Lake Vostok

Lake Vostok

A             Beneath the white blanket of Antarctica lies half a continent of virtually uncharted territory – an area so completely hidden that scientists have little clue what riches await discovery. Recently, Russian and British glaciologists identified an immense lake – one of Earth’s largest and deepest – buried beneath 4,000 meters of ice immediately below Russia’s Vostok Station.

B              As details have emerged, a growing number of scientists are showing interest, with dozens of investigators keen to explore the feature, known as Lake Vostok. A thick layer of sediment at the bottom of the lake could hold novel dues to the planet’s climate going back lens of millions of years. By looking at the ratio of different oxygen isotopes, scientists should be able to trace how Earth’s temperature changed over the millennia. NASA has expressed interest in Lake Vostok because of its similarity to Europa. This moon of Jupiter appears to have a water ocean covered by a thick ice sheet, measuring perhaps tens of kilometers in depth. If hydrothermal vents exist beneath the ice, chemical reactions on Europa could have created the molecular building blocks for life, if not life itself. Vostok would be an ideal testing ground for technology that would eventually fly to Europa or places even more distant, say many scientists. Though cheap compared with a Europan mission, any expedition to Vostok would represent a significant investment.

C               Vostok Station holds the uncomfortable distinction of having recorded the coldest temperature on Earth. Thermometers there measured in July 1983, and the average temperature hovers around -55ºC. It’s the thick ice, strangely, that enables a lake to survive in such a frozen environment. The 4 kilometers of ice acts effectively as an insulating blanket protecting the bedrock underneath the ice from the cold temperatures above. Geothermal heat coming from the planet’s interior keeps the lake from freezing and warms the lowest layers of ice. The tremendous weight of the ice sheet also plays a role in maintaining the lake. Beneath 4 kilometers of glacier, the pressure is intense enough to melt ice at a temperature of -4°C. These factors have helped lakes develop across much of the thickly blanketed East Antarctica. More ore than 70 hidden lakes have been detected in the small portion of the continent to date. Lake Vostok is the largest of these, stretching 280km from south to north and some 60 km from east to west. At Vostok station, which sits at the southern end of the lake, the water depth appears to be 500m according to seismic experiments carried out by Russian researchers.

D              The first clues to Lake Vostok’s existence came in the 1970s, when British, U.S., and Danish researchers collected radar observations by flying over this region. The radar penetrates the ice and bounces off whatever sits below. When researchers found a surface as flat as a mirror, they surmised that a lake must exist underneath the ice. An airborne survey of the lake is being undertaken, the first step toward eventually drilling into the water. Along with the potential rewards come a host of challenges. Researchers must find a way to penetrate the icy covering without introducing any microorganisms or pollutants into the sealed-off water.

E              What about life in the depths? If tiny microbes do populate the lake, they may be some of the hungriest organisms ever discovered. Lake Vostok has the potential to be one of the most energy-limited, or oligotrophic, environments on the planet. For the lake’s residents, the only nutrients would come from below. Russian investigators have speculated that the lake floor may have hot springs spewing out hydrothermal fluids stocked with reduced metals and other sorts of chemical nutrients. Scant geological evidence available for this region, however, indicates that the crust is old and dead. Without a stream of nutrients seeping up from the

Hồ Vostok

A           Nằm ẩn dưới lớp chăn màu trắng bao phủ Nam Cực là một nửa lục địa của vùng đất hầu như chưa từng được khám phá – một khu vực bị che phủ hoàn toàn đến mức các nhà khoa học có rất ít manh mối về những điều phong phú hấp dẫn đang chờ đợi được khám phá. Gần đây, các nhà nghiên cứu về băng của Nga và Anh đã xác định được vị trí một hồ nước lớn – một trong những hồ lớn nhất và sâu nhất trên Trái đất – bị chôn vùi dưới lớp băng dày 4.000 mét ngay bên dưới trạm nghiên cứu Vostok thuộc Nga.

B           Khi các thông tin chi tiết được công bố, ngày càng càng có nhiều nhà khoa học thể hiện sự quan tâm, hàng chục nhà nghiên cứu muốn khám phá đặc điểm của hồ, được gọi là hồ Vostok. Một lớp trầm tích dày dưới đáy hồ có thể giữ lại những chứng tích kỳ diệu về khí hậu của hành tinh dưới lăng kính của hàng triệu năm lịch sử. Bằng cách xem xét tỷ lệ của các đồng vị oxy khác nhau, các nhà khoa học có thể theo dõi nhiệt độ Trái đất đã thay đổi như thế nào qua nhiều thiên niên kỷ. NASA đã bày tỏ sự quan tâm đến Hồ Vostok do sự tương tự với các điều kiện của Europa. Mặt trăng của Sao Mộc này dường như có một đại dương nước được bao phủ bởi một lớp băng dày, độ sâu dự tính hàng chục km. Nếu tồn tại các lỗ phun thủy nhiệt bên dưới lớp băng, các phản ứng hóa học trên Europa có thể đã tạo ra các khối cấu thành phân tử cần thiết cho sự sống, nếu không phải là chính sự sống. Theo nhiều nhà khoa học, Vostok sẽ là nơi thử nghiệm lý tưởng cho nền tảng về công nghệ để cuối cùng có thể bay tới Europa hoặc những nơi ở khoảng cách xa hơn. Mặc dù rẻ so với sứ mệnh Europan, bất kỳ chuyến thám hiểm nào đến Vostok sẽ cần một khoản đầu tư đáng kể.

C            Trạm Vostok giữ một kỷ lục không mấy dễ chịu là đã từng ghi nhận nhiệt độ lạnh nhất trên Trái đất. Nhiệt độ trung bình được đo bằng nhiệt kế vào tháng 7 năm 1983 dao động trong khoảng -55ºC. Kỳ lạ thay, chính lớp băng dày đã giúp hồ nước có thể tồn tại được trong môi trường đóng băng như vậy. Lớp băng dày 4 km hoạt động hiệu quả như một tấm chăn cách nhiệt bảo vệ phần nền bên dưới lớp băng khỏi nhiệt độ lạnh giá phía trên. Địa nhiệt tỏa ra từ bên trong lõi hành tinh giúp hồ không bị đóng băng và làm ấm lớp băng ở các tầng thấp nhất. Khối lượng khổng lồ của tảng băng cũng đóng vai trò giúp duy trì hồ. Dưới độ sâu 4 km của sông băng, áp suất đủ mạnh để làm tan băng ở nhiệt độ -4°C. Chính những yếu tố này đã giúp các hồ nước tồn tại trên phần lớn khu vực thuộc phía đông Nam cực có lớp băng phủ dày. Cho đến nay, hơn 70 hồ ngầm đã được phát hiện trong một khu vực nhỏ của lục địa này. Vostok là hồ lớn nhất trong số này, trải dài 280 km từ phía nam đến phía bắc và khoảng 60 km từ đông sang tây. Tại trạm nghiên cứu Vostok, nằm ở cực phía nam của hồ, độ sâu của nước vào khoảng 500m theo các thí nghiệm địa chấn do các nhà nghiên cứu Nga thực hiện.

D            Những manh mối đầu tiên về sự tồn tại của Hồ Vostok đến vào những năm 1970, khi các nhà nghiên cứu Anh, Mỹ và Đan Mạch thu thập các dữ liệu quan sát từ radar bằng cách bay qua khu vực này. Radar xuyên qua lớp băng và dội lại khi gặp bất cứ thứ gì nằm bên dưới. Khi các nhà nghiên cứu phát hiện một bề mặt phẳng như một tấm gương, họ nghi ngờ rằng phải tồn tại một hồ nước bên dưới lớp băng. Một cuộc khảo sát từ trên không của hồ đang được tiến hành, bước đầu tiên để tiến tới việc khoan sâu vào lớp nước. Đi kèm với những phần thưởng đầy tiềm năng là một loạt các thách thức. Các nhà nghiên cứu phải tìm cách xuyên qua lớp phủ băng mà không mang theo bất kỳ vi sinh vật hoặc chất gây ô nhiễm nào vào vùng nước kín này.

E             Còn cuộc sống ở sâu phía dưới thì sao? Nếu các vi sinh vật cực nhỏ cư trú trong hồ, chúng có thể là một số sinh vật thiếu đói nhất từng được phát hiện. Hồ Vostok có tiềm năng trở thành một trong những môi trường có nguồn năng lượng hạn chế nhất, hoặc ít dinh dưỡng nhất trên hành tinh. Đối với các cư dân của hồ, những nguồn dinh dưỡng duy nhất sẽ đến từ bên dưới. Các nhà nghiên cứu Nga đã phỏng đoán rằng đáy hồ có thể