南极冰河湖泊寒冷,黑暗,充满秘密

地球上一半以上的淡水位于南极洲。虽然大部分冰块都冻结在冰盖中,但在冰池下面,水流互相流入并流入该大陆周围的南大洋。了解水的流动以及溶质中溶解的水,可以揭示土地上的碳和养分如何支持沿海海洋的生命。

收集有关这些系统生物地球化学的数据是南极比例的一项工作。该团队从南极西部的冰川湖收集了样本,并且是该湖论文的主要作者,该论文最近发表在《全球生物地球化学循环》上。

本文将我们对生物学的了解以及它在南极冰下的活跃程度与湖中有机碳的组成信息结合在一起。”

冰层下的生命充满了很多-上面的冰层没有阳光和压力,再加上地球核心散发出来的热量,才使水融化形成湖,因此温度徘徊在冰点以下。有机碳是微生物的重要食物来源,尽管在8月下旬缺少中西部池塘的青翠混乱,但在冰川湖中仍存在较高浓度的有机碳。取而代之的是,当照相机掉落到冰川湖的井眼中时,该冰川湖是黑暗,寒冷,充满柔软蓬松的沉积物,并衬有气泡填充的冰。

湖床看起来比地球更陌生,研究这样的极端环境确实可以洞悉地球外的生活是什么样,或者地球生活如何在类似条件下生存。并不是说人类,企鹅或鱼类可以应付它。南极洲冰层以下水域中的生命大部分是微生物。它们仍然显示出生命迹象-生活,饮食,排泄和垂死的有机碳和其他化学。

利用质量平衡计算,该团队的研究表明,次冰川湖中的溶解有机碳库可在4.8年至11.9年内产生。随着湖水充盈和排水,这花费了几乎相同的时间,所有这些营养素都滑落并滑向了南冰洋冰封的海岸。根据研究小组的计算,该地区的冰河湖泊提供的有机碳比冰雪覆盖的下游海洋中的微生物生存所需要的有机碳多5400%。

该湖下游海洋中的冰下没有光合作用-这限制了可利用的食物和能源,这是您在表层湖或公海中找不到的。 “这个想法是,这些上游的冰川下湖泊可以为生活在南冰雪覆盖地区的生物提供重要的能量和营养来源。”

虽然冰川湖本身表明上游营养物可能是一个重要因素,但它只是冰雪覆盖的地下湖泊,溪流和类似河口混合区的复杂数据的单一来源,这些湖经历季节性和零星的通量。

这绝非易事。他们通过热水钻,专门设计的软管,10升的水采样瓶,一些沉积物取芯装置以及一周的夏季极地天气(可能跌至20度以下)来实现这一目标。机组人员穿着特卫强西装,所有设备均已彻底清洁。他们还过滤了钻探水,使其流过几束紫外线以击倒微生物污染,然后对其进行加热,以利用热水向湖底开一个约1000米的钻孔。

现在已经通过钻头循环的一些融化的冰水被从孔中移出,因此当湖被刺破时,湖中的水会向上移动到钻孔中。保持钻头的热水与湖水分开,以保持样本和湖水清洁。“钻孔大约需要24小时,而我们将其保持开放几天;根据设备的不同,收集单个样本或放下摄像机可能需要两个小时或更长时间。”

而且孔不断尝试重新冻结。

维克-马乔斯说:“有水,有生命,有冰。” “这些可以教给我们很多有关地球的知识,因为这是一个查看稍微简化的生态系统的好地方,而无需更多的生物。因此,我们可以回答有关生命的问题,而这些问题在其他地方真的很难回答。”

不利的一面是,在这些环境中,物理-生物相互作用仍然很复杂。本文正在迈向了解它们的一步。西南极洲的冰河湖几乎是与世隔绝的,它们同时揭示了系外行星环境的可能性,同时揭示了我们自己世界的深层水源。


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