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南极洲这个奇怪的,超咸的池塘是怎么形成的?

了解地球上最咸水体之一南极洲唐璜池塘(Don Juan Pond)的水文状况,有助于科学家弄清火星环境的奥秘。美国宇航局

在世界的底部,在寒冷的南极沙漠中,坐落着一个只有几英寸深的怪异池塘,非常咸,它即使在零下58华氏度(零下50摄氏度)的温度下也保持液态。

自从1961年在一次探险中被发现以来,这个池塘异常沉重和纯净的盐分来源一直是一个地球化学谜团。科学家们普遍认为唐璜池塘(一个以远征队直升机飞行员名字命名的游戏)是由深层地下水补给的,但2013年一篇广为宣传的论文指出,这些盐来自较浅的来源。

在9月15日发表在《地球与行星科学快报》杂志上的新研究中,研究人员利用池塘化学的计算机模型对这一发现提出了质疑。

,因为该区域是与火星最接近的类地体之一,了解水如何流经池塘和周围区域可以帮助科学家了解这颗红色行星上类似特征的行为。[地球上7个最像火星的地方]

唐璜池塘里的盐和撒在食物上的东西不一样。取而代之的是95%的氯化钙,它显著降低了水的冰点,有助于池塘在南极严冬中保持液态。

位于南极洲赖特山谷的唐璜池塘中的液体,按重量计算,含盐量几乎为45%。(Pierre Roudier/Flickr)

这项研究的合著者、华盛顿大学的地球化学家Jonathan Toner说,自然界很少产生如此纯净的水溶液。托纳说,从化学的角度来看,“这就像走进房间看到一头粉色的大象,”

所有的盐使水比从水龙头里倒出的水或在海滩上翻滚的水更浓、更粘,使其具有薄糖浆的稠度。

池塘是如此的咸(大约40(重量百分比)由于两个因素的组合:在麦克默多干谷的极端干燥环境中的高蒸发率,以及氯化钙形成比普通食盐(氯化钠)更浓溶液的能力为什么池塘的化学成分如此纯净一直是个谜。他们很难回答,因为池塘被指定为保护区,以防止任何污染,所以对采样和研究该区域有限制。

2013年的研究使用延时摄影技术监测池塘周围的水流。作者得出结论,当湿度达到峰值时,周围土壤中的氯化钙就会从大气中吸收水分,这一过程称为潮解。在池塘附近的山坡上,那水看起来像一条条暗土。作者认为周期性的融雪会把盐分冲进池塘。托纳说,[气候变化的照片证据:冰川退缩的延时图像]

“但是我们完全不同意”研究作者的结论我认为他们真的没有考虑到过去关于深层地下水来源的证据。

他和他的同事们用一个化学模型比较了两种可能的盐深层地下水来源和2013年论文中描述的过程,这个化学模型比较了池塘水的组成和预计将通过的演变这两种不同来源的蒸发。

他们发现深层地下水来源“与之完全匹配,精确到不可思议的程度”,而较浅的来源“离之不远”,托纳说。

这项研究仍然存在深层地下水最终来自哪里的问题。托纳和他的同事认为咸水从冻土中渗透下来

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