Tajomstvá mrazivých hlbín – Záhady a prekvapenia ľadovcov

 

Do tajov antarktického a grónskeho ľadovca geológovia prenikli len nedávno. A to, čo v ich útrobách vďaka špeciálnym radarom a gravitačným anomáliám objavili, im vyrazilo dych: megakaňony, obrovské sladkovodné kanály, či dokonca život stovky metrov pod povrchom.

 

Hoci tomu jej vyprahnutý povrch nenasvedčuje, Antarktída je v skutočnosti kontinentom stoviek jazier. Pod tromi až štyrmi kilometrami ľadu sa ich skrýva vyše 400. A nie sú celkom bez života. Zo vzoriek niektorých jazier ľadového kontinentu totiž vychádza pach skazených vajec. To poukazuje na prítomnosť sulfidov, a teda aj sírových baktérií.

Jedným z takýchto jazier je jazero Vanda z Wright Valley vo Viktóriinej zemi. Od povrchu ho delí päťmetrová vrstva ľadu. Napriek povrchovým teplotám -60 °C voda v ňom dosahuje teplotu až 25 °C. Nie, jazero nenapĺňajú termálne pramene, naviazané na sopečnú činnosť. Za zohrievanie jeho obsahu môže ľadová izolácia. Ľadová škrupina Vandy je taká čistá, že ňou bez problémov preniká slnečné žiarenie. Ba čo viac, jej ľadové kryštály sú usporiadané zvisle, takže vedú svetlo ako tunely priamo do vody. Nuž a teplu zohriatej vody potom ľad nedovolí uniknúť.

 

Zákerná osmóza

Hoci teplota jazera by bola príjemná aj pre tých z nás, ktorí nie sme otužili, existencii života tu bráni čosi iné. Soľ. Obsah soli v jazere sa s rastúcou hĺbkou zvyšuje a dosahuje trojnásobne vyššie hodnoty ako v mori. A čím je voda slanšia, tým intenzívnejšie kvôli osmotickým javom oberá bunky o vodu. Niektoré baktérie si však našli východisko: regulujú množstvo soli, ktoré prijímajú, aby zodpovedala koncentrácii v okolitej vode. Tak nestrácajú vodu, ktorá má tendenciu unikať z menej slaného do viac slaného prostredia. Mimochodom, podobné jazerá ako Vanda môžu existovať aj na Marse. Póly červenej planéty pokrývajú ľadovce, niet preto dôvodu, prečo by neskrývali aj nádrže s tekutou vodou, podobne ako ľadovce na Zemi. NASA by sa teda mala menej motať po vyschnutých údoliach a radšej zavítať tam, kde existuje ľad a ľadovcové jazerá.

 

Skrytý mrazivý obor

Najväčšie a najznámejšie z podpovrchových jazier Antarktídy, jazero Vostok, sa kvôli ťarche obrovského ľadovca nachádza pol kilometra pod úrovňou morskej hladiny. Vďaka dĺžke 250 km, šírke 50 km a priemernej hĺbke viac ako 430 metrov ho v objeme vody tromfnú iba štyri kontinentálne jazerá sveta. Voda jazera je prastará, od zvyšku sveta izolovaná 15 až 25 miliónov rokov, teda od čias, kedy Antarktídu pokryl kontinentálny ľadovec. Jeho priemerná teplota sa pohybuje okolo -3 °C, tlak nadložia však bráni, aby zamrzlo. Okrem toho tlak zhora jazero aj mierne zohrieva. Ďalší zdroj tepla tvoria termálne pramene, ktoré sa zrejme nachádzajú na jeho dne. Nevyriešenou otázkou zostáva, či v jazere existuje život. V minulosti sa objavili tvrdenia o objave celých komunít mikróbov vo vrtných jadrách. Vrty, z ktorých pochádzali, však nedosiahli vodu Vostoku, analyzovali iba spodné vrstvy ľadu. Ich primárnym cieľom bolo získať vzorky pre paleoklimatické výskumy, nie hľadať život. Podľa väčšiny mikrobiológov boli tieto vzorky kontaminované. Nešlo teda o mikróby z jazera Vostok, ale o mikróby z povrchu zanesené do hĺbky vrtnými prístrojmi.

 

Potvrdený život

Čo pre jazero Vostok zostáva otvorenou otázkou, to sa podarilo uzavrieť v prípade hlbinného jazera Whillians, ktoré od povrchu delí približne osemsto metrov ľadu. Začiatkom tohto roku americkí vedci potvrdili prítomnosť mikróbov v jeho vode. Ich výskum pritom vychádzal z hlbinných vzoriek, odobratých pomocou ultra-sterilných vrtných metód a s najväčšou pravdepodobnosťou sa úplne vyhli akejkoľvek kontaminácii. Mikroorganizmy jazera Whillians žijú celkom izolovane od slnečnej energie. Podľa Brenta Christophera zo Štátnej univerzity v Louisiane, ktorý výskum viedol, sa živia anorganickými zlúčeninami – amoniak, rôzne dusičnany alebo sulfidy. Inými slovami, spoliehajú sa len na chemické látky, ktoré voda jazera a jeho horniny obsahujú. „Činnosť ľadových krýh drví horniny v jej podloží a uvoľňuje minerálne zložky, ktoré sa potom stávajú súčasťou vody a sú k dispozícii chemickému alebo biologickému spracovaniu,“ vysvetľuje Christopher. Prítomnosť baktérií v jazere Whillians znamená vysokú pravdepodobnosť, že by sme ich našli aj v ďalších antarktických jazerách. Mnohé z nich sú totiž prepojené podpovrchovými riekami a potokmi. Nový objav zároveň podporil nádej, že by sme život objavili na niektorom z mesiacov plynných obrov. U viacerých z nich sa totiž potvrdila existencia veľkých objemov vody – dokonca celých oceánov, a to pod hrubou ľadovou škrupinou.

 

Živé útroby

Hoci povrch antarktického kontinentálneho ľadovca pôsobí fádne, stovky metrov pod ním to žije. A nielen kvôli mikróbom obývajúcim niektoré tamojšie jazerá. Pod antarktickým kontinentálnym ľadovcom sa napríklad tiahnu obrovské, štvrť kilometra vysoké kanály, naplnené sladkou vodou z roztopeného ľadu. Dosahujú dĺžku najdlhších riek sveta, stovky kilometrov. Odhaliť sa ich podarilo vďaka radarovým zariadeniam na lietadlách, križujúcich vzdušný priestor Antarktídy. Pod ľadom dokonca dochádza k obrovským záplavám, ktoré sa prejavujú aj navonok. Satelitné merania ich odhalili v podobe náhleho dvíhania povrchu o niekoľko metrov.

 

Gigantické štruktúry

Popri podpovrchových záplavách a vzniku hlbinných jazier, riek a gigantických kanálov vznikajú v ľade komplexné štruktúry gigantických rozmerov. Pôvodne sa považovali za horské reťazce pohltené ľadom, no ich skutočnú povahu sa podarilo objaviť iba nedávno. Okrem radarov si totiž geológovia pomohli aj skúmaním drobných gravitačných anomálií, ktoré spôsobujú. Tieto tzv. bazálne ľadové jednotky vznikajú vďaka skutočnosti, že pokiaľ je voda pod tlakom, zostáva tekutá aj pri nižších teplotách ako 0 °C, ibaže akonáhle tlak poklesne, v okamihu mrzne. Za istých okolností môžu opakovaným topením a zamŕzaním vznikať telesá veľké ako mrakodrapy, ktoré sa od zvyšku ľadovca odlišujú napríklad tým, že vo svojom ľade neobsahujú takmer žiadne vzduchové bublinky. Pôvodne sa ich podarilo objaviť neďaleko antarktického pobrežia a nedávno Robin Bell z Columbijskej univerzity objavila tucet ďalších v severozápadnom Grónsku. Niektoré sú hrubé až 1.100 m, pričom sa odhaduje, že v severnom Grónsku pokrývajú asi desatinu povrchu. Kým v Antarktíde sa bazálne ľadové jednotky objavujú v blízkosti pobrežia a v oblastiach rýchleho toku ľadu, v Grónsku ich vznik umožnili údolia, ktoré svojím tvarom miestami redukujú tlak podchladenej vody a umožňujú jej opätovné zamŕzanie.

 

 

Dušan Valent

foto SITA, NASA, ESA

 

Celý článok si prečítate v GOLDMAN Best of 20 Years