Արյունոտ ջրվեժ

Արյունոտ ջրվեժ
Տեսակ	saline seep?
Մայրցամաք	Անտարկտիդա
Վարչատարածք	Անտարկտիկայի համաձայնագրի տարածք
ԲԾՄ	75 մետր
Կազմված է	saline water? և Երկաթի օքսիդներ
Մասն է	Taylor Glacier?
Հայտնաբերում	1911
Հայտնաբերող	Թոմաս Թեյլոր
	77°43′20″S 162°16′24″E / 77.722194444444°S 162.27344444444°E

Արյունոտ ջրվեժը աղի ջրի հոսք է, խառնված երկաթի (III) օքսիդով, հոսում է Թեյլորի սառցադաշտի լեզվից դեպի Արևմտյան Բոնի լճի սառույցով ծածկված Մակերես՝ Թեյլորի հովտում, Արևելյան Անտարկտիդայի Վիկտորիա երկրի Մակմուրդոյի չոր հովիտներում:

Երկաթով հարուստ հիպերսոլացված ջուրը պարբերաբար արտահոսում է սառցե կասկադների փոքր ճեղքերից: Աղի ջրի աղբյուրը անհայտ չափի ենթասառցադաշտային ավազան է, որը ծածկված է մոտ 400 մետր (1300 ոտնաչափ) հաստությամբ սառույցով, որը գտնվում է արյան ջրվեժի մոտ գտնվող իր փոքրիկ ելքից մի քանի կիլոմետր հեռավորության վրա:

Կարմրավուն հանքավայրը հայտնաբերվել է 1911 թվականին ավստրալացի երկրաբան Թոմաս Գրիֆիթ Թեյլորի կողմից, ով առաջինն է ուսումնասիրել իր անունը կրող հովիտը^[3]: Անտարկտիդայի ռահվիրաները սկզբում կարմիր գույնը վերագրեցին կարմիր ջրիմուռներին, սակայն ավելի ուշ ապացուցվեց, որ այն պայմանավորված է երկաթի օքսիդներով։

Երկրաքիմիա

Ջրի մեջ վատ լուծվող երկաթի օքսիդները նստում են սառույցի մակերեսին այն բանից հետո, երբ չսառեցված ծովի ջրում առկա երկաթի իոնները օքսիդանում են օդի թթվածնի հետ շփման ժամանակ: Ավելի լուծելի երկաթի իոնները ի սկզբանե լուծվում են հին ծովի ջրի մեջ, որը կուտակվել է Անտարկտիկայի օվկիանոսից մնացած հնագույն ջրամբարում, երբ ֆյորդը սառցադաշտով մեկուսացված էր միոցենի ժամանակաշրջանում իր առաջխաղացման ընթացքում, մոտ 5 միլիոն տարի առաջ, երբ ծովի մակարդակն ավելի բարձր էր, քան այսօր:

Ի տարբերություն Անտարկտիկայի սառցադաշտերի մեծ մասի, Թեյլորի սառցադաշտը չի սառչում հիմնաքարերի, հավանաբար դրա տակ պարփակված հնագույն ծովի ջրի բյուրեղացման արդյունքում կենտրոնացված աղերի առկայության պատճառով: Աղերի կրիոկենտրոնացումը տեղի է ունեցել մասունքային ծովի ջրի խորքային շերտերում, երբ մաքուր սառույցը բյուրեղացել է և սառչելիս արձակել է դրանում լուծված աղերը ՝ գերության մեջ գտնվող հեղուկ ծովի ջրի ջերմափոխանակության պատճառով ՝ սառցադաշտի հսկայական սառցե զանգվածով ։ Արդյունքում, թակարդված ծովային ջուրը կենտրոնացավ աղաջրի մեջ, որի աղիությունը երկու-երեք անգամ գերազանցում էր օվկիանոսի ջրի միջին աղիությունը: Երկրորդ մեխանիզմը, որը երբեմն նաև բացատրում է հիպերսալացված աղաջրի առաջացումը, ջրի գոլորշիացումն է մակերեսային լճերից, որոնք ուղղակիորեն ենթարկվում են Մակմուրդոյի չոր հովիտներում շատ չոր բևեռային մթնոլորտի ազդեցությանը: Ջրի կայուն իզոտոպների վերլուծությունը թույլ է տալիս, սկզբունքորեն, տարբերակել երկու գործընթացները, քանի դեռ տարբեր կոմպոզիցիաների աղաջրերը չեն խառնվում^[4]:

Սառույցի ճեղքից պատահաբար վերցված հիպերսալացված հեղուկը թթվածին չուներ և հարուստ էր սուլֆատներով և երկաթի իոններով: Սուլֆատը ծովային պայմանների մնացորդային երկրաքիմիական հատկությունն է, մինչդեռ Լուծվող երկվալենտ երկաթը, ամենայն հավանականությամբ, արդյունահանվել է ենթասառցադաշտային ապարների հանքանյութերից, որոնք քայքայվել են միկրոօրգանիզմների գործունեության արդյունքում:

Մանրէաբանական էկոհամակարգ

Քիմիական և մանրէաբանական վերլուծությունները ցույց են տալիս, որ սառցե գոտում ձևավորվել է ավտոտրոֆ բակտերիաների հազվագյուտ էկոհամակարգ, որոնք կլանում են սուլֆատը և երկաթի իոնները^[5]^[6]: Ըստ Թենեսիի համալսարանի գեոմիկրոկենսաբան Jill Mikucki-ի, արյան ջրվեժի ջրի նմուշները պարունակում էին առնվազն 17 տարբեր տեսակի մանրէներ և գրեթե թթվածին չէին պարունակում^[5]: Բացատրությունը կարող է լինել այն, որ մանրէները օգտագործում են սուլֆատ ՝ երկաթի իոնները փոխանակելու և դրանց կողմից թակարդված օրգանական նյութերի մնացորդային քանակները կլանելու համար: Նման նյութափոխանակության գործընթացը նախկինում բնության մեջ երբեք չի նկատվել^[5]:

Զարմանալի դիտարկում է երկաթի և սուլֆատի իոնների համակեցությունը թթվածնային պայմաններում։ Սուլֆիդային անիոններ համակարգում չեն հայտնաբերվել: Սա ցույց է տալիս ծծմբի և երկաթի կենսաքիմիական ցիկլերի բարդ և վատ ուսումնասիրված փոխազդեցությունը:

2014 թվականի դեկտեմբերին Mikacki-ի ղեկավարած գիտնականներն ու ինժեներները վերադարձան Թեյլորի սառցադաշտ և օգտագործեցին IceMole զոնդը, որը մշակվել էր Գերմանիայի հետ համատեղ, սառցադաշտը հալեցնելու և ջրվեժները սնուցող աղի ջրի (աղաջրի) նմուշներ ուղղակիորեն վերցնելու համար^[7]:

Նմուշները վերլուծվել են և ցույց են տվել սառը (-7 °C (19 °F)), երկաթով հարուստ (3,4 մմ) ենթասառցադաշտային աղաջրի (8% նատրիումի քլորիդ) առկայություն: Այս նմուշներից գիտնականները հայտնաբերել և բնութագրել են բակտերիաների մի տեսակ, որոնք ունակ են աճել աղի ջրի մեջ (հալոֆիլ), որոնք ծաղկում են ցրտին (հոգեֆիլ) և հետերոտրոֆ են, որոնք նրանք վերագրել են marinobacter սեռին^[8]: ԴՆԹ-ի կենսատեղեկատվական վերլուծությունը ցույց է տվել, որ երկրորդական նյութափոխանակության մեջ ներգրավված գեների առնվազն չորս կլաստեր կա: Գեների երկու կլաստերները կապված են արիլ պոլիենների արտադրության հետ, որոնք գործում են որպես հակաօքսիդիչներ, որոնք պաշտպանում են բակտերիաները ռեակտիվ թթվածնի տեսակներից^[8]: Մեկ այլ գեների կլաստեր, կարծես, ներգրավված է տերպենների կենսասինթեզում, ամենայն հավանականությամբ՝ գունանյութեր արտադրելու համար^[8]: Հայտնաբերված այլ մանրէներ են Thiomicrospira sp.-ն և Desulfocapsa sp.-ն։

Ձնագնդի Երկրի վարկածի հետևանքները

Mikucki-ի և այլոց (2009թ․) կարծիքով, այժմ անհասանելի ենթասառցադաշտային ավազանը փակվել է 1.5-2 միլիոն տարի առաջ և վերածվել է մի տեսակ «ժամանակի պարկուճի», որը բավականաչափ երկար ժամանակով մեկուսացրել է հին միկրոբային պոպուլյացիան՝ այլ նմանատիպ ծովային օրգանիզմներից անկախ զարգանալու համար։ Սա բացատրում է, թե ինչպես կարող էին այլ միկրոօրգանիզմներ գոյատևել, երբ Երկիրը (ըստ «Ձնագնդի Երկրի» վարկածի) ամբողջությամբ սառել էր։

Սառույցով ծածկված Օվկիանոսները կարող էին լինել մանրէաբանական էկոհամակարգերի միակ ապաստարանը, երբ երկիրը, ըստ երևույթին, ծածկված էր սառցադաշտերով արևադարձային լայնություններում Պրոտերոզոյան դարաշրջանում մոտ 650-750 միլիոն տարի առաջ:

Հետևանքները աստղակենսաբանության համար

Այս անսովոր վայրը եզակի հնարավորություն է տալիս գիտնականներին ուսումնասիրել միկրոօրգանիզմների կյանքը խորը գետնի տակ ծայրահեղ պայմաններում ՝ առանց բևեռային սառույցներում խորը հորեր հորատելու անհրաժեշտության, ինչը ենթադրում է փխրուն և դեռ անձեռնմխելի շրջակա միջավայրի աղտոտման վտանգ:

Երկրի վրա ծանր պայմանների ուսումնասիրությունը օգտակար է հասկանալու համար այն պայմանների շրջանակը, որոնց կյանքը կարող է հարմարվել և նախնական գնահատել կյանքի հնարավորությունը Արեգակնային համակարգի այլ մասերում, այնպիսի վայրերում, ինչպիսիք են Մարսը կամ Եվրոպան, Յուպիտերի սառույցով ծածկված արբանյակը: ՆԱՍԱ-ի աստղակենսաբանության ինստիտուտի գիտնականները ենթադրում են, որ այս աշխարհները կարող են պարունակել ենթասառցադաշտային հեղուկ ջրային միջավայր, որը բարենպաստ է կյանքի տարրական ձևերի համար, որոնք խորությամբ ավելի լավ պաշտպանված կլինեն ուլտրամանուշակագույն և տիեզերական ճառագայթումից, քան մակերեսին^[9]^[10]:

Տես նաև

Էքստրեմոֆիլներ (օրգանիզմներ, որոնք դիմացկուն են ծայրահեղ պայմաններին)
Փսիխրոֆիլներ (սառը դիմացկուն մանրէներ)
Հիպերսոլացված աղաջրերի կրիոկենտրոնացում
Էվտեկտիկական համակարգ
Սառեցման կետի իջեցում
Կյանքը Մարսի վրա
Թիոմիկրոհաբդուս արկտիկական

Ծանոթագրություններ

↑ https://data.aad.gov.au/aadc/gaz/scar/display_name.cfm?gaz_id=139528
1 2 https://www.sciencedaily.com/releases/2003/11/031105064856.htm
↑ «Explanation offered for Antarctica's 'Blood Falls'». ScienceDaily. Ohio State University. 2003 թ․ նոյեմբերի 5. Վերցված է 2009 թ․ ապրիլի 18-ին.
↑ Horita, Juske (2009 թ․ փետրվար). «Isotopic evolution of saline lakes in the low-latitude and polar regions». Aquatic Geochemistry. 15 (1–2): 43–69. Bibcode:2009AqGeo..15...43H. doi:10.1007/s10498-008-9050-3. S2CID 140535685.
1 2 3 Grom, Jackie (2009 թ․ ապրիլի 16). «Ancient Ecosystem Discovered Beneath Antarctic Glacier». Science. Վերցված է 2009 թ․ ապրիլի 17-ին.
↑ Mikucki, Jill A.; և այլք: (2009 թ․ ապրիլի 17). «A Contemporary Microbially Maintained Subglacial Ferrous "Ocean"». Science (journal)|Science. 324 (5925): 397–400. Bibcode:2009Sci...324..397M. doi:10.1126/science.1167350. PMID 19372431. S2CID 44802632.
↑ Rejcek, Peter (2015 թ․ մարտի 4). «Lifeblood of a Glacier». The Antarctic Sun. Արխիվացված է օրիգինալից 2015-03-09-ին. Վերցված է 2015 թ․ մարտի 4-ին.
1 2 3 Carter, J.; և այլք: (2016 թ․ դեկտեմբեր). «Induction of cryptic metabolites from a rare Antarctic psychrophile, Marinobacter sp». Planta Medica. 82 (S 01). P581. doi:10.1055/s-0036-1596642. ISSN 0032-0943.
↑ «Science Goal 1: Determine if Life Ever Arose On Mars». Mars Exploration Program. NASA. Վերցված է 2010 թ․ հոկտեմբերի 17-ին.
↑ «The Case of the Missing Mars Water». Science@NASA. NASA. 2001 թ․ հունվարի 5. Արխիվացված է օրիգինալից 2010 թ․ ապրիլի 12-ին. Վերցված է 2009 թ․ ապրիլի 20-ին.

Հետագա ընթերցում

Lerman, Abraham (2009 թ․ փետրվար). «Saline Lakes' Response to Global Change». Aquatic Geochemistry. 15 (1–2): 1–5. Bibcode:2009AqGeo..15....1L. doi:10.1007/s10498-008-9058-8. S2CID 129653802.
Green, William J.; Lyons, W. Berry (2009 թ․ փետրվար). «The Saline Lakes of the McMurdo Dry Valleys, Antarctica». Aquatic Geochemistry. 15 (1–2): 321–348. Bibcode:2009AqGeo..15..321G. doi:10.1007/s10498-008-9052-1. S2CID 128898063.
Kluger, Jeffrey (2009 թ․ ապրիլի 18). «An Organism Survives Antarctica, and Maybe Mars». Time. Արխիվացված է օրիգինալից 2022-12-02-ին. Վերցված է 2025-06-26-ին.
Tierney, John (2009 թ․ ապրիլի 19). «The Dark Secret at Blood Falls». The New York Times.
«Newly Discovered Iron-breathing Species Have Lived In Cold Isolation For Millions Of Years». ScienceDaily. Harvard University. 2009 թ․ ապրիլի 17.
Badgeley, Jessica A.; Pettit, Erin C.; Carr, Christina G.; և այլք: (2017 թ․ ապրիլի 24). «An englacial hydrologic system of brine within a cold glacier: Blood Falls, McMurdo Dry Valleys, Antarctica». Journal of Glaciology. 63 (239): 387–400. Bibcode:2017JGlac..63..387B. doi:10.1017/jog.2017.16.

Արտաքին հղումներ

Blood Falls, Antarctica's Dry Valleys ՆԱՍԱ-ի երկրային աստղադիտարանի կողմից
Blood Falls - 100 Wonders ՅուԹյուբում Atlas Obscura-ի կողմից

[_29663dea54976229-1] ttps://data.aad.gov.au/aadc/gaz/scar/display_name.cfm?gaz_id=139528

[_d37b435d78621b9d-2] 1 2 https://www.sciencedaily.com/releases/2003/11/031105064856.htm

[3] «Explanation offered for Antarctica's 'Blood Falls'». ScienceDaily. Ohio State University. 2003 թ․ նոյեմբերի 5. Վերցված է 2009 թ․ ապրիլի 18-ին.

[4] Horita, Juske (2009 թ․ փետրվար). «Isotopic evolution of saline lakes in the low-latitude and polar regions». Aquatic Geochemistry. 15 (1–2): 43–69. Bibcode:2009AqGeo..15...43H. doi:10.1007/s10498-008-9050-3. S2CID 140535685.

[ScienceNOW-5] 1 2 3 Grom, Jackie (2009 թ․ ապրիլի 16). «Ancient Ecosystem Discovered Beneath Antarctic Glacier». Science. Վերցված է 2009 թ․ ապրիլի 17-ին.

[6] Mikucki, Jill A.; և այլք: (2009 թ․ ապրիլի 17). «A Contemporary Microbially Maintained Subglacial Ferrous "Ocean"». Science (journal)|Science. 324 (5925): 397–400. Bibcode:2009Sci...324..397M. doi:10.1126/science.1167350. PMID 19372431. S2CID 44802632.

[AntSun20150304-7] Rejcek, Peter (2015 թ․ մարտի 4). «Lifeblood of a Glacier». The Antarctic Sun. Արխիվացված է օրիգինալից 2015-03-09-ին. Վերցված է 2015 թ․ մարտի 4-ին.

[Carter_2016-8] 1 2 3 Carter, J.; և այլք: (2016 թ․ դեկտեմբեր). «Induction of cryptic metabolites from a rare Antarctic psychrophile, Marinobacter sp». Planta Medica. 82 (S 01). P581. doi:10.1055/s-0036-1596642. ISSN 0032-0943.

[9] «Science Goal 1: Determine if Life Ever Arose On Mars». Mars Exploration Program. NASA. Վերցված է 2010 թ․ հոկտեմբերի 17-ին.

[10] «The Case of the Missing Mars Water». Science@NASA. NASA. 2001 թ․ հունվարի 5. Արխիվացված է օրիգինալից 2010 թ․ ապրիլի 12-ին. Վերցված է 2009 թ․ ապրիլի 20-ին.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]