科学家钻入1000深的冰川底部,意外发现了远古生命迹象?

南极是地球上最后一片人类没有大规模踏足的大陆,那里测得过地球上最低温度零下89.2℃,即使在最热的12月份夏季,平均温度也在-31℃左右,而全年平均则在-55℃!一句话,南极是一个不欢迎人类的世界!

但在百万年甚至千万年以前,南极并不是这样,因为南极曾经距离赤道不远,是一个郁郁葱葱的世界,由于大陆漂移,南极大陆南移到了南极点附近,最终气候逐渐寒冷,即使到夏天厚厚的冰层也不再融化,此时大约是1500万年前!

古地球上南极洲的位置

之后南极大陆的冰层越积越厚,最厚处甚至超过4000米,这是一片雪白的大陆!1960年,苏联地理学家安德列·卡皮查在飞越沃斯托克地区上空时,发现了冰面上一个巨大的犹如湖泊般平坦的“冰湖”,他当时就认为在这个位置的下面有一个冰下湖泊!

此后美国以及欧洲的考察队发现多个冰下湖泊,而且随着雷达技术的发展,科学家逐渐勾画出南极冰下大陆的地形,发现南极冰下湖泊星罗棋布!

远古生命:科学家梦寐以求的研究对象

一个无比期待的前景摆在科学家面前,南极很多区域在冰下封闭几十万年,甚至数百万年,从这些水域顶上被冰封开始,它们就与世隔绝了,在这些区域有没有生命,如果有的话它们究竟是怎么生存下来的,远古生命又是什么形态,科学家在这些领域的每一项研究,都将揭示地球生命演化过程!

早在上世纪九十年代开始,各国都已经蠢蠢欲动,其中俄罗斯对于东方湖的钻探最为积极,但到2000初时各国都发现了一个棘手的问题,无法避免将外界的微生物带入冰下湖,因此在2006年时南极研究科学委员会的第五次国际会议上,各国决定在解决这个问题之前大家都停止勘探!

2011年后技术问题得以解决,各国又开始了南极冰下湖的探索,而且各国都圈定了目标对象,美国—惠兰斯湖(Lake Whillans)俄罗斯—沃斯托克湖(Lake Vostok)英国—埃尔斯沃思湖(Lake Ellsworth)!

其中俄罗斯的最富戏剧性,由于冰下湖泊受到了冰层巨大的压力,当俄罗斯钻入冰湖的一瞬间,巨大的水压透过上千米的钻孔直冲出口,水柱直接冲上了天空,钻井发生了井喷!队员们一脸懵逼,高压湖水避免了将外部污染带入冰下湖,但这种来自“远古微生物”的湖水让大家淋了一次百万年前的大雨!

“暴雨”过后,俄罗斯科研团队在采集的样本中发现了3507个基因序列,94%来自细菌、6%属于真核生物,湖中包含了复杂的生物网络,包括细菌、真菌和原核生物,甚至还有复杂的软体动物。

美国人2013年时钻探的惠兰斯湖中也有大发现,相对俄罗斯人的暴利钻探相比,美国人更谨慎一些,蒙大拿州立大学的微生物生态学家约翰·普利斯库花了六年时间来设计采样设备,保证不会混入污染物,甚至工程师们都穿着无菌外套操作设备。


美国人则在惠兰斯湖中淡黄色冰下湖水样品中发现检测到的菌类都是活的!在此后的一年间,从湖水中取得的样品分析出每毫升水体中还有13万个细胞,与深海微生物密度非常接近,DNA测序则显示了3900多种古细菌!

默瑟湖中大发现

尽管东方湖和惠兰斯湖中都发现了生命,但都是微生物,并没有发现高等生命!不过这个惯例被默瑟湖中的大发现打破了,因为在2019年初勘探中有了突破,冰川学家斯拉维克·图拉奇克称,在显微镜下观测默瑟湖底取得的淤泥样品时,发现了硅藻壳!

冰封默瑟湖数千年的巨大冰盖的底部。

这是数百万年前南极洲还非常温暖时的遗留的产物,另外还有一种从未见过的虾状甲壳类动物的壳,当然更激动人心的还在后面,在这些死气沉沉的动物壳体旁边,还有一种动物的甲壳,但这个外壳明显是从活体的那种色彩!

这种和遍布全球的水熊虫有些类似,科学家认为这种生物在冰川消退的温暖时期生活在南极山脉的池塘和溪流中,随着气候变冷冰川覆盖,它们被封入了上千米深的冰层底部,数万年年来从未接触过外界!

此前科学家一直只能通过冰层雷达来观测南极冰层下的世界,但此次通过钻孔直达科学家最关心的史前世界,让科学家难抑激动之情!因为南极自百万年前冰川覆盖以来,有过数次冰川消退,而通过这些高等生物和其在外界的近亲DNA演化分歧,我们可以分析出冰川消退的的时间,对于古地球气候演变有着极其深远的意义!

当然科学家更看中的是这种生命究竟是怎么在如此严酷的环境下生存下来的,科学家如此执着是因为太阳系里还有好几个和南极冰下环境非常类似的环境!

欧罗巴上是不是也已经诞生了生命?

欧罗巴就是木卫二,它的环境几乎就是南极的翻版,尽管它地处木星的卫星行列,距离太阳大约4.9-5.4天文单位,距离遥远,一片冰雪世界,但直径3138千米的木卫二距离直径14万千米的木星只有67万千米,并且木卫二的轨道有一个小小的离心率!

这让这个冰雪的星球上有了些许生机,远木点和近木点之间的引力差异造成了这颗冰雪星球上冰壳的移动和摩擦,内部充满了液态海洋,而哈勃望远镜在此前的光谱观测中发现,欧罗巴海洋似乎是咸水,和地球海洋环境非常类似!

科学家们立刻就想到了这样的海洋中,会不会有生命呢?而南极冰下湖中的世界告诉我们,下面仍然是一个生机勃勃的世界,唯一的差别是冰下湖的生命不是自我诞生而是外来物种,但很明显欧罗巴上的海洋规模更大,据估计这个冰下海洋的厚度超过100千米,并且是全球性的!

土卫二恩克拉多斯的冰下海洋示意图

另外除了木卫二以外,木卫三和土卫二等多颗卫星都存在类似的情况,而且让科学家更为激动的是木卫二上已经发现了数个“喷泉”,因为内部的压力会让这些数十千米深的“海水”从裂缝处喷出,高度甚至可达数千米,未来的探测器只要对这些喷泉采样即可发现欧罗巴海洋到底有没有鱼了!