本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
你有没有想过南极洲的冰下湖泊是什么样子的?我想过。
在这个视频中,由蒙大拿州立大学的约翰·普里斯库博士和威尔士冰下湖新研究的主要作者特里丝塔·维克-梅杰斯博士领导的美国科学家团队,带您一睹默瑟冰下湖的风采。
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默瑟冰下湖一瞥 - SALSA 科学团队 来自 SALSA Antarctica 在 Vimeo。
很久以前,南极洲是绿色的。 覆盖着恐龙的森林,那里生机勃勃。 罗伯特·斯科特在南极探险中丧生的原因之一是,他仍然拖着极其沉重的这种生命的化石——首次发现的化石——回到他的船上。罗尔德·阿蒙森只想到达极点并返回。
当然,由于大陆漂移和气候变化,南极洲现在被大约一英里的冰层覆盖。 但是,地表之下并非处处都是坚实的。 相反,超过 400 个湖泊点缀在这片大陆上,河流和小溪纵横交错,汇入南大洋。 这些湖泊直到 1970 年代才被发现,并于 2012 年首次钻探,尽管自 19 世纪后期俄罗斯科学家彼得·克鲁泡特金提出这种可能性以来,人们就怀疑它们的存在。

我一直对这些湖泊感到好奇。 里面有什么? 它们看起来像什么? 有没有发育迟缓的蠕虫和软弱无力的盲鱼? 尼斯湖水怪的亲戚? 邪恶的戒指? 星巴克?
西南极洲的威尔士湖就是这样一个荒凉的地方。 虽然这个湖泊面积达 20 平方英里,并且需要 24 小时才能用热水钻钻穿半英里的冰层到达那里,但正如您在视频中看到的那样,它只有七英尺深。

事实证明,那里主要有水、岩石、沉积物和微生物——绝对没有一个女孩所希望的那么奇怪和令人兴奋。 不过,它并非无菌。 像雪一样落在水中的蓬松物质是被相机搅起的沉积物,包括一些微生物——细菌和古菌——以及它们在做事过程中产生的废物。
湖中栖息的许多不同种类的细菌和古菌都是自给自足的。 它们利用湖中发现的还原铁、硫和氮化合物中的能量为自己制造食物,就像地球表面的植物和藻类利用太阳的能量制造食物一样。
虽然环境恶劣,但那里的生命生长缓慢:这些微生物的估计倍增时间为 196 天。 在实验室中,大肠杆菌每 20 分钟分裂一次。 推断的生长速率至少比在南极地表湖泊或海洋营养沙漠中观察到的生长速率低 10 倍。
科学家们利用视频中描述的探险期间收集的数据计算出,威尔士湖微生物从这些化学能源中制造了如此多的有机物质,以至于它们为湖泊流出的黑暗、冰雪覆盖的南大洋贡献了大量的营养物质——比排入的西普尔海岸海湾内的需求量高出 5,400%。 400 多个南极湖泊的综合流出物无疑对南大洋的化学和生物学产生重大影响。 事实上,如果大陆大小的冰盖的管道系统没有产生影响,那才令人惊讶。
参考文献
维克-梅杰斯,特里丝塔·J.、亚历山大·B·米肖、马克·L·斯基德莫尔、克拉拉·图雷塔、卡洛·巴尔班特、布伦特·C·克里斯特纳、约翰·E·多尔等人。“西南极冰盖下淡水生态系统与冰下海洋环境之间的生物地球化学连通性。” 全球生物地球化学循环 34,第 3 期(2020):no-no。
阿奇伯格,阿曼达·M.、布伦特·C·克里斯特纳、亚历山大·B·米肖、约翰·C·普里斯库、马克·L·斯基德莫尔、特里丝塔·J·维克-梅杰斯、W·阿德金斯等人。“西南极洲威尔士冰下湖的微生物群落结构。” 微生物学前沿 7 (2016):1457。
维克-梅杰斯,特里丝塔·J.、安德鲁·C·米切尔、阿曼达·M·阿奇伯格、布伦特·C·克里斯特纳、约翰·E·多尔、亚历山大·B·米肖、吉尔·A·米库基、艾丽西亚·M·珀塞尔、马克·L·斯基德莫尔和约翰·C·普里斯库。“威尔士冰下湖微生物的生理生态学。” 微生物学前沿 7 (2016):1705。