冰下湖

位于南极州的岛屿

冰下湖，又名东方湖，是上世纪末俄罗斯和英国科学家在南极沃斯托克考察站附近的冰下发现的地球上最大的冰下湖，面积达14000平方千米，被封存在冰盖之下约4000米处，与世隔绝至少1500万年。

成因

东方湖的平均水温为-3℃。使水在其凝固点以下还能以液态存在的原因，认为是三种因素共同作用造成：东方湖的南极位置

1、来自地心的热力使湖底的温度上升，进而使水维持液态

2、厚重冰层造成的巨大压力使水的凝固点下降

3、厚实的冰层使湖水与南极地表寒冷的空气隔离

生态环境

东方湖是一个贫氧的(缺少氧分的)极端环境。湖水为氧气的过饱和溶液，浓度约为一般淡水湖泊的50倍。造成这个现象的原因极有可能是沃斯托克湖上方的沉重冰冠造成的压力。氧气及其他气体不只溶解在水中，还形成晶笼(clathrate)。晶笼是指溶于水中的气体分子，在水结冰时，被二十几个水分子所围成之正十二面体关起来的晶体结构。晶笼结构的外表看起来就像是冰块一般。这种晶笼只在高压环境，例如沃斯托克湖或深海形成，在一般压力下是不稳定的。因为这样，当水从东方湖被释放出来时，可能会像摇过的汽水一样喷出。

发现经过

1957年，苏联科学家在南极建立了一个科考站，取名为“沃斯托克”。1960年，参加苏联南极探险队的地理学家安德烈·卡皮查在乘飞机飞越沃斯托克地区上空时，发现冰原上有一个巨大的平坦地区，他认为冰川下有一个湖。遗憾的是，他的这个看法在当时没有引起人们的重视。

1973年，英国科学家称，他们通过空中探测发现，在南极沃斯托克科考站以北的冰层下可能存在一个巨大的液态淡水湖，其顶部覆盖着厚厚的冰层，湖水寒冷，水压超大，并处于完全的黑暗中，是地球上罕见的极端环境。

1991年，英国科学家利用ERS-1号卫星对南极冰盖中心进行探测，证实了1973年的发现。1996年，俄罗斯科学家和英国科学家利用卫星发回的图像勾勒出东方湖的轮廓，最终确定了东方湖的存在。这是地球历史上最近的重大地理发现之一。

1998年，俄、美、法三国科学家在东方湖上钻取冰芯，但在钻到3623米、距离湖面不远的地方，因担心对湖水造成污染，停止了钻探。一些专家指出，探查冰下湖的过程有可能污染其原始质朴的生态系统，造成无法挽回的损失。直到几年后，科学家设计了一个远程遥控机器人，可以像大海捞针一样在广袤的海域搜寻生命物质，而且环保安全，钻探工作才重新开始。

2010年11月，科学家向南极条约环境保护委员会提交了关于这个项目的最终环境评价，被准予继续对这个古老湖泊进行钻探取样。

2012年2月5日，在对东方湖进行了多年的钻探后，俄罗斯科考队已经钻到了冰下3769米处，距离冰下湖面仅约50米。然而，在这3000多米深处，冰的结构已经发生变化，坚硬得如玻璃一般，这给钻孔作业带来重重困难，钻孔进展如蜗牛般缓慢，一天只能下钻约1.6米。日前，俄罗斯科学家宣布，他们钻透了3769.3米的南极冰层，到达了冰川下的沃斯托克湖表层。

虽然1991年达成的一项有关南极环境保护的议定书规定，禁止一切在南极地区的矿产资源商业开采活动，但仍然有人对南极的环境保护前景忧心忡忡。绿色和平组织主管海洋保护工作的负责人卡伦·萨克说：“我们不清楚的是，这些国家将来可能进行的开采活动会造成什么影响，我们对深海海底状况知之甚少，但深海捕捞活动中经常能发现新的海洋物种。我们呼吁各国不要破坏两极地区的原貌。”

更让人惊讶的是它的古老——沃斯托克湖大约在1500万年前形成，千万年来它变化极小，科学家们认为它可能是地球上水量变动最小的湖泊。

科学家们对沃斯托克湖兴趣浓厚——那里有没有生命存在？它们以什么方式存在？是保留了原始生命的形态，还是发展出了与众不同的生命形式？

厚厚的冰盖让日光无法射进湖中，湖中若有生命的话，会以何种方式在那个漆黑的世界中生活？同时沃斯托克湖氧气含量如此之高，地球上没有任何地方拥有这样浓度的氧气。这里的生物是否演化出特殊构造，例如特殊的酵素，从而确保它们不被高浓度氧气影响？

沃斯托克湖的环境与木卫二非常相似。假若能在沃斯托克湖中发现生物的存在，或许能够为“木卫二冰层下的海洋是否存在生命”的争论提供有力证据。

俄罗斯全球气候变化科研项目负责人利宾科夫指出，沃斯托克湖的研究成果对研究全球气候变化问题起到了“令人震惊”的作用，这一发现将对许多国家是否签署京都议定书产生重要影响。

是否存在生命

在这个与世隔绝的封闭世界里存在生命吗？在对提取自东方湖冰盖底部的冰样进行研究后，美国生态学家普利斯库指出，湖中有可能生活着微生物，它们从矿物质中获得能量，正如他所说“它们吃的是石头”。那湖中是否有更高级的生命形式存在呢？对这个问题，普利斯库的回答是：不能肯定这个冰下湖中是否有足够的能量演化出类似尼斯湖水怪那样的生命形式，但如果在湖底发现能量丰富的有着生物多样性的热液喷口，出现更高级的生物体不是没有可能。

如果东方湖中有生命存在，它们会是什么样子呢？研究发现，东方湖是一个贫养 (缺少养分)的极端环境，但湖中富含氧气，比一般的地面淡水湖泊高出50倍。科学家据此认为，如果沃斯托克湖中有生命存在，应该是适合生存于极端环境中的生命形态，能承受高压、持续寒冷、低养分摄入、高浓度氧，以及终年不见阳光等不利的生存条件，很可能以微生物的形式存在。

科学界的争议

多年来，科学界对于钻探东方湖有着不小的争论。持反对意见的人指出，东方湖的独特之处在于其与外部世界隔绝千百万年，一直没有受到外部环境的影响，在水体中有可能存在一些前所未知的生命形式。而人类的活动如果渗透到这个独立的生态系统中，有可能对它造成污染，比如在钻探过程中引入的煤油、氟利昂等材料污染，在探测中引入的外面世界微生物污染，等等。一位科学家如是说：“要钻探东方湖，至少要做10年的准备。作为一名科学家，你肯定不愿意自己的墓碑上写着：‘此人污染了地球上最后的疆界之一。’”

研究气候变化

南极冰下湖研究对于研究地球气候变化动态也具有重要的意义。南极洲以冰层和冰下水体的形式，拥有地球上约70%的淡水。大量淡水被困在冰层里，而气候变暖将加速冰层融化，让更多的水流入海洋，引起海平面上升。科学家认为，南极冰下湖可能隐藏着地球气候变化的记录，搞清楚南极冰下湖是否会发生变化，以及如何发生变化，是应对未来可能出现的全球海平面上升危机的关键。

南极洲不是人们想象中一片贫瘠的极地沙漠，在厚厚的冰层下，很可能隐藏着一个个生机盎然的“生命绿洲”。多年来，科学家一直在进行着这方面的探索。研究人员发现，在数千米深的冰下，一些比亚马孙河还要大的河流与一系列的“湖泊”连接在一起，在那里很可能生存着大量以矿物质为食的微生物。美国地球物理学家迈克尔·斯图丁戈说：“这是一个我们之前所不知道的全新的世界。在冰盖下面，我们将看到和地球表面类似的景观。”

奇怪的谣言

东方湖面冰盖即将钻穿，这原本是一则科技消息，可国外一些媒体却故弄玄虚，纷纷转载了一则关于“南极可能是希特勒遗骸与纳粹秘密档案埋藏地”的消息。

有俄罗斯媒体称，沃斯托克湖附近可能是当年希特勒秘密档案的埋藏地，希特勒及其情妇爱娃的遗骸也可能葬在这里。据俄媒体说，“二战”接近尾声时，纳粹分子搬迁到南极，并在沃斯托克地区建造军事基地。其“依据”是纳粹海军上将卡尔·邓尼茨1943年所说的话：“德国潜艇舰队引以自豪的是，它在世界的另一端为元首建造了难以攻克的要塞。”

另据德国海军档案记载，1945年4月德国战败数月后，一艘德国潜艇抵达南极。因此，就有谣传说，德国船员在南极秘密建造了一个冰洞，将随船带去的几箱档案埋在里面。之后，另一艘潜艇又把希特勒和爱娃的遗骸送到此地，希望将来通过DNA技术克隆他们。

然而，英国剑桥大学学者科林·萨默海斯与加拿大学者彼得·比清在他们的论文《希特勒的南极基地：传说与现实》中对纳粹高官乘坐潜艇逃往南极的可能性进行了分析：在南半球冬季，南极冰层有几米厚，潜艇冒出水面进入想象中的堡垒根本就是无稽之谈。

细菌

科学家在被人们认为“不可能”有生命存在的各种极端环境中发现了越来越多的生物，他们越来越清晰地认识到，生命可以在地球上几乎任何地方存在。经过30亿年的进化，生命之触角已遍及地球的每一个地方，每一个角落，从海底到平流层上端，从炽热之地到极寒之地，从纯酸性环境到原子辐射环境，似乎没有生命不能征服的地方。

以下是生存能力极为顽强、生命力极为旺盛的细菌和古细菌种类。

冰封12万年的细菌

被命名为“Herminiimonas glaciei”的细菌，是在格陵兰冰川下方3.2千米处的冰层中发现的，是迄今发现的体积最小的微生物之一。这种细菌长有极长的类似尾巴的鞭毛，便于它在冰层的细小缝隙中自由游动。研究人员最近在报告中称，他们已成功复活了这种沉睡了约12万年的细菌。

极端生命中的“全能明星”

Pyrodictium abyssi细菌是科学家于1979年在富含营养物质的深海火山口边缘处发现的，被科学家视为极端生命形式中的“全能明星”。除了能承受足以将潜艇压扁的巨大压力之外，这种细菌还能经受沸点以上的高温考验，表现出了惊人的生存能力。这种细菌形状呈碟形不规则扁平状，其中空的管状结构具有极强的耐热能力。

拥有基因修复能力的细菌

Deinococcus peraridilitoris球菌是2003年在阿塔卡马沙漠的土壤中发现的，曾被吉尼斯世界纪录称为“地球上最强悍的细菌”，能够承受寒冷、真空环境、干旱和辐射的多重考验。位于智利的阿塔卡马沙漠极为干旱荒凉，是美国宇航局进行火星任务模拟的所在地。这种球菌强大的生存能力在于拥有基因组的多份拷贝，如果某个基因组被破坏，可从另一个基因组复制修复被破坏的DNA片段。

生存于含盐度极高环境中的细菌

Haloquadratum walsbyi细菌是在红海附近盐滩上发现的。在这种含盐度极高的环境中，任何地球生物都会被“腌制”成一堆无生命的干粉状。为了适应盐分极高的极端环境，这种嗜盐古菌进化为极扁的方形，其表面积与体积之比是地球上所有生物中最高的。

在比硫酸腐蚀性更强环境中生存的细菌

Ferroplasma acidophilum细菌能够在pH值为零的环境下生存，与这种腐蚀性极强的环境相比，硫酸之“酸”好比矿泉水一样。这种细菌是在美国加州一个金矿的有毒流出物中发现的，它们以铁作为几乎所有蛋白质的核心构成成分。

抗辐射能力最强的细菌

Halobacterium NRC-1细菌是地球上抗辐射能力最强的有机体，能够经受住1.8万戈瑞的辐射剂量，10戈瑞的辐射剂量便足以致人死亡。这种细菌的抗辐射能力几乎是上世纪50年代发现的耐辐射球菌的两倍。Halobacterium NRC-1也拥有基因修复能力。

以放射能为能量的细菌

Desulforudis audaxviator细菌可能是唯一真正意义上的“孤独”的微生物，因为所有已知生物体都需要其他生物提供某些营养物质。这种细菌是在南非地下3.2千米处的一个矿井中被发现的，那里是一个完全与世隔绝的世界。这种细菌利用含铀岩石产生的放射能作为能量，并从周围岩石和空气中获取所需的各种营养物质来完成新陈代谢过程，它们是世界上已知唯一的单种群生态系统。

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