南極冰蓋下有啥? 俄羅斯鑽探20年, 4千米處發現“異星世界”

作為地球兩極之一的南極與北極這片冰封海洋不同，這是一塊被巨大

冰蓋

覆蓋著的大陸，被稱作“地球上第七塊大陸”。

南極大陸是世界上唯一一塊無人定居的大陸，如今只有科考站能證明人類的足跡到過這裡。

自1957年蘇聯南極科考隊員登陸南極東部冰蓋開始，

科學家

數十年來對南極的探索專案都集中在淡水資源和鐵礦資源領域。

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淡水資源對人類的重要性不言而喻，地球淡水資源只佔總水量的2。5%，為數不多的淡水資源中有72%的淡水以冰川的形式存在於兩極。

全球95%以上的永久性冰川至今仍在南極冰蓋上，科學家估計，全球70%左右的淡水資源被儲存在南極。

同時，南極擁有世界上最大的鐵礦儲存區域，位於南極地區的高品質鐵礦可供人類使用200年以上，是人類工業生產最大的後備隱藏能源。

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對於南極科考的目的不僅限於豐富資源的開採和利用，還有人類作為生命體對本身的思考。

南極如今已成為人類最大的淡水資源庫，貯存了海量還未被汙染的淡水資源。這些存在於南極冰蓋中的水資源，據科學家推測可以供給人類飲水需求7000年以上，隨著對於南極冰蓋研究的深入，冰蓋下“異星世界”的神秘面紗正在被揭開。

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南極冰蓋

對於南極冰蓋的探索始於上世紀五六十年代。南極洲的總面積約為1400萬平方公里，因為低溫氣候的原因，南極洲常年被一塊巨大的冰蓋籠罩。

這塊面積廣闊而又厚實的冰蓋覆蓋了南極洲98%的大陸面積，冰川面積達到2500——3000萬立方公里，平均厚度為2500米。

南極冰蓋距今已經有1500萬年的歷史。約3400萬年前，南極大陸氣溫終於下降到了冰點，所有地表水開始結冰，這一過程持續到了1500萬年前，南極大陸冬季凍結的水不再融化，形成了冰層的地表水開始變大變厚，將陸地冰封在了冰層之下。

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隨著地球氣溫下降過程的持續，冰川形成，最終連結成了覆蓋在南極大陸上的冰蓋。自此以後，南極大陸不再具有適宜生物活動的條件，直到今天，南極大陸仍被冰封在幾千米厚的冰蓋下。

一波三折的鑽探計劃

而對於冰蓋下南極大陸的科學探索正在持續，2012年，持續了約20年的冰蓋鑽探專案取得巨大成功，南極冰蓋4000米下一個巨型湖泊出現在世人眼前，震驚了世界。

這個坐落於俄羅斯南極科考站下4000米處的巨型湖泊被叫做“沃斯托克湖”，它的發現被稱作20世紀最偉大的地理發現之一。在4000米厚的冰蓋下，同時還發現了大型的湖泊群。

對於沃斯托克湖的探索可謂一波三折。1960年，當時的俄國地理學家安德烈·卡皮查在南極探險時飛躍了沃斯托克地區，他發現在廣袤的冰原上有一塊大面積的平坦區域。

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經過幾日的反覆觀察，他得出了冰蓋下有一個巨型湖泊的結論。可惜的是，由於南極地區惡劣的自然環境，對於這一地區的調查很難開展，這一猜想也很快被人們遺忘。

直到1986年，蘇聯科學家聯合英國科學家進行實地勘測後確認：這個巨型湖泊的確存在，並在當時推測出湖泊的具體位置在冰川下3500米左右。

1989年鑽井專案在沃斯托克地區正式啟動，鑽通冰蓋的計劃開始實施。但在1991年，因為蘇聯解體，計劃擱淺，此後斷斷續續進行到1999年，在當時因為破壞生態的原因再次被叫停。

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2006年，鑽井專案再次啟動，並在2012年成功鑽通冰蓋，2013年，專案宣佈取得圓滿成功後完工。此後直到今天，仍處於對南極冰蓋下冰封世界的研究階段。

神奇的沃斯托克湖

這個位於冰蓋下4000米、總面積達到約15690平方公里的大型湖泊至今仍未解凍。

作為世界上的最大冰下湖，沃斯托克湖長度達到250公里，寬度約為50公里，湖的平均深度在350米左右，最深處達到1000米，湖水總體積約為5500立方公里。

這個湖泊是以俄羅斯火車站東方站命名的，因此也被稱作“東方湖”，東方火車站得名於俄羅斯的第一隻南極科考探險隊乘坐的軍艦——沃斯托克艦。

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這個與世隔絕長達1500萬年的湖泊在2012年重見天日，而這距離他被首次發現才過去了僅僅50年左右。透過對液態水和周邊湖泊群的研究，科學家得出了這樣的結論：

在1500萬年前被冰蓋覆蓋後，沃斯托克湖和周邊的湖泊群一直沒有結冰，並且在冰蓋運動過程中產生了水體交換的過程。

沃斯托克湖和周圍湖泊的水體交換是冰蓋運動的產物。1500年來，冰蓋在不斷加厚並運動，移動的冰蓋將湖面凍結的湖水搬運走，然後冰蓋在重壓下產生液態水流入湖中，完成水體交換。

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厚實的冰蓋產生巨大的壓力，使得湖水平均溫度遠低於冰蓋上的溫度，冰點也隨之降低，湖泊裡的水就這樣以液態水的形式一直存在。

4000米厚的冰蓋將沃斯托克湖及周邊湖泊群的湖水與外界完全隔開，成為沒有光亮、極度寒冷的冰下世界。

而湖水在被冰蓋籠罩1500萬年後仍然是以液態的方式存在，則是由以下幾個原因構成的。

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首先地底火山噴發造成的地熱使得湖底氣溫上升，湖底的水並沒有被積冰影響。其次4000米厚的冰蓋帶來的重壓使得湖水冰點大幅度下降。再則大面積的冰層隔絕了南極冰蓋表面的低溫。

正是因為這樣，才造就了這些“異星景象”。

冰蓋下4000米的生命活動

沃斯托克湖的發現使得人們看見了南極冰蓋下4000米的奇異景象——數百個湖泊遍佈沃斯托克湖周圍，大量未凍結的液態水在湖泊裡流動，這些都超脫了人類對於南極世界的認知。

對於4000米冰蓋下的“異星景象”，科學家的目光聚焦了在湖中的生態系統上。

冰封的封閉環境下，液態水似乎不具備孕育生命的能力。尤其是經過了1500萬年的湖水運動和冰蓋施壓，僅湖泊中積壓的冰層厚度就達到了3。21公里。

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4000高度的冰蓋不僅隔絕了生命所需的氣體元素，也很大程度上改造了湖水的整體環境。

高度缺乏養分的液態水中氮含量嚴重超標，氧氣受壓濃縮在液體中，雖然是淡水湖，但是氧含量是淡水湖平均水平的60倍左右，這樣的液態水環境中，是否還會有生命存在和活動的跡象呢？

2013年沃斯托克冰蓋鑽井專案宣佈完工後不久，俄羅斯的有關科研小組公佈了研究報告。資料顯示，湖水中至少存在3500種生物，絕大多數都是生物結構簡單的原始生命體。

從鑽井工程啟動開始，科學家就在留意從冰蓋下面鑽探取得的液態水樣本。對湖水的檢測後，得到的結果出乎科學家意料——湖泊液態水中除了礦物質和微量元素，還有古生物的生命跡象。

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這些早已滅絕多年的微生物將這裡當作了它們的“桃花源”，1500萬年來年來一直生存在南極冰蓋下的湖泊中。

這些相當古老的單細胞生物和微生物如今已經是活化石了，科學家認為這是地球部分生命的原始形態，也就是說，地球上很多生物都是由它們演化而來的。

2019年1月15日，來自美國的研究團隊利用水下探測機器人Deep-SCINI在湖水中看見了環節動物、無脊椎動物、環節動物活動的照片。

研究結果顯示，這些古生物已經進化成了適宜這樣黑暗寒冷環境的新物種，在4000米下的湖泊裡塑造了新的生態系統。

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從簡單的單細胞生物到複雜的生命體，人類的出現或許只是開始，南極冰蓋下的神奇現象也許也在提示我們：或許在類似的環境下，也會出現更低階或更高階的生命體。

沃斯托克湖科研的重大意義

在南極冰蓋下4000米的遠古湖泊裡，竟然發現了這麼多古老生物的活動痕跡，實在令科學家震驚不已。

這樣完整的生態系統的存在也說明了地球生物強大的適應能力，在沃斯托克湖中，這些不依賴陽光存在的單細胞生物的存在是罕見的。

地球在經歷了40多億年的滄海桑田後，如今也正保持著高度完善和發達的生態系統，所以對於沃斯托克湖中豐富生命跡象的存在我們應該保持敬畏。

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20世紀20年代，科學家提出了“原始湯”的概念，分子生物學家凱奇認為，

地球海洋原始湯中最早出現的能自我複製的分子，可能是RNA，它能把自己一分為二，並再次結合起來。這樣不斷自我複製，不斷進化，沃斯托克湖中的古生物群就是在原始湯中存在的分子。

地球上的所有生物、都來自於幾十億年前漂浮在“原始湯”中的原始分子，這些分子帶著生物進化繁衍所必需的有機物，並透過化學反應不斷演變，最終形成生態系統中的生物。

這樣看來，對於沃斯托克湖和周邊湖泊群湖水生物族群的研究，其實也是為地球或其他星球生物起源的解密提供了鑰匙。

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這個封閉環境中液態水的生命跡象已經將人類對於生命起源和發展的認知提升到了新的高度，從某種意義上來看我們的地球也是一個封閉的星體，沃斯托克湖中是否還有更高階的生命形式，也許就能為解答地球生命會演化成什麼樣子提供答案。

結語

南極冰蓋下4000米的奇異景觀正在逐漸顛覆科學家的認知，生物學家們稱對於沃斯托克湖的研究已經將人類對於生物認知帶到了嶄新的維度。

俄羅斯持續20餘年的鑽探工程為我們打開了窺探奇觀的大門，也讓我們開始暢想人類這樣的生命體的終極形式，我們可以確信：宇宙中有其他生命形式的存在，地球和宇宙中還有很多個南極冰蓋下的“沃斯托克湖”。

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2021年2月15日釋出在《海洋科學雜誌》上的報告上，英國南極海洋科考隊的成員表示，在廣袤的南極洲冰蓋下，生命是廣泛存在的，絕不僅限於沃斯托克湖這樣的大型遠古湖泊中。這樣的“異星世界”在南極冰蓋下還有很多，需要我們花更多的時間去探索。

對於南極的探索還在繼續，豐富的資源、未知的冰下世界，南極冰蓋一直吸引著全世界科學家和探險者的目光。中國在南極科考的路程中姍姍來遲，但在科研成果上卻收穫頗豐。在不到30年的時間裡，我們國家在南極建立了3座科考站，成為我們瞭解南極大陸的重要途徑。

南極大陸作為人類共同的財富，各國應該通力合作，分享成果，利用南極大陸為人類未來做出貢獻。

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