Hvordan skete denne underlige Super Salt-formular i Antarktis?


I bunden af ​​verden sidder en underlig antarktis ørken en underlig dam kun et par inches dybt, der er så salt, det forbliver flydende selv ved temperaturer på minus 50 grader Celsius. [19659002] Kilden til dammen er usædvanligt tung og ren saltbelastning blevet et geokemisk mysterium, da det blev opdaget under en ekspedition fra 1961. Forskere havde generelt antaget, at Don Juan Pond – et spil på navnene på ekspeditionens helikopterpiloter – blev fodret med dybt grundvand, men et bredt publiceret 2013-papir foreslog, at saltene kom fra en lavere kilde.

I den nye undersøgelse offentliggjorde 15. september i tidsskriftet Earth and Planetary Science Letters brugte forskere computermodeller af dammenes kemi til at bestride dette fund.

Fordi området er en af ​​de nærmeste jordbaserede analoger til Mars, forstår, hvordan vand strømmer gennem dammen og Området rundt kunne hjælpe forskere med at forstå opførelsen af ​​lignende funktioner på den røde planet. [The 7 Most Mars-Like Places on Earth]

Saltet i Don Juan Pond er ikke det samme som de ting, der bliver sprinklet på mad. I stedet er det 95 procent calciumchlorid, hvilket væsentligt sænker frysepunktet for vand, hvilket hjælper dammen med at være flydende selv i den bitre Antarktis vinter.

 Væsken i Don Juan Pond, der ligger i Antarktis Wright Valley, er næsten 45 procent salte efter vægt.

Væsken i Don Juan Pond, der ligger i Antarktis Wright Valley, er næsten 45 procent salte efter vægt.

Kredit: Pierre Roudier / Flickr

Det er sjældent for naturen at producere en vandopløsning så ren, siger studieleder med Jonathan Toner, en geokemist ved University of Washington. Fra et kemisk perspektiv er det som om at gå ind i lokalet og se en lyserød elefant, fortalte han til Live Science.

Alt dette salt gør vandet tykere og mere viskøst end vandet, der hælder fra haner eller omgange strande, hvilket giver det en tynd sirups konsistens, sagde Toner.

Dammen er så salt (ca. 40 vægtprocent) på grund af en kombination af to faktorer: den høje fordampningshastighed i det ekstremt tørre miljø i McMurdo Dry Dale, hvor den er placeret, og calciumkloridets evne til at danne langt mere koncentrerede løsninger end almindeligt bordssalt (natriumklorid).

Men hvor dette salt kommer fra, og hvorfor dammen er så kemisk ren, har det været langvarig mysterier. Og de er svære at besvare, fordi dammen blev udpeget som et beskyttet område for at forhindre forurening – så der er begrænsninger for prøveudtagning og undersøgelse af området .

2013-studiet brugte tidskrævende fotografering til at overvåge vandstrømmen omkring dammen. Forfatterne konkluderede, at calciumchlorid i den omgivende jord sugede op vand fra atmosfæren, når fugtigheden toppede – en proces kaldet deliquescence. At vandet var synligt som striber af mørk jord på skråningerne nær dammen. Forfatterne mener, at den periodiske snedmælte vasket salte i dammen. [Photographic Proof of Climate Change: Time-Lapse Images of Retreating Glaciers]

"Men vi var helt uenige" med undersøgelsens forfatteres konklusioner, sagde Toner. "Jeg tror, ​​at de virkelig ikke overvejede de tidligere beviser for en dyb grundvandskilde."

Han og hans kolleger sammenlignede de to mulige kilder til saltet – grundvand og processen beskrevet i 2013-papiret – med en kemi model der sammenlignede sminkevandets smelte med, hvad der forventes at udvikle sig ved fordampning fra disse to forskellige kilder.

De fandt ud af, at den dybe grundvandskilde "matcher det nøjagtigt til uhyggelig nøjagtighed", mens den lavere kilde "bare er intet i nærheden af ​​"det sagde Toner.

Undersøgelsen lader stadig åbne spørgsmålet om, hvor det dybe grundvand i sidste ende kommer fra. Toner og hans kolleger tror, ​​at saltvand percolates ned gennem de frosne jordarter og interagerer med omgivende mineraler på en måde, der producerer rensede plumer af calciumchlorid (som de har opdaget ved at bore i jorden), sagde Toner. Men denne proces sker meget langsommere end den foreslåede 2013-undersøgelse, fra tusinder til ti s tusindvis af år.

Jay Dickson, en af ​​forfatterne af 2013-papiret og en planetforsker ved Caltech, tror ikke, at den nye undersøgelse afviser sin egen, fordi den ikke omhandler spørgsmålet om den ultimative kilde til saltet. Han mener, at processerne beskrevet i hvert papir kan være forbundet, selvom Toner er uenig.

Den nye undersøgelse viser også, at dammen bliver kontinuerligt spolt ud, siger Toner, hvilket tyder på, at det er forbundet med et omfattende grundvandssystem, der også fodrer en anden sø i dalen, der er rig på calciumchlorid, men ikke så ren. Han mener også, at overfladestrimlerne af vand kunne være en anden manifestation af grundvandssystemet. [See Photos of Antarctica’s Subglacial Lake Whillans]

Forståelse af, at systemet, såvel som overfladestrengene af vand suget op af de saltede jordarter, kunne hjælpe med at afsløre mere om lignende egenskaber på Mars overflade. Det er næsten umuligt for Mars at have et omfattende grundvandssystem, fordi det simpelthen bliver for koldt, sagde Dickson.

"Hvis de har ret – at det er en dyb grundvandskilde – [then]der ikke sker på Mars i dag, "sagde han til Live Science.

Toner vil være en del af et hold, som vil udforske og prøve området rundt Don Juan Pond i december for at finde mere bevis for saltets kilde og de potentielle forbindelser til et større grundvand system.

Originalartikel om Live Science.