在南极洲，研究人员震惊地发现，在740米厚的冰层下，永久的黑暗和寒冷中，生活着鱼类和其他水生动物。这些动物栖息在一个仅10米深的海水楔中，它被封闭在上面的冰层和下面贫瘠的岩石海底之间——这个地点如此偏远和恶劣，以至于许多科学家预计除了稀少微生物生命外，不会有任何发现。
一个由冰钻工人和科学家组成的团队在将一个小型定制机器人放入他们钻穿罗斯冰架（一块法国大小的冰川冰层，悬挂在南极洲海岸线外并漂浮在海洋上）的狭窄孔洞后，取得了这一发现。他们探测到的偏远水域位于漂浮冰架的后角下方，冰架在那里与南极洲的海岸线相遇，如果所有冰层都被移除。这个地点距离冰架外缘850公里，那是最近的海洋与阳光接触的地方，阳光使微小的浮游生物得以生长并维持食物链。
“我很惊讶，”罗斯·鲍威尔说，他是一位来自北伊利诺伊大学的63岁冰川地质学家，与另外两位科学家共同领导了这次探险。鲍威尔通过卫星电话与我交谈，地点是西南极冰盖上的偏远地区，那里有40名科学家、冰钻工人和技术人员乘坐滑雪飞机抵达。“我一生都在这个地区工作，”他说——研究冰川流入海洋的下腹部。“你会想象这些地区食物非常稀少，荒凉，不支持太多生命。” 这个生态系统不知何故在距离阳光如此遥远的地方设法生存了下来，阳光是地球上大多数生命的能量来源。这项发现为了解在南极洲冰架下广阔区域（包括超过一百万平方公里的未开发海底）可能存在何种复杂但未被发现的生命提供了见解。
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这次探险由国家科学基金会资助，前往该地点是为了调查惠兰斯冰流的历史和长期稳定性，惠兰斯冰流是一条主要的冰川，从南极洲海岸流出并注入罗斯冰架。探险队于 12 月开始，拖拉机拖着巨大的雪橇，载着 400 多吨燃料和设备，前往距离南极点 630 公里、距离最近的永久基地 1,000 公里的偏远地点。
1 月初，该团队开始了一项前所未有的努力，钻穿冰层到达一个称为接地带的地方——本质上，这是一个冰下海滩，冰川在那里从 resting on bedrock 过渡到漂浮在海水上，因为它从大陆边缘渗出。来自内布拉斯加-林肯大学（U.N.L.）的一队冰钻工人使用从一公里长的凯夫拉尔软管末端喷出的热水射流，软管有脚踝那么粗，在冰层中融化了一个洞，通向下面的海水。
到目前为止，还没有人直接观察到南极洲主要冰川的接地带。从太平洋时间 1 月 7 日首次打开洞的那一刻起，这个地方似乎没有太多生命迹象。
被毫无生气的泥土欺骗
一个向下看的摄像机通过钻孔向下观察，发现了一个贫瘠的海底——“岩石嶙峋，像月球表面，”鲍威尔说。即使是海洋中三到四公里深的“深渊”海底通常也会显示出一些动物生命的迹象：甲壳类动物爬过泥土的痕迹，或者蠕虫从洞穴中排出的泥土堆。但是摄像头什么也没显示出来。团队从底部轻轻地挖出的泥土岩心也没有显示出任何东西曾经在下面钻过洞的迹象。从底部瓶装提起的海水被发现是晶莹剔透的——表明水中微生物稀少，当然也不足以让动物放牧和维持自身生存。
“水太清澈了——食物太少了，”特里斯坦·维克-梅杰斯在另一次卫星电话中说。维克-梅杰斯是蒙大拿州立大学的微生物学博士生，她处理了从底部提取的水样。更重要的是，海底沉积物中富含石英，这是一种对微生物几乎没有营养价值的矿物质。“当从海洋或湖泊底部提起泥土时，通常可以闻到微生物产生的硫化氢等气体——‘你的鼻子是微生物活性的绝佳探测器’，”亚历克斯·米肖德说，他也是来自蒙大拿州立大学的微生物学博士生，正在研究沉积物样本。“但我什么也闻不到。”
在开孔八天后，太平洋时间 1 月 15 日，发现了更大的生物生活在那片黑暗中。
这一发现取决于一个细长的 1.5 米长的机器人，名为 Deep-SCINI，它的眼睛由加固的抗压蓝宝石水晶制成，身体呈流线型，由铝棒和高科技“合成”泡沫组成，泡沫包含数百万个微小的空心玻璃珠。
Deep-SCINI 是一种遥控潜水器 (ROV)，旨在滑下狭窄的冰孔并探索下面的水腔。它携带蓝宝石防护罩摄像头、抓取臂、取水器和其他仪器。来自 U.N.L. 冰钻项目的罗伯特·佐克和贾斯汀·伯内特日夜工作，赶在探险队出发前完成它的建造，并将它放在随身行李中飞往新西兰，然后飞往南极洲。
1 月 16 日午餐后不久，戴着安全帽的工人们将 Deep-SCINI 连接到一条花园软管粗细的光纤电缆上。钻井平台顶部的绞车嗡嗡作响，从一个巨大的线轴上放出电缆，将 ROV 放入孔中。Deep-SCINI 曾（正如佐克所说）在游泳池中“飞行”过，并在压力室中测试过一次，以确认它可以在深海中生存。但这将是它的第一次真正潜水，比以往任何 ROV 都要更深地穿过冰川冰层。
鱼！
十几个人挤在一个紧凑的控制室里，控制室建在一个安装在滑雪板上的集装箱内，观看 ROV 的首次飞行在几个视频显示器上播放。
孔中的视野被 Deep-SCINI 爪子上悬挂的一块混凝土块遮挡住了——目的是保持飞行器在狭窄的钻孔中垂直，钻孔只有四分之三米宽。相反，在 ROV 向下移动的 45 分钟内，它的侧视摄像头捕捉到了孔壁上深色碎屑层的图像，这些碎屑层被困在冰层深处，可能是数千年前沉积在冰面上的火山灰或其他尘埃的遗迹。研究人员在几天前首次钻孔时发现了这些层。他们后来在底部发现了鹅卵石，这表明冰盖的底部可能比人们想象的融化得更快（请参阅我在这里关于该发现的故事）。快速融化可能会使陆地上巨大的冰川更快地滑入大海，速度超过科学家之前的预期。
最后，被 Deep-SCINI 的灯光照亮的孔壁消失在黑暗中。ROV 进入了冰下无边无际的漆黑水域。明亮的斑点像流星一样从侧视摄像头前飘落——Deep-SCINI 灯光反射在沙粒上，这些沙粒被困在冰层中数千年，现在在机器人下降的扰动下落到下面的海底某处。
ROV 到达了岩石底部。伯内特（一名博士生）坐在集装箱内的控制台前，拨动了一个操纵杆：爪子张开，混凝土块落在底部，Deep-SCINI 恢复到水平位置。自学成才的工程师佐克构思了这个 ROV 并设计了大部分，他坐在伯内特旁边，操作摄像头和显示器。站在昏暗房间里的人们盯着视频显示器的黑色屏幕。他们在这里和那里瞥见灯光照射不到的运动迹象：一块突然改变方向的坠落碎片，或是在角落里掠过的阴影。
伯内特和佐克在驾驶一辆显然仍处于测试阶段的 ROV 时，不断地解决问题。过热问题——在这个地方具有讽刺意味——迫使他们以低于额定功率运行推进器。ROV 尚未内置导航系统，因此他们使用技巧进行操纵——从底部一块大石头“飞”到另一块大石头，或者让绞车操作员收回几米电缆，从后面拉动 ROV 并将其指向远离孔的方向。他们发现自己在一个意想不到的短皮带上工作——由于系绳电缆卡在上面的某个地方，被迫停留在距离孔 20 或 30 米的范围内。
最后，伯内特和佐克将 Deep-SCINI 停在离底部一米的地方，同时他们调整了控制装置。集装箱里的人们盯着其中一个视频显示器上平铺的海底图像，图像由前视摄像头捕捉。然后有人开始大喊大叫并指点。所有人的目光都转向了带有向下看摄像头的屏幕。
一个优雅的、起伏的阴影掠过它的视野，前后逐渐变细，像一个感叹号——一条灯泡眼鱼投下的阴影。然后人们看到了投下阴影的生物：蓝棕色-粉红色，像黄油刀一样长，它的内脏透过半透明的身体显现出来。
房间里爆发出一阵欢呼、鼓掌和喘息声。“这真是太神奇了，”鲍威尔回忆道。
无聊透顶
Deep-SCINI 在海水楔中停留了六个小时。当伯内特将它停在底部时，一条鱼——在远处静静地看着，静止不动地坐在底部，逐渐靠近，在 20 分钟的时间里从一个静止的栖息处游到另一个栖息处，直到它靠近到离摄像头只有半个手臂的距离。佐克说，这些鱼可能是被光的新奇感所吸引，它们“好奇而温顺”。“我认为他们很无聊。我知道我会的。”
总而言之，ROV 那天遇到了 20 或 30 条鱼。“很明显，它们是一个生活在那里的社群，”鲍威尔说，“不仅仅是一次偶然的相遇。” 半透明的鱼是最大的。但 Deep-SCINI 还遇到了另外两种较小的鱼——一种呈黑色，另一种呈橙色——以及数十只红色、虾状的甲壳类动物在周围飞舞，以及少数其他海洋无脊椎动物，该团队迄今为止拒绝描述。
对于在场的微生物学家来说，最令人兴奋的不是鱼本身的发现，而是它对这个偏远、未开发的enenvironment 的说明。就在发现前三天，来自路易斯安那州立大学 (L.S.U.) 的微生物学家布伦特·克里斯特纳（Brent Christner）多年来一直研究冰雪覆盖的南极湖泊，他同意维克-梅杰斯的观点，即水中的生命将仅限于代谢率缓慢的微生物。“我们必须问问它们在吃什么，”当稍后我问及鱼时，他说。“食物供应短缺，任何获得的能量都来之不易。这是一个艰苦的生存之地。”
一种食物来源可能是小型浮游生物，它们在罗斯海阳光充足的水域中生长，然后被洋流扫过冰架下方。但海洋学模型表明，这种食物必须在冰架的黑暗中漂流六七年才能到达惠兰斯接地带，沿途会遇到许多其他动物。“水在到达这里之前会被啃食得很厉害，”维克-梅杰斯说。
这个生态系统也可能由来自地球内部而不是阳光的化学能驱动。细菌和其他微生物可能以从冰层底部掉落或通过冰下河流冲入海水的矿物颗粒为食，冰下河流从西南极冰盖下流出。食物链底层的微生物也可能以从数百米以下的古代海洋沉积物中渗出的铵或甲烷为食。事实上，两年前，当同一个团队钻入上游 100 公里的冰下湖泊时，他们发现了一个主要以铵为燃料的生态系统——尽管在这种情况下，该生态系统仅包括微生物，没有动物存在。
人们曾推测，南极洲大型冰架下营养贫乏的环境将类似于另一个营养不良的栖息地——位于 3,000 米以下的世界广阔的深渊海底。但重要的差异已经开始显现：海洋深渊的泥泞海底居住着蠕虫和其他以从上方飘落的腐烂碎屑为食的动物。但是到目前为止，从惠兰斯接地带带上来的泥土岩心还没有发现此类动物。Deep-SCINI 的摄像头也没有。“我们没有看到已建立的表生底栖生物群落，”鲍威尔说。“那里生活的一切都可以移动。”
这些新结果仍然非常初步，但在 1970 年代后期，当在罗斯冰架的另一个不太靠内陆的部分短暂融化了一个孔时，也看到了类似的模式——所谓的 J9 钻孔，它到达了一个 240 米厚的海水层，位于距离冰边缘 430 公里处。在水中看到了鱼类和甲壳类动物，但在泥土中没有发现任何东西。缺乏泥土居民可能表明，生活在冰架下如此远处的动物必须足够灵活，才能在不同地点之间追逐间歇性的食物来源。
无论最终的能量来源是什么，细菌都将成为称为原生生物的微小生物的食物，甲壳类动物将吃掉原生生物，鱼类将吃掉甲壳类动物——或者有时吃掉彼此的幼崽——伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的生物学家亚瑟·德弗里斯说。德弗里斯没有参加这次探险，但他已经花了 50 年时间研究生活在罗斯冰架裸露前沿附近的鱼类。
这些鱼本身是否代表着真正新颖的科学发现还有待观察。照片和视频必须经过广泛的分析，结果必须在同行评审的期刊上发表，团队才有可能说更多。德弗里斯说，这些鱼最终可能属于一个单一的科，称为南极鱼科。大约在 3500 万年前，当南极洲及其周围的海洋开始急剧降温时，这些鱼开始在南极洲占据主导地位，这些鱼进化出了帮助它们避免完全冻结的蛋白质。
未来多年的数据
即使发现了令人欣喜的鱼类，这一天也远未结束。回到控制室，伯内特和佐克努力克服技术难题，将 Deep-SCINI 带回水面。一根漂浮的绳子，像氦气球一样漂浮在与之相连的混凝土块上方，帮助他们找到了返回混凝土块的路——因此也找到了将成为机器人出口的钻孔。即便如此，两人还是不得不再次抓住重物，以便将 ROV 放回垂直姿势并升上孔洞。Deep-SCINI 的一个摄像头在潜水过程中被撞出了位置，因此它不再聚焦在爪子上。两位操作员花了 45 分钟试图抓住它，最终才成功。
“我们创造了一个小小的奇迹，”佐克在谈到 Deep-SCINI 的首次飞行时说。他指出，南极洲的恶劣条件往往会惩罚创新：“这里的经验法则是，任何新的技术事物在首次部署时都无法工作。”
在 Deep-SCINI 被吊到钻井平台顶上的日光下两个小时后，另一个仪器被放下并停在底部 20 个小时，以测量气体、洋流、温度和盐度——预计所有这些都会随着遥远的海潮在该深水凹槽中推拉而变化。在整个过程中，一个向下看的灯和摄像头反复吸引了访客——红色的甲壳类动物或好奇的鱼类。
在上面，佐克将一些窗纱做成了一个甲壳类动物陷阱。米肖德使用佐克在新西兰一家体育用品商店开玩笑购买的龙虾陷阱部件制作了一个捕鱼陷阱，当时他正在前往南极洲的路上。到目前为止，他们已经捕获了少量的甲壳类动物以供进一步的科学研究——但在撰写本文时，还没有捕获到鱼类。
即使所有这一切都在进行，探险队的工作仍在继续，其总体目标是了解冰川在与海洋交汇时的行为。加州大学圣克鲁兹分校的冰川学家斯瓦韦克·图拉奇克与鲍威尔和另一位科学家共同领导了这次探险，他错过了鱼类喧嚣，因为他当时在冰面上不远处，将一串传感器放入另一个刚刚融化穿过冰层的孔洞中。这个孔洞将重新冻结，将绳子密封在冰架中。在未来的几年里，它将记录冰层上下以及下方水中的温度。它将记录潮汐的涨落，以及来自冰下河流流入海洋的浑浊水脉冲。倾斜仪将测量冰架如何响应每天在其下方上升和下降一米的潮汐而弯曲。地震传感器将记录裂缝在弯曲的冰层下侧爆发时的爆裂声和噼啪声。目标是找出输送到惠兰斯冰流接地带的热量和机械应力有多少。
“我知道这听起来很古怪，”图拉奇克通过电子邮件写道——他的意思可能是，不如大眼鱼那么可爱和有魅力。但他说，这些数据将填补一些关于冰川底部冰层融化速度的关键未知数。
目前，惠兰斯冰流实际上每年都在略微减速——这在南极洲的冰川中是罕见的——这是间歇性停止和启动的复杂周期的一部分，这种周期发生在注入罗斯冰架这一部分的几条冰川中，持续数百年。了解惠兰斯接地带的融化率可以为了解上周在那里发现石头从冰层底部倾泻而下的意义提供线索。它可以确定是否已经发生了变化，这些变化可能会克服惠兰斯目前的减速，并使其再次加速流入海洋。所有这些对于理解南极洲这一地区的冰川可能如何导致全球海平面上升至关重要。
即使在太平洋时间 1 月 15 日和 16 日的 20 个小时里，向下看的摄像头记录了鱼类的来来往往，图拉奇克也专注于摄像头视野中更微妙的东西。一个放置在孔洞下方底部的重物正在滑过摄像头——起初很慢，然后越来越快。重物是静止的，但上方的冰川已经开始滑动：惠兰斯冰流以其大部分时间保持静止但每天向前猛冲两次的奇异习性而闻名——但这是有史以来获得的最佳测量结果。
Deep-SCINI 在下降过程中记录的那些尘埃或灰烬层也将让图拉奇克和鲍威尔这样的冰川专家忙碌一段时间。“即使在发现鱼之前，这也是一次很棒的旅行，”鲍威尔说。“这将是一个很棒的数据集。”
当微生物学家带着他们的水和泥土样本回家时，他们将面临一项意想不到的任务，即弄清楚包括鱼类在内的整个生态系统是否真的依靠甲烷、铵或某种其他形式的化学能维持自身。“那将非常令人兴奋，”L.S.U. 的克里斯特纳说。“我们的样本可以帮助回答这个问题。”