南極の不気味な「血の滝」の由来|地球

ボニー湖にしみ込む「血の滝」。 左下には大きさを比較するためにテントが見える。 Photo from the United States Antarctic Program Photo Library.

Blood Falls pouring into Lake Bonney(ボニー湖に流れ込む血の滝)。 左下には大きさ比較のためのテントが見える。 Photo from the United States Antarctic Program Photo Library.

Blood Fallsは南極の氷からにじみ出る真っ赤な滝です。 地球上で最も寒く、人を寄せ付けない場所のひとつであるマクマード乾燥地帯にあり、科学者は火星の冷たく乾燥した砂漠に例えたがっている場所である。 現在テネシー大学ノックスビル校に在籍する微生物学者ジル・マイクッキは、2009年にブラッドフォールの最良の説明として受け入れられているものを発表しました。 彼女のチームのテストによると、ブラッドフォールズの水はほとんど酸素を含まず、少なくとも17種類の微生物のコミュニティがあり、約200万年前から氷の下に閉じ込められた湖から流れてきたと考えられている。 そして今回、ミクッキーは、ブラッド・フォールの地下数百メートルに、塩分を含んだ液体の水脈があることを突き止めたのだ。 この地下水ネットワークは、微生物生命の隠された生態系を宿しているように見え、科学者たちは、同様の生態系が火星に存在し得るかどうか疑問に思っています

Mikucki と彼女のチームは、2015年4月28日に Nature Communications で彼らの新しい研究を発表しました。 彼女はクリスチャン・サイエンス・モニターに語った:

私たちは、この好奇心を見るだけで、南極のドライバレーについて多くを学びました。

Blood Fallsは単なる異常ではなく、この氷河下の世界への入り口なんです。

研究者は過去に、独自の永久凍土と小さな凍結湖の地上ネットワークがあることが何十年も知られているドライヴァレーの下に、深い塩分を含んだ地下水システムが横たわっているかもしれないと示唆しました。 Mikucki氏らは、デンマークに本拠を置く空中物理探査会社SkyTEM社と提携した。 彼らはヘリコプターを使って、巨大な送信機の輪をドライバレーの上空に飛ばした。 このループが地中に電流を誘起する。 下のビデオは、南極のマクマード乾燥地帯にあるボニー湖の上空を飛ぶセンサーの様子です。

このようにして、研究者たちは、南極の氷の下に濃縮された塩水(塩水)があると思われる2つの異なるゾーンを特定しました。

科学者たちは、この隠れた地下水によって、氷河、湖、そしておそらくはマクマード海峡(ドライヴァレーの氷が絶えず流れ込む南極周辺の海の一部)間の地下のつながりができるかもしれないと述べている。

地下水の地帯は、南極大陸の海岸から少なくとも7.5マイル(12キロメートル)内陸まで広がっているようです。 この水は海水の2倍の塩分を含んでいると考えられています。 実際、Mikucki氏は最近の研究で、Christian Science Monitorに次のように語っています:

Salty water shone like a beacon.

Blood Falls in Antarctica via ScienceNow

Blood Falls in Antarctica.B: Button Falls in Antarctica. Photo by Benjamin Urmston via ScienceNow

オーストラリアの探検家・地質学者グリフィス・テイラーは、1911年に南極のブラッドフォールズを発見しました。

滝は、南極のボニー湖に流れ込む、現在テイラー氷河と呼ばれているところの割れ目から流れ出ています。 地質学者たちは最初、水の色は藻類によるものだと考えていましたが、その後、ジル・ミクッキの2009年の研究のおかげで、赤い色はテイラー氷河の下に隠された湖であるはずの微生物によるものだと認めました。 湖の水は氷河の端に流れ出し、その鉄分を多く含む水が空気と接触して錆びるため、氷の上にオレンジ色の染みができるのです。

ブラッドフォールを着色する微生物は、光も酸素もない地下で、どのように生き延びることができるのでしょうか? AAAS の ScienceNow の 2009 年の記事によると、

Mikucki とそのチームは、3 つの主要な手がかりを発見しました。 まず、微生物の遺伝子解析から、呼吸に酸素の代わりに硫酸塩を使う他の微生物と密接な関係があることがわかった。 次に、硫酸塩の酸素分子の同位体分析から、この微生物は硫酸塩を何らかの形で変化させているが、呼吸に直接利用しているわけではないことが判明した。 第三に、水中に可溶性の第一鉄が濃縮されていたことである。これは、生物が不溶性の第二鉄を可溶性の第一鉄に変換した場合にのみ起こりうることである。 最良の説明は、生物が硫酸塩を触媒として第二鉄で「呼吸」し、数年前に閉じ込められた限られた量の有機物を代謝しているというものです。 実験室での実験では、これが可能であることが示唆されたが、自然環境では観察されたことがない。

ブラッドフォールの赤い色を説明した Mikucki 氏らの 2009 年の論文を、雑誌 Science

Dry Valleys and McMurdo Sound でお読みください。 via Wikimedia Commons and USGS

Dry Valleys and McMurdo Sound, via Wikimedia Commons and USGS

南極のボニー湖に流れ込むテイラー氷河の擬似カラー画像です。 両写真の左側にあるのがブラッドフォールです。

南極のボニー湖に流れ込むテイラー氷河の擬似カラー画像(2000年11月29日、NASAの衛星Terraによって取得された)。 両写真とも左側がブラッドフォール。 2000年11月29日、NASAの衛星Terraによって撮影された画像。 この画像の詳細については、NASA Earth Observatoryをご覧ください。

上の画像は、南極のテイラー氷河とそのブラッドフォールがボニー湖に流れ込む地域を、衛星を通してより広く見たものです。

この地域(マクマード乾燥渓谷)は、ロス海と東南極氷床の間にある平行した一連の渓谷です。 地表に雪がないことに注意。 氷床の高所から海に向かって吹き下ろす冷たく乾いた空気が、地表の雪や氷を一掃するのです。

ドライングヴァレーの地表には、氷に覆われた湖がたくさんある。 それぞれが化学的に他と異なっている。 南極大陸で働く地質学者たちは、湖がどのように形成され、なぜ時代とともにこれほどまでに異なる進化を遂げたのかを理解しようと、何年も研究を続けています。

そして今、彼らはブラッドフォールの存在によって明らかになった、隠れた地下水-そしてそこに含まれるはずの生態系-について、さらに理解しようとするでしょう。 南極のブラッドフォールの赤い色は、200万年近く氷の下に閉じ込められた酸素のない水の中で、硫黄と鉄を利用して生きる微生物によるものであることが知られていました。 テネシー大学ノックスビル校のジル・マイクッキの最近の研究により、ブラッド・フォールの地下数百メートルに、実際に液体の塩水が存在することが確認され、そこには微生物の生態系が隠されている可能性が高いことが判明しました。

Via Science and Christian Science Monitor.

Deborah Byrd

Deborah Byrd氏は1991年にラジオシリーズEarthSkyを開始、1994年にはEarthSky.orgを創設しています。 現在、本サイトの編集長を務める。 放送界や科学界から数々の賞を受賞し、小惑星は彼女にちなんで3505 Byrdと命名された。 1976年以来、科学コミュニケーターおよび教育者として活躍するByrd氏は、科学が世界を良くする力であり、21世紀にとって不可欠なツールであると信じています。 「アーススカイの編集者は、クールな自然愛好家のための大きなグローバル・パーティを主催しているようなものです」と彼女は言います。

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