但在百萬年甚至千萬年以前,南極並不是這樣,因為南極曾經距離赤道不遠,是一個鬱鬱蔥蔥的世界,由於大陸漂移,南極大陸南移到了南極點附近,最終氣候逐漸寒冷,即使到夏天厚厚的冰層也不再融化,此時大約是1500萬年前!
古地球上南極洲的位置
之後南極大陸的冰層越積越厚,最厚處甚至超過4000米,這是一片雪白的大陸!1960年,蘇聯地理學家安德列·卡皮查在飛越沃斯托克地區上空時,發現了冰面上一個巨大的猶如湖泊般平坦的“冰湖”,他當時就認為在這個位置的下面有一個冰下湖泊!
此後美國以及歐洲的考察隊發現多個冰下湖泊,而且隨著雷達技術的發展,科學家逐漸勾畫出南極冰下大陸的地形,發現南極冰下湖泊星羅棋佈!
遠古生命:科學家夢寐以求的研究物件
一個無比期待的前景擺在科學家面前,南極很多區域在冰下封閉幾十萬年,甚至數百萬年,從這些水域頂上被冰封開始,它們就與世隔絕了,在這些區域有沒有生命,如果有的話它們究竟是怎麼生存下來的,遠古生命又是什麼形態,科學家在這些領域的每一項研究,都將揭示地球生命演化過程!
早在上世紀九十年代開始,各國都已經蠢蠢欲動,其中俄羅斯對於東方湖的鑽探最為積極,但到2000初時各國都發現了一個棘手的問題,無法避免將外界的微生物帶入冰下湖,因此在2006年時南極研究科學委員會的第五次國際會議上,各國決定在解決這個問題之前大家都停止勘探!
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2011年後技術問題得以解決,各國又開始了南極冰下湖的探索,而且各國都圈定了目標物件,美國—惠蘭斯湖(Lake Whillans)俄羅斯—沃斯托克湖(Lake Vostok)英國—埃爾斯沃思湖(Lake Ellsworth)!
其中俄羅斯的最富戲劇性,由於冰下湖泊受到了冰層巨大的壓力,當俄羅斯鑽入冰湖的一瞬間,巨大的水壓透過上千米的鑽孔直衝出口,水柱直接衝上了天空,鑽井發生了井噴!隊員們一臉懵逼,高壓湖水避免了將外部汙染帶入冰下湖,但這種來自“遠古微生物”的湖水讓大家淋了一次百萬年前的大雨!
“暴雨”過後,俄羅斯科研團隊在採集的樣本中發現了3507個基因序列,94%來自細菌、6%屬於真核生物,湖中包含了複雜的生物網路,包括細菌、真菌和原核生物,甚至還有複雜的軟體動物。
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美國人2013年時鑽探的惠蘭斯湖中也有大發現,相對俄羅斯人的暴利鑽探相比,美國人更謹慎一些,蒙大拿州立大學的微生物生態學家約翰·普利斯庫花了六年時間來設計取樣裝置,保證不會混入汙染物,甚至工程師們都穿著無菌外套操作裝置。
美國人則在惠蘭斯湖中淡黃色冰下湖水樣品中發現檢測到的菌類都是活的!在此後的一年間,從湖水中取得的樣品分析出每毫升水體中還有13萬個細胞,與深海微生物密度非常接近,DNA測序則顯示了3900多種古細菌!
默瑟湖中大發現
儘管東方湖和惠蘭斯湖中都發現了生命,但都是微生物,並沒有發現高等生命!不過這個慣例被默瑟湖中的大發現打破了,因為在2019年初勘探中有了突破,冰川學家斯拉維克·圖拉奇克稱,在顯微鏡下觀測默瑟湖底取得的淤泥樣品時,發現了矽藻殼!
冰封默瑟湖數千年的巨大冰蓋的底部。
這是數百萬年前南極洲還非常溫暖時的遺留的產物,另外還有一種從未見過的蝦狀甲殼類動物的殼,當然更激動人心的還在後面,在這些死氣沉沉的動物殼體旁邊,還有一種動物的甲殼,但這個外殼明顯是從活體的那種色彩!
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這種和遍佈全球的水熊蟲有些類似,科學家認為這種生物在冰川消退的溫暖時期生活在南極山脈的池塘和溪流中,隨著氣候變冷冰川覆蓋,它們被封入了上千米深的冰層底部,數萬年年來從未接觸過外界!
此前科學家一直只能透過冰層雷達來觀測南極冰層下的世界,但此次透過鑽孔直達科學家最關心的史前世界,讓科學家難抑激動之情!因為南極自百萬年前冰川覆蓋以來,有過數次冰川消退,而透過這些高等生物和其在外界的近親DNA演化分歧,我們可以分析出冰川消退的的時間,對於古地球氣候演變有著極其深遠的意義!
當然科學家更看中的是這種生命究竟是怎麼在如此嚴酷的環境下生存下來的,科學家如此執著是因為太陽系裡還有好幾個和南極冰下環境非常類似的環境!
歐羅巴上是不是也已經誕生了生命?
歐羅巴就是木衛二,它的環境幾乎就是南極的翻版,儘管它地處木星的衛星行列,距離太陽大約4.9-5.4天文單位,距離遙遠,一片冰雪世界,但直徑3138千米的木衛二距離直徑14萬千米的木星只有67萬千米,並且木衛二的軌道有一個小小的離心率!
這讓這個冰雪的星球上有了些許生機,遠木點和近木點之間的引力差異造成了這顆冰雪星球上冰殼的移動和摩擦,內部充滿了液態海洋,而哈勃望遠鏡在此前的光譜觀測中發現,歐羅巴海洋似乎是鹹水,和地球海洋環境非常類似!
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科學家們立刻就想到了這樣的海洋中,會不會有生命呢?而南極冰下湖中的世界告訴我們,下面仍然是一個生機勃勃的世界,唯一的差別是冰下湖的生命不是自我誕生而是外來物種,但很明顯歐羅巴上的海洋規模更大,據估計這個冰下海洋的厚度超過100千米,並且是全球性的!
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土衛二恩克拉多斯的冰下海洋示意圖
另外除了木衛二以外,木衛三和土衛二等多顆衛星都存在類似的情況,而且讓科學家更為激動的是木衛二上已經發現了數個“噴泉”,因為內部的壓力會讓這些數十千米深的“海水”從裂縫處噴出,高度甚至可達數千米,未來的探測器只要對這些噴泉取樣即可發現歐羅巴海洋到底有沒有魚了!