Concluzii referitoare la lacurile hipersaline

După ce m-am întors acasă am corelat noile descoperiri cu observațiile mele precedente din deșertul sărat. Am avut anumite presupuneri chiar și înainte, însă doar acum am realizat imaginea de ansamblu. Să analizăm puzzle-ul în părți:

Cazul 1:

Când am vizitat sărăturile pentru prima data în ianuarie 2011 am găsit o baltă de mărime decentă, pe care l-am identificat/ selectat dinainte, folosind o imagine de satelit detaliată. Imaginea a fost realizată în data de 27 mai 2010, deci avea mai puțin de un an la vremea când am făcut prima cercetare în zonă. Lacul de formă circulară avea peste 10 metri în diametru și (deoarece era doar parțial înghețat) am estimat adâncimea lui la peste 2 metri. Temperatura stratului superior era -21 de grade Celsius. M-am întors aici cu aproximativ 10 zile mai târziu, când în afara unei mici porțiuni din apropierea malului lacul era complet înghețat. Lichidul avea temperatura de -22 de grade.

 

Iarna următoare, în ianuarie 2012 am revizitat locația și am găsit acest lac complet înghețat, acoperit cu un strat de gheață sărată groasă. Gheața era atât de masivă, că am putut să mă plimb pe suprafața ei în siguranță și cu ajutorul unor unelte să studiez apa de dedesubt. Temperatura sub gheață era de -23 de grade Celsius. Acesta a fost o valoare așteptată, cum soluția a devenit și mai densă, coborând temperatura de îngheț și mai mult. Însă am fost un pic surprins să nu găsesc un singur loc unde adâncimea depășea 130-140 cm. Mă gândeam, că poate e cauzat de precipitarea excesivă a sării pe fund în urma îngroșării cauzate de scăderea temperaturii punctului de îngheț.

Această baltă nu a mai fost vizitată de mine în anii următori, m-am întors aici numai în această iarnă, în februarie 2019. La surprinderea mea nu am găsit nici urmă de lac. Ajuns acasă am revizuit coordinatele din GPS, corelând cu imaginea de satelit, însă nu era nici un dubiu: acest lac a dispărut.

Cazul 2:

În ianuarie 2014 eram iarăși pe sărături. De această dată întâmplător am dat de un lac nou, pe care l-am identificat a fi unul dintre bălțile mai mari vizibile pe imaginea din 27 mai 2010. Circular și acesta, cu diametrul de aproximativ 8 metri, nu era înghețat și am măsurat sub -23 de grade Celsius în stratul superior. Malurile erau abrupte, punctul cel mai jos al fundului nu se vedea din cauza adâncimii considerabile, care era probabil de peste 2 metri.

 

În februarie 2016 m-am întors să văd acest lac. A fost o iarnă excepțional de rece cu până la -46 de grade Celsius înregistrate la stația meteo Zavkhan la sfârșitul lunii ianuarie. Acum balta era acoperită cu un strat gros de flășcăială sărată. Interesant, temperatura lui era în jur de -18 de grade, deci mai ridicat, ca înainte, neînghețat. Poate din cauza schimbării compoziției stratului superior? Sau poate din cauza unghiului de incidență mai mare a razelor solare de la sfârșitul lui februarie? Nu sunt sigur. Am verificat adâncimea lacului folosindu-mă de bețele cortului și am conclus, că fundul este foarte neregulat. În unele părți avea 1.5 metri, în altele (numai un pic mai încolo) sub 1 metri. Însă departe de 2 metri în toate punctele.

Cazul 3:

În ianuarie 2014 eram în căutare de soluție concentrată complet înghețată (eutectică), concomitent mă uitam după bălți foarte puțin adânci. Totuși am fost surprins să nu găsesc un bazin mai adânc în împrejurimi, deoarece îmi aminteam clar, că în imaginea de satelit din 2010 era unul. Am observat niște bălți înghețate, dar nici unul dintre ele nu avea adâncimea așteptată (sub 0.5 metri toate).

 

În această iarnă, în februarie 2019 am descoperit acest lac salin nou de 2 metri adâncime (unde am efectuat scufundarea), care am crezut că este cel pe care nu l-am găsit în 2014. Însă, după ce am analizat coordinatele exacte mi-am dat seama, că nu se află chiar în locul, unde pe imagine apare un bazin mai adânc. Chiar și forma lor diferă. Iar acest bazin din imaginea de satelit nu mai există la ora actuală. Lacul nou avea temperatura stratului superior de -21, -22 de grade Celsius, cu neașteptata valoare de +2 grade la fund. Cum acest senzor cu cablul de 3 metri este unul nou, nu am informații despre temperaturile fundurilor celorlaltor bălți din anii de cercetare anteriori, însă înclin să cred, că în cazul apelor cu adâncimi mai mari stratificarea este asemănătoare.

Cazul 4:

În această iarnă, în 2019 am descoperit o baltă de circa 4 metri în diametru, parțial înghețată, cu temperatura stratului superior de -24 de grade Celsius. După ce m-am întors acasă am aflat, că la acele coordinate nu apare lac pe imaginea din 2010, nici măcar unul micuț. Având o rezoluție de 0.5 de metri ar permite identificarea a unor forme de dimensiuni și mai mici (de ex. cai, cămile). E clar: la ora respectivă lacul încă nu a existat.

 

Luând în considerare faptele menționate mai sus, referitor la aspectul geomorfologic/ hidrologic, concluzia mea de bază este, că durata de viață a acestor bălți/ lacuri este mică (în general sub o decadă), ei se formează constant prin activitatea izvoarelor de sub crusta de sare (eroziune subterană/ dizolvare) și dispar prin acumularea noilor depozite de sare pe fundul bazinelor (colmatare cu evaporite).

 

Referitor la temperatura apelor, observația mea este că stratul superior în general atinge „starea de flășcăială” între -20, -25 de grade Celsius, în majoritatea cazurilor în jurul valorilor de -21, -22 de grade. În câteva bălți de dimensiuni mici am măsurat chiar și temperaturi apropiate de -29 de grade Celsius. Cum bazinele saline sunt apropiate (între unele sunt doar câțiva metri distanță), consider că raportul general între constituenții soluției trebuie să fie (aproape) la fel, iar aceste fluctuații a punctului de îngheț sunt cauzate mai ales de schimbări în concentrația absolută a lichidului.

Un alt lucru ce aș menționa este faptul, că, când stratul de suprafață atinge „starea de flășcăială”, stratele situate mai la adâncime trebuie să aibă punctul de îngheț și mai coborât, deoarece în cazul apei sărate densitatea crește constant cu scăderea temperaturii, deci dacă părțile de adâncime, neînghețate sunt mai grele ca cel rece de la suprafață, punctul lui de îngheț sigur este mai coborât. Din acesta rezultă, că stratul superior niciodată nu poate să atingă concentrația maximă a soluției.

 

Notă: După ce primesc rezultatele analizelor mostrelor din Budapesta (sper să fie curând) o să actualizez această secțiune.

 

 

 

 

 

 

 

 

Introducere: Scăderea punctului de îngheț

Acest capitol va fi un pic diferit față de „exilurile clasice”, deoarece fenomenul studiat de data aceasta nu va fi aerul, ci apa, iar pe lîngă asta va conține și o parte mai personală-filozofică separată. Cum însă toate se leagă de particularitățile climatice locale, consider, că merită un loc aici, ca un episod nou.

Știm, că apa îngheață la 0 grade Celsius. La nivel practic un amestec de gheață și apă întotdeauna are această temperatură, nu este influențat de altitudine (presiunea atmosferică), ca în cazul punctului de fierbere, care scade puternic în munții înalți. Acesta este valabil pentru H2O pur. Dacă însă dizolvăm în apă anumite substanțe (în special săruri) punctul de îngheț va începe să scadă.

În cazul sării geme (NaCl) la concentrație maximă (23.3%) acesta va coborî până la -21.1 grade Celsius. Există alte săruri (MgCl, CaCl), care pot să coboară temperatura de îngheț și mai mult. Să părăsim acum laboratorul și să vedem ce găsim în natură.

 

Apa oceanelor conține în jur de 3.5% de sare și îngheață la -2 grade Celsius. Apele arctice și antarctice au această temperatură sub gheață. Există undeva pe glob condiții atât de extreme, care pot răci lichizi la temperaturi mult mai joase ca precedentele?

 

Alegerea țintei

După cum se poate conclude, sunt două condiții, care sunt cruciale aici: 1. apă salină concentrată, 2. ger puternic. Conlucrarea celor două este indispensabilă.

Referitor la natură/ climat prima premisă se leagă de ariditate, unde din cauza precipitațiilor scăzute și a evaporației puternice conținutul de sare a apelor stătătoare din fundul bazinelor endoreice se va ridica, iar a doua de gerul sezonal prelungit, unde acești lichizi concentrați sunt expuși la temperaturi foarte scăzute pentru perioade lungi. O combinație între Marea Moartă și Siberia? Cam așa ceva.

După a analiză amănunțită am conclus, că în afara Văilor seci din Antarctica (unde acest mediu s-a studiat deja: https://en.wikipedia.org/wiki/Don_Juan_Pond ) nord-vestul Mongoliei oferă condițiile cele mai favorabile pentru producerea acestui fenomen.

 

 

Aici există areale, care primesc precipitații la fel de scăzute ca Valea Morții din California și în același timp au temperaturile de iarnă asemănătoare cu Siberia Centrală. Județul Zavkhan din provincia Uvs e un exemplu excelent pentru această combinație de extreme, având precipitațiile anuale între 50-60 de mm iar temperatura medie a lunii ianuarie sub -28 de grade Celsius.

Pe lângă acesta iarna este sezonul uscat aici, astfel ninsorile sunt rare și slabe (cu media lunilor ianuarie și februarie sub 1 mm) iar grosimea stratului de zăpadă în toiul iernii de doar 0-5 cm. Localnicii își amintesc de 4-5 cm ca „zăpadă mare”.

 

 

Din cauza climatului arid, Bazinul Marilor Lacuri din vestul țării adăpostește multe lacuri/ mlaștini sărate, care din cauza conținutului de minerale foarte ridicat se pot răci la temperaturi mult mai joase ca apa mării înainte de îngheț.

Am ales sărăturile de lângă lacul Sangiyn Dalai din sudul provinciei Uvs (situat la circa 1030 de metri deasupra nivelului mării) ca zona mea de studiu pentru acest nou scop, unde presupun că am șanse excelente să găsesc lichizi cu temperaturi extrem de coborâte în context natural.

 

Rezumatul scurt a activității de cercetare

Am ajuns la sărături pe data de 9 februarie și mi-am făcut tabăra pe suprafața acesteia după-masa. Cunosc zona de vreme bună (am mai fost aici de câteva ori în iernile precedente) și cu ajutorul unei imagini de satelit detaliat, respectiv a GPS-ului am identificat numeroase bălți/ lacuri de dimensiuni mici și medii (1-20 de metri în diametru), care rămân dezghețați chiar și la temperaturi a aerului de sub -30 de grade Celsius.

 

Acest sezon este unul mediu, însă acum a devenit mai rece, maxima zilei nedepășind -25 de grade și sunt șanse bune pentru o minimă de noapte de -40. Cerul este senin, aerul nemișcat. Inversiunea termică tipică iernilor mongoleze. Grosimea stratului de zăpadă în împrejurimi este de 3-4 cm, sectoarele cu crustă de sare fiind doar parțial acoperite.

 

Lacul pe care speram să-l găsesc dezghețat era acoperit acum cu un strat de flășcăială sărată de câțiva cm, astfel relieful fundului nu era vizibil. Temperatura lichidului deși aproape, dar avea puțin peste -20 de grade. Nu departe am dat de un altul, mai micuț, care era doar parțial acoperit și era mai rece (sub -20 în apropierea suprafeții).

La scurt timp după ce am ridicat cortul am descoperit încă un lac, care era și el printre puținele ape neînghețate văzute de mine în ziua de azi. Însă acesta era mai impresionant ca celelalte, fiind mult mai mare (8-10 metri în lungime) și mai ales neobișnuit de adânc (în jur de 2 metri).

 

Stratul superior suprarăcit avea temperatura de -21, -22 de grade Celsius, dar la marea mea surpriză la fund avea peste 0 grade (+1.8 să fiu precis). Acest fund „cald” s-a răcit doar foarte puțin în cursul nopții geroase de -40 de grade, aparatul arătând +1.2 de grade dimineața.

În timp ce suprafața era acoperită cu o crustă subțire de gheață sărată, o mică porțiune din apropierea celui mai abrupt mal a rămas neînghețat. Am conclus, că acest fenomen straniu poate fi cauzat de un izvor subteran viguros.

 

Chiar dacă temperatura aerului nu a depășit -30 de grade, crusta solidă de dimineață s-a transformat până la amiază într-un strat subțire de flășcăială de o consistență păstoasă.  Am colectat jumătate de litru din saramură cu scopul ca după revenirea mea în țară să aflu compoziția chimică (poate și starea microbiologică) exactă a soluției.

 

Cea mai rece scufundare

Fiind „obsedat de frig” am avut un mare vis încă din vremea când întâmplător am descoperit soluțiile suprarăcite lângă un fost golf al lacului Uvs: a face cea mai rece baie posibilă. Această dorință s-a transformat mai târziu în varianta finală: „a executa cea mai rece scufundare”, o formă și mai desăvârșită a precedentului. Și vreau să fac asta fără sprijin/ supraveghere externă, singur în sălbăticie. După mulți ani de plănuiri, străduință și ghinion legat de accidentări/ condiții de vreme nefavorabile, în data de 10 februarie 2019, cu puțin după amiază vremea mea a sosit.

 

Lacul nou descoperit are mărimea și adâncimea perfectă pentru planul meu iar condițiile actuale sunt chiar la limita celui mai rece posibil, lichidul sărat fiind acoperit în mare parte cu un strat de substanță păstoasă suprarăcită. Sunt aici, pregătit atât fizic, cât și logistic și psihic. S-o facem.

Aș numi asta „Convergența”.

După ce am strămutat cortul lângă lac și am aranjat toate accesoriile, să mă ajute în această acțiune, la 13:30 eram gata. Șort de baie, mănuși/ șosete de neopren, ochelari și cască de înot. Doar protecția minimă pentru acest mediu extrem. Cea mai mare parte a corpului meu va ajunge în contact direct cu lichidul suprarăcit. Temperatura stratului superior, reprezentat de flășcăiala sărată a fost în jur de -22 de grade Celsius.

Timpul tău este FOARTE limitat aici. Neîndemănarea sau calculele greșite vor fi scump plătite. Corpul pierde căldură de 25-30 de ori mai repede în apă, ca în aer iar la aceste temperaturi geroase soluția îți poate cauza degerături în mai puțin de 30 (!) de secunde. Mult înaintea instalării hipotermiei, precede chiar și terminarea fazei de hiperventilație. Și asta e valabilă pentru orice parte de piele expusă. Degerarea este pe departe cel mai mare risc aici. Știu foarte bine de ce este în stare acest mediu, deoarece nu e prima dată când mă expun la aceste elemente.

 

Plonjatul a decurs conform planului. Aderență bună pe mal, nu am atins fundul sau marginea cu nici o parte a corpului, nu a intrat apa salină în ochelari și am reușit să ies din apă în mai puțin de 15 (poate chiar 10) secunde.

 

Din cauza vitezei nu am văzut aproape nimic sub apă, atingând/ apucând malul opus și părăsind acest congelator natural într-o singură mișcare combinată, fluidă. Senzația de rece cel mai puternic m-a izbit după revenirea la suprafață, deoarece atunci întregul meu corp a trecut prin stratul geros de -20 de grade. Probabil cea mai mare rată de răcire experimentată vreodată de om.

 

După ce am ieșit din apă știam că pericolul major a trecut. Interiorul cortului mă aștepta cu puternicul lui efect de seră. Diferența de temperatură dintre exterior și interior la această oră era cu siguranță peste 20 de grade.

Bănuiesc, că mulți ar crede, că fiind afară ud la -30 de grade nu scade cu nimic riscul de degerare, însă eu pot să afirm sigur, bazându-mă pe acest și pe alte experiențe similare, că pentru câteva minute ești în afara oricărui pericol, senzația e aproape „plăcută”. Desigur acesta este mult ajutat și de valurile de adrenalină și endorfine, precedate de potopul de dopamină și urmate de eliberarea de serotonină. Un cocteil biochimic concentrat și complex. Catharsis autentic.

 

Instrumentele folosite pe teren

-Un înregistrator de temperatură LogTag Tred30-7R, cu domeniul de temperatură între -40, +99 de grade Celsius, precizia de +-0.5 de grade și rezoluția de 0.1 de grade.
-Un termometru de precizie Greisinger GMH 2710-T, cu domeniul de temperatură între -199.9, +200 de grade Celsius, precizia de +-0.1 de grade și rezoluția de 0.1 de grade.

 

Va urma…