Kuva: Satelliittikuva Vanda-järvestä (wikimedia.org)
Etelämantereella sijaitsevista McMurdon Kuivista laaksoista (engl. McMurdo Dry Valleys) on löydetty lukuisia luonnon kummallisuuksia – sekä biologisia että fysikaalisia. Syynä erikoisiin ilmiöihin on laaksojen äärimmäisen alhainen sademäärä ja jäätävä kylmyys.
Fysikaalisessa mielessä ehkä hämmästyttävin tapaus on Wrightin laaksossa sijaitseva Vanda-järvi, jota peittää ympäri vuoden noin 4 metrin paksuinen jääkerros. Vain parin kuukauden ajan etelän kesällä jääpeite sulaa pinnaltaan hieman.
Kuitenkin järven pohjaosissa yli 60 metrin syvyydessä, veden lämpötila on 1960-luvulla tehtyjen järjestelmällisten mittausten mukaan 25–26 celsiusastetta. Niinkin matalalla kuin 20–40 metrin syvyydessä lämpötila on 8 astetta.
Luvut ovat häkellyttäviä siihen nähden, että vuoden keskilämpötila (24-h) alueella on noin –18 astetta, mikä tekee järven pohjavedestä 44 astetta ympäristöään kuumemman. Etelä-Suomen ilmastossa erotus tarkoittaisi, että jonkin täkäläisen järven vesi olisi 49-asteista – miten tällainen ilmiö on mahdollinen?
Ristiriidan voisi ehkä selittää kuumalla lähteellä tai muulla tuliperäisellä energianlähteellä, mutta vielä hämmentävämmäksi Vanda-järven tekee se, että mitään vulkaanista toimintaa sen pohjassa ei ole. Itse asiassa lämpöhävikki järven kuumasta pohjavedestä alapuoliseen maaperään on 500 kertaa suurempi kuin maasta vastaanotettu lämpömäärä.
Suolapitoisuus estää sekoittumisen
Syy Vanda-järven järjenvastaiseen lämpötilaprofiiliin piilee sen veden suolaisuudessa, ja tarkemmin sanottuna siinä, että suolapitoisuus nousee voimakkaasti pinnalta pohjaa kohti. Kaikkein ripeimmin suolaisuus nousee 50 metrin syvyydellä.
Jäisestä sijainnistaan huolimatta järven lämmittämiseen riittää yksinomaan Aurinko, sillä suolagradientti estää veden sekoittumisen.
Mikäli vesi pohjan lähellä ei olisi suolaisempaa ja siten raskaampaa kuin pintavesi, auringonvalosta järven pohjaan imeytynyt energia ei säilyisi pohjalla. Ilman suolagradienttia lämmin vesi lähtisi näet nousemaan ylös, ja sekoittuisi samalla kylmään pintaveteen.
Koska sekoittumista ei lainkaan ole, ja koska kuivassa laaksossa sää on enimmäkseen selkeä, riittää vähäinenkin auringonvalo pitämään pohjaveden kuumana. Paksu jääkerros ja suuri syvyys toimivat ylimääräisinä lämpöeristeinä.
Lisäksi Vanda-järven jää on äärimmäisen kirkasta ja läpinäkyvää; nelimetrisen jääkerroksen läpi pääsee 6 prosenttia kaikesta Auringon säteilystä. Mikäli jää ei olisi kirkasta, läpäisy olisi tuntuvasti heikompaa ja siten järven pohjavesi nykyistä kylmempää.
Vanda-järven koko on noin 5 kertaa 1,5 kilometriä, ja sen suurimmaksi syvyydeksi on mitattu 66 metriä. Järven suola ei ole natriumkloridia, kuten valtamerten suola pääosin, vaan miltei puhdasta kalsiumkloridia. Järvi on laskujoeton.
Tutkimus vilkasta 1960-luvulla
Vanda-järven rannalla oli uusiseelantilaisten ylläpitämä tutkimusasema vuosina 1968–1995. 1960-luvun alussa amerikkalaiset ja brittiläiset tutkivat järveä tiiviisti.
Tämän artikkelin tiedot ovat peräisin pääosin Robert A. Ragotzkien ja Gene E. Likensin vuonna 1964 Limnology and Oceanography -lehdessä julkaistusta tutkimuksesta (pdf-tiedosto). Molemmat tekijöistä työskentelivät aikanaan Wisconsinin yliopistossa säätieteilijöinä.
Toinen tietolähde on uusiseelantilaisessa Tuatara-lehdessä 1967 julkaistu A. T. Wilsonin raportti. Asiakrijan analyysiosiossa hän kuvaili Vanda-järveä “maailman huikeimmaksi Auringon lämmittämäksi järveksi”. Wilson työskenteli Wellingtonin yliopistossa kemistinä.
Tutkimusten suhteellisen korkeaa ikää ei ole syytä pitää epäluotettavuuden tai vanhentuneen tiedon merkkinä. Tutkijat näet havaitsivat 1960-luvun alkupuolella Vanda-järven lämpöbudjetin pysyvän hyvin lähellä tasapainoa. Tämän vuoksi voidaan turvallisesti olettaa, että järven pohjavesi on edelleenkin hyvin lämmintä, vaikka aivan tuoreita mittaustuloksia ei olisikaan saatavilla.
Lähde: T&T
