Mit rejtenek az antarktiszi és a grönlandi jégmezők?

Fantasztikus világok a jégpáncélok alatt

A hatodik kontinensre, illetve a Föld legnagyobb szigetére gondolva hatalmas jégmezők és helyenként azokból kiemelkedő kopár hegycsúcsok, hegygerincek jutnak az eszünkbe. Ám a végtelenbe nyújtózkodó, napsütésben szikrázva fehérlő jégpaplanok alatt a közelmúlt vizsgálatai különös világokat fedeztek fel, tavakkal, kanyonokkal, folyókkal, folyórendszerekkel, nem egy tóban pedig napfényt sohasem látó, különös mikrobiális élettel.

Mielőtt azonban megismerkednénk e jég alatti vizekkel és élővilágukkal, tekintsünk vissza a múltba, s vizsgáljuk meg, mikor is lepte be a jég az Antarktiszt, illetve döntő részben Grönlandot. Ami a legdélebbi világrészt illeti, miután elszakadt Ausztráliától, valamint Dél-Amerikától, s teljesen rácsúszott a déli pólusra, a kontinenst körülfolyó nyugatias, hideg sarki áramlat elzárta a trópusi eredetű meleg áramlatoktól, így mintegy 34 millió éve megkezdődött az eljegesedése. Kelet-Antarktisz kb. 33,6 millió évvel ezelőtt, míg Nyugat-Antarktisz csak jóval később, kb. 13-14 millió esztendeje vált jégsivataggá. Grönlandon viszont ez idő tájt még mérsékelt éghajlat uralkodott, s fenyvesekben bővelkedett a hatalmas sziget. Legmagasabb hegységeiben csak 10 millió éve jelentek meg a gleccserek, s csupán a pliocén végén, a pleisztocén-holocén jégkorszak kezdetén, 2,6–2,7 millió éve borította be szinte teljesen a jég (egyedül a délnyugati partvidék maradt jégmentes). Ám a műholdakkal és repülőgépekkel végzett kutatásokkal, a jégradaros, gravitációs, magnetométeres, szeizmikus hullámos, lézeres magasságmérős vizsgálatokkal, valamint a jégfuratokból nyert mintákkal mind jobban sikerül feltárni a jég alatt fennmaradt, átalakult vagy éppen folyamatosan változó fantasztikus világokat.

Az átlagosan 2000–2200, a legvastagabb részeken 4775 méter vastag antarktiszi jégpáncél alatt hegységeket, síkságokat, kanyonokat, állandó, illetve időszakos tavakat és folyókat fedeztek fel. Ez idáig 332 kanyonra bukkantak, melyek közül néhány több mint 4000 méter mély, hasonlítanak a Föld más pontjain találhatókhoz, de általában mélyebbek és szélesebbek azoknál, mivel a jég mozgása mélyíti, szélesíti azokat, s míg keleten hosszúak, elágazásokban bővelkednek, és szélesen terpeszkedő U alakúak, addig nyugaton rövidek s meredek falúak, V alakúak, a különbségek pedig abból adódnak, hogy Nyugat-Antarktisz később fagyott be, mint Kelet-Antarktisz.

Most pedig térjünk rá az állandó, illetve időszakos tavakra és folyókra. A fagyos kontinensen ez idáig kb. 675-681 szubglaciális (jég alatti) tavat fedeztek fel. Közéjük tartozik a földség nyugati részén, 800 méternyi jégpaplan alatt található a Willhans-tó, mely érdekes ökoszisztémát őrzött meg. Csaknem 4000 mikrobafaj él itt, köztük rengeteg archea (ősbaktérium). A leggyakoribbak az ammóniából energiát nyerő archaeák. Ezek elpusztult egyedeiből szerves anyagokat nyelnek el a nagyrészt a kőzetek elporladásából származó kénnel és vassal táplálkozó „kőevő” baktériumok.  De metánt termelő, illetve metánt elnyelő mikroorganizmusok is találhatók itt. Ugyancsak Nyugat-Antarktisz jege alatt, 1084 méteres mélységben fedezték fel a Mercer-tavat, kénnel és vassal táplálkozó, izolálódott baktériumokkal, melyek többsége teljesen ismeretlen fajokhoz tartozik. Kelet-Antarktisz pedig a legnagyobb szubglaciális tóval büszkélkedhet: a 3700–4300 méter vastag jégpáncél alatt rejtőző, kb. 5400 köbkilométernyi édesvizet tartalmazó, közel 40 km széles és 250 km hosszú, Ontario-tó méretű Vosztok-tóval. A 15 millió éves hatalmas állóvíz egy tektonikai árokban helyezkedik el, s két elkülönülő medencéből áll, melyeket egy természetes gát választ el egymástól, így a kisebbik és sekélyebb, 400 m mély északi, valamint a nagyobbik, mélyebb, akár 800 vagy 1000 m mélységű déli medence vízösszetétele és más jellemzője, ennek következtében pedig élővilága is eltérő. S megjegyzendő, hogy az itt honos mikroorganizmusok olyan DNS-töredékekkel is rendelkeznek, melyek egyetlen ismert földi adatbázisban sem fordulnak elő, ami annak köszönhető, hogy itt új fajok jöttek létre. Az Antarktisz legnagyobb tavától nyugatra, Kelet-Antarktisz közepén húzódik a teljesen jég által fedett Gamburcev-hegység, a völgyeiben terpeszkedő tavakkal, a kutatók pedig kiderítették, hogy ebből a hegységből kezdtek nyújtózkodni különböző irányokban az első hatalmas gleccserek, innen indult el Kelet-Antarktisz eljegesedése. A völgyeiben lévő tavak azonban nem izoláltak, folyók kapcsolják össze azokat egymással, valamint a Vosztok-tóval. S általában véve is megannyi szubglaciális folyó található a hatodik kontinens jégpaplanja alatt. A tavak és folyók pedig részben állandók, részben időszakosak.

De miért időszakos megannyi folyó és tó (az utóbbiakból eddig 231-et fedeztek fel), s egyáltalán miként létezhet folyékony víz a jég alatt? Több elmélet is kínálkozik rá. Az óriási, vastag jégmezők gigászi nyomása, a földhő (geotermikus hő), a kőzetalapon csúszó gleccserek mozgása és az így kialakult súrlódás által termelt hő, a jégpaplanok hőszigetelése vezethet oda, hogy itt 0 Celsius-fok alatt is folyékony marad a víz. Például a Vosztok-tó vize -3 Celsius-fokos. A jégtalp is olvad, így egyes medencékben időszakos jelleggel tavak keletkeznek, melyek ha túlcsordulnak, időszakos folyókat hoznak létre, majd a jégnyomás miatt kiürülnek az állóvizek, így a folyók is, később viszont az olvadékvízből újabb tavak képződnek, és a folyamat újraindul. S megjegyzendő, hogy a jég nyomásviszonyai olyan anomáliákat is szülnek, hogy itt a folyók felfelé is folyhatnak. A jég alatt pedig, elérve a kontinentális partvonalat, folyók ömlenek az óceánba.

Grönland helyenként 3 km vastag jégpáncélja alatt is találhatók szubglaciális tavak, folyók, melyek éppúgy jöttek, jönnek létre, mint az antarktisziak. A sziget belsejéből pedig egy 750 km hosszú kanyon húzódik az északi partok felé, mely a jég alatti folyóvizet szállítja az Északi-Jeges-tengerbe. Eddig 64 szubglaciális tavat fedeztek fel itt, de vannak köztük időszakosak is. 2014 nyarán pedig rendkívüli esemény történt: egy tóban annyira felerősödött a víz nyomása, hogy a jégpaplan repedésein keresztül amolyan jégvulkánként a felszínre tört a vize, s több mint 25 m magas jégtornyokat és repedéseket hozott létre. A kutatók szerint pedig a háttérben az éghajlatváltozás állhat, melynek hatására a jég alatti vízrendszerek új, váratlan módokon viselkedhetnek.

Lajos Mihály