南極大陸是地球的兩極點之一,它的存在
充滿了神秘的氣息
,如果我們拿起一個地球儀檢視南極洲,我們將會發現一個長得很像眼鏡蛇的大陸,而南極點不偏不倚正巧在南極大陸的中心。
作為極地,南極地最大的特點就是
冷
,其實
每天的氣溫與陽光的照射角度也很有關係
,比如我們往往會覺得早上與傍晚的陽光都會比較柔和,在中午的時候卻是那麼毒辣。
早中晚太陽與地球的絕對距離其實沒有任何差別,只不過
太陽與大氣層的角度越加垂直
,
熱量就越容易穿越大氣層輻射到地表之上
。
作為極點,南極註定是距離太陽最遠的一個位置,南極一年中接受陽光直射的時間太長了,即便是時間長達一百八十多天的極晝,太陽也不過是隻
在南極大陸的地平線處遠遠地照射著
。因為位置的原因,
南極永遠都不會得到陽光的直射
。
甚至兩極大氣與其他地區的大氣也鮮有交流,其他地區的熱量無法透過空氣流動傳送到極地。於是南極大陸每年的
平均氣溫能達到零下25℃
,
常年覆蓋著結一層厚厚的冰蓋
。
由於其惡劣的環境,所以
本土上沒有任何常住居民
,因此南極洲是最晚被人類發現的大陸,無數的科學家對其充滿了好奇,對其進行了各種研究。
探秘南極冰蓋
由於常年極寒,
南極大陸根本不適合人類居住
,任何人在南極大陸中如果沒有足夠的物資支撐,都會很快被無盡的寒冷所吞噬。直到今天,南極洲上也不過建立了一些專門
用於科研的站點
而已。
除了對南極充滿好奇的科學家,相信也不會有很多人願意前往冰天雪地的南極洲。對於南極洲的研究一般分為兩種,一種是
研究南極的環境和歷史
,另一種則是
利用南極的極端環境進行相應的實驗
。
南極科考站
比如由十多個國家三百多個科學家合作打造的
冰立方中微子天文臺
,就是利用南極洲的特殊地理位置和幾乎沒有人類活動干擾的特點,在南極冰蓋下方
佈置了86條觀測鏈,上千個探測器
,在冰蓋之下更幾乎沒有電磁波之類的因素能夠干擾到觀測器,更容易觀測到可以輕鬆穿透物質的
中微子
。
比起利用南極環境進行試驗的科研活動,相信更多人會對研究南極這件事更感興趣。畢竟世界上凡是人煙稀少的地方都會有無數的傳說,像南極大陸這樣擁有廣袤未探索空間的地方,更是故事的最佳發源地。
諸如南極洲是
外星人基地
,南極洲
冰蓋之下有一個文明
,南極洲地球內部的入口等等傳言,雖然聽起來都很
誇張荒謬
,但是正是這些誇張的故事在不停地撩動人們的好奇心,
吸引著科學家們前往南極洲進行探索
。
對南極大陸的探索方向之一就是研究冰蓋之下有什麼。這並不是一件簡單的事情,因為隨著時間的積累,南極大陸凡是在南極大陸經過的水分都會被凝結成冰晶然後留在南極大陸上,千萬年來,南極大陸的冰蓋平均厚度已經達到
4千米
了。
所以想要研究南極洲,按理說得先在冰面上挖一個四千米深的冰洞,當然聰明的科學家們並不會在這種問題上被限制,4千米只是平均厚底,既然是
平均值
,實際冰層厚度當然是
有厚有薄
的。
科學家們透過超聲波探測和雷達等技術
探測冰川的厚度
,可以直接探測到冰層以下
物質的大概組成情況
。神奇的是,探測結果竟然顯示在冰層下面存在
液態湖
。
經過科學家們的努力,他們在南極洲發現了
一百四十多個冰下湖
,這些冰下湖中最大的湖被命名為
沃斯托克湖
。沃斯托克在俄語中其實是東方的意思,因為這個湖所在位置距離俄羅斯科考站東方站並不遠而得名。
由於湖水與冰面的距離與冰蓋平均深度十分接近,有足足三千七百多米的深度。由於它與科考站的距離還很近,所以俄羅斯科學家們直接從沃斯托克湖上開挖,數千米的冰層深度,不是隨便就能挖穿的,
挖了好幾年,科學家們才挖到了液態水的位置
。
南極冰蓋下存在孕育生命的液態水?
對於沃斯托克湖的研究,並不如想象中的順利,由於南極的極端氣候,挖開冰層時湖
水會在冰層的壓力下湧上幾十米
,然後在極端低溫中迅速結冰
把
冰洞重新封上
,最終導致功虧一簣。
科學家們對沃斯托克湖的研究,最開始只是想研究一下南極洲湖水的成分,瞭解一下遠古時代南極大陸的氣候情況。
但是隨著對冰下湖的研究深入,科學家們發現,這個湖水並不完全是一潭死水,
藏在幾千米冰層深處的水竟然會流動
,而且不是單純的在湖內小幅度流動,而是湖中的水會以冰下河的方式往其他水體中流動。
從整體看南極洲的冰面下,有一個
完整的水流迴圈系統
,這個系統甚至有可能與海洋連線在一起。
這時科學家們終於意識到沃斯托克湖的重要性了,這個冰下湖中——
很可能擁有生命
。我們知道水至清則無魚,不流動的水永遠都不可能出現生命,但現在發現冰層之下的水是流動的,甚至科學家們還發現冰下水竟然還會受到潮汐力的形象,每當月球路過時,
沃斯托克湖的湖水就會有1到2釐米的升降起伏
。
綜合這種種現象,科學家們認為
南極大陸的冰下水迴圈環境與一些類地行星或者衛星十分相似
。比如木星的衛星木衛二,這顆星球表面同樣覆蓋著一層厚厚的冰,但科學家們認為
木衛二的低溫不足以讓星球上面的水全部結冰
,所以木衛二很可能與南極大陸一樣,
擁有在冰面之下的液態水
。
所以現在對於沃斯托克湖的研究方向就從研究南極大陸曾經的湖水成分,變成了要研究一下沃斯托克湖中是否擁有生命,如果能在幾千米冰層下找到生命,那麼像
木衛二這樣的星球擁有生命的可能性將大幅提升
。
既然研究方向改變了,那麼原本的探測方法就不能使用了,因為有一個很嚴重的問題,那就是鑽開冰層的鑽頭,很可能會汙染到沃斯托克湖的湖水,
因為鑽頭一旦進入到湖水中,鑽頭上的微生物就會順著進入
,最終原本的
湖水生態將會遭到破壞
,到時候如果在湖水中找到生命的痕跡,也將
很難判斷是不是從鑽頭上來的微生物
。
原本科學家們是在鑽頭上使用
防凍液和煤油
這兩種液態潤滑鑽頭,主要的作用就是避免鑽頭被凍結。但是這兩者都
沒法完全消毒殺菌
,當冰層被鑽開的時候,就一定會有
大量的細菌
等生物
汙染湖水
。
為了解決這個問題,俄羅斯的科學家們想了一個辦法,鑽到
接近湖面
的位置時,
換一個經過消毒的乾淨鑽頭,
然後
鑽到湖面的一瞬間就把鑽頭撤出
。
湖中的水就會在冰層壓力下朝鑽孔湧去,這些水會
慢慢解凍
,然後科學家
將這個在鑽洞中新凝結的冰柱帶走進行研究
,這樣就能簡單地知道湖水中是否存在微生物了。
透過研究科學家們發現,在湖水中的確擁有
低濃度狀態的細菌
,而且這些細菌的構成很複雜,生活在不同環境中的菌種都有發現,這意味著,在南極冰層下方並不是只有低溫和些許液態水,而是
在冰面下水迴圈的過程中這些水會經過不同的環境
。
經過科學家的研究,這些細菌的基因序列顯示,它們
分別於湖泊、海洋、海底泥、深海熱泉、還有冰凍環境
,這些環境中生存的細菌基本一致
,這也直接證明了南極冰蓋下面的水迴圈是真實存在的,微生物正是隨著水迴圈的運轉才能保有多樣性。
冰蓋之下的“異星世界”
其實目前能夠證實的僅僅是在冰蓋之下擁有微生物,因為害怕汙染到冰下湖中的環境,所以目前科學家們都
沒有真正地探測湖底的情況
,直到現在也無法知道當前四千米冰蓋下的湖水中是否有多細胞生物生存。
但是從上文所說的研究中我們可以得知,南極冰蓋下的水體環境很可能與海洋環境是互相聯通的,不然在冰蓋下也不會找到擁有海洋環境基因序列的細菌。所以唯一不清楚的就只有海洋與冰下湖的聯通方式是怎樣的,如果直接
有冰下河接通到海洋,幾乎就能確定千米冰蓋之下一定會擁有多細胞生命
,甚至會有魚。
為了更加深入地研究,科學家們在距離南極大陸邊緣只有兩百多公里的冰蓋上尋找到一個
冰蓋厚度只有九百米
的位置,鑽開一個
直徑幾十釐米的冰洞
。此時,距離科學家們對冰蓋展開鑽探活動,
已經過去20年了
。
我們需要知道南極洲的極低溫度,讓它地理環境十分特殊,有些位置,即便已經遠離大陸,但是因為溫度太低,所以還是會凝結成冰蓋,簡單來說,
從這個冰蓋上鑽洞下去,下面其實是海洋
。
透過這個九百多米的鑽洞,科學家們得以直接觀測到南極邊緣冰蓋之下的生態系統。經過研究,這
其中的生物為了適應冰冷和黑暗的環境,形態已經與我們認知中的普通海洋生物大不相同
。
冰蓋之下只有海綿、海鞘等軟體生物,而且它們統統
長得十分放飛自我
,可能是因為冰蓋遮住陽光後互相都無法看見,所以就不用在意外表了吧,僅看外表的話說它們是外星生物都有人信,這冰蓋之下簡直就是一個
“異星世界”
。
經過科學家們的取樣研究,發現南極大陸邊緣冰蓋之下的海洋生物基本都有一個特點——
新陳代謝速度特別緩慢
。
科學家們認為,這些生物主要
依靠浮游生物補充營養,生存能力極強
,由於冰蓋之下的寒冷環境,所以這些生物的生存策略基本都是
能不動就不動
,一個個都修煉起“龜息術”。根據它們的新陳代謝速度,這些生命的壽命基本都能達到
千年以上
。
結語
生命的頑強令人驚歎,因此,我們也不免聯想到,
木衛二這樣的冰球世界是否也會在冰蓋之下孕育出生命呢?
答案就交給未來更加發達航天科技吧!