英美两国科考队出发探寻南极冰川下是否有生命

埃尔斯沃思湖位于南极冰层下1公里处,是南极洲最大最深的湖。十多年来,这个失落的世界一直是英国蓝星大学的冰川学家马丁·西格特的出没之地。现在,他探索神秘水域的时候终于到了。

根据《自然》网站上最近的一份报告,英国和美国南极研究小组将深入古老的埃尔斯沃斯湖,调查冰下的生命。

两国的南极研究小组已经全速出发。

西格尔收拾好行李,踏上了去世界另一边的旅程。在到达英国南极研究站——罗瑟拉站后,他将和他的团队一起飞往南极洲西部大约1000公里。12月5日,钻探从原始湖泊的冰层开始,试图找到几百万年没有见到阳光的微生物。该团队还将研究湖底的沉积物,在南极西部地区寻找冰川的痕迹,并揭示巨大的冰川是如何随着时间融化的。

西格尔兴奋吗?他说:“这是新千年开始以来我一直在研究的首要问题。我不兴奋吗?”

人们在地图上发现并标记了近380个南极冰下湖泊,并通过冰穿透雷达、重力测量和地震测量对这些湖泊进行了远程探测。这些古老的湖泊,无论大小,都是由地热从底部融化南极冰形成的。重力和冰的压力使融化形成的水流移动,最终聚集在冰下的大陆的山谷中。

如果一切顺利,埃尔斯沃斯湖将成为第二个被探索的冰下湖泊。今年2月,一个俄罗斯探险队穿越了东方湖,完成了20年前开始的一个科学研究项目。第三次努力也将立即开始:另一个美国钻井队将出发前往南极洲的麦克默多站,并于明年1月到达他们的目的地——维兰斯湖——罗斯冰架附近的一个小而浅的水域。

寻找南极冰下微生物

南极科学研究最令人兴奋的部分在于探索在这些湖中或湖下进化的微生物。科学家在别处发现了可以从岩石和矿物中提取能量的细菌。许多人认为生活在南极冰层下的湖泊中的微生物也有同样的能力。

参与英国南极考察的环境微生物学家大卫·皮尔斯说:“生命可以存在于极端的生态系统中,从岩石圈深处到高层大气。如果我们在那里找不到微生物,那会让我难以置信。”

东方湖探险队在巨型冰川底部湖水结冰形成的冰沉积物中发现了脱氧核糖核酸(核糖核酸),这为嗜热细菌可能存在于湖周围的基岩中提供了证据。然而,上个月在斯德哥尔摩举行的第12届欧洲空间生物学研讨会上,俄罗斯彼得斯堡核物理研究所的微生物学家谢尔盖·拉特(Sergei Lat)说,在对俄罗斯探险队钻头上结冰的湖水的初步分析中,没有发现原生动物,上游湖泊本身似乎也不存在。该小组将很快返回现场收集更多样本。

西格尔认为埃尔斯沃思湖只有12公里长,3公里宽,150米深,与250公里长,50公里宽的东方湖相比,这只是一个水坑。埃尔斯沃思湖位于大陆分水岭附近冰川下的一个山谷中,上面的冰移动最慢。埃尔斯沃斯湖的冰大约零下30摄氏度,是南极洲东部东方高原的两倍“温暖”,并且薄了近1000米。所有这些因素使得埃尔斯沃斯湖比著名的东方湖更容易进入并获得更广泛的样本,这可能是探索微生物的更好选择。

年底前将会知道是否有生命。

西格尔特说,埃尔斯沃思湖提供了细菌所需的所有条件,包括液态水和营养,水温只有零下几度,在那里发现生命的可能性极高。即使埃尔斯沃思湖被证明是贫瘠的,这次探索也可能提供线索,说明是什么限制了地球和太阳系其他地方的生命。

英国研究小组希望用一个能融化冰并在90摄氏度高压下喷水的钻头在3天内到达埃尔斯沃斯水面。一旦钻井完成,检查小组将有24小时的时间在钻孔再次冻结之前部署取样探头和沉积物取芯管。

为了确保表面微生物不会污染湖水,该设备准备得非常充分,并于去年由《南极条约》缔约国进行了测试。西格尔特估计,钻头将消耗60,000升水,这些水来自现场的积雪,经过五级过滤系统后用紫外线进行处理。西格尔说:“我们使用的水比湖中自然冰融化形成的水更干净。”5米长的圆柱形钛钻头将在湖的不同深度取样。钻头将在英国南安普敦的一个无菌室中组装,并包装在无菌袋中。

西格尔说,在很短的时间内完成所有的采样操作是主要的挑战。即使事情进展不顺利,团队仍然有足够的燃料吸入更多的热水并重新打开漏洞。如果钻头丢失或卡住,研究人员可以钻另一个孔并部署另一个取样装置。

埃尔斯沃思湖是否有生命将在年底得到证实。然而,对南极冰下湖泊的探索才刚刚开始。波兹曼蒙大拿州立大学的冰川学家约翰说,我们仍然需要探索三个湖泊以外的更多南极湖泊,并获得更多数据。

约翰说:“我们已经走了很长的路。不久前,人们认为南极洲是一个大冰块。我很高兴看到这些激动人心的科学探索。但我担心我们对南极冰川下的环境仍然知之甚少,比火星上的一些地方还少。”

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