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Lago Vostok

Agosto 11, 2021

Para otros usos de este término, véase Vostok.

El lago Vostok (en ruso Озеро Восток, romanización Ozero Vostok, literalmente Lago del Oriente) es el más grande de los casi 400 lagos subglaciales conocidos de la Antártida. El lago está situado en el llamado polo del frío, ubicado debajo de la base rusa Vostok, a unos 3748 m de la superficie de la placa de hielo de la Antártida Oriental, aislado del exterior y protegido de la atmósfera. La superficie de este lago de agua dulce está aproximadamente 4000 m bajo la superficie del hielo, lo que la sitúa a unos 500 m bajo el nivel del mar. Mide 250 km de largo por 50 km de ancho en su parte más amplia,[1]​ y cubre un área de 12 500 km² y una profundidad promedio de 432 m. Tiene un volumen estimado de 5400 km³.[2]​ El lago se divide en dos cuencas profundas por una cresta. El agua líquida sobre la cresta tiene de unos 200 m de profundidad, en comparación con los casi 400 m en la cuenca septentrional y 800 m de profundidad en la meridional.

Lago Vostok
Озеро Восто́к

Vista satelital del lago cubierto por el hielo
Ubicación geográfica
Continente Antártida
Región Antártida Oriental
Cuenca Endorreica
Coordenadas 77°30′S 106°00′E / -77.5, 106Coordenadas: 77°30′S 106°00′E / -77.5, 106
Ubicación administrativa
País Antártida
División  Territorio Antártico Australiano (reivindicada)
Presa
Tipo Lago subglacial (lago de rift)
Long. de coronación 250 kilómetros
Cuerpo de agua
Tiempo retención 13 300 años
Congelación Se cree que no congela
Islas interiores 1 (descubierta en mayo de 2005)
Efluentes Ninguno
Longitud 250 km[1]​
Ancho máximo 50 km[1]​
Superficie 15 790 km²
Volumen 5400[2]​ ± 1600 km³
Profundidad Media: 344 m
Máxima: 510[1]​ a 900 m[2]​
Altitud ≈ — 500 m (bajo una capa de hielo permanente)
Ciudades costeras Base Vostok
Descubrimiento Andréi Kapitsa, entre los años 1950 y 1960
Mapa de localización
Lago Vostok
Ubicación (Antártida).
[editar datos en Wikidata]

El nombre del lago proviene de la base científica Vostok, que a su vez lleva el nombre de un barco, la corbeta Vostok (Восток), que significa «oriente» u «este» en ruso.[3]​[4]​ La existencia de un lago subglacial en la región de Vostok la sugirió por primera vez el geógrafo ruso Andréi Kapitsa, a partir de sondeos sísmicos realizados durante las expediciones antárticas soviéticas entre 1959 y 1964 para medir el espesor de la capa de hielo.[5]​[6]​ Una posterior investigación dirigida en 1993 por científicos rusos y británicos[6]​[7]​ llevó a la confirmación definitiva de la existencia del lago por J. P. Ridley, utilizando el altímetro láser ERS-1.[5]​ El hielo que cubre la superficie proporciona un registro paleoclimático continuo de 400 000 años, aunque la masa de agua propia del lago se pudo haber aislado hace unos 15 a 25 millones de años.[8]​[9]​[10]​ El 5 de febrero de 2012, un equipo de científicos rusos extrajo la muestra de hielo más larga hasta hoy, de 3768 m, y perforaron el escudo de hielo en la superficie del lago.[11]​

La primera muestra de agua recién congelada se obtuvo el 10 de enero de 2013, a una profundidad de 3406 m.[12]​[13]​ Pero, tan pronto como se perforó la capa de hielo, el agua del lago subyacente brotó del pozo y se mezcló con el freón y el queroseno utilizado para mantener frío el pozo.[14]​[15]​[16]​[17]​ En enero de 2015, se perforó un nuevo pozo «limpio» y se obtuvo una muestra de agua supuestamente virgen.[15]​ El equipo ruso planeó hacer descender una sonda al interior del lago para recoger muestras de agua y sedimentos del fondo. La hipótesis del equipo es que se podrían encontrar formas insólitas de vida en la capa líquida del lago, una reserva de agua fósil. El lago contiene un ambiente sellado bajo el hielo durante millones de años, en unas condiciones probablemente parecidas a las del océano cubierto de hielo de la luna Europa de Júpiter[18]​[19]​ o de Encélado de Saturno.[20]​

Descubrimiento

 
Andréi Kapitsa afirmó la existencia del lago en las conclusiones de las primeras expediciones soviéticas a la zona.

El científico ruso Piotr Kropotkin fue el primero en proponer la existencia de agua dulce bajo las capas de hielo de la Antártida a finales del siglo XIX.[21]​[22]​ Teorizó que la enorme presión ejercida por la masa acumulada de miles de metros de hielo podría aumentar la temperatura en las partes inferiores de la capa de hielo hasta el punto que se derretiría. La teoría de Kropotkin fue desarrollada por el glaciólogo ruso I. A. Zotikov, quien escribió su tesis de doctorado sobre este tema en 1967.[5]​

El geógrafo ruso Andréi Kapitsa utilizó sondeos sísmicos en la zona de la estación Vostok, construida durante la Expedición Antártica Soviética entre 1959 y 1964 para medir el espesor de la capa de hielo.[5]​ Kapitsa fue el primero en sugerir la existencia de un lago subglacial en la región,[6]​ y una investigación posterior confirmó su hipótesis.[23]​

A principios de 1970, unos científicos británicos realizaron sondeos aéreos con radar de penetración de hielo y detectaron lecturas inusuales en un sitio que seguería la presencia de un lago de agua dulce líquida bajo la capa de hielo.[24]​ En 1991, Jeff Ridley, un especialista en teledetección, junto al Laboratorio de Ciencia Espacial Mullard del University College de Londres, dirigió el satélite ERS-1 para obtener un rayo de alta frecuencia hacia el centro de la capa de hielo antártica. Los datos del ERS-1 confirmaron los hallazgos de la investigación británica de 1973,[25]​ pero estos nuevos datos no se publicaron en el Journal of Glaciology hasta 1993.[26]​ El radar espacial reveló que este cuerpo subglacial del agua dulce es uno de los lagos más grandes del mundo, y uno de unos 140 lagos subglaciales de la Antártida. En 1996, un grupo de científicos rusos y británicos delinearon el lago al integrar una variedad de datos, como observaciones de un radar de penetración de hielo aerotransportado y altimetría de radar espacial. Se confirmó que el lago contiene grandes cantidades de agua líquida bajo una capa de hielo de más 3 km de espesor. El lago posee al menos veintidós cavidades de agua líquida, cada una de 10 km en promedio.[27]​

El nombre del lago proviene de la base Vostok, que a su vez lleva el nombre de un barco sloop-of-war de 900 toneladas, el Vostok (Восток), comandado por uno de los descubridores de la Antártida, el almirante y explorador ruso Fabian Gottlieb von Bellingshausen.[3]​ La palabra Bосток significa «oriente» u «este» en ruso,[4]​ y el nombre de la estación y el lago hacen referencia al hecho de que se encuentran en la parte oriental del continente. En 2005, se encontró una isla en el centro del lago.[28]​ Después, en enero de 2006, se publicó el descubrimiento de dos lagos cercanos y más pequeños bajo la capa de hielo; se nombran 90°E (90 Grados Este) y Sovétskaya. Se sospecha que estos lagos pueden estar conectados por una red de ríos subglaciales.[29]​ Unos glaciólogos del Centro para la Observación y Modelado Polar propusieron que muchos de los lagos subglaciales de la Antártida están, al menos, temporalmente interconectados.[30]​ Debido a la variación de la presión de agua entre los lagos individuales, pueden formarse repentinamente grandes ríos subterráneos y luego forzar amplios volúmenes de agua a través del hielo sólido.[30]​

El agua que contiene es muy antigua, con un tiempo de residencia medio de un millón de años,[31]​[32]​ que contrasta con los seis años del lago Ontario.[33]​ Esto implica que una misma molécula de agua tarda en renovarse y abandonar el entorno una media de un millón de años,[32]​ una tasa de renovación muy inferior a la de los lagos comunes (50 a 100 años) e incluso a la de las masas oceánicas (unos 3200 años), en comparación el agua del subsuelo se renueva cien veces más rápido (10 000 años).[34]​

Historia geológica

África se separó de la Antártida hace unos 160 millones de años, seguida por el subcontinente indio, en el Cretácico Inferior (unos 125 millones de años atrás). Hace unos 66 millones de años, la Antártida (entonces conectada con Australia) tenía un clima tropical o subtropical, una fauna marsupial y un extenso bosque templado húmedo.[35]​[36]​

La cuenca del lago es pequeña (50 km de ancho) y con características tectónicas dentro una zona de 100 km de varias colisiones continentales entre la cordillera Gamburtsev, una cordillera subglacial y la región del Domo C.[37]​ El agua del lago se aloja en un lecho de sedimentos de 70 m de espesor, que ofrece la posibilidad de contener un registro climático único y la vida en la Antártida antes de que se formara la capa de hielo.[25]​[38]​

Véase también: Gondwana

Características

Se estima que el agua del lago quedó sellada bajo una gruesa capa de hielo hace unos 15 millones de años.[8]​ Inicialmente se pensó que dicho cuerpo de agua existía bajo el lago desde el momento de su formación, lo que da un tiempo de residencia de alrededor de un millón de años.[30]​ No obstante, la investigación posterior de Robin Bell y Michael Studinger (del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia) concluyó que el agua del lago es de congelación continua y que se deja llevar por el movimiento de la capa de hielo de la Antártida, aunque es reemplazada por agua fundida de otras partes de la capa de hielo en condiciones de alta presión. De acuerdo con esto, se estima que todo el volumen del lago se sustituye cada 13 300 años —un tiempo de residencia promedio—.[39]​

La temperatura más fría registrada en la Tierra, -89 °C, se registró en la base Vostok el 21 de julio de 1983.[8]​ En cuanto las razones por las que permanece líquida en el lugar más frío del planeta, se han sugerido diversas hipótesis. La primera asegura que la temperatura promedio del agua sería de -3 °C; sigue estado líquida por debajo del punto de congelación normal debido a la alta presión (360 atm) provocada por el peso del hielo encima de ella. Su solidificación no es posible (a esa temperatura), pues el hielo se funde con la presión.[40]​ La segunda teoría afirma que el calor geotérmico del interior de la Tierra calienta las rocas bajo el lago,[41]​[42]​ o que la cubierta de hielo, que es un mal conductor de calor, podría actuar como una manta aislante, protegiéndolo de las frías temperaturas de la superficie.[43]​[44]​ Otra posibilidad es que el lago no haya tenido tiempo de congelarse después de un período templado que finalizó hace alrededor de 5000 años.[44]​

El lago es un entorno oligotrófico extremo, y se espera que esté sobresaturado de nitrógeno y oxígeno,[45]​[46]​ con unos 2.5 L de nitrógeno y oxígeno por cada 1 kg de agua;[47]​ es decir que tiene unas concentraciones cincuenta veces más altas que las que normalmente se encuentran en los lagos de agua dulce ordinarios de la superficie terrestre. Se calcula que el peso y la presión absoluta llegan a los 345 bares en la capa de hielo continental sobre el lago; esto contribuye a la alta concentración de gas.[32]​ Aparte de disolverse en el agua, el oxígeno y otros gases quedan atrapados en un tipo de estructura llamado clatrato. En estas estructuras, los gases están encerrados en una jaula helada y se observan como nieve compactada. Estas se forman en las profundidades del lago a una alta presión y serían inestables si llegaran a la superficie.[30]​[47]​[48]​

En abril de 2005, investigadores alemanes, rusos y japoneses descubrieron que el lago también posee mareas.[49]​ Dependiendo de la posición del Sol y la Luna, la superficie se eleva entre 12 mm.[50]​ El lago se encuentra bajo una oscuridad absoluta, a una presión de 355 bares y con un ambiente rico en oxígeno, por lo que los investigadores especulan que los organismos que habitan en el lago podrían haber evolucionado de una manera única y que la fluctuación de la superficie tiene el efecto de una bomba que mantiene circulando el agua.[25]​[47]​ A partir del 2001, un grupo de científicos estadounidenses comenzó a sobrevolar el lago Vostok a baja altura para estudiar su actividad magnética. Durante estos sobrevuelos, se descubrió una poderosa anomalía magnética de 1 µT en el extremo oriental del lago, que abarca 105 x 75 km. Los investigadores suponen que la anomalía podría ser causada por un adelgazamiento de la corteza terrestre en ese lugar.[51]​

Se han encontrado algunos microorganismos, como Hydrogenophilus thermoluteolus, viviendo en los núcleos de hielo extraídos de la profundidad; son especies que residen solo en estas superficies.[46]​[52]​ De acuerdo con lo anterior, los estudiosos sugieren la presencia de una biosfera profunda que habita un sistema geotérmico en el lecho de roca que rodea el lago subglacial. También proponen que es posible que haya vida microbiana en el lago a pesar de la presión alta, el frío constante, el bajo aporte nutricional, la concentración potencialmente elevada de oxígeno y la ausencia de la luz solar.[46]​[53]​[54]​ En ese sentido, Europa, una luna de Júpiter, y Encélado de Saturno podrían albergar lagos u océanos bajo una gruesa capa de hielo. La posibilidad de vida en el interior del lago Vostok podría reforzar la teoría de presencia de vida en los satélites naturales helados.[46]​[9]​[55]​

Investigaciones

 
Equipo de la base Vostok con núcleos de hielo taladrados, en 2005.

En 1998, los investigadores de la base Vostok produjeron uno de los núcleos de hielo más largos del mundo. Un equipo de rusos, franceses y estadounidenses perforó y analizó el núcleo, de 3623 m de longitud. Encontraron que las muestras de hielo de perforado cerca de la parte superior del lago podrían tener una antigüedad de 420 000 años. En la teoría propuesta es que la superficie del lago fue sellada por la formación de una capa de capa de hielo, hace 15 millones de años. La perforación del núcleo se detuvo deliberadamente cerca de 100 m del supuesto límite entre la capa de hielo y las aguas líquidas del lago.[56]​ Esto se hizo para evitar la contaminación del lago con una columna de 60 toneladas de freón y el queroseno utilizada para evitar el pozo se derrumbara y congelarlo de nuevo.[25]​ Se cree que en la parte más profunda de este núcleo, formada por hielo, se originó a partir de agua congelada del lago en la base de la capa de hielo; en esa zona se encontraron microbios extremófilos, lo que indica que el agua del lago es compatible con las formas vida. Los científicos sugirieron que el lago podría poseer un hábitat único para las bacterias antiguas con una reserva genética microbiana aislada que contiene características desarrolladas posiblemente hace 500 000 años.[57]​ Se sabe que el lago está formado por dos fosas separadas por una cordillera,[37]​ por lo que los investigadores teorizan que las composiciones químicas y biológicas de ambas podrían ser diferentes.[57]​

Cuando nieva queda aire atrapado en los copos; en los polos y en otras regiones la nieve perpetua, termina formando hielo. El aire queda atrapado en pequeñas burbujas. Normalmente en cada kilogramo de hielo quedan atrapados 100 ml. de aire.[58]​ De este modo el hielo polar funciona como un «museo del aire», proporcionando información de la composición de la atmósfera hasta medio millón de años atrás. Las técnicas de extracción y análisis de gases proporcionan las concentraciones de CO2 anteriores al momento actual y aportan evidencias del cambio climático. Los registros de hielo muestran que las concentraciones de CO2 no tienen precedente en los últimos 650 000 años.[58]​

 
Representación en bloque diagrama de la perforación de 2011 en el lago.

En enero de 2011, el jefe de la Expedición Antártica Rusa, Valery Lukin, anunció que a su equipo solo le restaban 100 m de hielo por perforar para alcanzar el agua del lago.[8]​ Los investigadores cambiaron una cabeza del taladro térmico por una nueva con un fluido de aceite de silicona «limpia» para perforar el resto del túnel.[59]​ En lugar de perforar hasta encontrar el agua, se detuvieron justo cuando un sensor en el taladro térmico detectó agua libre. En ese punto, el taladro fue frenado y extraído del agujero de perforación. Al retirar la broca se reduciría la presión debajo de ella, ingresaría agua en el agujero, se congelaría y crearía un tapón de hielo en el fondo del agujero.[60]​ La perforación se detuvo el 5 de febrero de 2011 a una profundidad de 3720 m, de modo que el equipo de investigación pudo extraer el hielo antes del comienzo de la temporada de invierno antártico. El equipo de perforación fue trasportado por avión el 6 de febrero de 2011.[61]​

De acuerdo con el plan, el equipo regresó al verano siguiente para tomar una muestra del hielo y analizarla.[8]​[62]​ Los rusos reanudaron la perforación en el lago, en enero de 2012, y llegaron a la superficie superior del agua el 6 de febrero de 2012.[11]​[63]​ Los investigadores permitieron que el agua del lago se congelara dentro del taladro y, meses más tarde, recogieron muestras de núcleos de este hielo recién formado y las enviaron al Laboratorio para Glaciología y Geofísica Ambiental en Grenoble para su análisis.[16]​

Resultados de estudios biológicos

 
Concentraciones de CO2 y relación con la variación de temperatura en los últimos 420 000 años
 
Concentraciones de CO2 en los últimos 420 000 años. El período industrial desde 1850 aparece de color rojo al final de la línea del gráfico.

Investigadores británicos y estadounidenses

Los científicos reportaron la evidencia de microbios en el hielo de acreción en 1999.[64]​ Desde entonces, un equipo liderado por Scott O. Rogers identificó una variedad de bacterias y hongos en el hielo de acreción (no de la capa de agua subglacial) recolectado durante proyectos de perforación estadounidenses en la década de 1990.[65]​[66]​ Según Rogers, esto indica que el lago bajo la capa de hielo no es estéril, sino que contiene un ecosistema único. Rogers publicó en julio de 2013 un artículo sobre los experimentos que su equipo realizó para obtener la secuenciación de ácidos nucleicos (ADN y ARN) y los resultados permitieron deducir las vías metabólicas representadas en el hielo de acreción y, por extensión, en el lago. El equipo encontró 3507 secuencias de genes únicos, y que aproximadamente el 94 % de las secuencias eran de bacterias y el 6 % eran de eucariontes.[67]​ Las clasificaciones o identificaciones taxonómicas (de género y/o especie) fueron posibles para 1623 de las secuencias. En general, los taxones eran similares a organismos descritos previamente en lagos, aguas salobres, ambientes marinos, suelos, glaciares, hielo, sedimentos lacustres, sedimentos de aguas profundas, respiraderos hidrotérmicos de aguas profundas, animales y plantas, entre otros. Había presentes secuencias de aeróbicos, anaeróbicos, psicrófilos, termófilos, halófilos, alcalófilos, acidófilos, resistente a la desecación, y organismos autótrofos y heterótrofos, incluyendo un número de eucariontes multicelulares.[67]​

Sin embargo, el microbiólogo David Pearce, de la Universidad de Northumbria en Newcastle upon Tyne, indicó que el supuesto ADN podría ser simplemente una contaminación por el proceso de perforación, y que no es representativo del mismo lago Vostok. Los antiguos núcleos de hielo perforados en el 1990 eran para buscar evidencia climática prehistórica enterrada en el hielo, en lugar de restos de vida, por lo que el equipo de perforación no los esterilizó.[17]​ También Sergey Bulat, un experto en el lago del Instituto de Física Nuclear de San Petersburgo en Gátchina, duda de que cualquiera de las células o fragmentos de ADN en las muestras podría pertenecer a organismos que pudieran existir en el lago. Dice que es muy probable que las muestras están fuertemente contaminadas con tejidos y microbios del mundo exterior.[68]​

Investigadores rusos y franceses

Científicos rusos y franceses han llevado a cabo estudios de ADN molecular del agua del lago que fue congelado en el pozo, mediante la construcción de numerosas genotecas,[16]​ que son fragmentos de ADN que permiten a los científicos identificar a qué especies de bacterias puedan pertenecer. Hasta ahora, las muestras tomadas del lago contienen aproximadamente una parte del queroseno por 1000 de agua, y están contaminadas con bacterias presentes previamente en la broca y el queroseno en el fluido de perforación.[16]​ Hasta ahora, los científicos han podido identificar 255 especies contaminantes, pero también han encontrado una bacteria desconocida cuando se taladró la superficie del lago en 2012; el taxón no coincide con otras especies en las genotecas internacionales y esperan que sea un habitante único del lago Vostok.[16]​[69]​[70]​ Sin embargo, Vladímar Korolev, el jefe de laboratorio del estudio en la misma institución, dijo que las bacterias podrían ser, en principio, un contaminante que utilizan queroseno —el anticongelante usado durante el taladrado— como fuente de energía.[71]​[72]​

La comunidad científica indicó de que no se obtendrá información valiosa hasta que puedan aportar muestras limpias de agua del lago, no contaminadas por el fluido de la perforación.[16]​ En mayo de 2013, la instalación de perforación en la base Vostok de la Antártida fue declarada monumento histórico como «el resultado del reconocimiento de los logros de la investigación rusa de la Antártida por la comunidad científica internacional, y de las operaciones independientes para abrir el lago subglacial Vostok, realizadas por científicos rusos el 5 de febrero de 2012», independientemente de los problemas de contaminación.[73]​ En enero de 2015, Russia Today afirmó que los científicos rusos habían hecho un nuevo pozo «limpio» en el lago usando una sonda especial de 50 kg, que recogió aproximadamente 1 L de agua no contaminada por el fluido anticongelante.[15]​ Se predijo que el agua se elevaría 30-40 m en la parte inferior del pozo de perforación, pero en realidad el agua subió hasta una altura de superior a 500 m.[74]​ En octubre de 2015, la obra fue suspendida por el verano austral y debido a los escasa financiación aportada por el gobierno ruso federal.[75]​[76]​

Investigaciones recientes y acceso al lago

Algunos grupos ecologistas se oponen al proyecto de perforación y ciertos científicos han argumentado que la perforación con agua caliente tendría un impacto ambiental más limitado.[77]​ La principal preocupación es que el lago podría contaminarse con el líquido anticongelante que los rusos utilizan para mantener abierto el pozo. Los científicos del Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos advierten que se debe asumir que existe vida microbiana en el lago Vostok y, que después de un largo aislamiento, cualquier forma de vida en sus aguas requiere de una protección estricta contra la contaminación.[78]​

La técnica de perforación original, empleada por los rusos, implicó el uso de freón y queroseno para lubricar la perforación y evitar que colapsara y congelara antes de terminar; hasta el momento, se han utilizado 60 toneladas cortas de estas sustancias químicas en el hielo sobre el lago.[25]​ Otros países, en particular los Estados Unidos y el Reino Unido, no han logrado convencer a los rusos de no seguir perforando el lago hasta que usen tecnologías más limpias, como la perforación de agua caliente.[79]​ Aunque los rusos afirman haber mejorado sus operaciones, siguen utilizando el mismo pozo de sondeo, que está contaminado con queroseno.[1]​ De acuerdo con Lukin, el nuevo equipamiento desarrollado por investigadores del Instituto de Física Nuclear de San Petersburgo permitiría asegurar que la investigación no provocase la contaminación del lago. Fue el Instituto de Minería de San Petersburgo el que desarrolló un tipo de sonda basada en la variación de presión,[8]​ actuando como un émbolo que absorbe el agua desde el lago hacia arriba[80]​ Lukin aseguró en repetidas ocasiones que otras naciones firmantes del Sistema del Tratado Antártico pueden perforar el lago sin afectarlo, con el argumento de que abrir el agujero, el agua correrá hasta el pozo, congelará y neutralizará los fluidos químicos cercanos.[81]​

Para probar la existencia de vida en el lago Vostok sin contaminar el medio ambiente en el proceso, el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL), planeaba utilizar una sonda para derretir el hielo, llamada «cryobot», que derretiría el hielo a su paso, dejando tras de sí un cable de comunicaciones y de energía eléctrica. El cryobot llevaría consigo un mini-submarino llamado «hydrobot», que será desplegado una vez que el cryobot haya derretido el hielo y alcanzado las aguas del lago. La misión del hydrobot sería la búsqueda de existencia de vida en las aguas de lago, utilizando una cámara de vídeo y otros instrumentos de medición.[82]​[83]​

Véase también

Referencias

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    In cooperation with other scientists, Andrey Kapitsa made one of the most remarkable geographical discoveries of the 20th century – a vast lake beneath the Antarctic ice, near the polar research station Vostok.
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Enlaces externos

  •   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Lago Vostok.
  • La anomalía magnética del Lago Vostok
  •   Datos: Q152044
  •   Multimedia: Lake Vostok

Agosto 11, 2021
lago, vostok, para, otros, usos, este, término, véase, vostok, lago, vostok, ruso, Озеро, Восток, romanización, ozero, vostok, literalmente, lago, oriente, más, grande, casi, lagos, subglaciales, conocidos, antártida, lago, está, situado, llamado, polo, frío, . Para otros usos de este termino vease Vostok El lago Vostok en ruso Ozero Vostok romanizacion Ozero Vostok literalmente Lago del Oriente es el mas grande de los casi 400 lagos subglaciales conocidos de la Antartida El lago esta situado en el llamado polo del frio ubicado debajo de la base rusa Vostok a unos 3748 m de la superficie de la placa de hielo de la Antartida Oriental aislado del exterior y protegido de la atmosfera La superficie de este lago de agua dulce esta aproximadamente 4000 m bajo la superficie del hielo lo que la situa a unos 500 m bajo el nivel del mar Mide 250 km de largo por 50 km de ancho en su parte mas amplia 1 y cubre un area de 12 500 km y una profundidad promedio de 432 m Tiene un volumen estimado de 5400 km 2 El lago se divide en dos cuencas profundas por una cresta El agua liquida sobre la cresta tiene de unos 200 m de profundidad en comparacion con los casi 400 m en la cuenca septentrional y 800 m de profundidad en la meridional Lago VostokOzero Vosto kVista satelital del lago cubierto por el hieloUbicacion geograficaContinenteAntartidaRegionAntartida OrientalCuencaEndorreicaCoordenadas77 30 S 106 00 E 77 5 106 Coordenadas 77 30 S 106 00 E 77 5 106Ubicacion administrativaPaisAntartidaDivision Territorio Antartico Australiano reivindicada PresaTipoLago subglacial lago de rift Long de coronacion250 kilometrosCuerpo de aguaTiempo retencion13 300 anosCongelacionSe cree que no congelaIslas interiores1 descubierta en mayo de 2005 EfluentesNingunoLongitud250 km 1 Ancho maximo50 km 1 Superficie15 790 km Volumen5400 2 1600 km ProfundidadMedia 344 mMaxima 510 1 a 900 m 2 Altitud 500 m bajo una capa de hielo permanente Ciudades costerasBase VostokDescubrimientoAndrei Kapitsa entre los anos 1950 y 1960Mapa de localizacionLago Vostok Ubicacion Antartida editar datos en Wikidata El nombre del lago proviene de la base cientifica Vostok que a su vez lleva el nombre de un barco la corbeta Vostok Vostok que significa oriente u este en ruso 3 4 La existencia de un lago subglacial en la region de Vostok la sugirio por primera vez el geografo ruso Andrei Kapitsa a partir de sondeos sismicos realizados durante las expediciones antarticas sovieticas entre 1959 y 1964 para medir el espesor de la capa de hielo 5 6 Una posterior investigacion dirigida en 1993 por cientificos rusos y britanicos 6 7 llevo a la confirmacion definitiva de la existencia del lago por J P Ridley utilizando el altimetro laser ERS 1 5 El hielo que cubre la superficie proporciona un registro paleoclimatico continuo de 400 000 anos aunque la masa de agua propia del lago se pudo haber aislado hace unos 15 a 25 millones de anos 8 9 10 El 5 de febrero de 2012 un equipo de cientificos rusos extrajo la muestra de hielo mas larga hasta hoy de 3768 m y perforaron el escudo de hielo en la superficie del lago 11 La primera muestra de agua recien congelada se obtuvo el 10 de enero de 2013 a una profundidad de 3406 m 12 13 Pero tan pronto como se perforo la capa de hielo el agua del lago subyacente broto del pozo y se mezclo con el freon y el queroseno utilizado para mantener frio el pozo 14 15 16 17 En enero de 2015 se perforo un nuevo pozo limpio y se obtuvo una muestra de agua supuestamente virgen 15 El equipo ruso planeo hacer descender una sonda al interior del lago para recoger muestras de agua y sedimentos del fondo La hipotesis del equipo es que se podrian encontrar formas insolitas de vida en la capa liquida del lago una reserva de agua fosil El lago contiene un ambiente sellado bajo el hielo durante millones de anos en unas condiciones probablemente parecidas a las del oceano cubierto de hielo de la luna Europa de Jupiter 18 19 o de Encelado de Saturno 20 Indice 1 Descubrimiento 2 Historia geologica 3 Caracteristicas 4 Investigaciones 5 Resultados de estudios biologicos 5 1 Investigadores britanicos y estadounidenses 5 2 Investigadores rusos y franceses 6 Investigaciones recientes y acceso al lago 7 Vease tambien 8 Referencias 9 Enlaces externosDescubrimiento Editar Andrei Kapitsa afirmo la existencia del lago en las conclusiones de las primeras expediciones sovieticas a la zona El cientifico ruso Piotr Kropotkin fue el primero en proponer la existencia de agua dulce bajo las capas de hielo de la Antartida a finales del siglo XIX 21 22 Teorizo que la enorme presion ejercida por la masa acumulada de miles de metros de hielo podria aumentar la temperatura en las partes inferiores de la capa de hielo hasta el punto que se derretiria La teoria de Kropotkin fue desarrollada por el glaciologo ruso I A Zotikov quien escribio su tesis de doctorado sobre este tema en 1967 5 El geografo ruso Andrei Kapitsa utilizo sondeos sismicos en la zona de la estacion Vostok construida durante la Expedicion Antartica Sovietica entre 1959 y 1964 para medir el espesor de la capa de hielo 5 Kapitsa fue el primero en sugerir la existencia de un lago subglacial en la region 6 y una investigacion posterior confirmo su hipotesis 23 A principios de 1970 unos cientificos britanicos realizaron sondeos aereos con radar de penetracion de hielo y detectaron lecturas inusuales en un sitio que segueria la presencia de un lago de agua dulce liquida bajo la capa de hielo 24 En 1991 Jeff Ridley un especialista en teledeteccion junto al Laboratorio de Ciencia Espacial Mullard del University College de Londres dirigio el satelite ERS 1 para obtener un rayo de alta frecuencia hacia el centro de la capa de hielo antartica Los datos del ERS 1 confirmaron los hallazgos de la investigacion britanica de 1973 25 pero estos nuevos datos no se publicaron en el Journal of Glaciology hasta 1993 26 El radar espacial revelo que este cuerpo subglacial del agua dulce es uno de los lagos mas grandes del mundo y uno de unos 140 lagos subglaciales de la Antartida En 1996 un grupo de cientificos rusos y britanicos delinearon el lago al integrar una variedad de datos como observaciones de un radar de penetracion de hielo aerotransportado y altimetria de radar espacial Se confirmo que el lago contiene grandes cantidades de agua liquida bajo una capa de hielo de mas 3 km de espesor El lago posee al menos veintidos cavidades de agua liquida cada una de 10 km en promedio 27 El nombre del lago proviene de la base Vostok que a su vez lleva el nombre de un barco sloop of war de 900 toneladas el Vostok Vostok comandado por uno de los descubridores de la Antartida el almirante y explorador ruso Fabian Gottlieb von Bellingshausen 3 La palabra Bostok significa oriente u este en ruso 4 y el nombre de la estacion y el lago hacen referencia al hecho de que se encuentran en la parte oriental del continente En 2005 se encontro una isla en el centro del lago 28 Despues en enero de 2006 se publico el descubrimiento de dos lagos cercanos y mas pequenos bajo la capa de hielo se nombran 90 E 90 Grados Este y Sovetskaya Se sospecha que estos lagos pueden estar conectados por una red de rios subglaciales 29 Unos glaciologos del Centro para la Observacion y Modelado Polar propusieron que muchos de los lagos subglaciales de la Antartida estan al menos temporalmente interconectados 30 Debido a la variacion de la presion de agua entre los lagos individuales pueden formarse repentinamente grandes rios subterraneos y luego forzar amplios volumenes de agua a traves del hielo solido 30 El agua que contiene es muy antigua con un tiempo de residencia medio de un millon de anos 31 32 que contrasta con los seis anos del lago Ontario 33 Esto implica que una misma molecula de agua tarda en renovarse y abandonar el entorno una media de un millon de anos 32 una tasa de renovacion muy inferior a la de los lagos comunes 50 a 100 anos e incluso a la de las masas oceanicas unos 3200 anos en comparacion el agua del subsuelo se renueva cien veces mas rapido 10 000 anos 34 Historia geologica EditarAfrica se separo de la Antartida hace unos 160 millones de anos seguida por el subcontinente indio en el Cretacico Inferior unos 125 millones de anos atras Hace unos 66 millones de anos la Antartida entonces conectada con Australia tenia un clima tropical o subtropical una fauna marsupial y un extenso bosque templado humedo 35 36 La cuenca del lago es pequena 50 km de ancho y con caracteristicas tectonicas dentro una zona de 100 km de varias colisiones continentales entre la cordillera Gamburtsev una cordillera subglacial y la region del Domo C 37 El agua del lago se aloja en un lecho de sedimentos de 70 m de espesor que ofrece la posibilidad de contener un registro climatico unico y la vida en la Antartida antes de que se formara la capa de hielo 25 38 Vease tambien GondwanaCaracteristicas Editar Base Vostok Se estima que el agua del lago quedo sellada bajo una gruesa capa de hielo hace unos 15 millones de anos 8 Inicialmente se penso que dicho cuerpo de agua existia bajo el lago desde el momento de su formacion lo que da un tiempo de residencia de alrededor de un millon de anos 30 No obstante la investigacion posterior de Robin Bell y Michael Studinger del Observatorio Terrestre Lamont Doherty de la Universidad de Columbia concluyo que el agua del lago es de congelacion continua y que se deja llevar por el movimiento de la capa de hielo de la Antartida aunque es reemplazada por agua fundida de otras partes de la capa de hielo en condiciones de alta presion De acuerdo con esto se estima que todo el volumen del lago se sustituye cada 13 300 anos un tiempo de residencia promedio 39 La temperatura mas fria registrada en la Tierra 89 C se registro en la base Vostok el 21 de julio de 1983 8 En cuanto las razones por las que permanece liquida en el lugar mas frio del planeta se han sugerido diversas hipotesis La primera asegura que la temperatura promedio del agua seria de 3 C sigue estado liquida por debajo del punto de congelacion normal debido a la alta presion 360 atm provocada por el peso del hielo encima de ella Su solidificacion no es posible a esa temperatura pues el hielo se funde con la presion 40 La segunda teoria afirma que el calor geotermico del interior de la Tierra calienta las rocas bajo el lago 41 42 o que la cubierta de hielo que es un mal conductor de calor podria actuar como una manta aislante protegiendolo de las frias temperaturas de la superficie 43 44 Otra posibilidad es que el lago no haya tenido tiempo de congelarse despues de un periodo templado que finalizo hace alrededor de 5000 anos 44 El lago es un entorno oligotrofico extremo y se espera que este sobresaturado de nitrogeno y oxigeno 45 46 con unos 2 5 L de nitrogeno y oxigeno por cada 1 kg de agua 47 es decir que tiene unas concentraciones cincuenta veces mas altas que las que normalmente se encuentran en los lagos de agua dulce ordinarios de la superficie terrestre Se calcula que el peso y la presion absoluta llegan a los 345 bares en la capa de hielo continental sobre el lago esto contribuye a la alta concentracion de gas 32 Aparte de disolverse en el agua el oxigeno y otros gases quedan atrapados en un tipo de estructura llamado clatrato En estas estructuras los gases estan encerrados en una jaula helada y se observan como nieve compactada Estas se forman en las profundidades del lago a una alta presion y serian inestables si llegaran a la superficie 30 47 48 En abril de 2005 investigadores alemanes rusos y japoneses descubrieron que el lago tambien posee mareas 49 Dependiendo de la posicion del Sol y la Luna la superficie se eleva entre 12 mm 50 El lago se encuentra bajo una oscuridad absoluta a una presion de 355 bares y con un ambiente rico en oxigeno por lo que los investigadores especulan que los organismos que habitan en el lago podrian haber evolucionado de una manera unica y que la fluctuacion de la superficie tiene el efecto de una bomba que mantiene circulando el agua 25 47 A partir del 2001 un grupo de cientificos estadounidenses comenzo a sobrevolar el lago Vostok a baja altura para estudiar su actividad magnetica Durante estos sobrevuelos se descubrio una poderosa anomalia magnetica de 1 µT en el extremo oriental del lago que abarca 105 x 75 km Los investigadores suponen que la anomalia podria ser causada por un adelgazamiento de la corteza terrestre en ese lugar 51 Se han encontrado algunos microorganismos como Hydrogenophilus thermoluteolus viviendo en los nucleos de hielo extraidos de la profundidad son especies que residen solo en estas superficies 46 52 De acuerdo con lo anterior los estudiosos sugieren la presencia de una biosfera profunda que habita un sistema geotermico en el lecho de roca que rodea el lago subglacial Tambien proponen que es posible que haya vida microbiana en el lago a pesar de la presion alta el frio constante el bajo aporte nutricional la concentracion potencialmente elevada de oxigeno y la ausencia de la luz solar 46 53 54 En ese sentido Europa una luna de Jupiter y Encelado de Saturno podrian albergar lagos u oceanos bajo una gruesa capa de hielo La posibilidad de vida en el interior del lago Vostok podria reforzar la teoria de presencia de vida en los satelites naturales helados 46 9 55 Investigaciones Editar Equipo de la base Vostok con nucleos de hielo taladrados en 2005 En 1998 los investigadores de la base Vostok produjeron uno de los nucleos de hielo mas largos del mundo Un equipo de rusos franceses y estadounidenses perforo y analizo el nucleo de 3623 m de longitud Encontraron que las muestras de hielo de perforado cerca de la parte superior del lago podrian tener una antiguedad de 420 000 anos En la teoria propuesta es que la superficie del lago fue sellada por la formacion de una capa de capa de hielo hace 15 millones de anos La perforacion del nucleo se detuvo deliberadamente cerca de 100 m del supuesto limite entre la capa de hielo y las aguas liquidas del lago 56 Esto se hizo para evitar la contaminacion del lago con una columna de 60 toneladas de freon y el queroseno utilizada para evitar el pozo se derrumbara y congelarlo de nuevo 25 Se cree que en la parte mas profunda de este nucleo formada por hielo se origino a partir de agua congelada del lago en la base de la capa de hielo en esa zona se encontraron microbios extremofilos lo que indica que el agua del lago es compatible con las formas vida Los cientificos sugirieron que el lago podria poseer un habitat unico para las bacterias antiguas con una reserva genetica microbiana aislada que contiene caracteristicas desarrolladas posiblemente hace 500 000 anos 57 Se sabe que el lago esta formado por dos fosas separadas por una cordillera 37 por lo que los investigadores teorizan que las composiciones quimicas y biologicas de ambas podrian ser diferentes 57 Cuando nieva queda aire atrapado en los copos en los polos y en otras regiones la nieve perpetua termina formando hielo El aire queda atrapado en pequenas burbujas Normalmente en cada kilogramo de hielo quedan atrapados 100 ml de aire 58 De este modo el hielo polar funciona como un museo del aire proporcionando informacion de la composicion de la atmosfera hasta medio millon de anos atras Las tecnicas de extraccion y analisis de gases proporcionan las concentraciones de CO2 anteriores al momento actual y aportan evidencias del cambio climatico Los registros de hielo muestran que las concentraciones de CO2 no tienen precedente en los ultimos 650 000 anos 58 Representacion en bloque diagrama de la perforacion de 2011 en el lago En enero de 2011 el jefe de la Expedicion Antartica Rusa Valery Lukin anuncio que a su equipo solo le restaban 100 m de hielo por perforar para alcanzar el agua del lago 8 Los investigadores cambiaron una cabeza del taladro termico por una nueva con un fluido de aceite de silicona limpia para perforar el resto del tunel 59 En lugar de perforar hasta encontrar el agua se detuvieron justo cuando un sensor en el taladro termico detecto agua libre En ese punto el taladro fue frenado y extraido del agujero de perforacion Al retirar la broca se reduciria la presion debajo de ella ingresaria agua en el agujero se congelaria y crearia un tapon de hielo en el fondo del agujero 60 La perforacion se detuvo el 5 de febrero de 2011 a una profundidad de 3720 m de modo que el equipo de investigacion pudo extraer el hielo antes del comienzo de la temporada de invierno antartico El equipo de perforacion fue trasportado por avion el 6 de febrero de 2011 61 De acuerdo con el plan el equipo regreso al verano siguiente para tomar una muestra del hielo y analizarla 8 62 Los rusos reanudaron la perforacion en el lago en enero de 2012 y llegaron a la superficie superior del agua el 6 de febrero de 2012 11 63 Los investigadores permitieron que el agua del lago se congelara dentro del taladro y meses mas tarde recogieron muestras de nucleos de este hielo recien formado y las enviaron al Laboratorio para Glaciologia y Geofisica Ambiental en Grenoble para su analisis 16 Resultados de estudios biologicos Editar Concentraciones de CO2 y relacion con la variacion de temperatura en los ultimos 420 000 anos Concentraciones de CO2 en los ultimos 420 000 anos El periodo industrial desde 1850 aparece de color rojo al final de la linea del grafico Investigadores britanicos y estadounidenses Editar Los cientificos reportaron la evidencia de microbios en el hielo de acrecion en 1999 64 Desde entonces un equipo liderado por Scott O Rogers identifico una variedad de bacterias y hongos en el hielo de acrecion no de la capa de agua subglacial recolectado durante proyectos de perforacion estadounidenses en la decada de 1990 65 66 Segun Rogers esto indica que el lago bajo la capa de hielo no es esteril sino que contiene un ecosistema unico Rogers publico en julio de 2013 un articulo sobre los experimentos que su equipo realizo para obtener la secuenciacion de acidos nucleicos ADN y ARN y los resultados permitieron deducir las vias metabolicas representadas en el hielo de acrecion y por extension en el lago El equipo encontro 3507 secuencias de genes unicos y que aproximadamente el 94 de las secuencias eran de bacterias y el 6 eran de eucariontes 67 Las clasificaciones o identificaciones taxonomicas de genero y o especie fueron posibles para 1623 de las secuencias En general los taxones eran similares a organismos descritos previamente en lagos aguas salobres ambientes marinos suelos glaciares hielo sedimentos lacustres sedimentos de aguas profundas respiraderos hidrotermicos de aguas profundas animales y plantas entre otros Habia presentes secuencias de aerobicos anaerobicos psicrofilos termofilos halofilos alcalofilos acidofilos resistente a la desecacion y organismos autotrofos y heterotrofos incluyendo un numero de eucariontes multicelulares 67 Sin embargo el microbiologo David Pearce de la Universidad de Northumbria en Newcastle upon Tyne indico que el supuesto ADN podria ser simplemente una contaminacion por el proceso de perforacion y que no es representativo del mismo lago Vostok Los antiguos nucleos de hielo perforados en el 1990 eran para buscar evidencia climatica prehistorica enterrada en el hielo en lugar de restos de vida por lo que el equipo de perforacion no los esterilizo 17 Tambien Sergey Bulat un experto en el lago del Instituto de Fisica Nuclear de San Petersburgo en Gatchina duda de que cualquiera de las celulas o fragmentos de ADN en las muestras podria pertenecer a organismos que pudieran existir en el lago Dice que es muy probable que las muestras estan fuertemente contaminadas con tejidos y microbios del mundo exterior 68 Investigadores rusos y franceses Editar Cientificos rusos y franceses han llevado a cabo estudios de ADN molecular del agua del lago que fue congelado en el pozo mediante la construccion de numerosas genotecas 16 que son fragmentos de ADN que permiten a los cientificos identificar a que especies de bacterias puedan pertenecer Hasta ahora las muestras tomadas del lago contienen aproximadamente una parte del queroseno por 1000 de agua y estan contaminadas con bacterias presentes previamente en la broca y el queroseno en el fluido de perforacion 16 Hasta ahora los cientificos han podido identificar 255 especies contaminantes pero tambien han encontrado una bacteria desconocida cuando se taladro la superficie del lago en 2012 el taxon no coincide con otras especies en las genotecas internacionales y esperan que sea un habitante unico del lago Vostok 16 69 70 Sin embargo Vladimar Korolev el jefe de laboratorio del estudio en la misma institucion dijo que las bacterias podrian ser en principio un contaminante que utilizan queroseno el anticongelante usado durante el taladrado como fuente de energia 71 72 La comunidad cientifica indico de que no se obtendra informacion valiosa hasta que puedan aportar muestras limpias de agua del lago no contaminadas por el fluido de la perforacion 16 En mayo de 2013 la instalacion de perforacion en la base Vostok de la Antartida fue declarada monumento historico como el resultado del reconocimiento de los logros de la investigacion rusa de la Antartida por la comunidad cientifica internacional y de las operaciones independientes para abrir el lago subglacial Vostok realizadas por cientificos rusos el 5 de febrero de 2012 independientemente de los problemas de contaminacion 73 En enero de 2015 Russia Today afirmo que los cientificos rusos habian hecho un nuevo pozo limpio en el lago usando una sonda especial de 50 kg que recogio aproximadamente 1 L de agua no contaminada por el fluido anticongelante 15 Se predijo que el agua se elevaria 30 40 m en la parte inferior del pozo de perforacion pero en realidad el agua subio hasta una altura de superior a 500 m 74 En octubre de 2015 la obra fue suspendida por el verano austral y debido a los escasa financiacion aportada por el gobierno ruso federal 75 76 Investigaciones recientes y acceso al lago EditarAlgunos grupos ecologistas se oponen al proyecto de perforacion y ciertos cientificos han argumentado que la perforacion con agua caliente tendria un impacto ambiental mas limitado 77 La principal preocupacion es que el lago podria contaminarse con el liquido anticongelante que los rusos utilizan para mantener abierto el pozo Los cientificos del Consejo Nacional de Investigacion de los Estados Unidos advierten que se debe asumir que existe vida microbiana en el lago Vostok y que despues de un largo aislamiento cualquier forma de vida en sus aguas requiere de una proteccion estricta contra la contaminacion 78 La tecnica de perforacion original empleada por los rusos implico el uso de freon y queroseno para lubricar la perforacion y evitar que colapsara y congelara antes de terminar hasta el momento se han utilizado 60 toneladas cortas de estas sustancias quimicas en el hielo sobre el lago 25 Otros paises en particular los Estados Unidos y el Reino Unido no han logrado convencer a los rusos de no seguir perforando el lago hasta que usen tecnologias mas limpias como la perforacion de agua caliente 79 Aunque los rusos afirman haber mejorado sus operaciones siguen utilizando el mismo pozo de sondeo que esta contaminado con queroseno 1 De acuerdo con Lukin el nuevo equipamiento desarrollado por investigadores del Instituto de Fisica Nuclear de San Petersburgo permitiria asegurar que la investigacion no provocase la contaminacion del lago Fue el Instituto de Mineria de San Petersburgo el que desarrollo un tipo de sonda basada en la variacion de presion 8 actuando como un embolo que absorbe el agua desde el lago hacia arriba 80 Lukin aseguro en repetidas ocasiones que otras naciones firmantes del Sistema del Tratado Antartico pueden perforar el lago sin afectarlo con el argumento de que abrir el agujero el agua correra hasta el pozo congelara y neutralizara los fluidos quimicos cercanos 81 Para probar la existencia de vida en el lago Vostok sin contaminar el medio ambiente en el proceso el Laboratorio de Propulsion a Chorro de la NASA JPL planeaba utilizar una sonda para derretir el hielo llamada cryobot que derretiria el hielo a su paso dejando tras de si un cable de comunicaciones y de energia electrica El cryobot llevaria consigo un mini submarino llamado hydrobot que sera desplegado una vez que el cryobot haya derretido el hielo y alcanzado las aguas del lago La mision del hydrobot seria la busqueda de existencia de vida en las aguas de lago utilizando una camara de video y otros instrumentos de medicion 82 83 Vease tambien EditarLista de expediciones antarticas Pozo superprofundo de KolaReferencias Editar a b c d e Antarctica s Lake Vostok Controversy en ingles Washington D C Antarctic and Southern Ocean Coalition 2010 Consultado el 10 de febrero de 2011 a b c Subglacial Lake Facts en ingles Nueva York Lamont Doherty Earth Observatory Columbia University Archivado desde el original el 2 de enero de 2012 Consultado el 7 de febrero de 2012 a b Dotan Yossi 2007 Watercraft on World Coins Europe 1800 2005 en ingles Brighton The Alpha Press p 220 ISBN 978 1 898595 49 6 OCLC 837102058 The 900 ton Vostok was built in 1818 at the Okhta Shipyard of Stoke and Kolodnin in St Petersburg a b Martinet Andre 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