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南极万年冰川下存在的生命

2014-03-22斯拉韦克·图拉兹克

环球人文地理 2014年3期
关键词:兰斯冰层湖泊

斯拉韦克·图拉兹克

南极冰原是地球上未经人类探索的疆域之一。在这片看似平坦的雪原之下,堆积着近800米厚的坚冰,而在这厚厚的冰层下,隐匿着一个人类从未见过的神秘湖泊——威兰斯冰下湖。

威兰斯湖已经有几十万年不见天日了,科学家们都迫不及待地想要看看冰层底下的景象。他们计划凿穿冰层到达湖面,采集湖水和湖泥的样本,甚至还计划将一台摄像机放入湖中,探索这片与世隔绝的水体。

对于世界各地的科学家来说,探索这片低调的湖泊是研究道路上的一座里程碑。地球上的陆地,有10%还封锁在冰川下,是人类从未涉足的领域。探索冰川下的湖泊,有助于回答许多重大问题,比如全球变暖是否会加速南极冰川的消退。对威兰斯湖取样,还有望为太阳系其他星球是否存在生命活动的问题提供线索。

威兰斯湖的故事可以追溯到50多年前。在20世纪的大部分时间里,人们都把南极冰原看作是永恒不变的。当时还有科学家建议将核废料永久储存在这些冰川之中。

但是到了20世纪下半叶,出现了一种叫做“探冰雷达”的新技术,科学家能够看穿厚厚的冰层。他们发现,冰层下面埋藏着山脉和湖泊。因此,上世纪六七十年代,运输机搭载俯瞰雷达,十分忙碌地在南极上空飞来飞去,绘制出了冰川下方的地形图。从此,科学家对南极的看法发生了巨大的改变。

如今,南极洲发现的冰下湖泊已经超过200个。它们都是由地球内部渗出的热量造成的,地热自下而上,溶化冰川底部,形成大大小小的湖泊。约20年前,俄罗斯科学家发现的“沃斯托克湖”储水量高达5300立方公里,与世界面积第五大的密歇根湖相当。

2007年,新的研究计划启动了。南极洲西部的冰面之下约800米处,长12千米、宽8千米、深1.5米的威兰斯湖成为了研究目标。科学家最关心的问题是,威兰斯湖里会不会有生命存在?如果有生命,它们是怎么获得能量的?因为冰层隔断了阳光,也中止了光合作用——那正是地球上大多数生态系统的能量来源。

钻透冰层、获得湖水样本,成为了首要目标。经过数年的筹备以及30多位科学家和工程人员的努力,2013年1月,研究人员得到了一瓶蜂蜜色的威兰斯湖湖水。

令所有人感到意外的是:冰川下方的湖泊环境并不恶劣,甚至十分适合生存。湖水的温度为零下0.5℃——上方的冰层施加压力,湖水的冰点比正常低了几度,因此湖水得以保持液态。事实上,湖水比研究站附近海湾里的海水还要温暖,而那里生活着大量的南极犬牙鱼和海豹。此外,威兰斯湖中还含有氧气,那是上方的冰层溶化时随气泡释放到湖水中去的。有了这些氧气,蠕虫等海洋无脊椎动物就有生存的可能。

第一份蜂蜜色的湖水样本中发现了矿物颗粒。这些颗粒经过冰川的碾压,有的比红细胞还小。而细菌可以通过分解这些矿物来获取能量,这好比将麦子碾成面粉,更容易被人体吸收一样。

随后,研究人员在湖水样品中加入了测试生命的染料,通过显微镜,可以明显地看到细胞对染料发生反应。据估算,在每立方厘米的湖水里,存活着约10万个细胞——这是人类首次在冰川下的湖泊中发现生命。

研究人员还需要花些时间,才能为南极冰川下的生命绘出一幅完整的画卷。美国路易斯安那州立大学的微生物学家克里斯纳,正在用DNA测序技术,统计威兰斯湖中的数百种微生物。克里斯纳说:“经过培育的微生物能供大家研究50年。”

研究这些“与世隔绝”的微生物有什么意义呢?理解微生物在冰川下对矿物的分解过程,有助于回答一些重大的问题,比如南极冰川的消退是否会加速全球变暖。有科学家认为,冰川下的微生物可能已经制造了数十亿吨甲烷,而甲烷是一种强大的温室气体。冰川消融,它就会逃逸到大气中,加速变暖的过程。endprint

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