南極冰層下的秘密

楊旎

人類踏上南極大陸已經(jīng)有幾十年的歷史了，我們已經(jīng)知道，南極是一塊被冰雪嚴嚴實實覆蓋著的廣闊大陸。而如今，人們想知道的是在厚厚的冰層下究竟隱藏著多少秘密？

南極冰層下的微生物

5年前，美國路易斯安那州立大學(xué)生物科學(xué)副教授布倫物·克里斯汀納花了大量時間對南極洲進行研究，他在遠古冰核中和冰川下發(fā)現(xiàn)了一些可存活的微生物，證明南極冰蓋下存在著大量的液態(tài)水。這一重大發(fā)現(xiàn)改變了生物學(xué)家們有關(guān)南極洲不存在生命的傳統(tǒng)看法。至今為止，科學(xué)家已經(jīng)在南極冰蓋下發(fā)現(xiàn)了150多個湖泊，這些水體絕大部分都被冰川覆蓋了至少1500萬年。事實上，南極的冰下水系相當龐大，其面積與美國相差無幾，堪稱全球最大的水域。那里很可能存在著一個完整的、全新的世界。南極大陸擁有若干個“湖區(qū)”，其礦化作用相當積極，倘若沒有微生物的參與，這一進程要么無法進行，要么會緩慢得多。這意味著南極并非一片沒有生命的曠野，而是一個豐饒的自然體系，擁有“生命綠洲”。

微生物在千年冰凍下何以存活？這是長期困擾科學(xué)家的一個問題?？茖W(xué)家認為，目前有兩種情況可以解釋這些微生物是如何在千年的冰凍狀況下得以存活的。一種情況是，將自己置于深度冷凍狀態(tài)之中是微生物的一種進化策略，它們可以借此保存自己的基因藍圖，等待重生機會。這些微生物可能在冰中處于休眠狀態(tài)，體內(nèi)擁有非常有效的修復(fù)機制，一旦細胞進入生長狀態(tài)，這種機制就會運行。另一種情況是，這些微生物在冰中新陳代謝非常活躍，因而能夠在遭到損傷后進行自我修復(fù)，這樣一來，只要有能量供應(yīng)，這些微生物在冰凍時就可以實現(xiàn)真正意義上的永生。

南極冰層深處“小蝦”

美國航空航天局（NASA）的科學(xué)家在南極600英尺（約183米）深的冰層中發(fā)現(xiàn)有片腳類生物存在，這一成果對研究高級物種應(yīng)對惡劣環(huán)境的極限能力具有極其重要的意義，對探索地外生命也大有幫助。

科學(xué)家原本認為，在冰面下600英尺且沒有陽光照射的地方只能存在部分微生物。但是NASA的科學(xué)家在南極洲冰層鉆井，并將視頻攝像頭潛入這一深度時，竟然意外地發(fā)現(xiàn)有一種類似蝦的生物在游動。這種3英寸（約7.6厘米）長、通體呈橘紅色的生物還好奇地停在了鏡頭前任由拍攝。此外，攝像頭還從冰層中帶出一只動物的觸手，科學(xué)家們相信這來自于某種有1英尺（約30厘米）長的水母。目前有個問題令科學(xué)家們十分困擾，那就是在這樣的環(huán)境里這兩種生物到底要靠什么進食？一些微生物在惡劣的環(huán)境下可以通過化學(xué)反應(yīng)自給自足，但達到片腳類動物這種復(fù)雜程度的生命則不行，必須有外來的食物。這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)科學(xué)家重新思考生命在惡劣環(huán)境中生存的極限能力。如果這種外形類似蝦的片腳類動物能在冰面下183米的黑暗海水中存活，那么在其他人類原本已認定無法存在生命的地方是否也會有奇跡發(fā)生呢？比如說木衛(wèi)二，這個表面覆蓋著冰殼的木星的衛(wèi)星。一直有科學(xué)家認為木衛(wèi)二的冰殼下面隱藏著一個廣闊的液態(tài)水海洋，而這個海洋極有可能已經(jīng)孕育出生命。

南極大陸蘊藏豐富的資源

人們經(jīng)過考察發(fā)現(xiàn)，南極大陸蘊藏著很多寶貴的資源。南極石油儲量十分驚人，僅南極大陸西半部分，蘊藏的石油可能相當于目前世界年產(chǎn)量的2～3倍。南極大陸二疊紀煤層主要分布于南極洲的冰蓋下面，儲量約為5000億噸。鐵礦是南極最富有的礦產(chǎn)資源之一。據(jù)科學(xué)家們勘測，在查爾斯山脈南部的地層內(nèi)，在晚太古至元古代，有一條厚度達400米，長120千米～180千米、寬5千米～10千米的條帶狀富磁鐵礦巖層，礦石平均品位達32%～58%，是具有工業(yè)開采價值的富鐵礦床。初步估算其蘊藏量可供全世界開發(fā)利用200年，是當今世界最大的富鐵礦藏。南極地區(qū)的石油儲存量約500億桶～1000億桶，天然氣儲量約為3萬億立方米～5萬億立方米。南極的羅斯海、威德爾海和別林斯高晉海以及南極大陸架均是油田和天然氣的主要產(chǎn)地。

南極曾經(jīng)是綠洲？

科學(xué)家們認為，既然南極有如此豐富的資源，那么南極大陸肯定不是自古以來就如此寒冷，應(yīng)該有過一段相當溫暖的時期?？茖W(xué)家們提出了一種學(xué)說來解釋這一事實?？茖W(xué)家認為，在1億年前，它是更大的陸地——岡瓦納大陸的一部分。這塊大陸包括現(xiàn)在的南極洲內(nèi)的許多地方，氣候溫暖，到處是茂密的熱帶雨林。后來，因為海底擴張，大陸漂移，一部分大陸變成了今日的南美洲、非洲、澳洲、塔斯馬尼亞島、馬達加斯加島和印度次大陸，而另一部分則漂移到現(xiàn)在南極的位置上，成了南極大陸——一個寒冷的冰雪世界。最近一項研究發(fā)現(xiàn)也證實，南極大陸在遠古時期的環(huán)境要遠比原先設(shè)想的更加溫暖潮濕。這樣的氣候環(huán)境足以支持較高大的植被，包括一些矮小的樹木，在靠近這塊大陸沿海的地帶生長，當時的南極洲仿佛一塊綠洲。

人們發(fā)現(xiàn)，南極冰層并不是那么簡單，它里面還隱藏著無數(shù)的秘密。隨著冰川加速融化，一些冰封在厚冰蓋下的古老生命正在蘇醒。它們的歷史可能比人類誕生的時間還要早。據(jù)估算，這些微生物細胞總數(shù)相當于全球總?cè)丝诘?000倍。南極湖泊的特殊之處在于，它們在上千萬年的漫長時間里完全與外部世界隔絕。盡管如此，因為有來自陸地深層的熱量，河流和湖泊一直都處于運動中。這表明，數(shù)十萬年來，與其他大陸一樣，南極冰蓋下的生命也是在不斷發(fā)展進化的。南極冰蓋簡直是一份珍貴的地球檔案。由于它是在低溫環(huán)境下經(jīng)過千百萬年的日積月累形成的，因此，從中可以發(fā)現(xiàn)大量的地球演變信息。

【責(zé)任編輯】蒲暉