除了血瀑布，南极冰下湖还藏着哪些秘密？

最近，困扰科学家近一个世纪的南极“血瀑布”谜团终于被解开。来自美国的科学家发现，血瀑布的源头是一个距今100万年前形成的冰下盐湖。尽管被埋藏在冰川下百万年之久，但湖水没有冻结，血瀑布也不会枯竭。南极的冰下为何还有不结冰的湖水？除了让血瀑布成为难解之谜外，南极冰下的水世界还藏着哪些秘密？

在很多人的印象中，南极大陆常年被厚厚的白色“被子”——冰盖覆盖，为什么冰盖下居然会出现没有冻结的湖水呢？

中国极地研究中心副主任孙波指出，科学界目前认为冰下湖有5种形成原因。第一种是远古时期存在的水体——可能是内陆湖也可能是跟海水相连的水体，随着冰盖的发育，将水体封存起来，形成冰下湖。第二种是冰盖底部基岩地热活动异常，温度过高的基岩地热将冰盖底部融化，形成冰下湖。这也是冰下湖形成的一个重要原因，很多冰下湖的成因皆缘于此。第三种是当冰体的厚度超过3000米，并配合冰下基岩地热活动和冰流过程，冰盖底部达到了压力熔点，就会融化产生水体，形成冰下湖。第四种原因比较特殊，是冰下有活火山。活火山造成部分冰体融化成水体，形成冰下湖，但这种成因的冰下湖只存在于西南极，东南极并不存在。第五种是冰盖底部存在热岩，热岩可以持续释放热量，因此产生水体形成冰下湖。“虽然每个冰下湖的温度可能不尽相同，但不管是这5种原因中的哪种原因形成的冰下湖，其水体温度都在压力熔点之上，因此不会结冰。”孙波说。

其实南极不止有这一个形成血瀑布的冰下湖，科研人员借助冰雷达、物探手段，发现了几百个冰下湖。

事实上冰下湖远不止造就了血瀑布这么简单，在这个位于冰下约400米的高盐分湖泊的恶劣环境中，仍然有细菌生存。这些顽强的生命依靠硫和铁的化合物生活。研究人员称，自从冰川将这座湖泊掩盖，创造了如此寒冷、黑暗、无氧的生态环境时起，这种细菌菌落就被与世隔绝了150万余年。科学家认为，在如此恶劣的环境中仍有生命存活，也让人们有理由相信太阳系存在类似外星生命的可能，比如在火星和木卫二极地的冰盖之下或许也存在类似的细菌。

除了这个盐湖中有细菌生存之外，在其他的冰下湖，例如东方湖中还可能暗藏着生命起源的线索。在对提取自东方湖冰盖底部的冰样进行研究后，美国生态学家普利斯库指出，湖中有可能生活着微生物。更重要的是，科学家还估计，浑然天成的环境可能使这个冰下湖在千百万年中未曾发生变化，这意味着其中可能孕育着独立进化的微生物。北京师范大学冰川学专家効存德说：“由于幽暗（无光）、低氧和低营养环境，冰下湖泊中的微生物想必是一种原始生命形态，可能对生命起源有重要线索，所以生命科学家都表现出强烈兴趣。”

孙波表示，冰下湖还与海平面的变化存在联系，动态冰下湖的水会影响冰盖的稳定性，以致影响全球海平面变化。此外，冰下湖的湖水属于低温水，且大部分是低温淡水，一旦大量低温冷水排放到大洋，还将会影响全球海洋的温盐环流。

因为研究非常少，加上未知領域很多，冰下湖正成为地球最后的秘密之一。

効存德不无遗憾地说，目前国内外对于冰下湖的研究都不多，究其原因还是研究太难，所有的关于冰下湖的猜测主要还是借助间接方式——如冰雷达形成的。冰雷达或称无线电回波探测，是冰川学家调查南极冰盖冰下特征的主要方法。在过去几十年里，冰雷达被广泛用于测量冰盖厚度、内部构造和冰下地貌，这些参数是计算冰盖体积和物质平衡、重建过去冰雪积累和消融率以及冰盖动力和沉积过程的基础。

“大面积的冰下湖探测是通过机载冰雷达实现的，做出来的底床图叫bedmap，科研人员通过拼图，就能把水下的山、湖绘出来。”効存德说，由于人类无法直接观测到冰下湖，甚至缺少合适的方法做到观测与无污染采样，目前对于冰下湖及其生命形态的认知还不够。“冰下系统的过程、分布、与外界（海洋）的联系都不清楚。”但正是这样也更增加了冰下湖的科学魅力。

（摘自《科技日报》）endprint