Ученые предполагают, что на Земле существует более 100 миллионов озер. Среди самых необычных — Унтерзее, одно из крупнейших и самых глубоких поверхностных озер Антарктиды, известное своей уникальной химией воды.
Его воды, скрытые под ледяным покровом, отличаются исключительно высоким содержанием растворенного кислорода, низкой концентрацией углекислого газа и сильно щелочной реакцией (высоким pH).
Основная часть воды в озере образуется из сезонных талых вод, стекающих с окраин расположенного поблизости ледника Анучина, который спускается на юг с горного массива Отто-фон-Грубер-Гебирге в регионе Земли Королевы Мод.
При средней годовой температуре около –10 °C озеро Унтерзее остается замерзшим круглый год, а его воды скрыты под несколькими метрами льда. Солнечный свет проникает через ледяной покров и слегка нагревает воду под ним, однако холодная поверхность и сильные ветры вызывают испарение и сублимацию, не позволяя льду заметно таять. Предполагается, что максимальная глубина озера достигает почти 170 метров.
Химический состав воды здесь необычен еще и потому, что это одно из немногих постоянно замерзших озер, где существует сообщество крупных конических строматолитов. Эти слоистые микробные рифовые структуры медленно растут вверх: фотосинтезирующие микроорганизмы — главным образом цианобактерии — улавливают осадочные частицы своими липкими поверхностями и формируют минеральные корки из карбоната кальция. Конические строматолиты, а также шпилеобразные и плоские формы этих микробных сообществ выделяют кислород, который накапливается под ледяным покровом, повышая его концентрацию в воде.
Астробиологи рассматривают это озеро как возможный аналог среды, в которой жизнь могла возникнуть или существовать на ледяных спутниках с подповерхностными океанами — таких как Европа и Энцелад — или даже на Марсе, где имеются полярные ледяные шапки и ледники.
Тем не менее, несмотря на кажущуюся стабильность условий, озеро иногда переживает резкие изменения. Во время полевых работ в 2019 году исследователи заметили повышение уровня воды. Команда ученых из Оттавского университета (Канада) позже проанализировала данные высот, полученные со спутника ICESat‑2, и подтвердила, что подъем уровня на два метра был вызван прорывным паводком из соседнего ледникового озера Оберзе.
Исследование также показало, что во время этого события в Унтерзее поступило около 17,5 миллиона кубических метров талой воды. Поток изменил уровень pH озера и пополнил его воды углекислым газом, что, вероятно, усилило продуктивность микробной жизни.
По мнению ученых, подобные периодические наводнения могут служить «биологическим стимулом» для других антарктических экосистем, испытывающих нехватку углекислого газа, и, возможно, даже для ледяных озер на древнем Марсе.