Qu’est-ce que le lac Vostok ?

Profond, sombre et mystérieux, le lac Vostok est l’un des plus grands lacs sous-glaciaires du monde. Autrefois un grand lac de surface dans l’Antarctique oriental, le lac Vostok est maintenant enseveli sous environ 2,5 miles (4 kilomètres) de glace près de la station de recherche russe de Vostok. Couvert de glace pendant des millénaires, coupé de la lumière et du contact avec l’atmosphère, le lac est l’un des environnements les plus extrêmes sur Terre, a précédemment rapporté.

« Le lac est recouvert de glace depuis au moins 15 millions d’années », a déclaré Brent Christner, un biologiste de la Louisiana State University qui a examiné des carottes de glace recueillies au-dessus du lac. Certaines estimations suggèrent que le lac est recouvert de glace depuis jusqu’à 25 millions d’années, selon la NASA.

En dessous de la surface

Le lac Vostok est l’un des plus grands lacs d’eau douce de la planète en taille et en volume, rivalisant avec le lac Ontario en Amérique du Nord, selon la NASA. Le lac mesure environ 149 miles (240 km) de long et 31 miles (50 km) de large et des centaines de mètres de profondeur, selon un blog rédigé par le scientifique glaciaire Bethan Davies. L’extrémité sud du lac peut avoir jusqu’à 1 km de profondeur, mais les coins nord et sud-ouest sont relativement peu profonds, a déclaré Davies.

La présence d’un grand lac enfoui a été suggérée pour la première fois dans les années 1960 par un géographe et pilote russe qui a remarqué depuis les airs la grande plaque de glace lisse au-dessus du lac. Mais ce n’est qu’en 1993, lorsque les scientifiques ont utilisé un radar satellitaire pour étudier la région, que les scientifiques ont confirmé la présence du lac sous-glaciaire, a rapporté Science.

« Le lac Vostok est l’un des lacs sous-glaciaires les plus faciles à détecter en raison de sa taille », a déclaré Christner. « Je crois que la plupart de ses secrets demeurent. »

Le seul approvisionnement en eau du lac est l’eau de fonte de la calotte glaciaire sus-jacente, a déclaré Christner. « A ma connaissance, il n’y a aucune preuve d’afflux ou d’écoulement d’eau du lac Vostok », a-t-il déclaré. Ce réapprovisionnement constant dû à la fonte des glaces signifie que l’eau du lac peut être relativement jeune, âgée de quelques milliers d’années seulement, selon des études de carottes de glace. Mais le véritable âge de l’eau du lac est inconnu, a-t-il dit.

Les chercheurs ont cartographié la forme du lac Vostok avec des techniques de télédétection, telles que des sondages sismiques et un radar pénétrant dans la glace. Les régions profondes et peu profondes du lac sont séparées par une crête. Certains scientifiques pensent que la crête pourrait être un évent hydrothermal, semblable aux fumeurs noirs du fond de l’océan qui sont connus pour regorger de vers tubicoles, a rapporté Popular Science. Le lac long et étroit peut se trouver dans une vallée du Rift, semblable au lac Baïkal en Russie.

La chaleur géothermique de la Terre maintient la température de l’eau du lac à environ 27 degrés Fahrenheit (moins 3 degrés Celsius), selon un article de synthèse de 2001 dans la revue Nature. La forte pression de la glace sus-jacente modifie le point de fusion de l’eau et maintient le lac liquide malgré ses températures sous le point de congélation, selon l’Atlas mondial.

La vie au lac

Dans les années 1990, Christner faisait partie d’une équipe internationale qui a découvert des microbes dans l’eau de lac gelée recueillie au-dessus de la surface liquide du lac Vostok, appelée glace d’accrétion. Le demi-pouce supérieur (1 centimètre) de la surface du lac gèle sur la calotte glaciaire qui coule au-dessus du lac.

L’analyse des formes de vie suggère que le lac Vostok pourrait abriter un écosystème unique basé sur des produits chimiques dans les roches au lieu de la lumière du soleil, vivant isolé pendant des centaines de milliers d’années. « Les types d’organismes que nous avons trouvés suggèrent qu’ils tirent leur énergie des minéraux présents dans le lac et des sources du substrat rocheux sous-jacent », a déclaré Christner.

Des études plus récentes du matériel génétique dans la glace d’accrétion de Vostok ont ​​révélé des extraits d’ADN d’une grande variété d’organismes liés à des créatures unicellulaires trouvées dans les lacs, les océans et les cours d’eau, a précédemment. Ces « extrêmophiles » pourraient imiter la vie sur d’autres lunes et planètes, comme Europe, la lune glacée de Jupiter.

Dans un article publié le 26 juin 2013 dans la revue PLOS One, des chercheurs, dirigés par Scott Rogers, professeur de sciences biologiques à la Bowling Green State University, ont discuté des milliers d’espèces qu’ils ont identifiées dans le lac Vostok grâce à l’ADN. et le séquençage de l’ARN.

Les chercheurs ont prélevé des échantillons dans deux zones du lac : le bassin principal sud et près d’une baie à l’extrémité sud-ouest du lac.

En séquençant l’ADN et l’ARN prélevés sur des échantillons de glace d’accrétion (eau de lac gelée attachée au fond du glacier dominant), l’équipe a découvert bien plus de complexité qu’on ne le pensait, a déclaré Rogers dans un communiqué de presse.

« Cela montre vraiment la ténacité de la vie et comment les organismes peuvent survivre dans des endroits où il y a quelques dizaines d’années, nous pensions que rien ne pouvait survivre », a-t-il déclaré.

En plus des champignons et de deux espèces d’archées, qui sont des organismes unicellulaires qui vivent souvent dans des environnements extrêmes, les chercheurs ont identifié des milliers d’espèces bactériennes, dont certaines que l’on trouve couramment dans le système digestif des poissons, des crustacés et des vers annélides, selon au communiqué de presse.

À l’aide d’un ensemble de données RADARSAT de l’Antarctique, une station russe abandonnée au sommet du lac gelé Vostok est visible. C’est dans la partie gauche du lac sur cette image.

Ils ont également découvert des psychrophiles, ou des organismes qui vivent dans le froid extrême, et des thermophiles aimant la chaleur, ce qui suggère la présence d’évents hydrothermaux en profondeur dans le lac.

« Beaucoup d’espèces que nous avons séquencées correspondent à ce que nous nous attendrions à trouver dans un lac », a déclaré Rogers. « La plupart des organismes semblent être aquatiques (eau douce), et beaucoup sont des espèces qui vivent généralement dans les sédiments océaniques ou lacustres. »

Rogers note que la présence d’espèces marines et d’eau douce soutient la théorie selon laquelle le lac était autrefois relié à l’océan et que l’eau douce était fournie par le glacier dominant. La baie contenait la plus grande activité biologique avec le plus grand nombre d’espèces identifiées.

Après deux ans d’analyse informatique, l’équipe a déterminé que le lac Vostok contient un ensemble diversifié de microbes, ainsi que certains organismes multicellulaires. Rogers souligne que l’équipe s’est fortement trompée du côté conservateur tout en rapportant ses découvertes. Ils ont choisi d’inclure uniquement les séquences génétiques dont ils étaient absolument certains qu’elles provenaient de la glace d’accrétion. Pour cette raison, Rogers pense qu’il y a très probablement une multitude d’autres organismes dans le lac, ouvrant la porte à de nouvelles recherches.

Une coupe transversale du lac Vostok montre comment la glace s’accumule au-dessus du lac et une liste de certains des différents organismes découverts dans la carotte de glace.