南极万年冰川下存在的生命

　　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。

　　文/美国加州大学地球与行星科学系教授 斯拉韦克·图拉兹克

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