冰雪揭示的南极洲

在南极巡航期间,你将探索的大陆不仅仅是一个由企鹅、鲸鱼和海豹组成的冰封岛。在厚厚的冰层下,有隐藏的淡水湖泊,其中含有数千种微生物,这些微生物意味着各种各样的生命。 2013年,一组研究人员获得了从南极湖直接提取的第一个未受污染的水样本。

Walshlan湖是一个位于800米以下、距南极640公里的冰层以下的湖泊,该湖仅深2米,面积近60平方公里,由于该湖是原始的,小组花了6年时间设计一种方法,在不污染钻探设备或将侵入性有机体引入湖水的情况下去除样品,避免紫外线辐射、水过滤和过氧化氢使机器和水从冰中吸入的水消毒。

在冰层下生活

经过一年的取样,结果显示生命丰富,小组发现湖水每毫升有130 000个细胞,有近40 000个细菌和考古生物,样本还显示,过去12万年中,甚至可能100万年中,没有太阳能的湖中生命已经存活下来。

在过去的一年里,研究人员孤立并发展了由大约十多种微生物组成的文化,DNA测序显示有近4,000种生物的迹象,其中许多是已知的微生物,它们将矿物分解为能量,因为没有阳光。

对于科学家来说,一个主要问题是,这些生命形式是否被归类为 " 幸存者 " 或 " 雅利弗人 " ,在这些生物中,幸存者是生活在沉积物中的微生物的后代,这些微生物是海洋覆盖的海域所居住的,而到达者则是过去50 000年来冰川底部融化的冰层,经过努力后沉入冰层的。

或者,到达者本可以从在冰层下渗入的海水进入湖中,但考虑到华氏湖距离地面线100公里,冰层从地面向冰层漂浮过渡。

湖的其他重要发现包括寻找氟化物的痕迹,提供该地区热液喷口的可能证据 — — 很重要,因为这些喷口提供了能够支持外来生命的丰富化学能源来源 — — 以及少量的备胎,这是一种表明存在甲烷(温室气体)的化学物质。

据估算,南极冰盖下的沉积物含有数千亿吨甲烷,这是全球气温上升和南极冰盖开始融化、释放甲烷和推动全球海平面上升的一个问题。

西南极冰川系统融化

2014年,科学家们发布研究表明西南极州大部分冰川系统已经开始崩溃。此前,科学家们认为3.2公里厚的冰川系统数千年来会保持稳定,然而新的研究表明时间框架会加快。

UC-Irvine地球科学教授兼研究主要作者Eric Rignot警告说,阿蒙森海的六座大冰川已经过了无法回溯的地步,目前估计冰川可能在两个世纪内消失。如果发生这种情况,南极西部的其余冰层会随之而来。

同时,关于南极南半岛冰川变薄的研究发现,自2009年以来,该区域大部分地区已经不稳定,因为海洋灭绝冰川的冰量损失迅速加快。

导致融化的温水

冰川如何迅速融化的一个答案是,较暖的海水正在渗透冰川基点。研究东南极洲托滕冰川的研究人员发现证据表明,冰川下深处形成一个深水槽,有一条隧道让较暖的海水穿透冰川基点:在南极洲上一个夏季航行到南极洲时,研究人员发现托滕冰川周围的水比其他地区温暖1.5摄氏度。

科学家们对此感到惊讶,直到最近,南极东部冰盖被认为被冷水环绕,因此非常稳定。因此,由于海水变暖,托滕冰川是南极东部最迅速变薄的冰川,而这种融化有可能导致大面积的区域冰块流失。根据澳大利亚南极分部冰川学家杰森·罗伯茨(Jason Roberts)的说法。

温暖和更具生产力的海洋

新的研究发现,虽然全球气温上升会加剧冰川融化,但南极沿岸水域的产量会提高。这是因为多尼亚 — — 沿海的开阔海水被漂浮海冰和大陆架包围着 — — 形成。这些构造具有丰富的浮游植物。这些浮游植物是由冰川融化水抽取的。根据斯坦福大学生物海洋学家凯文·阿里戈(Kevin Arrigo),由于浮游植物的释放,这些浮游植物被大量注入其中。

研究人员利用1997年至2014年的卫星数据,对南极周围46个聚苯乙烯进行了观测,发现生产力水平与邻近冰川冰川融化的程度之间有着密切的相互关系。科学家们假设冰川融化水会用铁来丰富聚苯乙烯的水域,而铁的作用就像肥料一样。融化水是一种供料或铁,因为随着冰川向海洋的融化,岩体会碎裂,而岩体中充满铁质。冰川还从数千年来积聚在冰原上的积雪中,积聚着大量铁块,而积积积的雪层却着富含铁的积雪层。

作为碳汇的生产性海洋

研究人员推测,随着生态系统生产力的提高,在食物链顶端的生物将有更多的食物供应到食物链顶端,Arrigo说企鹅和海豹的最大密度是在聚苯乙烯生产效率最高的地区。另一个潜在好处是它们作为碳汇的作用,即光合作用水体作为碳汇的作用。特别是,Arrigo声称聚苯乙烯不成比例地吸食大气二氧化碳,因此其生产力的提高极有可能增加它们储存碳的能力。尽管如此,由于聚苯乙烯在Arrigo面积中只有几百平方公里,它们承认其影响将微乎其微。