miniatura|Ubicació del llac Vostok El llac Vostok és un llac subglacial de l'Antàrtida. Està situat a 77° S 105° E, per sota de l'estació Vostok russa, a 4.000 metres sota la superfície de la placa de gel antàrtica central, totalment aïllat de l'exterior i protegit de l'atmosfera.
Amb una grandària lleugerament superior a tota la província de Lleida, té unes dimensions de 250 km de llarg per 50 km d'ample, i està dividit en dues profundes fosses per una serralada. L'aigua líquida sobre la serralada té una alçada de 200 m, uns 400 m en la fossa nord i 800 m en la sud. El llac Vostok cobreix una àrea de 15.690 km² i té un volum estimat de 5.400 km³ d'aigua dolça. El maig del 2005 es va trobar una illa al centre del llac.
Nom El llac rep el nom de l'estació de Vostok, que al seu torn rep el nom del Vostok (Восток), una balandre de guerra, que significa «Est» en rus. L'existència d'un llac subglacial a la regió de Vostok va ser suggerida per primera vegada pel geògraf rus Andrey Kapitsa a partir de sondejos sísmics realitzats durant les expedicions antàrtiques soviètiques el 1959 i el 1964 per mesurar el gruix de la capa de gel. La investigació continuada per científics russos i britànics va portar a la confirmació final de l'existència del llac el 1993 per J. P. Ridley utilitzant altimetria làser ERS-1.
Origen El gel superposat proporciona un registre paleoclimàtic continu de 400.000 anys, encara que l'aigua del llac pot haver estat aïllada durant 15 a 25 milions d'anys. El 5 de febrer de 2012, un equip de científics russos va completar el nucli de gel més llarg de la història de 3768 m i va perforar l'escut de gel fins a la superfície del llac.
El primer nucli de gel de llac acabat de congelar es va obtenir el 10 de gener de 2013 a una profunditat de 3406 m. Tanmateix, tan bon punt es va perforar el gel, l'aigua del llac subjacent va brollar pel forat, barrejant-lo amb el freó i el querosè utilitzats per evitar que el forat es congelés. Es va perforar un nou forat i es va obtenir una mostra d'aigua suposadament prístina el gener de 2015. L'equip rus té previst baixar una sonda al llac per recollir mostres d'aigua i sediments del fons. Es planteja la hipòtesi que es podrien trobar formes de vida inusuals a la capa líquida del llac, una reserva d'aigua fòssil. Com que el llac Vostok pot contenir un entorn tancat sota el gel durant milions d'anys, les condicions podrien assemblar-se a les dels oceans coberts de gel que se suposa que existeixen a la lluna Europa de Júpiter i a la lluna Encèlade de Saturn.
Descobriment esquerra|miniatura|Localització del llac Vostok a l'Antàrtida Oriental El científic rus Piotr Kropotkin va proposar per primera vegada la idea d'aigua dolça sota les capes de gel antàrtiques a finals del ."Research on the Ice age", Notices of the Imperial Russian Geographical Society, 1876. Va teoritzar que la tremenda pressió exercida per la massa acumulada de milers de metres verticals de gel podria disminuir el punt de fusió a les parts més baixes de la capa de gel fins al punt on el gel es convertiria en aigua líquida. La teoria de Kropotkin va ser desenvolupada pel glaciòleg rus I. A. Zotikov, que va escriure la seva tesi doctoral sobre aquest tema el 1967.
El geògraf rus Andrey Kapitsa va utilitzar sondejos sísmics a la regió de l'estació de Vostok realitzats durant l'expedició soviètica a l'Antàrtida el 1959 i el 1964 per mesurar el gruix de la capa de gel. Kapitsa va ser el primer a suggerir l'existència d'un llac subglacial a la regió, i la investigació posterior va confirmar la seva hipòtesi.
Quan els científics britànics a l'Antàrtida van realitzar enquestes de radar de penetració de gel en l'aire a principis dels anys setanta, van detectar lectures de radar inusuals al lloc que suggerien la presència d'un llac d'aigua dolça líquida sota el gel. El 1991, Jeff Ridley, un especialista en teledetecció del Mullard Space Science Laboratory de la University College de Londres, va dirigir el satèl·lit ERS-1 per girar la seva matriu d'alta freqüència cap al centre de la capa glacial antàrtica. Les dades de l'ERS-1 van confirmar les troballes de les enquestes britàniques de 1973, però aquestes noves dades no es van publicar al Journal of Glaciology fins al 1993. El radar espacial va revelar que aquest cos subglacial d'aigua dolça és un dels llacs més grans del món i un dels 140 llacs subglacials de l'Antàrtida. Científics russos i britànics van delimitar el llac integrant una varietat de dades, incloses les observacions d'imatges de radar que penetraven en l'aire i l'altimetria de radar basada en l'espai, i el descobriment del llac es va publicar a la revista científica Nature el 20 de juny de 1996 S'ha confirmat que el llac conté grans quantitats d'aigua líquida sota els més de 3 km de casquet de gel. El llac té almenys 22 cavitats d'aigua líquida, amb una mitjana de 10 km cadascun.
L'estació que porta el nom del llac commemora el Vostok (Восток), el vaixell (sloop de guerra) de 900 tones pilotat per un dels descobridors de l'Antàrtida, l'explorador rus l'almirall Fabian von Bellingshausen. Com que la paraula Vostok significa «Est» en rus, els noms de l'estació i del llac també reflecteixen el fet que es troben a l'Antàrtida oriental.
L'any 2005 es va trobar una illa a la part central del llac. Aleshores, el gener de 2006, es va publicar el descobriment de dos llacs més petits propers sota la capa de gel; s'anomenen 90 Degrees East i Sovetskaya.Robin Bell and Michael Studinger, Geophysical researchers from Columbia University, published in Geophysical Research Letters Se sospita que aquests llacs subglacials antàrtics poden estar connectats per una xarxa de rius subglacials. Els glaciòlegs del Centre d'Observació i Modelització Polar proposen que molts dels llacs subglacials de l'Antàrtida estan interconnectats almenys temporalment. A causa de la pressió de l'aigua variable en els llacs individuals, es poden formar grans rius subterranis i després forçar grans quantitats d'aigua a través del gel sòlid.
Història geològica Àfrica es va separar de l'Antàrtida fa un milió d'anys, seguit del subcontinent indi, a principis del Cretaci (fa uns 125 milions d'anys). Fa uns 66 milions d'anys, l'Antàrtida (llavors connectada a Austràlia) encara tenia un clima tropical a subtropical, amb fauna marsupial i una extensa selva temperada.
La conca del llac Vostok és una petita (50 km) característica tectònica dins de l'entorn general d'una zona de col·lisió continental de diversos centenars de quilòmetres d'amplada entre la serralada de Gamburtsev, una serralada subglacial i la regió del Dome C. L'aigua del llac està bressolada sobre un llit de sediments de 70 m de gruix, oferint la possibilitat que continguin un registre únic del clima i la vida a l'Antàrtida abans que es formés la capa de gel.
Característiques miniatura|Estació Vostok S'estima que l'aigua del llac va quedar segellada sota la gruixuda capa de gel fa uns 15 milions d'anys. Inicialment, es pensava que la mateixa aigua havia format el llac des del moment de la seva formació, donant un temps de residència de l'ordre d'un milió d'anys. Investigacions posteriors de Robin Bell i Michael Studinger de l’Observatori de la Terra Lamont-Doherty de la Universitat de Colúmbia van suggerir que l'aigua del llac es congela contínuament i es deixa arrossegar pel moviment de la capa de gel antàrtica, mentre que la substitueix per l'aigua que es fon d'altres parts. de la capa de gel en aquestes condicions d'alta pressió. Això va donar lloc a una estimació que tot el volum del llac se substitueix cada 13.300 anys: el seu temps de residència mitjà efectiu.
La temperatura natural més freda observada mai a la Terra, –89 °C, es va gravar a l'estació Vostok el 21 de juliol de 1983. La temperatura mitjana de l'aigua es calcula al voltant de –3 °C; roman líquida per sota del punt de congelació normal a causa de l'alta pressió del pes del gel que hi ha a sobre. La calor geotèrmica de l'interior de la Terra pot escalfar el fons del llac, mentre que la mateixa capa de gel aïlla el llac de les temperatures fredes de la superfície.
El llac Vostok és un entorn extrem oligotròfic, que s'espera que estigui sobresaturat amb nitrogen i oxigen, mesura 2,5 L de nitrogen i oxigen per 1 kg d'aigua, que és 50 vegades més gran que les que es troben normalment als llacs d'aigua dolça normals a la superfície de la Terra. El gran pes i pressió al voltant de 345 bar de la capa de gel continental a la part superior del llac Vostok s'estima que contribueix a l'alta concentració de gas.
A més de dissoldre's a l'aigua, l'oxigen i altres gasos queden atrapats en un tipus d'estructura anomenada clatrat. A les estructures de clatrat, els gasos estan tancats en una gàbia gelada i semblen neu compactada. Aquestes estructures es formen a les profunditats d'alta pressió del llac Vostok i es tornarien inestables si traguessin a la superfície.
L'abril de 2005, investigadors alemanys, russos i japonesos van trobar que el llac té marees. Depenent de la posició del Sol i de la Lluna, la superfície del llac puja uns 12 mm. El llac es troba a la foscor total, sota 355 bars de pressió, i s'espera que sigui ric en oxigen, de manera que s'especula que qualsevol organisme que habita el llac podria haver evolucionat d'una manera única en aquest entorn. Hi ha una anomalia magnètica d'1 microtesla a la costa est del llac, que abasta 105 km. Els investigadors plantegen la hipòtesi que l'anomalia pot ser causada per un aprimament de l'escorça terrestre en aquest lloc.
S'han trobat microorganismes Hidrogenofilàcies vius a les perforacions de nucli de gel profund del llac Vostok; són una espècie existent a la superfície. Això suggereix la presència d'una biosfera profunda que utilitza un sistema geotèrmic de la roca base que envolta el llac subglacial. Hi ha optimisme que la vida microbiana al llac és possible malgrat l'alta pressió, el fred constant, la baixa aportació de nutrients, la concentració potencialment alta d'oxigen i l'absència de llum solar. La lluna Europa de Júpiter i la lluna Encèlade de Saturn també poden albergar llacs o oceans sota una gruixuda escorça de gel. Qualsevol confirmació de la vida al llac Vostok podria reforçar la perspectiva de la presència de vida a les llunes gelades.
Recerca miniatura|Nuclis de gel perforats a l'estació de Vostok, que es veu al fons Els investigadors que treballaven a l'estació de Vostok van produir un dels nuclis de gel més llargs del món el 1998. Un equip conjunt de Rússia, França i els Estats Units va perforar i analitzar el nucli, que fa 3.623 m de llarg. S'ha avaluat que mostres de gel de nuclis perforats a prop de la part superior del llac tenen una antiguitat de 420.000 anys. La hipòtesi és que el llac ha estat segellat de la superfície des que es va formar la capa de gel fa 15 milions d'anys. La perforació del nucli es va aturar deliberadament uns 100 m per sobre del límit sospitós entre la capa de gel i les aigües líquides del llac. Això va ser per evitar la contaminació del llac amb la columna de 60 tones de freó i querosè utilitzada per evitar que el forat s'esfondrés i es congelés.
A partir d'aquest nucli, concretament del gel que es creu que es va formar a partir de la congelació de l'aigua del llac a la base de la capa de gel, es van trobar microbis extremòfils, cosa que suggereix que l'aigua del llac suporta la vida. Els científics van suggerir que el llac podria posseir un hàbitat únic per a bacteris antics amb un conjunt de gens microbians aïllats que conté característiques desenvolupades potser fa 500.000 anys.
esquerra|miniatura|Secció transversal d'un artista de la perforació del llac Vostok