่มาจากพื้นหิน

ความพยายามในการขุดเจาะ

หลายครั้งที่นักสำรวจอาร์กติกจากประเทศต่างๆ พยายามเจาะบ่อน้ำในแผ่นน้ำแข็งหนาๆ เพื่อดึงตัวอย่างที่มีโครงสร้างที่ไม่ถูกรบกวนนี้ แต่มีเพียงทีมนักวิจัยชาวรัสเซียจากมหาวิทยาลัย St. Petersburg Mining ที่นำโดย Pro. Vladimir Litvinenko อธิการบดีมหาวิทยาลัย ที่สามารถทำงานสำเร็จ

พวกเขาเจาะเกราะน้ำแข็งได้แล้วเสร็จในเดือนกุมภาพันธ์ 2011 ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องมือคว้านที่ออกแบบมาเป็นพิเศษโดยใช้เทคนิคการเจาะแบบดั้งเดิม บ่อน้ำแข็งที่ถูกเจาะลึกลงไป 3,720 เมตรสามารถดึงตัวอย่างแกนน้ำแข็งแรกจากทะเลสาบได้

Advertisements

การศึกษาตัวอย่างแรกสุด

จากการศึกษาตัวอย่างน้ำแข็งที่สกัดออกมา นักวิจัยสามารถค้นพบข้อมูลเกี่ยวกับอุณหภูมิและความผันผวนของความดันบรรยากาศ รวมถึงการเปลี่ยน แปลงของการไหลเวียนของบรรยากาศและระบบลม ตลอดจนความแปรผันขององค์ประกอบบรรยากาศในช่วงเวลาหลายสิบหรือหลายร้อยหลายพันปี

และการศึกษาจุลชีววิทยาและอณูชีววิทยาของแกนน้ำแข็ง ยังช่วยให้สามารถติดตามวิวัฒนาการความหลากหลายของจุลินทรีย์ในชั้นน้ำแข็งที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาต่างๆ ในประวัติศาสตร์ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศบนโลกได้ด้วย

นอกจากนี้ สภาพบรรยากาศเฉพาะในแอนตาร์กติกา และสถานะของชั้นโอโซนใกล้กับสถานีวิจัย Vostok ได้ส่งผลให้มีการค้นพบระดับโลก จากการศึกษาตัวอย่างดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์พบว่าแผ่นน้ำแข็งทั้งหมดที่มีความลึก 3,539 ม. ประกอบด้วยน้ำแข็งที่มีต้นกำเนิดในชั้นบรรยากาศ

ไม่เพียงเป็นข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์แต่ยังเป็นข้อมูลที่สำคัญ ที่ชุมชนทั่วโลกอาจสามารถจัดการกับความท้าทายที่หลากหลายซึ่งกำลังเผชิญอยู่ในขณะนี้เป็นครั้งแรก

แม้คนส่วนใหญ่เชื่อว่า CO2 เป็นต้นเหตุสำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกและกำลังหาทางแก้ปัญหา แต่นักวิจัยหวังว่า การศึกษาที่มากขึ้นในทะเลสาบวอสตอค ใต้ธารน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดในโลก และข้อมูลเชิงลึกของตัวอย่างแกนน้ำแข็งเกี่ยวกับ Paleoclimate จะเป็นส่วนหนึ่งของแก้ปัญหาทั้งการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาในอนาคต รวมทั้งการวิจัยที่เกี่ยวกับบรรพชีวินวิทยาที่มีการค้นพบมากมายอาจไขปัญหาที่นักวิจัยกำลังเผชิญอยู่ได้

Advertisements

อ่านเรื่องอื่น

Advertisements