南極冰下藏著387個湖 冰湖露真容

【正見新聞網2012年12月13日】

據國外媒體報導,11月26日美國研究人員聲稱,他們在南極洲冰封的維達湖下極端環境中發現了一個富有多樣性的活躍細菌群落,這一發現對地球上極端環境下的生命極限提供了新觀點,也讓人類的南極冰湖勘探工作邁上了新台階。

人類對於南極冰湖的科考始於上世紀末,當時俄羅斯和英國科學家在南極沃斯托克考察站附近的冰下發現了地球上最大的冰下湖——沃斯托克湖,它被封存在冰蓋之下約4000米處,與世隔絕至少1500萬年。科學家認為,這是一個超大的淨水系統,預計有多達5400立方公裡的“原始水”,其純淨度是經過兩次蒸餾處理的水的兩倍,有可能是如今地球上最原始、最純淨的水體。

經過多年努力,南極冰湖神秘面紗的一角終於在今年2月被俄羅斯科學家揭開。俄南極考察隊經過30多年的努力,終於鑽透3769.3米厚的冰層,觸及覆蓋在南極冰川下超過2000萬年的巨大淡水湖。與此同時,英美兩國南極考察人員也不斷努力,希望觸及冰下湖,早日目睹冰下湖真容。

正如科研人員所說,研究冰下湖能提高人類對地球氣候的認識,有助於預知氣候變化,過去幾千萬年的古氣象學、古生物學資料都蘊藏在與世隔絕的湖水中,回顧歷史,能夠為我們了解地球的未來開啟一扇窗。

俄美英三國競跑

●俄羅斯:

俄羅斯科研人員在沃斯托克湖建立了冰下湖勘探基地。該冰湖250公裡長,50公裡寬。湖的面積約為15690平方公裡。科學家們認為,這是地球上最有科研價值的未被污染的湖泊。

●美國:

維達湖是一片6.8平方公裡的水域,高高地坐落在無雪的麥克默多干谷裡。美國研究人員在2005年、2010年以及2012年分別對這個湖泊進行了鑽探。研究人員收集了湖冰中的鹽水並評估了其蘊含生命的潛力。此外,美國還在惠蘭斯湖建立了探測點。

●英國:

英國人將用鑽機鑽透近3.2公裡埃爾斯沃思湖南極冰,尋找50萬年來與世隔絕的古老生命。這次鑽探任務16年前就已開始規劃,預計2012年12月開始。研究人員已開始在-25℃和平均25節風速的惡劣環境中展開準備工作。

南極冰下藏著387個湖

南極洲是地球上唯一一個沒有人固定居住的大陸。由於壓力與地熱的緣故,這些冰層深處的湖泊保持著液態。那裡分布著大大小小387個距離地表數千米、被厚厚的大陸冰層覆蓋著的冰下湖,其中又以沃斯托克冰湖最為著名。

冰湖中到底有沒有生命存在

《自然》雜誌刊文指出,南極大陸的維達湖終年低溫酷寒,但在結冰湖面下有豐富多樣的微生物,生活在寒冷、黑暗的環境中。這些微生物的尺寸大約直徑1微米,不過更多的微生物直徑大小約只有0.2微米。這項新發現增加了在環境惡劣或不適宜生存的星球(諸如火星和衛星上)外星生命存在的可能性。但同時也有研究者對此提出質疑,他們認為這些微生物是先附著於鑽探設備上,後被人們不慎帶入湖中的。

冰湖中的水為什麼不結冰

冰下湖的水溫約為-3℃。使水在其凝固點以下還能以液態存在的原因,目前認為是三種因素共同作用造成:

1 來自地心的熱力使湖底的溫度上升,進而使水維持液態

2 厚重冰層造成的巨大壓力使水的凝固點下降

3 厚實的冰層使湖水與南極地表寒冷的空氣隔離

為防污染環境鑽探技術不斷更新

俄羅斯科學家們打出的鑽孔,30年來一直都用煤油和防凍劑防止其重新凍結。但是隨著鑽頭逐漸接近這一古代湖面,科學家們開始冰下湖勘探鑽頭實際上就是一個利用高壓高溫溶液融化冰層的洒水裝置。

變得謹慎起來,以防止對古代湖水造成污染。比如在鑽最後數米冰層時,俄羅斯科學家們使用了熱水鑽頭,而沒有採用任何化學物質,這樣做正是為了避免任何的外來化學物質滲入到這一潔淨的古代湖泊中去。

構思一:沉積物取芯管

1防止液體污染 科學家將無菌的液體倒入鑽孔中。這種液體的比重大於鑽探時使用的液體,因此它能夠下沉至鑽孔底部。2用壓力抽出湖水 當鑽頭鑽透冰層後,比重大的液體形成的“塞子”被立即撤回,冰下湖自身的壓力將會使一部分湖水上升至鑽孔內。3收取樣品 被提升出來的湖水會因溫度下降而慢慢結冰,科學家希望將這些湖水樣本取出並帶回基地進行科學分析。

構思二:取水機器人

使用熱水鑽頭將鑽孔打至距離湖水上方200米的深度工作人員靠一根系鏈操控機器人。打穿湖底冰層後,將取水機器人放入水中取樣。

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