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南极冰层下隐藏着什么?湖泊、生命和最宏伟的峡谷

作者: admin 来源: 未知

导语:南极冰层有一个神秘而迷人的世界,而它们对南极洲的未来或许意义非凡

关键词:南极;冰川;冰盖;生命

 

至今世界上仍然有一些已经勘探的区域。南极数公里厚的冰层下的世界就是其中一处。这一由峡谷,水道和湖泊组成的惊奇王国,近期才被详细绘制到地图上。

在这个恶劣的环境中,已有超过400个已知湖泊。并且随着技术的进步,人们还会发现更多的湖泊。这些水域在冰层和岩石层表面夹缝中起着润滑的作用,也因此控制着冰的运动。

身处在如此巨大的冰层之下,为什么这些水却没有结冰呢?答案就是压力。当一处水域上面覆盖了巨大的冰盖时,即使水的温度远低于冰点,水仍然能保持液体状态。实际上,巨大的冰盖恰恰将水与冰上严酷气温隔绝开来。

地球内部以及冰层与基岩层摩擦产生的热量,融化掉冰层底部,产生了这些液态水。也正是这些液态水,流入冰川下的湖盆,并最终汇入海洋。

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南极冰下的湖泊网络。图片来源:ZinaDeretsky /美国国家卫生基金会/维基共享资源

 

 

巨大的特征

要欣赏这些冰下奇观,最不容错过的就是冰下的最大湖:沃斯托克湖。该湖面积12,500平方公里,平均深度430米,是世界第六大湖泊。然而沃斯托克湖由于身处3.5千米厚的冰层之下,因此并不为世人所见。

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你看不到它,但它的存在:沃斯托克湖位于东南极洲图片来源:美国宇航局

 

科学家们通过冰穿雷达和地震技术,定位了沃斯托克湖,并由此发现它或许产生于1500万年前。由于其上冰层的冻结和融化,沃斯托克湖有环流现象,同时它也存在轻微的潮汐。

早在几十年前人们就发现了沃斯托克湖,然而直到今年人们才发现冰下的第二大湖。该湖泊位于东南极洲的伊丽莎白公主地,此前,人们对它一无所知,因为它也被认为是“南极洲最后的未知点”。

同时,这个区域也是一个巨大的峡谷系统,从冰层内部一直延伸到海岸处。它与美国的大峡谷等深,但却比大峡谷多长100公里。

 

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冰下湖泊位置和冰厚度图。图片来源:国家冰雪数据中心

海岸处的动态环境

 

到目前为止,我们所看到的都是南极中部冰层与水体都相对稳定的区域。然而,在临近海岸的冰层边缘的活跃地带还存在水流湍急的冰流。许多冰流的流域还存在着冰下水系。

这些湖长数十到数百公里不等,但都十分短寿,从出现到干涸也仅仅只是几年时间。其直接证据就是卫星对冰层高度的测量。这些冰层表面的起伏恰恰反映了这些湖泊从扩大到消失的全程。

 

迄今为止,已经有至少130个“动态”湖被发现,并且每年还会发现新的动态湖。

其中一个例子就是位于西南极洲的维兰斯湖。尽管与面积巨大的沃斯托克湖相比,维兰斯60平方公里的面积微不足道,然而其意义不可小觑。2013年一月,来自美国的科考队钻孔自湖内提取出了清洁样本,并且在接下来的研究中发现,样本中含有活体微生物。

在没有阳光来进行光合作用的严苛环境下,这些生命体也能繁衍。与一般植物不同,它们的生存依赖于由成百上千年前的沉积物形成的甲烷和氨气的氧化。这一在严寒环境中存在生命的重大发现,极有可能为科学家提供有关海洋生命周期发展的重要信息。图片4.png

首张南极洲冰下水系的航拍图。图片来源:美国航天局/维基共享资源

 

 

自由的冰下之水

 

冰下之水创造了一个神秘而迷人的冰下世界。同时,冰下水的另一迷人之处,就是能够控制冰层的运动速度。当冰下有沉积物时,液态水会使得地表变得不稳定。而在其他一些区域,水的强压又能让冰漂浮于液体水之上。而这两种情况都能够减轻冰层和岩层间的摩擦,使得冰更加快速漂动。

作为科学家,我们想要预测冰盖会对气候变暖产生何种反应。要实现这一目标,弄清冰下的水对南极冰层的流速的影响便是重中之重。因此,这些神秘的湖泊和峡谷特征不仅仅是有趣而已,它们对南极洲的未来也起着举足轻重的作用。

(翻译:高敏;审校:海带丝)

http://theconversation.com/what-lies-beneath-antarcticas-ice-lakes-life-and-the-grandest-of-canyons-61748

关于我

Christine Dow

Christine Dow滑铁卢大学,冰河学助理教授Felicity Graham塔斯马尼亚大学,南极门户合作计划(Antarctic Gateway Partnership)冰原建模者Sue Cook塔斯马尼亚大学,,南极气候生态系统合作研究中心冰川学家