블러드 폴스

Blood Falls
Blood Falls, 2006
2013년 테일러 빙하 발끝에 있는 Blood Falls

블러드 폭포는 산화철로 오염된 소금물 기둥의 유출로, 테일러 빙하의 혀에서 동남극 빅토리아 랜드의 맥머도 드라이 밸리의 테일러 밸리에 있는 웨스트 레이크 보니의 얼음으로 덮인 표면으로 흐릅니다.

철분이 풍부한 과염수 물은 얼음 폭포의 작은 틈에서 산발적으로 나온다.소금물의 원천은 블러드 폭포의 작은 출구에서 몇 킬로미터 떨어진 곳에 있는 400미터(1,300피트)의 얼음으로 덮인 크기를 알 수 없는 빙하 밑 풀입니다.

이 붉은 퇴적물은 1911년 호주의 지질학자 그리피스 테일러에 의해 발견되었는데, 그는 그의 이름을 [1]딴 계곡을 처음으로 탐험했다.남극대륙의 개척자들은 처음에는 붉은색을 홍조 탓으로 돌렸지만, 나중에는 산화철 때문이라는 것이 증명되었다.

지구 화학

동결되지 않은 소금물에 존재하는 철 이온이 대기 산소와 접촉해 산화한 후, 저용해성 수산화철을 얼음 표면에 퇴적시킨다.용해성이 더 높은 철 이온은 약 5백만 년 전 해수면이 지금보다 높았던 마이오세 시대에 빙하가 피오르를 고립시켰을 때 남극해에서 남아있던 고대 바닷물에 용해된다.

대부분의 남극 빙하와 달리, 테일러 빙하는 암반까지 얼지 않는데, 아마도 그 아래에 갇힌 고대 바닷물의 결정화에 의해 농축된 소금의 존재 때문일 것이다.빙하의 거대한 얼음 덩어리와 포획된 액체 바닷물의 열 교환으로 인해 순수한 얼음이 결정화되어 식으면서 녹아내린 소금을 배출할 때 깊은 잔존 바닷물에 염분 극저온 농도가 발생했습니다.그 결과 갇힌 바닷물은 평균 바닷물의 2~3배에 달하는 염도를 가진 소금물에 집중됐다.때때로 과염수의 형성을 설명하는 두 번째 메커니즘은 맥머도 드라이 밸리의 매우 건조한 극지방 대기에 직접 노출된 표면 호수의 수분 증발이다.물의 안정적인 동위원소 분석을 통해 서로 다르게 형성된 소금물 [2]사이에 혼합이 없는 한 원칙적으로 두 공정을 구별할 수 있다.

얼음 틈을 통해 우연히 채취된 과염수 액체는 산소가 없고 황산염과 철 이온이 풍부했습니다.황산염은 해양 조건의 지구 화학적 잔류 신호이며, 용해성 2가 철은 미생물 활동에 의해 풍화된 빙하 암반 광물로부터 환원 조건 하에서 방출되었을 가능성이 있습니다.

미생물 생태계

테일러 빙하 아래의 소금물 속에서 100만 년 동안 빙하의 미생물 군집이 춥고 어두우며 산소 부족 속에서 어떻게 살아남았는지를 보여주는 블러드 폭포의 도식 단면도.

화학 및 미생물 분석에 따르면 황산염과 철 [3][4]이온을 대사하는 자가영양 박테리아로 이루어진 희귀한 빙하 생태계가 발달한 것으로 나타났다.테네시 대학의 지질 생물학자 질 미쿠키에 따르면, 블러드 폴스의 물 샘플에는 적어도 17종의 미생물이 들어있었고 [3]산소는 거의 없었다고 한다.미생물이 황산염을 이용해 철 이온으로 호흡하고 유기물의 미량 수준을 대사한다는 설명이 있을 수 있다.그러한 대사 과정은 [3]자연에서 관찰된 적이 없었다.

난해한 관찰은 무독성 조건에서 Fe와 SO2−
4 이온이 공존한다는2+
것이다.황화 음이온(HS−)은 시스템에 없습니다.이것은 황과 철의 생화학적 순환 사이에 복잡하고 잘 이해되지 않는 상호작용을 암시한다.

2014년 12월, 미쿠키가 이끄는 과학자들과 엔지니어들은 테일러 빙하로 돌아와 독일 협력이 고안한 아이스몰이라는 탐사선을 이용해 빙하 속으로 녹아 들어가 블러드 [5]폭포를 먹여주는 소금물(브라인)을 직접 시료 채취했다.

샘플을 분석하여 철이 풍부한 차가운(-7°C) 아빙하 브라인(-8% NaCl)을 발견했다.과학자들은 이 샘플로부터 소금물에서 자랄 수 있는 박테리아(호염성)의 종류를 분리하여 특징지었으며, 추위에 번식하며, 이종영양성 박테리아를 [6]마리노박터속으로 분류했다.DNA 생체정보 분석 결과 2차 대사에 관여하는 최소 4개의 유전자 클러스터가 있는 것으로 나타났다.두 개의 유전자 클러스터는 활성산소로부터 박테리아를 보호하는 항산화제 역할을 하는 아릴 폴리엔의 생산과 관련이 있습니다.[6]또 다른 유전자 클러스터는 [6]색소를 생성할 가능성이 가장 높은 테르펜 생합성에 관여하는 것으로 보인다.확인된 다른 박테리아로는 티오미크로스피라균과 데술포캅사균이 있다.

눈덩이 지구 가설에 대한 시사점

미쿠키 등에 따르면(2009년) 현재 접근 불가능한 빙하 웅덩이는 150만 년에서 200만 년 전에 봉쇄되어 일종의 "타임캡슐"로 변형되어 고대 미생물 집단을 다른 유사한 해양 생물로부터 독립적으로 진화하기에 충분히 오랜 시간 동안 격리시켰다.그것은 지구가 완전히 얼어붙었을 때 다른 미생물이 어떻게 살아남을 수 있었는지 설명해준다.

약 6억5천만년에서 7억5천만년 전 원생대 동안 지구가 열대 위도의 빙하로 덮여 있었을 때 얼음으로 덮인 바다는 미생물 생태계의 유일한 환류지였을지도 모른다.

우주생물학의 의미

이 특이한 장소는 과학자들에게 극지방 만년설의 깊은 시추공을 뚫을 필요 없이 극한 조건에서 지표면 깊은 미생물 생물을 연구할 수 있는 특별한 기회를 제공하고, 연약하고 아직 영향을 받지 않은 환경의 오염 위험과 함께 제공합니다.

지구의 혹독한 환경에 대한 연구는 생명체가 적응할 수 있는 조건의 범위를 이해하고 화성이나 목성의 얼음으로 덮인 위성인 유로파 같은 태양계의 다른 곳에서도 생명체의 가능성을 평가하는 데 유용하다.NASA 우주생물학 연구소의 과학자들은 이 세계들이 [7][8]표면보다 자외선과 우주 복사로부터 깊이에서 더 잘 보호되는, 기본적인 형태의 생명체를 수용하는데 유리한 빙하 액체 상태의 물 환경을 포함할 수 있다고 추측한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Explanation offered for Antarctica's 'Blood Falls'". ScienceDaily. Ohio State University. November 5, 2003. Retrieved April 18, 2009.
  2. ^ Horita, Juske (February 2009). "Isotopic evolution of saline lakes in the low-latitude and polar regions". Aquatic Geochemistry. 15 (1–2): 43–69. doi:10.1007/s10498-008-9050-3. S2CID 140535685.
  3. ^ a b c Grom, Jackie (April 16, 2009). "Ancient Ecosystem Discovered Beneath Antarctic Glacier". Science. Retrieved April 17, 2009.
  4. ^ Mikucki, Jill A.; et al. (April 17, 2009). "A Contemporary Microbially Maintained Subglacial Ferrous "Ocean"". Science. 324 (5925): 397–400. Bibcode:2009Sci...324..397M. doi:10.1126/science.1167350. PMID 19372431. S2CID 44802632.
  5. ^ Rejcek, Peter (March 4, 2015). "Lifeblood of a Glacier". The Antarctic Sun. Retrieved March 4, 2015.
  6. ^ a b c Carter, J.; et al. (December 2016). "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.
  7. ^ "Science Goal 1: Determine if Life Ever Arose On Mars". Mars Exploration Program. NASA. Retrieved October 17, 2010.
  8. ^ "The Case of the Missing Mars Water". Science@NASA. NASA. January 5, 2001. Retrieved April 20, 2009.

추가 정보

외부 링크

좌표:77°43ºS 162°16°E/77.717°S 162.267°E/ -77.717; 162.267