ウンター湖

ウンター湖
ウンターゼー （ドイツ語）
1996年のウンター湖
ウンター湖 南極のウンター湖の位置
位置	クイーン・モード・ランド、南極
座標	南緯 71°20′ 東経 13°27′ / 南緯 71.333° 東経 13.450° / -71.333; 13.450
タイプ	氷河の
語源	「下の湖」（ドイツ語の「unter」（下の）＋「see」（湖）から）
流域 国	（南極大陸）
最大長	6.5キロメートル（4.0マイル）
最大幅	2.5キロメートル（1.6マイル）
表面積	11.4平方キロメートル（4.4平方マイル）
最大深度	169メートル（554フィート）
表面標高	563メートル（1,847フィート）
凍った	永久に
参考文献	ワンドら[1]

ウンター湖（ドイツ語：Untersee、 「下の湖」）は、東南極の中央クイーン・モード・ランドのグルーバー山脈内部にある最大の淡水湖である。シルマッハ・オアシスの南東90キロメートル（56マイル）に位置する。湖の長さは約6.5キロメートル（4.0マイル）、幅は2.5キロメートル（1.6マイル）、表面積は11.4平方キロメートル（4.4平方マイル）、最大深度は169メートル（554フィート）である。湖は永久に氷で覆われており、部分的に氷河の氷に囲まれている。^{[2] [3]}

ウンター湖は珍しい湖で、pHは9.8から12.1、^{[1] [4]}溶存酸素は150パーセントの過飽和度で、水柱の一次生産は非常に低い。湖の大部分の酸素過飽和にもかかわらず、南端に無酸素状態の小さな小盆地があり、その堆積物は地球上の他のどの湖よりも高いメタン濃度を持っている可能性がある。 ^{[4] [5]一次生産の多くは、}ストロマトライトとして湖底で成長する微生物群集にある。^[6]水温は0.5 °C (32.9 °F)から5 °C (41 °F)の間で変化し、湖の氷の厚さは2〜6メートル (6.6〜19.7フィート)である。^{[1] [4]}氷の覆いは10万年以上続いている可能性があり、気候変動を研究している科学者の中には、今後数十年間に地球温暖化に関連する重大な環境変化を懸念している人もいます。 ^[3]過去には、湖の水質はクロロックスと比較されました。^[7]しかし、漂白剤の化学活性はCl ^-によるものであり、ウンター湖のpHよりも高く、ウンター湖では塩素や亜塩素酸塩の濃度は高くありません。^{[1] [4]}

ウンター湖は、東南極の中央クイーン・モード・ランドのグルーバー山脈の奥地にあり、ナミビア北岸のスケルトン・コースト国立公園内のフアブとほぼ同じ経度にある。シルマッハ・オアシスの南東90キロメートル（56マイル）に位置する。^[8]湖の東側にはオールキョゼン圏谷がある。 ^[9]

湖は長さ約6.5キロメートル（4.0マイル）、幅約2.5キロメートル（1.6マイル）、表面積は11.4平方キロメートル（4.4平方マイル）（10平方キロメートル（3.9平方マイル）とも言われている）。最大深度は169メートル（554フィート）である。湖は常に氷で覆われており、夏季の平均厚さは3メートル（9.8フィート）である。^[1]湖はアヌチン氷河によって堰き止められており、アヌチン氷河の融解水が主な水源となっている。^{[1]湖には出口がなく、水は}昇華と氷の被覆の融解によって失われる。湖は超貧栄養湖に分類されている。^[1]

オーバーゼー湖は、面積3.4平方キロメートル（1.3平方マイル）の小さな氷河湖で、北東数キロに位置しており、ほとんどの点で似ています。^[10]

同位体研究により、この湖は長い間永久氷に覆われていたことが立証されている。さらに、南半球の夏に行われた研究では、湖の均質な特徴が確認され、水文地球化学的性質と等方性は熱対流によるものであるとされている。湖は、隣接する氷河の氷が水中で溶けるプロセスによって毎年補充されている。また、この湖は完新世に存在し、融解水池から出現したとも言われている。^[2]

ウンター湖の研究により、湖をせき止める大きな岩がいくつかあることが明らかになった。2つの夏季に実施された測地学的研究によると、岩は年間1.1～3.9メートル（3.6～12.8フィート）の割合で移動している。岩の滞留期間は500年と推定されている。直径が数メートルある浮遊岩は、氷河期前期の相互作用による堆積物、湖を取り囲む丘陵地帯の崩壊、湖氷による氷河氷の置換の結果として形成されたものである。^[11]

この湖は、1938年から1939年にかけて行われたドイツ南極探検隊によって初めて発見されました。その後、いくつかの探検隊が湖の特徴を研究してきました。湖の最初の偵察研究は、1969年初頭にNGコセンコとDDコロボフによって実施され、その後、ロシアとドイツの科学者、すなわちWDヘルミヘンら（1985年）、E.カウプら（1988年）、A.ループマンら（1988年）によってさらに研究が行われました。^[1]

1991～92年以前に実施された湖水の物理的・化学的パラメータに関する研究では、ウンター湖はよく混合され成層化していないとされていた。しかし、1991～92年の夏に実施された研究では、湖の南東部にある幅500メートル（1,600フィート）の谷で、深さ最大105メートル（344フィート）に及ぶ顕著な成層が見られた。^{[1]温度、pH、}溶存酸素、電気伝導率には急激な垂直勾配があった。水深40メートル（130フィート）から50メートル（160フィート）の間にサーモクライン（水温躍層）が記録された一方、70～80メートル（230～260フィート）ではオキシクライン（酸素躍層）が続き、80メートル（260フィート）から湖底までケモクライン（化学躍層）が広がった。水深80メートル（260フィート）以下では、水柱は無酸素状態となり、硫化水素の臭いがした。硫化水素の存在は硫酸塩濃度の低下と関連しており、おそらく細菌による硫酸塩の還元によって生じたものと考えられる。^[1]

湖の上層の塩分濃度は、氷河が溶けた水の約50倍です。^[2] 塩分濃度は水深80メートル（260フィート）以下で増加し、ナトリウムイオン濃度と電気伝導率は2倍以上に増加しました。^[1]湖は深さ70メートル（230フィート）まで非常にアルカリ性（pH 10.4）ですが、この深さより下ではpHが低下し、最大深度ではわずかに酸性の6.1に達します。NASAの科学者によると、湖底の堆積物中のメタンの割合は、世界中の湖で記録された中で最も高いとのことです。^[12]

2008年、タワニ財団の2008年南極国際探検隊（下記参照）の一環として、デール・アンダーセンとイアン・ホーズはウンター湖で成長している円錐状のストロマトライトを発見した。これは現在知られている中で最大の現生ストロマトライトである。 ^[6]小さな微生物の尖峰も存在し、大きな円錐状のストロマトライトと小さな尖峰は異なる微生物群によって作られていると思われる。これらの群は、現在までに発見された最古の化石ストロマトライトの一部と重要な類似点を提供している。

2008年11月と12月、NASAマーシャル宇宙飛行センターのリチャード・フーバー率いる「タワニ財団2008年南極国際探検隊」は、極限環境生命の探索の試験台としてこの湖を使用した。湖の状態は、水氷とメタンを含む他の衛星や惑星に存在すると考えられるものといくつかの点で類似しており、したがって、この湖は宇宙の他の場所に存在する環境の類似点となる可能性がある。探検隊は、湖の水中に水素を代謝する化学無機栄養生物を含む極限環境微生物の新しい株をいくつか発見した。^[13]

この探検には、10人の科学者と2人の教師からなる学際的な国際チームが参加し、ウンター湖だけでなくシルマッハオアシスも探検した。この探検の地質微生物学的な側面には、3つの目的があった。「火星の レゴリスと極の探検に使用するレーザー誘起蛍光発光（LIFE）をテストすること、地球の気候変動を監視すること、脆弱で絶滅の危機に瀕した生態系における炭化水素汚染の検出とその後の生物学的修復の方法を評価すること」^[3]。その結果、ウンター湖は永久に氷に覆われた地域であるため、利用可能な土壌がほとんどなく、火星の極地に似ていることがわかった。^[3]

実施された実験では、真核生物のメタゲノムを調べ、湖に生息する原核生物とウイルスを特定し、ウイルスを介した水平遺伝子伝達と適応的代謝または寒さに対する防御表現型の変化の証拠を提供し、氷水界面、水柱、堆積物における複数の種間の微生物ナノワイヤ接続を特定し、レーザー誘起蛍光発光（LIFE）イメージング技術を使用して早春の成長期の湖氷中の生命のバイオマス推定を確立しました。^[3]

このチームには、2 人の科学ダイバーも参加していました。SETI研究所のカール セーガン宇宙生命研究センターのデール アンダーセン氏と、アクアティック リサーチ ソリューションズのイアン ホーズ氏は、ウンター湖に潜り、その独特な微生物群を研究しました。

• 米国地質調査所地名情報システム: ウンターゼー湖
• 2008 年のウンター湖探検の QuickTime ビデオ
• 原始生命が詰まった南極のタイムカプセルに潜る
• YouTubeの古代の生命、2022 年の短編ビデオ ( Frozen Planet IIより) BBC
• 2008 年のタワニ遠征キャンプがあるウンター湖の 270° 画像