水与火孕育了冰下世界的生命

不管是什么原因造成的冰下的高温现象，有了地热，就意味着会有液态水，有了液态水，就意味着会有生命。在麦克默多干谷，一个巨大的无冰区，南极大陆上最奇特的地区之一，虽然地处南极，但从来都很少有冰存在，是世界上环境最恶劣的沙漠之一。它亮红色的含有大量盐分的水，从麦克默多干谷泰勒冰川的缝隙中流向冰冻的邦尼湖，氧化铁的微粒在阳光下发出艳丽的红色，形成了被称为“血瀑”（Blood Falls）的血色冰川。

在含盐量很高的湖水中，米库奇和她的同事发现了“化学自养菌”存在的证据，这种细菌生活在泰勒冰川下一片完全黑暗的环境中，它们从岩石中汲取能量，铁的微粒是它们新陈代谢的副产品。这种细菌完全不需要依赖阳光获取能量，甚至不需要像生活在冰下湖底层的鱼类那样，以湖面沉落湖底的有机生物残骸为食来间接获取太阳能量。

南极“血瀑”

研究人员想要追根溯源，弄清楚这些细菌是从哪里来的。由于“血瀑”的水里含有盐份，而盐水比淡水的导电性能更好，2015年初，米库奇和她的团队带着遥测冰下导电性能的仪器来到现场勘测，发现了泰勒冰川下强大的电导率。研究人员由此推断，那里的沉积物中含有大量盐份，并且那里栖息着一个庞大的微生物生态系统，其产生的副产品铁的微粒随水流入“血瀑”，形成了血色冰川奇观。

虽然，在湿而软的湖底沉积物中发现微生物是令人欣喜的，但科学家更希望能在冰下湖的湖水中发现生命存在的迹象。几十年前，苏联科学家就已首次钻透冰层探查到了冰下湖泊沃斯托克湖。在2012年2月，俄罗斯将几乎未受到钻孔过程带来污染的湖泥带到了地面上。在法国的科学家同行帮助清除了其中可能存在的少量污染之后，俄罗斯科学家在这些样本中并没有发现生命存在的迹象。

俄罗斯科学家于2015年1月再次在湖上冰层钻孔，此次为防止样本受到污染，更是加了十二分的小心。但是以目前使用的钻孔设备，要完全避免污染是十分困难的。在这种情况下，很难确定冰下湖是否存在生命，研究结果也难有说服力。

冰盖下惠兰斯湖的水势能图显示水是如何进出的。

“我们需要完全没有污染的湖水样本才能得出最后结论。这是我们梦寐以求的。”俄罗斯南北极研究所的伊丽娜·莱克希娜说道。她希望能从较深的湖水中获得水样，眼下他们只能从表层湖水中取样，然后将样本通过钻孔提升到地面上。莱克希娜说：“我们认为，如果有生命存在，它们一定生活在湖水较深处。”

另一边，图拉兹克和他的同事从惠兰斯湖中获得了未受污染的原生态的水体样本。相对来说，他们在这里的钻探工作比较容易一些，这里的冰层较薄，气温也高一些，不需要更多的水来维持钻孔开口畅通。另外，他们使用的热水钻孔设备可获得煮沸的雪水，还可通过紫外线辐射消毒杀死地面雪水中可能含有的所有微生物。喷嘴和其他设备也都经过紫外线辐射处理和过氧化氢消毒。2013年1月27日，图拉兹克的科考队成功完成了首次无污染的地下湖钻探取样任务。

在湖水样本中，他们发现了冰下微生物生态系统兴盛繁衍的大量证据。DNA测序表明，惠兰斯湖中的微生物属于“化学自养菌”，与“血瀑”中发现的微生物是同一个种类。它们从岩石、湖中的淤泥和冰层下的一些物质中汲取能量。

2015年1月8日，图拉兹克的科考队在另一个地点——惠兰斯湖下游处的冰层开始钻孔，钻孔从罗斯冰川与地面接触的大陆架穿过，研究人员将摄像机从钻孔中降下，拍摄到了隐藏于冰下的世界的真实面貌。他们发现，这里生存的不仅仅只有微生物，与摄像机相连的屏幕上还出现了更多的生命形式，如长得像虾的片脚类生物，以及长得像鳗鱼一样的鱼等。

一个重要问题是，这些冰下生命以什么为生？阳光终年无法透入离地面800千米的冰下水体，因此，阳光不可能成为它们的能量来源。那么，这个地下生态圈的食物链最顶端的片脚类生物和鱼类，是以化学自养菌为生的吗？

惠兰斯湖水系示意图

“如果是这样的话，这里的生态系统将是地球上已发现的第二个化学合成生态系统，”图拉兹克说道：“首个被发现的化学合成生态系统是海底热液喷口。”尽管阳光丝毫渗透不进深深的幽暗海底，海底热液口的生态圈却一片蓬勃兴旺，那里生存着包括管蠕虫在内的多种奇特生物，而海底热液口的这些海洋生物赖以为生的食物链底层的微生物，也正是以从热液口喷发出来的化学物质为主要能量来源的。

南极西部冰层下的地质活动和火山活动同样也能为有机生物提供大量能量，这些生物并不仅仅只有微生物。图拉兹克认为，在冰层下某个地方找到其他生物的可能性还是存在的。

从惠兰斯湖底采集的样本中发现的微生物，显示了生命在极端环境下仍能顽强生存。

研究人员还希望能在冰下岩床上找到一条将惠兰斯湖的湖水与出水口相连的水道，一些营养物质很可能就是通过这条水道传输的。

勘查队正计划将7米长的遥控水下机器人设备从钻孔中下降到湖水中一探究竟。进入水中后，这个雪茄般细长的圆柱体水下机器人就开始变身，展开身形游弋在湖水中获取各种数据资料。

南极冰下湖的科学勘察活动并不仅仅只是为了寻找地球上新的生命形式，从另一方面来说，如果勘查队在这里有所发现，那对于在太阳系中的其他地方寻找地外生命也很有帮助。如太阳系的两颗行星卫星——木卫二和土卫二，在其广袤无垠的冰封世界的下面，很可能隐藏着液态的水。图拉兹克说：“我们并不指望在那里找到能进行光合作用的生命形式，但是，既然南极大陆冰层下面有化学自养菌生存下来，那么太阳系其他地方也有可能存在类似的生命形式。”

图拉兹克说：科学家在南极冰下的发现将永远地改变世界第七大洲南极洲在世人脑海中的印象，南极正在从沉睡中苏醒过来。