寻找南极冰川下“地外生命”
南极地下湖中最小、最浅的维达湖滋养着一小群奇异未知的细菌。维达湖盐度比海水高六倍,不含氧气,一氧化二氮的含量比地球上任何一处水体都多。长久以来,科学家一直认为,如果有生物能在类似于维达湖这样的环境中生存,那么它们也能在外星生存。为深入研究南极冰川下的“地外生命”,英国、美国和俄罗斯正展开一轮科研竞赛。

南极冰川下“地外生命”
一百年前,挪威和英国的探险家曾为首先到达南极点而展开竞赛。今天,又有一场竞赛正在南极上演,其紧张程度不输百年之前,只是争夺的目标已经不同。
竞赛者分别来自英国、美国和俄罗斯,他们的任务是在南极冰面上钻探,到达冰面以下的地下湖泊,目的一是为了在黑暗、刺骨的海水中找到活的生物;二是为了对这块为地球储存了最多淡水的大陆有一个更加深入的了解。
长久以来,科学家们一直抱有这样的逻辑:如果生物能够在地球上的极端环境中生存,那么它们或许也能在别的星球上生存。本轮南极科研竞赛,也将为这个假说提供新的证据。
三国竞赛
三支队伍中,英国人钻探的是南极洲西部 3.2 公里冰层之下的埃尔斯沃斯湖。他们的钻探工艺十分复杂,其中一道工序是将钻探中产生的冰川融水加热到 88 摄氏度,再用来协助钻探。然而英国人的工程屡屡因事故被打断。2012 年 12 月 12 日的第一次钻探中,钻头在大约 60 米深处发生故障,工作被迫中止。钻头修好后,重新开始,但是这一次又有两个锅炉中途罢工,由于零件不能在当地更换,工程不得不再度延期。英国领队马丁·西格特表示,虽然形势令人懊丧,但也不算意外。他是 2004 年埃尔斯沃斯湖发现者之一。
由于周围气温低于零度,研究人员必须在钻透冰层后的24小时内完成样本采集,否则孔洞就会再次冻结。如果不再发生故障,英国人应该能在一周之内采集到湖水和湖底泥土的样本。西格特对在这些样本中找到生物的前景信心十足,他表示,假如找不到,“我们才会非常意外”。
眼下,这支 12 人的队伍正顶着寒风和低温,昼夜不停地工作,干累了就在帐篷和简易屋子里休息。“这是对我们耐受能力的考验,”西格特说,“但这是值得的。”
美国人钻探的威兰斯湖要比埃尔斯沃斯湖浅得多,它距离海岸约 1120 公里,湖水流入南太平洋的罗斯海。研究者推测,由于这个湖与别处连通,因此更加可能有微生物存活。在它上方的钻探工程始于 2012 年 1 月。
美国人面对的主要难题,是威兰斯湖位于一道冰流之下。冰流相当于地下冰川,但它并非静止的冰块,而是在缓慢、持续地移动。这为科考队的钻探增加了难度。
虽然在三个国家中,美国是最后一个钻透冰层,但却有望第一个在水中发现生物。美国队领队、蒙大拿州立大学的约翰·普里斯库目前正因病在国内休养,他表示他的队伍将把一整个实验室搬到威兰斯湖上方,现场分析取出的样本。而这一点,俄国人没有兴趣、或者没有能力完成,英国人则只能做有限的尝试。普里斯库表示,自己的队伍一定不会空手而归,对于湖水和沉积层中的生物数量和生物种类,他们都会做一个清晰的了解。他本人也将在1月重返南极主持工作。
美国、英国的科考队都在网站上更新各自的施工进展,俄罗斯人却对计划守口如瓶。其实俄国人是南极熟客。早在外人还不知道南极存在地下湖泊的 1950 年代,他们就已经在沃斯托克湖上开始了钻探。这片湖水地处东部南极高原,位于冰面以下 4 公里,是南极洲最大、也是最深的地下湖。去年初,俄国人的钻头终于打穿冰面,但因寒冷被迫撤退,现在,他们又回来了。年初的钻探成功后产生了一条冰芯,而本次行动的任务就是将它提取出来。
当时破冰之后,科学家观察了钻头入水部分,但并未在上面找到生命迹象。不过,现在就断言湖里没有生命为时过早。曾与俄国人共事过的美国领队普里斯库比喻说:“这就好比是从安大略湖里舀起一杯水,然后据此对整个湖泊做出结论。”
冰面之下,地球之外
虽然三个国家的钻探工作都还没有明确结果,但是其他研究已经显示,南极冰层下确有生命存在。比如前年12月发表在《美国科学院院报》上的一项研究就指出,南极地下湖中最小、最浅的维达湖滋养着一小群奇异、未知的细菌。
而维达湖的盐度比海水高六倍,湖里没有氧气,一氧化二氮的含量比地球上任何一处水体都多。参与研究的克里斯·麦凯同时也参与了“寻找地外生命计划”,他表示:“南极告诉我们,生物可以在最极端的环境中求得生存。”
麦凯的身份是太空生物学家。他说,仅是在太阳系,就有两颗覆盖着冰与水、环境和维达湖相似的卫星,那就是木星的欧罗巴和土星的恩克拉多斯。既然维达湖里能找到生命,说明那两颗卫星上也有希望。
如果这一轮科考能在沃斯托克、艾尔斯沃斯或威兰斯湖中找到生命,那么在那两颗卫星上发现生命的希望就将更大——既然生物能在水压更大、营养更少的水体中,靠着阳光之外的能源生息繁衍,那么在外星球上生存应该也不算难题吧。
俄国队专家谢尔盖·布拉特已经表示,他们在冻结于沃斯托克湖底的“累积冰”中取得了小块样本,其中确有一些生命存在的证据。他还说,希望有朝一日能参加一支完全国际化的团队,大家能把最先进的钻探设备和样本收集技术带到沃斯托克湖上来,共同研究。
美国队长普里斯库也表示,这一轮远征是不同国家之间的“协同”——既是竞争,也是合作。在他看来,在南极的研究还有好几十项要做,除了极端生物之外,这里的极端生命、气候变迁、冰川的移动方式以及地下河流湖泊的动力体系,都值得一一探索。就在不久之前,科学家刚在南极冰层下发现一片由 360 个湖泊和未知溪流组成的水网,其面积超过了亚马逊河流域。
“对于南极洲这些地下冰湖,我们的了解还比不上火星。”他这样评说。幸好情况已经开始改变:“现在越来越多的人将这片大陆看作一个生机勃勃、充满活力的地方,而不是一片封闭的冰的荒原——这个观点让科学家们兴奋不已。”