stringtranslate.com

Озеро Ликанкабур

Озеро Ликанкабуркратерное озеро в Чили, расположенное на вулкане Ликанкабур ( регион Антофагаста , провинция Эль-Лоа ). Оно находится недалеко от города Сан-Педро-де-Атакама , а также очень близко к границе Чили с Боливией .

Озеро является одним из нескольких высокогорных вулканических озер в регионе. Озеро Ликанкабур расположено внутри вершинного кратера Ликанкабура и было обнаружено альпинистами в 1953 году, когда его длина составляла 85 метров (280 футов). Хотя водоем мог переполняться в прошлом, в настоящее время он осушается только за счет просачивания и испарения . Уровень озера изменчив; в 2002 году его площадь поверхности составляла 7000 квадратных метров (75000 квадратных футов).

Вода в озере чистая и слегка соленая. Температурные показатели, зафиксированные на дне озера в 2006 году, указывают на то, что оно подвержено геотермальному нагреву . Местный климат засушливый, холодный и подвержен сильной инсоляции , включая сильное ультрафиолетовое излучение . Это привело к тому, что озеро сравнивают с окружающей средой Марса . Несмотря на эти условия, в озере живут бактерии , археи , ракообразные и даже мошка .

Контекст

Вулканические озера в Андах Боливии и Чили можно найти на большой высоте, некоторые близки или превышают 6000 метров (20 000 футов). Такие озера часто бедны питательными веществами и подвержены сильному ультрафиолетовому излучению, отчасти из-за высокой инсоляции, а отчасти потому, что их воды, как правило, прозрачны для ультрафиолетового излучения. [1] Кроме того, атмосфера на таких высотах бедна кислородом . [2] Эти и другие свойства окружающей среды похожи на условия, которые существовали на Марсе. [3] [4] В конце последнего ледникового периода Анды стали намного суше. [5] Проект NASA High Lakes изучил несколько таких озер, [6] включая подводное плавание в озере Ликанкабур в 2006 году. [7] [8] Озеро использовалось в качестве испытательного полигона. [9]

Озеро Ликанкабур расположено на Ликанкабуре, вулкане , конус которого возвышается над боливийско-чилийской границей и окружающим регионом. [10] Этот вулкан образовался в позднем плейстоцене , [11] и является потенциально активным. Два других озера, Лагуна Бланка и Лагуна Верде , можно найти у подножия вулкана. [12] Ликанкабур считался священной горой у народа атакамено , и восхождение на нее не рекомендуется. [13] Тем не менее, в 1953 году альпинисты обнаружили на краю кратера каменные строения. [14] Современная легенда гласит, что в кратере можно найти золотую голову гуанако . [13]

Физические свойства

Озеро Ликанкабур в 2012 году, вид с края

Озеро было впервые обнаружено альпинистами в 1953 году. [10] Озеро находится на дне кратера Ликанкабур , на глубине 46 метров (150 футов) под краем кратера. [14] Небольшое количество растворенного материала делает его воды прозрачными. [15] Это одно из самых высокогорных озер в мире [6] и одно из самых высоких вулканических озер; другое вулканическое озеро Анд, Охос-дель-Саладо , находится еще выше, но малоизученно. [16]

Озеро имеет форму эллипса , 85 метров (280 футов) в длину на момент открытия. [14] В 2002 году площадь поверхности озера составляла 7000 квадратных метров (75 000 квадратных футов). [12] Максимальная глубина озера составляет 5,2 метра (17 футов), [17] хотя она значительно менялась в период с 1990 по 2010 год. [5] Оно находится на высоте 5900 метров (19 300 футов). [18] Его водосборный бассейн занимает площадь поверхности 22 000 квадратных метров (240 000 квадратных футов) и, вероятно, был больше до того, как кратер начал разрушаться. [19] Берег образован песком, каменистыми осыпями и осыпями . [20]

Снегопад обеспечивает воду для озера, [18] при этом среднее количество осадков, измеренное в 118 миллиметров (4,6 дюйма) в период с 2002 по 2007 год. [12] Согласно оценкам 1955 года, чуть больше половины воды озера покидает озеро через просачивание, а остальная часть через испарение. Возможно, в прошлом озеро переливалось через свой юго-западный край через канал там, когда климат был более влажным, а глубина воды достигала 40 метров (130 футов). Это могло бы объяснить отсутствие солевых отложений. [19] Также есть прошлые береговые линии , указывающие на прошлые глубины 10–12 метров (33–39 футов). [21]

Температура воды колеблется от 1,4 до 4,3 °C (от 34,5 до 39,7 °F). [12] Температура воды самая высокая у берега и снижается к центру озера. [22] Иногда озеро покрыто льдом, [23] в отличие от других кратерных озер в регионе, которые обычно замерзали. [18] В настоящее время ледяной покров существует с апреля по сентябрь; [12] он может достигать толщины 80 сантиметров (31 дюйм). [5] Кроме того, ночные заморозки могут образовывать тонкий ледяной покров, который тает утром. [24] Вода прозрачная, и дно видно. [23]

Общее содержание соли составляет 1,2 грамма на литр (4,3 × 10−5  фунта/куб. дюйм). [25] Первооткрыватели озера Ликанкабур считали, что оно имеет низкое содержание соли, учитывая, что типичные соляные отложения отсутствовали. [ 18] Высокое количество алюминия , кальция , железа , магния и натрия в водах озера по сравнению с количеством в источниках у подножия Ликанкабура может быть связано с длительным взаимодействием воды и горных пород. [26] Концентрации нитритов , нитратов и фосфатов невелики. [15] Хлориды и сульфаты указывают на поступление геотермальных жидкостей в озеро, [27] а в 2006 году наблюдалась дегазация, связанная с более высокими температурами воды в области дегазации в северо-восточной части озера. [15] В течение 2002-2006 годов были измерены значения pH 8-4-6,9. [12]

Условия окружающей среды

Озеро Ликанкабур подвержено воздействию экстремальных климатических условий, включая низкое давление воздуха , сильную инсоляцию и сильные колебания температуры. [5] Весь регион был засушливым в течение всего голоцена [28] , и преобладает сильное испарение. [25] Береговые линии вокруг многочисленных озер указывают на то, что в прошлом уровень воды был выше. [28]

Температура воздуха в озере Ликанкабур колеблется от 5 до −25 °C (от 41 до −13 °F) в дневное время и от −25 до −45 °C (от −13 до −49 °F) ночью. Давление воздуха составляет менее половины от давления на уровне моря. Температура воды на дне озера почти всегда ниже 0 °C (32 °F), хотя одно измерение в 1984 году показало температуру 6 °C (43 °F). [2] Такое потепление может быть вызвано геотермальным теплом вулкана. [27]

Большинство осадков выпадает летом во время так называемой «альтипланической зимы», но зимние штормы также приносят немного воды в регион Ликанкабур. [29] Регион испытывает сильную инсоляцию с ультрафиолетовым излучением , которое может повредить ДНК организмов. [30] Иногда на район Ликанкабур влияет антарктическая озоновая дыра . [29] Окружающую среду в озере Ликанкабур с низкими температурами, осадками и атмосферным давлением , а также высоким ультрафиолетовым излучением [8] сравнивают с окружающей средой древних озер на Марсе, что повышает интерес к его формам жизни. [2] В 2002 году на берегах озера была размещена метеостанция для регистрации данных о погоде и ультрафиолетовом излучении. [12]

Биология

Озеро в 2012 году, вид с берега озера

В 1981 году археологи обнаружили, что озеро Ликанкабур содержит планктон . [2] Несмотря на высокую ультрафиолетовую радиацию, в частях водной толщи, подверженных воздействию радиации, можно обнаружить организмы , в том числе на поверхности озера в полдень. [15]

Из-за экстремальных условий окружающей среды было изучено биоразнообразие высокогорных озер, таких как озеро Ликанкабур. [6] Общее содержание растворенного углерода в озере составило 2,44 миллиграмма на литр (8,8 × 10−8  фунтов/куб. дюйм). [11] Количество клеток , обнаруженных в отложениях озера, увеличивается с глубиной отложений; [31] археи присутствуют только на глубине 2,5 метра (8 футов 2 дюйма). [32] На дне озера были обнаружены микробные маты , содержащие цианобактерии . [33]

Типичные бактериальные таксоны — Actinomycetota , Bacteroidota и Betaproteobacteria . [34] В целом , в таких высокогорных озерах можно найти только ограниченное количество бактериальных таксонов . [35] Pseudomonadota и Bacteroidota доминируют в сообществе бактерий озера Ликанкабур, что также было обнаружено в других озерах в схожих условиях в Тибете и на северо-западе Аргентины . В озере больше видов бактерий, чем архей. [34] Цианобактерии — это в основном таксоны, которые демонстрируют фиксацию азота , такие как Calothrix , Nodularia и Nostoc . [36] Другие организмы участвуют в метаболизме серы . [37] Существуют заметные различия в бактериальных сообществах на мелководье и на большой глубине. [32]

Геномные последовательности цианобактерий напоминают последовательности из геотермальных и холодных сред. [36] Большинство геномных последовательностей, выделенных в озере Ликанкабур, имеют менее 95% сходства с культивируемыми видами, [34] при этом около 37% всех наблюдаемых цианобактерий являются новыми видами. [38]

Было замечено, что цветные веслоногие рачки образуют рои в озере; [39] некоторые из них в ноябре 2006 года были обнаружены на поверхности озера, а другие спрятались между камнями. [21] Два вида ветвистоусых рачков , два вида остракод и один вид раковинных амеб были первоначально обнаружены в озере Ликанкабур. [6] Виды зоопланктона , обнаруженные в Ликанкабуре, широко распространены в Южной Америке , в одном случае достигнув Антарктиды . [21]

Виды животных, которые были идентифицированы в озере Ликанкабур, включают ветвистоусого ракообразного Alona altiplana [ 40], каланоидного веслоногого рачка Boeckella titicacae , альтернативно идентифицированного как Boeckella gracilipes [41] , ветвистоусого рачка Daphniopsis chilensis , который может быть эндемиком озера [21] , ветвистоусого рачка Pleuroxus fryeri [ 40] и раковинную амебу Scutiglypha cabrolae [ 17] По одному виду раковинной амебы , хирономиды , коловратки , двух видов веслоногих рачков и трех видов ветвистоусых рачков были зарегистрированы в 2009 году [42] [6] Личинка хирономидной мошки также является самой высокой находкой хирономидной мошки, превосходящей тибетские образцы [21] .

Примечания

  1. ^ Эскудеро и др. 2007, стр. 3.
  2. ^ abcd Cabrol, NA ; Grin, EA; McKay, CP; Friedmann, I.; Diaz, G. Chong ; Demergasso, C.; Kisse, K.; Grigorszky, I.; Ocampo Friedmann, R. (2003-03-01). "Проект Ликанкабур: исследование пределов жизни в самом высоком озере на Земле как аналога марсианских палеоозёр" (PDF) . Lunar and Planetary Science XXXIV . 34 : 1393. Bibcode :2003LPI....34.1393C.
  3. ^ Каброль, Грин и Хок 2007, стр. 4.
  4. ^ Каброль и др. 2009, стр. 2.
  5. ^ abcd Cabrol & Grin 2010, с. 350.
  6. ^ abcde SMET 2009, стр. 119.
  7. ^ Glausiusz, Josie (5 декабря 2019 г.). «Жизнь на более высоком уровне». Nature . 576 (7785): 174. Bibcode :2019Natur.576..174G. doi :10.1038/d41586-019-03706-x. PMID  31796908.
  8. ^ ab Моррис, Бертольд и Каброль 2007, стр. 155.
  9. ^ Mundt, CW; Montgomery, KN; Udoh, UE; Barker, VN; Thonier, GC; Tellier, AM; Ricks, RD; Darling, RB; Cagle, YD; Cabrol, NA; Ruoss, SJ; Swain, JL; Hines, JW; Kovacs, GTA (сентябрь 2005 г.). «Многопараметрическая носимая система физиологического мониторинга для космических и наземных приложений». Труды IEEE по информационным технологиям в биомедицине . 9 (3): 388. doi :10.1109/TITB.2005.854509.
  10. ^ ab Rudolph 1955, стр. 151.
  11. ^ ab SMET 2009, стр. 122.
  12. ^ abcdefg Cabrol et al. 2009, с. 3.
  13. ^ ab Rudolph 1955, стр. 154.
  14. ^ abc Rudolph 1955, стр. 156.
  15. ^ abcd Cabrol & Grin 2010, с. 357.
  16. ^ Каброль и Грин 2010, стр. 349.
  17. ^ ab SMET 2009, стр. 120.
  18. ^ abcd Рудольф 1955, стр. 162.
  19. ^ ab Rudolph 1955, стр. 164.
  20. ^ Моррис, Бертольд и Каброль 2007, стр. 157.
  21. ^ abcde Cabrol & Grin 2010, стр. 359.
  22. ^ Каброль и Грин 2010, стр. 358.
  23. ^ ab Моррис, Бертольд и Каброль 2007, стр. 156.
  24. ^ Каброль и Грин 2010, стр. 351.
  25. ^ ab SMET 2009, стр. 121.
  26. ^ Эскудеро и др. 2007, стр. 5.
  27. ^ ab Hock, AN; Cabrol, NA; Grin, EA; Fike, DA; Paige, DA (2003-04-01). «Гидротермальная циркуляция в самом высоком озере мира? Экологическое исследование озера в кратере вулкана Ликанкабур как земного аналога марсианских палеоозёр». Совместная ассамблея EGS – AGU – EUG . Команда экспедиции Ликанкабур 2002 года: 13586. Bibcode : 2003EAEJA....13586H.
  28. ^ аб Демергассо и др. 2010, с. 1.
  29. ^ аб Каброль и др. 2009, с. 7.
  30. ^ Демергассо и др. 2010, с. 2.
  31. ^ Эскудеро и др. 2007, стр. 6.
  32. ^ аб Каброль и др. 2009, с. 12.
  33. ^ Каброль и др. 2009, стр. 10.
  34. ^ abc Эскудеро и др. 2007, с. 7.
  35. ^ Эскудеро и др. 2007, стр. 8.
  36. ^ аб Каброль и др. 2009, с. 11.
  37. ^ Демергассо и др. 2010, с. 9.
  38. ^ Флеминг, Эрих Д.; Пруферт-Бебут, Лесли (июнь 2010 г.). «Характеристика сообществ цианобактерий из высокогорных озер в Боливийских Андах». Журнал геофизических исследований: Biogeosciences . 115 (G2): n/a. Bibcode : 2010JGRG..115.0D07F. doi : 10.1029/2008JG000817 .
  39. ^ Каброль и др. 2009, стр. 13.
  40. ^ ab Котов, Алексей А.; Синев, Артем Ю.; Берриос, Вивиана Лорена (2010-04-19). «Ветвистоусые ракообразные (Crustacea: Branchiopoda) шести высокогорных водоемов в северочилийских Андах, с обсуждением эндемизма Анд». Zootaxa . 2430 (1): 1–66. doi :10.11646/zootaxa.2430.1.1. ISSN  1175-5334.
  41. ^ Scheihing, Rodrigo; Cardenas, Leyla; Nespolo, Roberto F.; Krall, Paola; Walz, Katherina; Kohshima, Shiro; Labarca, Pedro (20 ноября 2009 г.). "Морфологический и молекулярный анализ центропагид с высокогорного плато Анд (Copepoda: Calanoidea)". Hydrobiologia . 637 (1): 45–52. doi :10.1007/s10750-009-9983-6. hdl : 10533/141296 . S2CID  40744958.
  42. ^ Каброль, Грин и Хок 2007, стр. 6.

Источники

Ссылки

Внешние ссылки