ラグナ・ネグラ、カタマルカ
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ラグナ・ネグラ
湖からオレンジ色の円筒が立ち上がる山岳風景の写真
ストロマトライトがラグナ・ネグラの一部を覆っている
アルゼンチンのラグナ・ネグラの場所
アルゼンチンのラグナ・ネグラの場所
ラグナ・ネグラ
位置アルゼンチン
座標南緯27度38分49秒 西経68度32分43秒 / 南緯27.64694度、西経68.54528度 / -27.64694; -68.54528[1]

ラグナ・ネグラは、アルゼンチンのカタマルカ州にある湖です。プナ高原に位置し、他の2つの湖と塩原に隣接しています。湖の深さは2メートル（6フィート7インチ）未満で、面積は8.6平方キロメートル（3.3平方マイル）とほぼ長方形です。ラグナ・ネグラは蒸発によって水を失い、地表流水と地下水によって補給されます。地下水の大部分は雪解け水に由来しています。湖水は塩分を含んでいます。

湖の南東岸の浅瀬には、微生物岩が生育しています。これは炭酸塩と、珪藻類や様々なバクテリアなどの微生物によって形成された構造物です。これらの構造物は層状の内部構造をしており、緑からオレンジ、ピンク、そして黒まで様々な色をしています。これらは、地球上で最も古い生命体の一つである 先カンブリア時代のストロマトライトと比較されています。

地域と地方

ラグナ・ネグラは標高4,131メートル（13,553フィート）[ 2 ]に位置し、アルゼンチンのカタマルカ州ティノガスタ県[ 3 ] 、 [ 1 ] 、チリとアルゼンチンの間のサンフランシスコ峠の近くにあります。[ 4 ]モンテ・ピシスへの道は湖の近くを通っています。[ 5 ]

面積は8.6平方キロメートル（3.3平方マイル）[ 6 ]で、おおよそ長方形の形をしている。湖の平均深度は2メートル（6フィート7インチ）を超えない。[ 1 ]湖は定期的に海岸を浸水させる。[ 7 ]北西部では、塩原が湖を北側の隣の湖から隔てており、湖盆の半分以上を覆っている。[ 8 ]ラグナ・ネグラの南東には、顕著な扇状地が接しており[ 6 ]、その北方への発達により、湖の南東縁に浅瀬（ストロマトライト帯）が形成されている。[ 9 ]

湖水は高塩分で、主な塩分は塩化カルシウムであるが[ 1 ]、中塩分とも呼ばれている。[ 2 ]ヒ素が高濃度で存在する。[ 10 ]高い塩分濃度により、ラグナ・ネグラの縁を除いて水が凍らない。 [ 11 ]ラグナ・ネグラの縁では流入により塩分濃度が低くなる。[ 12 ] 地下水が湖に流入する地点では方解石とアラゴナイトが飽和濃度に達し、主に湖の南東縁に沿って炭酸塩の沈殿が生じる。 [ 8 ]湖の環境条件はアルカリ性であり[ 13 ] 、脱ガスと光合成による二酸化炭素の消費が炭酸塩の沈殿を促進する。[ 14 ]

ラグナ・ネグラ湖は主に地下水[ 15 ]と南西部から流入する流水によって水が供給されている。水源は主に毎年の雪解け水である。ラグナ・ネグラ湖は地表への流出がなく[ 6 ] 、閉鎖湖である[ 16 ]。湖水は強風と高温によって蒸発し、石膏、岩塩、ポリハライト[ 8 ]などの塩類が炭酸塩から塩類へと順次沈殿する[ 16 ] 。

地域的背景

ラグナ・ネグラは、南北に並ぶ3つの湖のうち最南端に位置し、他の2つは北に位置するラグナ・デ・ラ・サリーナ/ラグナ・トレス・ケブラダスと中央に位置するラグナ・ベルデである。これらはラグナ・ベルデ塩水複合湖群を形成しており、ラグナ・ベルデ複合湖群[ 1 ]またはサラール・デ・ラ・ラグナ・ベルデ[ 17 ]としても知られている。サラール・デ・トレス・ケブラダス塩田は、ラグナ・ベルデとラグナ・トレス・ケブラダスを隔てている。[ 18 ]これら2つの湖の水面は合わせて26.2平方キロメートル（10.1平方マイル）である。[ 19 ]周囲の火山から流れ出た溶岩が、これらの湖がある谷の南側の出口を塞いでいる。[ 20 ]ラグナ・ネグラの北東に位置するラグナ・アスールなど、より小さな湖が近くに存在している[ 21 ] 。 [ 2

  • 山岳地帯に埋め込まれた白い平原と、南側に茶色がかった湖を描いた宇宙画像。中央には白い部分のすぐ隣に緑色の湖があり、北側には黒い湖がある。
    ネグラ湖、中央にヴェルデ湖、北にトレス・ケブラーダス湖/サリナ湖がある
  • 茶色の湖とその隣に広がる白茶色の平原の高所からの写真
    ラグナ・ネグラ、上は北北西

湖はプナの最南端に位置し、標高 3,700 メートル (12,100 フィート) の高原です。乾燥した気候と新生代の隆起により、ラグナ ベルデ塩水複合体[ 1 ]が形成され、ブロック断層によって分離された集水域[ 21 ]が南北に伸びる山脈によって分離されました。[ 9 ]地形は主に玄武岩や安山岩などの火山岩で構成され、標高6,795メートル (22,293 フィート) のセロ ピシスなど、いくつかの山頂は海抜 6,000 メートル (20,000 フィート) を超えます[ 1 ]。[ 18 ]湖の周囲の地形は蒸発岩、砂、シルトで覆われています。 [ 8 ]

気候、植生、動物相

ラグナ・ネグラの気候は寒く、[ 22 ]乾燥しており[ 6 ]、風が強い[ 7 ] 。気温は非常に変わりやすく[ 6 ] 、夏は30～-10℃（86～14°F）、冬は8～-30℃（46～-22°F）の範囲である[ 9 ] 。

年間降水量は250ミリメートル（9.8インチ/年）未満で[ 9 ] 、主に雪として降ります。[ 9 ]この地域の他の湖からの証拠は、中期完新世に乾燥する前の約15,000～14,000年から13,500～11,300年前の間、環境が現在よりも湿潤であったことを示唆しています。約4,000年後、BPの降水量は再び増加しました。[ 23 ]現在、気候は南太平洋高気圧によって支配されており、乾燥した空気がこの地域に引き込まれます。夏には、逆に大西洋高気圧がより湿った暖かい空気をこの地域に運び、対流雲と降水の形成をもたらします。[ 18 ]

気候条件と高地の薄い大気[ 24 ]および強い紫外線[ a ]がラグナ・ネグラの生命の複雑さを制限しており[ 6 ] 、特に非微生物生命[ 26 ]においてその複雑さは制限されている。アンデスのこの地区では泥炭地が重要な生態系であり[ 22 ] 、優占植物としてはDistichia muscoides、Oxychloe andina、Plantago rigidaのほか、イネ科植物や牧草地がある。[ 27 ]ダニが最も重要な動物相である。[ 28 ]塩性湿地植物であるSpartina属は湖の南端に生育しており[ 29 ] 、池ではコペポーダ類が観察されている。[ 30 ]どちらも塩分濃度の低い地域に関連している。[ 30 ] [ 29 ]これらの湖は重要な鳥類保護区であり、2009年にラムサール条約登録湿地の「ラムサール条約登録湿地の南サブサイト、カタマルカのアルトアンディナス湖とプネーニャス湖」に追加されました。 [ 24 ]

炭酸塩と微生物マット

ラグナ・ネグラ湖では、微生物マットと微生物岩[ b ]の両方が見られ[ 1 ]、多様な形状をしています。[ 30 ]これらは主に、ラグナ・ネグラ湖に新水が流入する場所での炭酸塩の局所的な沈殿によって形成されます[ 33 ] 。 [ 34 ]湖の南端では、トラバーチンの殻が見られます。これは、地下水が流入する場所で形成される可能性があります。[ 29 ]活発な凝灰岩の形成が観察されており、ラグナ・ネグラ湖は、凝灰岩の形成が見られるこの地域でわずか 2 つの湖のうちの 1 つです[ c ]。[ 35 ]白い外皮は、塩が沈殿して蒸発することで形成されます。[ 5 ]ラグナ・ネグラ湖の北にあるラグナ・トレス・ケブラーダス湖にも微生物岩があり、サラド川の河川デルタの 14,000 平方メートル (150,000 平方フィート) の面積を覆っています。[ 36

ストロマトライト帯は湖の南東部にある 0.3 平方キロメートル (0.12 平方マイル) の広い地域で、水深は 10​​ センチメートル (3.9 インチ) を超えず、層状のクラスト、オンコイド、ストロマトライトを形成し、微生物マットを伴っています。[ 8 ]これらの微生物岩は主にストロマトライト帯の北東部で見つかりますが、中央部と西部では非生物的炭酸塩沈殿が見られます。[ 16 ]植物生育セクター、非鉱化セクター、炭酸塩沈殿セクターにさらに分けることができます。[ 37 ]オンコイドはストロマトライト帯の大部分を構成しています。滑らかな形状や尾根状の柱状または低木状の突起を持ち、10 センチメートル (3.9 インチ) を超える寸法に達することもあります。[ 38 ]泥に埋もれたり、水没したり、部分的に水面に浮上したり、時には岩塩に覆われたりする。[ 29 ]色は緑黄色からオレンジ、雪のように白いものまで様々で、浅い湖面に散らばった岩や湖面から現れた岩のような外観をしている。[ 6 ]オンコイドは同心円状の層状構造を持ち、各層はしばしば異なる色をしている。色の変化は組成の違いに関係している。顕微鏡的組織は、スパーリー状、ミクライト状、ブドウ状と表現される。[ 39 ]その他の成長形態としては、層状クラストや柱状または平らなストロマトリスがある。[ 40 ]オンコイドは、ラグナ・トレス・ケブラダス北部のサラド川にも生息している。[ 41 ]

微生物マットの色は、ピンクがかったオレンジから緑がかった色まで様々で、構造は膿疱状から層状まで様々です。ほとんどはオンコイド類と関連しています。緑がかったマットは地下水源の近くに発生し、泡の上に浮かんでいるのがよく見られます。黒色のマットは部分的に露出した炭酸塩岩の上に見られます。[ 38 ]黒色のマットは主にリブラリア科の糸状シアノバクテリアによって形成されます。層状の微生物マットは、層ごとに色が異なるため、深さ3～10センチメートル（1.2～3.9インチ）の池の中に見られます。[ 39 ]いわゆる「珪藻ブルーム」は、白色の炭酸塩沈殿物と関連しており[ 42 ]、色付きマット上に明るい斑点を形成します。[ 43 ]微生物構造物の色は、カロテノイドとシトネミン色素によるもので、微生物を紫外線から保護する役割を果たします。[ 30 ]

炭酸塩構造の放射年代測定は、年代測定可能な物質の不足のため困難である[ 30 ]が、あるオンコライトのウラン-トリウム年代測定では、後期完新世に発達し始めたことが示されている[ 29 ]。観察によると、オンコライトの成長は今も続いていることが示されている[ 30 ] 。

生物学と科学的重要性

ラグナネグラには、独立栄養性と従属栄養性の微生物が両方生息している。[44] 独立栄養生物にはシアノバクテリア [ 29 ]や緑色硫黄細菌、紅色硫黄細菌などがあり、これらは無酸素光合成を行う。 [ 30 ]この過程で硫黄の堆積物が形成される。 [ 39 ]従属栄養生物には、多糖類分解細菌[ 45 ]や硫酸塩還元細菌などがある。[ 29 ]代謝活動には階層性があり、表面では通常の光合成、中間層では無酸素光合成、深部では硫酸塩還元が行われる。[ 30 ]多くの微生物は極限環境細菌であり、高塩分や強烈な紫外線に耐える。[ 46 ]

炭酸塩の沈殿は生命と関連していることが多く、様々な理由から生命によって引き起こされる可能性があるが[ 44 ]、ラグナネグラでは生物活動とは独立して発生することもある。[ 47 ]微妙な環境変動[ 48 ]と変化が湖の生物と微生物マットの構造に影響を与える。[ 44 ]微生物マットはラグナネグラの塩分濃度の低い地域で発見されており、塩ストレスの減少が微生物マットの発達に有利に働いていることを示唆している。[ 49 ]

ストロマトライトはプナの他の場所、ソコンパやトラール・グランデでも発見されている。これらは地球上で最も古い生命体の一つと考えられており、地球外生命の探索における重要な指標となる。 [ 26 ]ラグナ・ネグラで発見されたストロマトライトは、最近の原生代ストロマトライトよりも、古代先カンブリア時代のストロマトライトに似ている。 [ d ]また、湖の状況は初期地球や初期火星の状況に似ている可能性があり、火星の堆積物を解釈するための類似例として使用できる可能性がある。[ 52 ] [ 46 ]ラグナ・ネグラでの同位体分別過程の分析からも、酸素と炭素の同位体の変化が必ずしも生物活動の証拠とは限らないことが実証されている。[ 53 ]

微生物

シアノバクテリアと珪藻類[ e ]は、他の微生物と共存して凝集体を形成します[ f ] 。この凝集体は、炭酸塩が沈殿する細胞外多糖類のカプセルに包埋されます[ 39 ] 。生きた珪藻類は凝集体の縁に多く見られ、内部には「閉じ込められた」珪藻類が見られます[ 43 ] 。細菌種Rivularia halophila はラグナ・ネグラで発見されました。これは、高塩分内水域で発見された最初のRivularia属の種です[ 56 ]他に、 Exiguobacterium chiriqhucha という種が同定され命名されています[ g ]が、この種はもともと別の場所で発見されました[ 58 ]

注記

  1. ^ラグナ・ネグラで記録された紫外線放射量は1平方メートルあたり10.8ワット（0.00135馬力/平方フィート）に達しますが、この地域の非常に高い紫外線放射量は機器の誤差によって誇張されている可能性があります。 [ 25 ]
  2. ^層状構造を形成する化石化した微生物[ 31 ] 。これらの化石は、炭酸塩の沈殿または堆積物の凝集によって生成される。 [ 32 ]ストロマトリスとも呼ばれる。 [ 26 ]
  3. ^ボリビアのラグナ・コロラダはもう一つの[ 35 ]
  4. ^オーストラリアのストレリープール層とトゥンビアナ層のもの[ 50 ]
  5. ^珪藻類の分類群は、マットの種類によって異なります。ラグナ・ネグラで確認された分類群には、 Achnanthes brevipes sp . 、 Brachisira sp. 、 Campilodiscus sp .、 Denticula sp.、 Diploneis sp. 、 Halamphora sp.、 Haloroundia speciosa、 Mastogloia sp.、 Nitzschia sp.、 Navicula sp.、 Surirella sp.、 Striatula sp.が含まれます。 [ 54 ]
  6. ^細菌の分類群は、マットの種類によって異なります。ラグナ・ネグラで確認されている分類群は、デスルフォバクテリア科、フラボバクテリア科、ロドテルマ科、サプロスピラ科、スピロヘータ、ヴェルコミクロビオタであり、デイノコッコタとバシロタはあまり一般的ではありません[ 55 ]。
  7. ^ケチュア語： chiriqhuchaはケチュア語で「冷たい／凍った湖／池」を意味し、ラグナ・ネグラの寒い環境を指しています。 [ 57 ]

参考文献

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出典

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