在地球的最南端,有一片被冰雪覆盖的神秘大陆 —— 南极。这里常年被厚厚的冰层所笼罩,气温极低,环境恶劣,仿佛是地球上最不适合生命存在的地方。然而,在这片看似死寂的冰原之下,却隐藏着一个充满奥秘的世界,一直吸引着无数科学家前去探索。今天,咱就一起揭开南极冰下世界的神秘面纱,看看科学家钻探后,究竟发现了啥意想不到的东西。
南极大陆 98% 的面积被平均厚度超过 2000 米的坚冰覆盖,这冰层就像一层厚厚的 “棉被”,将下面的世界严严实实地藏了起来。多年来,科学家们借助冰雷达等先进探测手段,才慢慢揭开了冰盖底部的一些秘密。
你能想象吗?在那冰盖之下,竟藏着地球上最大的峡谷。在我国第 32 次南极考察时,科学家们通过 “雪鹰 601” 固定翼飞机搭载的冰雷达等设备,对东南极冰盖伊丽莎白公主地进行探测,发现了一条长度超过 1000 公里的大峡谷。这峡谷顶部最大宽度达 26.5 公里,深度超过 1000 米,规模远超美国科罗拉多大峡谷。而且,这里的冰盖底部还发育着众多相互贯通的冰下湖泊和冰下水道,形成了庞大的冰下水系。其中,有的冰下湖泊宽度达 26.5 公里,有的则在冰层厚度超 4000 米的地方形成。这冰下世界,简直就是一个 “地下迷宫” 啊!
除了大峡谷和冰下湖泊,南极冰下还有许多神秘的地方。比如,科学家在南极冰层下发现了古老的山脉 —— 甘布尔采夫山脉。这座山脉被厚厚的冰层保护着,历经漫长岁月,没有受到风化侵蚀作用的影响,完好地保存着不同地质年代、因不同外力作用而形成的 “高山纵谷交错” 的神奇地貌。早期流水作用形成的溪谷河床群,构成了树枝状地貌;之后经冰川作用,又叠加出冰斗状、刃脊状等地貌特征;继而在强烈冰川侵蚀作用下,产生了巨大的 U 型主干谷地貌,谷底与谷肩的垂直落差高达 432 米。这就像是大自然精心雕琢的艺术品,藏在冰下,等待着人们去发现。
南极冰下世界的神秘,还体现在生命迹象上。过去,人们以为南极内陆是 “生命禁区”,当斯科特船长 1903 年首次踏入南极麦克默多干谷时,就曾失望地记录道:“我们见不到任何活体,甚至没有一棵苔藓和地衣…… 这无疑是一个死谷。” 但随着研究的深入,科学家们发现,南极内陆其实有特殊生命形态存在。
科学家通过对南极东方站、冰穹 C 站内陆深冰芯以及威廉斯冰流钻探的分析显示,南极冰冻圈支撑着一些地球上最为不寻常和极端的微生物生态系统,包括真菌、细菌、孢子、花粉粒和硅藻等,甚至还有我们以前从未见过的生命形态。这些微生物在如此极端的环境下生存,向我们提出了前所未有的重大科学问题:生命是否真的起源于原始 “热” 海洋?是否存在目前我们所未知的生命形态?它们又能为探寻地外生命提供怎样的科学依据和启迪?
更让人惊讶的是,科学家在南极冰层下的湖泊中,还发现了更复杂的生命迹象。2019 年,一个国际研究团队在距离南极 600 公里处被掩藏在冰层之下的默瑟湖钻探时,意外发现了古老生命迹象 —— 一公里冰层下保存的小动物尸体,包括甲壳类动物和一种名为 “水熊” 的爬行动物。要知道,这个湖可是几百年来都未受干扰啊。这些动物是如何到达这里的,至今仍是个谜。有科学家推测,它们可能来自附近山脉的池塘和溪流,在冰川消退的短暂温暖时期,随着水流来到了这里,后来又因气候变冷被封在了冰层下。也有人认为,它们可能被冻结在冰川底部,随着冰川推进被带到了湖中。不管怎样,这些发现让我们对南极冰下世界的生命有了全新的认识。
说到这儿,你可能会好奇,南极冰下为什么会有湖泊,而且湖水还不冻结呢?中国极地研究中心副主任孙波指出,科学界目前认为冰下湖有 5 种形成原因。第一种是远古时期存在的水体,可能是内陆湖,也可能是与海水相连的水体,随着冰盖发育被封存起来,形成冰下湖。第二种是冰盖底部基岩地热活动异常,温度过高的基岩地热将冰盖底部融化,形成冰下湖,这也是形成冰下湖的一个重要原因。第三种是当冰体厚度超过 3000 米,并配合冰下基岩地热活动和冰流过程,冰盖底部达到压力融点,就会融化产生水体,形成冰下湖。第四种原因比较特殊,是冰下有活火山,活火山造成部分冰体融化成水体,形成冰下湖,但这种成因的冰下湖只存在于西南极,东南极并不存在。第五种是冰盖底部存在热岩,热岩持续释放热量,产生水体形成冰下湖。虽然每个冰下湖的温度可能不同,但不管是哪种原因形成的冰下湖,其水体温度都在压力融点之上,所以不会结冰。
南极冰下世界的神秘,还不止于此。上世纪 60 年代以来,科学家利用冰雷达已探明南极冰下湖数目达 280 多个,其中位于俄罗斯东方站冰盖下约 3700 米深处的东方湖,是面积最大、最深的一个。科学家推测,湖中可能存在 100 万年,甚至 1000 万年前的古老原生态生命物质。这些冰下湖中的生命形态,可以为我们探索如 “木卫二号” 冰海下生命提供一个理想的试验场所。而且,科学家还推测,南极冰下湖在长达 3400 万年的漫长时间里,完全与外部世界隔绝,但也许是由于有来自陆地深层的热量,河流和湖泊一直处于运动中。这种运动,是否是南大洋海洋底层水的一个重要源泉呢?这又是一个等待科学家去解开的谜团。
南极冰下世界的这些发现,对我们理解地球的气候、地质演化以及生命的起源和发展都有着重要意义。通过研究冰下的地质构造和热状态,我们可以了解南极冰盖的形成和演化过程,进而预测全球海平面的变化。而冰下世界中发现的特殊生命形态,也为我们探寻地外生命提供了宝贵的线索。
总之,南极冰下世界就像一个巨大的谜团,吸引着无数科学家前赴后继地去探索。每一次新的发现,都让我们对这个神秘的世界有了更深入的认识,但同时也带来了更多的疑问。随着科技的不断进步,相信未来我们会揭开更多关于南极冰下世界的秘密。
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