南極冰蓋下是什麼？科學家持續61天勘探，第一次描繪了冰下世界

南極洲無疑是世界上最神秘的大陸，由于接收的太陽輻射有限，這裡常年被冰雪覆寫，是唯一沒有人類定居的大陸。

南極洲冰蓋的平均厚度達到2160米，最厚的地方甚至達到4776米，這使得南極洲成為最高大陸的同時囊括了世界上90%的冰，而這些冰包含了世界70%的淡水資源。

南極大陸，圖源：Dave Pape

由于如此豐富的淡水資源，南極洲冰蓋的任何變化都足以影響全球，是以南極洲很早就受到了科學家的廣泛關注，許多科考隊在此駐紮。

可能也正因為如此，南極洲變得越來越神秘，其中有一些說法就是南極洲冰蓋之下有一個地下世界，或者南極洲有通往地下世界的入口。

而這些說法的其中一個支援點是，在南極洲冰蓋下發現了湖泊，以及發現了許多活着的微生物。

圖注：南極考察站

當然，南極洲冰蓋下的湖泊和微生物确實都存在。冰蓋下存在湖泊很好解釋，但是微生物确實一直困擾着科學家。

這種地方為什麼會有微生物存在，它們吃什麼呢？

5月5日，一項發表在《科學》雜志上的研究中，地球實體學家克洛伊·古斯塔夫森和他的團隊在對南極洲進行了持續61天的考察後，他們給南極做了一個“巨型核磁共振”，并第一次繪制出南極冰蓋下部分區域的地圖。

當然，他們的目的不是為了解釋微生物為什麼會存在，而是試圖通過繪制地下水文系統來了解冰蓋如何向海洋流動的——因為這種冰蓋流失情況對海平面上升至關重要。

為什麼南極地下會有液态水？

由于南極冰蓋的移動，人們很早就懷疑南極地下擁有巨大的含水層，因為任何推動冰蓋移動的模型都少不了液态水，它需要水起到潤滑作用和形成平整平面。

南極冰蓋流動情況，圖源：NASA

比如，這次研究的重點考察的惠蘭斯湖和它的水系統（這個水系有整個美國大小，由于它在冰蓋下隻有800米左右，比較淺便于研究），研究人員很早就被探明它是深度為2.1米的液态水湖泊。

其實，南極冰蓋下可以存在液态水的原因很簡單，因為這裡的水吸收了一部分地熱的熱量，以及冰川和岩石強烈摩擦産生的熱量，足以讓它的溫度接近0攝氏度左右的水準。

另外，這些區域被厚厚的冰蓋包圍，不會受到極地空氣的影響，熱量不容易流失，同時考慮到它受到巨大壓力的影響，出現液态水湖泊是可以了解的。

但是，人們并不知道這些是什麼水——淡水或鹹水，這次研究解決這個問題，同時也解決了它存在大量微生物的原因。

由于這些地下水系統很深，受限于技術，以前科學家很難收集這種深層水文系統的直接證據，而這次研究團隊使用的是一種稱為“大地電磁成像”的技術，最終成功繪制出南極水下世界。

設定的勘探點，圖源:Earth Observatory

南極冰蓋下是什麼樣的？

大地電磁成像依賴于太陽風與地球電離層（地球上層大氣中的一層緻密分子和帶電粒子）互相作用産生的電磁場。

當太陽風撞擊電離層時，它們激發電離層内的粒子，并産生可以穿透地球表面的移動電磁場。

然後，這些移動的磁場在冰、雪和沉積物中誘發次級磁場，而次級磁場的強度與那裡的材料導電程度有關。

是以隻要測量次級磁場的強度，就可以繪制出整個地下地圖和它所填充的物質。

其實，石油和天然氣的勘探和這個技術差不多，勘探人員根據一些條件尋找目标位址，然後開始檢測地下的材料就好了。

繪制出的湖泊、河流、含水層，圖源：Earth Observatory

當然，毫無疑問冰蓋下有液态水，而且形成錯綜複雜的湖泊和河流，以及含水的沉積物。

由于淡水和鹽水的導電率不同，是以研究人員第一次探明南極冰蓋下是鹽水而不是淡水，由于鹽水的更不容易結冰（因為鹽類離子在溶劑中運動速率比水分子快），這可能也是冰蓋下存在液态水的一個原因。

圖源：Earth Observatory

而且研究人員還探明冰蓋下越深的地方就越接近海水的導電率，而靠近冰蓋的最淺部分則越接近淡水，這表明地下水可能存在互相作用。

另外，從液态水河流和湖泊底部，他們發現了一種厚厚的“沉積海綿”，一直延伸到大約 5公裡以下，這些沉積物所包含的液态水是冰蓋底部較淺的湖泊和河流系統的10倍以上。

為什麼南極冰蓋下有很多微生物？

這些事實有助于科學家了解南極冰蓋流動的方式，但這和南極冰蓋底部的微生物有什麼關系呢？

其實，關系就在于這些海水是哪裡來的，如果這些是海水的話，那麼微生物就完全可以食用海水帶來的營養物質。

根據之前的一項研究中，在上層沉積物中發現的放射性碳含量，科學家估計，這些鹽水中的大部分是在過去一萬年裡到達冰蓋下的。

而海水之是以會灌入内陸，原因隻有一個，那就是當時的氣候足夠溫暖，冰蓋融化而海平面上升并倒灌入陸地。

最後

北極冰蓋下存在生命是不争的事實，但這是正常現象，不需要什麼地下文明的參與，而它們的營養物質正是來自于10000年前的“海水化石”。

不過，哪裡有生命哪裡就有碳循環，在南極冰蓋下的這些生命正在消耗“海水化石”的營養，并制造出數量可觀的甲烷和二氧化碳等溫室氣體。

現在全球變暖也是一個事實，但是它的誘因真的非常複雜，在人類活動或者說碳排放量不大的時候，地球也一直在冰期和間冰期中循環。