南極萬年冰川下存在的生命

斯拉韋克·圖拉茲克

南極冰原是地球上未經人類探索的疆域之一。在這片看似平坦的雪原之下，堆積著近800米厚的堅冰，而在這厚厚的冰層下，隱匿著一個人類從未見過的神秘湖泊——威蘭斯冰下湖。

威蘭斯湖已經有幾十萬年不見天日了，科學家們都迫不及待地想要看看冰層底下的景象。他們計劃鑿穿冰層到達湖面，采集湖水和湖泥的樣本，甚至還計劃將一臺攝像機放入湖中，探索這片與世隔絕的水體。

對于世界各地的科學家來說，探索這片低調的湖泊是研究道路上的一座里程碑。地球上的陸地，有10%還封鎖在冰川下，是人類從未涉足的領域。探索冰川下的湖泊，有助于回答許多重大問題，比如全球變暖是否會加速南極冰川的消退。對威蘭斯湖取樣，還有望為太陽系其他星球是否存在生命活動的問題提供線索。

威蘭斯湖的故事可以追溯到50多年前。在20世紀的大部分時間里，人們都把南極冰原看作是永恒不變的。當時還有科學家建議將核廢料永久儲存在這些冰川之中。

但是到了20世紀下半葉，出現了一種叫做“探冰雷達”的新技術，科學家能夠看穿厚厚的冰層。他們發現，冰層下面埋藏著山脈和湖泊。因此，上世紀六七十年代，運輸機搭載俯瞰雷達，十分忙碌地在南極上空飛來飛去，繪制出了冰川下方的地形圖。從此，科學家對南極的看法發生了巨大的改變。

如今，南極洲發現的冰下湖泊已經超過200個。它們都是由地球內部滲出的熱量造成的，地熱自下而上，溶化冰川底部，形成大大小小的湖泊。約20年前，俄羅斯科學家發現的“沃斯托克湖”儲水量高達5300立方公里，與世界面積第五大的密歇根湖相當。

2007年，新的研究計劃啟動了。南極洲西部的冰面之下約800米處，長12千米、寬8千米、深1.5米的威蘭斯湖成為了研究目標。科學家最關心的問題是，威蘭斯湖里會不會有生命存在？如果有生命，它們是怎么獲得能量的？因為冰層隔斷了陽光，也中止了光合作用——那正是地球上大多數生態系統的能量來源。

鉆透冰層、獲得湖水樣本，成為了首要目標。經過數年的籌備以及30多位科學家和工程人員的努力，2013年1月，研究人員得到了一瓶蜂蜜色的威蘭斯湖湖水。

令所有人感到意外的是：冰川下方的湖泊環境并不惡劣，甚至十分適合生存。湖水的溫度為零下0.5℃——上方的冰層施加壓力，湖水的冰點比正常低了幾度，因此湖水得以保持液態。事實上，湖水比研究站附近海灣里的海水還要溫暖，而那里生活著大量的南極犬牙魚和海豹。此外，威蘭斯湖中還含有氧氣，那是上方的冰層溶化時隨氣泡釋放到湖水中去的。有了這些氧氣，蠕蟲等海洋無脊椎動物就有生存的可能。

第一份蜂蜜色的湖水樣本中發現了礦物顆粒。這些顆粒經過冰川的碾壓，有的比紅細胞還小。而細菌可以通過分解這些礦物來獲取能量，這好比將麥子碾成面粉，更容易被人體吸收一樣。

隨后，研究人員在湖水樣品中加入了測試生命的染料，通過顯微鏡，可以明顯地看到細胞對染料發生反應。據估算，在每立方厘米的湖水里，存活著約10萬個細胞——這是人類首次在冰川下的湖泊中發現生命。

研究人員還需要花些時間，才能為南極冰川下的生命繪出一幅完整的畫卷。美國路易斯安那州立大學的微生物學家克里斯納，正在用DNA測序技術，統計威蘭斯湖中的數百種微生物。克里斯納說：“經過培育的微生物能供大家研究50年。”

研究這些“與世隔絕”的微生物有什么意義呢？理解微生物在冰川下對礦物的分解過程，有助于回答一些重大的問題，比如南極冰川的消退是否會加速全球變暖。有科學家認為，冰川下的微生物可能已經制造了數十億噸甲烷，而甲烷是一種強大的溫室氣體。冰川消融，它就會逃逸到大氣中，加速變暖的過程。endprint