В сърцето на сухите, незамръзващи долини МакМърдо в Антарктида - се намира езерото Дон Хуан - необикновен водоем, който интригува учените още от откриването му през 1961 г. Въпреки изключителния студ в региона, това езеро не замръзва - явление, което се дължи на забележителната му соленост. Разбирането на факторите, допринасящи за хиперсолената му природа, дава представа както за геохимичните процеси на Земята, така и за потенциалните аналози на Марс.
Езерото Дон Хуан се намира в долината Райт, една от най-сухите и студени пустини на Земята. Солеността на езерото е изключително висока, като концентрацията на калциев хлорид надхвърля 40 %, което го прави един от най-солените известни водоеми. Всъщност езерото Дон Хуан дълго време е смятано за най-соленият естествен водоем на Земята, но според по-нови проучвания езерото Гает'але в депресията Данакил в Етиопия е с по-висока соленост - приблизително 43,3 %, което му носи титлата в Книгата на рекордите на Гинес. Според някои измервания обаче солеността на езерото Дон Хуан достига 45,8 %, поради което рекордът подлежи на обсъждане. Само за справка - Мъртво море е със съдържание на сол около 33 или 34%.
Високото съдържание на сол значително понижава температурата на замръзване на водата. Сухите долини на МакМърдо представляват едни от най-екстремните студени пустинни зони в света. Средно годишно в тях падат едва няколко сантиметра валежи, които се осигуряват от редки снеговалежи, а често има и години без капка дъжд. Изложено на тази сурова суша, езерото Дон Хуан е подложено на значително изпарение, което концентрира сол в останалата вода.
Свръхсолеността на езерото Дон Хуан обяснява защо то може да остане течно, дори когато южната част на долината Райт преживява брутално ниските си зимни температури: от порядъка на -50 градуса по Целзий.
Освен с концентрацията си, соленият разтвор от езерото Дон Хуан е уникален и със състава си, който е около 90-95% калциев хлорид. Сред минералите, които се утаяват от тази разсол, е антарктиитът, който за първи път е описан в езерото Дон Хуан няколко години след откриването му. Изследователите са прекарали десетилетия в опити да разберат как такава среда може да съществува в един от най-суровите региони на планетата.
Долината Райт създава среда, в която водата се държи по неочакван начин, и отново калциевият хлорид е в центъра на всичко. Околните почви в долината Райт са богати на тази силно хигроскопична сол, която лесно поглъща влага от въздуха. Дори в студения и сух климат на Сухите долини калциевият хлорид привлича водни пари, образувайки гъста смес, субстанция, която се просмуква в езерото. Този непрекъснат приток на солена вода спомага за поддържането на езерото Дон Хуан в течно състояние през цялата година.
Скорошни проучвания разкриха любопитни факти и как езерото претърпява забележими химически промени през антарктическото лято. Теренните измервания показват, че водата в езерото Дон Хуан се обновява напълно приблизително на всеки шест месеца. Тази промяна се дължи на активен хидрологичен цикъл, който включва както плитки, така и дълбоки подземни водни системи.
Проучване на изследователи от Вашингтонския университет, при което е използвано химическо моделиране, показва, че езерото се захранва предимно от регионален дълбок източник на подземни води. Тези подпочвени води, наситени с калциев хлорид, се издигат на повърхността и циркулират през езерото, докато невидим подземен отток вероятно отстранява водата, създавайки динамично равновесие.
Така че, накратко казано, когато дълбоките солени подземни води се издигат в езерото Дон Хуан, те се смесват с допълнителни солени води от околните скали чрез кристализация, което допълнително увеличава солеността на езерото. Екстремните условия в езерото се подсилват от високата степен на изпарение и минималните валежи, които не позволяват на водата да се разреди. Тази комбинация от екологични, климатични и химични фактори обяснява защо водата остава течна дори при изключително студени условия.
Отвъд непосредствения научен интерес езерото Дон Хуан служи и като ценен модел за разбиране на подобни среди на други планети. Условията в сухите долини на Макмърдо - изключително ниска влажност, минимални валежи и ниски температури - приличат на повърхността на Марс.
Някои особености на Марс, като например сезонните тъмни ивици - подобни на пътищата на потока в долината Райт - могат да бъдат обяснени с процесите, наблюдавани в езерото Дон Хуан. Ако тази теория се потвърди, образуването на разсол чрез кристализация може да позволи съществуването на преходна течна вода на Червената планета. Изследвайки това антарктическо езеро, изследователите се надяват да разберат по-добре дали на Марс все още може да има течна вода въпреки тънката му атмосфера и студения климат.
Продължаващото изследване на езерото Дон Хуан не само разширява познанията ни за екстремните условия на Земята, но и предостави улики, които могат да послужат за търсене на вода на Марс. Сезонното подновяване на водата в езерото, силното влияние на калциевия хлорид върху точката на замръзване и деликатният баланс, поддържан от ограниченото количество вода и голямото изпарение, допринасят за създаването на среда, която е едновременно рядка и поучителна. Всяко откритие за химията и хидрологията на езерото добавя още едно парче към пъзела на поведението на водата при екстремни условия.
Достигането до него е трудно тъй като езерото се намира далеч от антарктическия туристически маршрут, а предвид сложния климат на сухите долини на МакМърдо вероятно не бихте искали да изпитвате плаваемостта си в неговите супер солени води. Въпреки това можете да придобиете обща представа за необикновената среда и впечатляващите пейзажи на езерото чрез обиколка с хеликоптер в съседната долина Тейлър.