我們一直在驚歎生命的頑強,但生命也不負所望,它一直在重新整理著人類的認知。一次又一次地出現在了我們一直認為不可能存在生命的地方。
例如在地熱溫泉管道之中,火山口溫泉之中,那裡溫度非常高、水中富含硫化物、重金屬,不是強酸就是強鹼,在我們的認識裡沒有生命可以生存在這樣地方,這簡直就跟毒水一樣。
但是我們依然在這裡發現了嗜熱微生物,它們可以利用地熱的能量將無機物轉化為有機物供自己生存,同時這些細菌也為其他生命存在創造了條件。
還有我們在深海那個黑暗、高壓、寒冷的地方也發現了有宏觀生物的存在,當然海底火山噴口形成的熱液噴泉也是那些自養微生物存在的理想場所。
那麼地球上還有哪裡條件比較惡劣呢?
你可能會想到兩極,尤其是在南極地區那裡的氣溫更加的寒冷、食物更加的匱乏、環境更加惡劣,但在南極依舊有150多種動物生存著。
還有哪裡?有個地方你之前肯定沒有想到,那就是南極厚厚的冰蓋下面。
我們知道南極洲的面積達到了約1400萬平方公里,海拔在2000米以上,整個南極大陸都被厚厚的冰覆蓋,基本上沒有土地、岩石裸漏在外面,除過周圍的一些島嶼之外。
由於南極冰蓋就像是給地球帶了一個帽子一樣,所以我們也叫它冰帽。整個冰蓋儲存在地球上絕大部分的淡水資源,足有3000萬億噸重,這些水要是全部釋放到海洋,將會導致海平面上升數十米。
那麼南極大陸冰蓋之下是什麼呢?直接像是土壤、岩石般的陸地,並沒有這麼簡單,從上世紀開始科學家就猜測,在南極的冰蓋下還隱藏著大量的冰下湖泊,但一直未得到求證。
直到上世紀的九十年代,科學家透過冰層穿透雷達和地震測繪的方式首次提供了冰下湖泊存在的確鑿證據,現在我們已經在南極大陸冰蓋下發現了大大小小400多個湖泊。
其中最大的兩個湖泊為:東方湖和惠蘭斯湖。湖泊的發現就讓生物學家猜測,裡面肯定有我們未知的、獨立的生態系統,也就是說裡面有生命的存在。
要知道冰下湖泊與世隔絕、黑暗寒冷,如果在這裡面發現生命的話,那麼對於人類認識外星生命將會是一次非常大的幫助。
但是想要知道里面有沒有生命,最簡單的辦法就是大鑽孔下去提出水體樣本進行分析,說起來容易做起來困難。
為了在南極冰蓋上往下鑽探,科學家準備了6年的時間,專門設計了在冰面鑽孔的熱水鑽機,而且鑽探的過程中還要保證不會汙染水體,防止將外界的微生物帶進冰下湖泊造成汙染。
2013年的1月,50萬公斤的裝置物資被運送到了惠蘭斯湖之上,這包括燃料、移動實驗室、機械車間,裝滿了6個集裝箱的鑽機以及附屬裝置等等。
經過兩個星期的安裝,這裡儼然變成了一個大型工廠一般,兩臺發電機轟鳴,在零下15攝氏度的氣溫下,鑽探了7天,在1月28日科學家檢測到鑽孔壓力突然變化,表明已經接觸到了水體。
在取樣的過程中所有的工具裝置都使用了紫外線照射、過氧化氫消毒以防止汙染。鑽孔深度800米,直徑0.5米,水深只有2米。
從湖中收集了30升水和一些湖底沉積物,研究發現水體溫度為- 0.5°C,沒有結冰是因為地下熱源以及冰蓋壓力的原因,研究人員在水體中發現了大量的古生菌,水中的微生物密度和深海生物的密度相似。
它們被困在冰下的時間長達數十萬年,甚至上百萬年,這些古生菌的種類達到了3931種,其中一些古生菌獲取能量的方式跟我們熟知的一些細菌相似
在沒有陽光無法獲得能量的情況下,這些微生物無法直接利用溶解在水中的二氧化碳、甲烷來生存,而大部分微生物首先會透過獲取銨化學鍵中的能量 ,然後再利用二氧化碳和甲烷來獲取有機物質,供自己生存。
這可以幫助我們瞭解這些生命力頑強的微生物是如何在複雜環境下生存的。
南極冰下湖的發現對我們尋找地外生命,有著非常大的借鑑意義。因為在太陽系中雖然沒有和地球表面一樣的生態環境,但是卻有著跟地球上極端環境非常相似的環境。
例如我們也在火星的南極冰蓋之下也發現了液態水湖泊,首次是2018年的歐洲快車號火星軌道器發現的,最近科學家又在南極冰蓋下發現了3個液態水湖泊。這些湖泊的深度埋藏在地下1.5公里處。
裡面的水是富含高濃度礦物質的滷水,但是科學家依然相信在裡面可能有微生物的存在。就像南極冰蓋下的湖泊一樣。
除了火星,在太陽系中的一些衛星上,那裡的環境更加與南極冰蓋形似。如木星的衛星木衛二和土星的衛星土衛二,它們兩個都是表面完全被冰層覆蓋的星球。
雖說它們兩個能夠接受到的太陽輻射很小,表面溫度很低,但是潮汐摩擦都使得這兩顆星球的核心非常的活躍,地熱資源豐富,因此我們常會看到有液態水從這兩個星球表面的冰層下噴射出來。
所以這兩個星球的冰層下蘊藏著一個巨大的海洋,其中的水資源比地球上的還要多,並且科學家也認為,在兩顆星球海洋的底部,也有熱液噴泉。
可以說,這樣的世界比南極冰層下的世界對生命來說更加友好,如果生命誕生在自然條件下、並且符合我們現在的科學認知,人類完全有理由相信,木衛二和土衛二的海洋中生活著我們未知的生命。
未來我們會派探測器上去尋找生命,但打鑽是不可能的了,因為它倆的冰蓋厚度在數百公里,我們可以收集從表面噴射出來的羽流,看裡面有沒有生物代謝留些的有機成分或者是直接檢測到裡面的生命。