Antarktyda jest znana z ekstremalnych zjawisk i znajdujących się na niej unikatowych miejsc, takich jak nunataki (samotne wzgórza) wystające spod lodu i wyglądające jak piramidy wzniesione przez człowieka albo wspomniany przeze mnie kiedyś staw Don Juan, należący do zbiorników wodnych o rekordowo wysokim zasoleniu.
Kolejnym takim miejscem jest „krwawy wodospad” Blood Falls, czyli strumień zabarwionej na czerwono (lub pomarańczowo) wody, wypływający spod Lodowca Taylora. Odkrył go w 1911 roku australijski geolog Thomas Griffith Taylor podczas słynnej antarktycznej ekspedycji Terra Nova dowodzonej przez Roberta Scotta (pięciu członków tej ekspedycji włącznie z dowódcą zdobyło wtedy Biegun Południowy jako druga grupa po wyprawie Amundsena, jednak nie udało im się stamtąd powrócić).
Lodowiec Taylora wznosi się na Ziemi Wiktorii, nad Morzem Rossa i należy do rzadziej występujących lodowców „suchych”, to znaczy zamarzniętych aż do skały, na której spoczywa. Niemniej pod jego częścią znajduje się nieznanych rozmiarów jeziorko powstałe z uwięzionej pod lodem wody morskiej, chronione przed zamarznięciem przez wysokie stężenie substancji rozpuszczonych. Utworzyło się ono ok. 5 milionów lat temu, gdy poziom wody oceanicznej był wyższy niż obecnie i rosnący lodowiec nasunął się nad zatoczkę i oddzielił ją od oceanu.
Powstała w ten sposób odizolowana od świata ostoja (refugium), zawierająca nieznane wcześniej szczepy bakterii z rodzajów Marinobacter, Thiomicrospira i Desulfocapsa. Zidentyfikowano je po przeprowadzeniu w grudniu 2014 roku badania wód jeziorka za pomocą sondy IceMole.
Początkowo uważano, że za czerwone zabarwienie wody Blood Falls odpowiadają glony z gromady krasnorostów, okazało się to jednak błędną hipotezą. Czerwone zabarwienie wody mogą też czasem powodować niektóre mikroorganizmy, np. stwierdzono, że przypadki „płaczących krwią” posągów lub obrazów wiążą się z obecnością mikroskopijnego grzyba Serratia marcescens o jaskrawoczerwonej barwie. Jednak w Blood Falls stwierdzono, że za zabarwienie wody odpowiadają występujące w niej związki żelaza.
Czerwona barwa wielu związków żelaza jest dobrze znana, począwszy od kompleksu jonów żelaza z hemem, który odpowiada za czerwoną barwę ludzkiej krwi. Czerwona (lub brunatnoczerwona albo pomarańczowa) jest również powszechnie występująca rdza (hydrat tlenku żelaza(III)). Barwę czerwoną przyjmuje też rozdrobniony lub drobnokrystaliczny hematyt Fe₂O₃, który w postaci zwartej można wypolerować niemal do metalicznego połysku (i trudno go wtedy odróżnić od metalu).
Woda z jeziora pod Lodowcem Taylora jest pozbawiona dostępu tlenu i zawiera duże stężenie chlorków, siarczanów(VI) oraz żelaza(II). W kontakcie z powietrzem żelazo utlenia się do III stopnia utlenienia, co powoduje powstanie czerwonej barwy. Trudno rozpuszczalny w wodzie hydrat tlenku żelaza(III) wytrąca się, tworząc nanosfery o średnicy 100-krotnie mniejszej niż średnica ludzkich krwinek. Wykrył to kilka lat temu amerykański uczony Kenneth Livi, specjalizujący się w nauce o materiałach.
Odkrycie Liviego wskazało nierozpatrywaną wcześniej możliwość występowania w takim środowisku substancji tworzącej formy w skali nano. Ma to istotne znaczenie dla ewentualnego badania składu naturalnych roztworów występujących na innych ciałach niebieskich, a w konsekwencji także dla poszukiwania życia poza Ziemią.
Tekst opublikowany pierwotnie na facebookowej grupie wydawnictwa Nowa Era „Chemia dla nauczycieli”.
[źródła: https://en.wikipedia.org/wiki/Taylor_Glacier; https://en.wikipedia.org/wiki/Blood_Falls; James Randi, „Investigating Miracles, Italian-Style”, Scientific American, 2, 1996, s. 124; https://engineering.jhu.edu/materials/faculty/kenneth-livi/; https://hub.jhu.edu/2023/06/26/blood-falls-mystery/]
[źródła fotografii: NPS, domena publiczna; Eli Duke – Flickr: Antarctica: Helicoptering the Dry Valleys, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16995519; National Science Foundation/Peter Rejcek – http://photolibrary.usap.gov/Portscripts/PortWeb.dll?query&field1=Filename&op1=matches&value=BLOOD_FALLS.JPG&catalog=Antarctica&template=USAPgovMidThumbs, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=38735981; Unknown author – Unknown source, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5582522; Zina Deretsky / US National Science foundation (NSF) – http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=114488, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6588093]