冰川下的湖泊
冰川下湖泊最早的证据来自于在南极大陆上空飞行的俄罗斯飞行员，随后在20世纪60年代和70年代通过机载无线电回波探测证实了这一说法。我们现在知道，南极冰盖下存在150多个湖泊(图1)，其中许多湖泊可能由大型冰下河流连接。探测到的湖泊中，约81%位于海拔低于平均海平面^200米的地方，而其余大部分湖泊“栖息”在海拔较高的地方。66%的湖泊位于距离当地冰川分水岭50公里以内，88%的湖泊位于距离当地冰川分水岭100公里以内。高湖泊密度表明它们可能在同一流域内有水文上的联系，从冰下水文和生物地球化学多样性的角度出发，将是一个重要的研究系统。
冰下湖泊与当地冰分水岭的联系导致了一个关于冰下湖泊环境演变的基本问题:
是不断变化的冰盖控制了冰下湖泊的位置，还是固定的岩石圈特征是湖泊形成所必需的(例如，基础形态，
图1文中讨论的湖泊位置。红星表示特定湖泊或地区的位置;三角形表示已知冰下湖泊的位置;黄色虚线代表了大陆上几个主要冰分水岭的大致位置;蓝色圆圈表示Dome-C冰下湖泊群。
图1文中讨论的湖泊位置。红星表示特定湖泊或地区的位置;三角形表示已知冰下湖泊的位置;黄色虚线代表了大陆上几个主要冰分水岭的大致位置;蓝色圆圈表示Dome-C冰下湖泊群。
表1本文所讨论的部分湖区的位置、气温和冰盖特征
区 |
纬度 |
年夏季平均气温 |
冬天 |
冰盖 |
笔记 |
|
60°43' s |
-4.2 |
1．4 |
-9.6 |
变量(8-12个月，1-2米) |
海洋气候带raybet雷竞技最新 |
|
大陆无冰区 |
||||||
Shirmacher |
70°45' s |
-10.8 |
-2.0 |
-16.1 |
永久(~3米) |
淡水湖和湖底湖 |
山 |
||||||
Larsemann |
69°03' s |
-10.5 |
4.0 |
-15.0 |
变量(8-10个月)，~2 m |
淡水湖泊 |
山 |
||||||
Vestfold山 |
68°33' s |
-10.0 |
-0.9 |
-16.9 |
变量(8-10个月)，0.5-2个月 |
盐水湖由均衡形成 |
反弹 |
||||||
66°17' s |
-9.0 |
0.4 |
-16.3 |
变量(8-12个月，2-4个月) |
许多潮汐影响了湖底 |
|
麦克默多 |
77°30 ' S |
-17.7 |
-3.1 |
-25年 |
永久(4-19米) |
许多化学分层 |
干谷 |
古老的底层盐水 |
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来源
王志强，王志强，王志强，等(2004)1989 -2002年南极和南大洋台站地表温度变化的进一步评估。冰川科学39:331-338。
Simmons GM, Vestal JR，和Wharton RA(1993)南极大陆湖泊微生物活动的环境调节。在:Friedmann I(编)南极微生物学，第491-451页。纽约:Wiley-Liss。
海伍德RB(1984)内陆水域。见:法律RM(编)南极生态学，第1卷，第279-334页。
Gibson JAE and Anderson DT(2002)壁架的物理结构美洲的湖泊南极洲东部的邦格山南部。南极科学14(3):253-261。
来源
王志强，王志强，王志强，等(2004)1989 -2002年南极和南大洋台站地表温度变化的进一步评估。冰川科学39:331-338。
Simmons GM, Vestal JR，和Wharton RA(1993)南极大陆湖泊微生物活动的环境调节。在:Friedmann I(编)南极微生物学，第491-451页。纽约:Wiley-Liss。
海伍德RB(1984)内陆水域。见:法律RM(编)南极生态学，第1卷，第279-334页。
Gibson JAE和Anderson DT(2002)南极东部邦格山南部的表层湖泊的物理结构。南极科学14(3):253-261。
地热通量或冰下含水层的性质)限制了冰盖集水区的演化?除了南极洲西部中部(那里湖泊很少)，我们对这些集水区边界的岩石圈特征或它们在冰盖内分层所给出的迁移历史知之甚少。冰下湖环境位于大陆冰原和下面的岩石圈的交汇处。这一独特的位置为产生一系列反映冰盖和岩石圈复杂相互作用的冰下环境奠定了基础。
南极冰下湖泊主要分为三种类型:(1)冰盖内部的冰下盆地湖泊;(2)坐落在冰下山脉侧翼的湖泊;(3)靠近冰流增强起始点的湖泊。冰盖内部的基岩地形包括被山脉隔开的大型冰下盆地。第一类湖泊主要分布在冰下盆地及其边缘。这些湖泊可分为两个亚群。第一个亚群位于冰下地形相对平缓的地方，通常朝向冰下盆地的中心;第二亚组湖泊出现在显著的地形洼地，通常更靠近冰下盆地边缘，但仍然靠近南极冰盖缓慢流动的中心。在河床地形非常平缓的地方，不太可能形成深冰下湖泊。沃斯托克湖(表面积约14 000平方公里，最大深度^800米;体积^5400平方公里)是已知的最大的冰下湖，也是唯一一个占据了一个大型冰下槽的整个部分的湖。理论模型显示，冰下环境可能拥有地球上所有表面湖泊水的10%，足以用厚度约为1米的均匀水层覆盖整个大陆。这些模型进一步揭示了冰下区的平均水停留时间为^1000年。
目前，人们的注意力都集中在一种令人兴奋的可能性上，即南极洲的冰下环境可能在冰川作用期间(20-25年)就存在着与大气隔绝的微生物生态系统。最近对沃斯托克湖的水组成的冰芯的研究表明，覆盖在湖面上的增积冰中存在细菌，多样性和代谢潜力。估计地表水中的细菌丰度在150到460个细胞ml-1之间，小亚基rDNA基因序列显示出低多样性。序列数据表明，沃斯托克湖表层水体中的细菌与今天的生物体相似。这种相似性意味着湖泊的种子种群是从大气中融入冰川冰中，并随着向下的运输和随后从冰盖底部融化而释放到湖水中。冰下湖泊为湖沼学提供了一种新的范式，一旦取样，就会产生关于与大气隔绝了10多年的湖泊的令人兴奋的信息。
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