冰下生命寻踪记

计划中，2007年，科学家通过卫星探测，发现了南极洲西部冰下800米处的惠兰斯湖，这个冰下湖泊被认为长12千米，宽8千米，深8米。

艰苦卓绝的冰上钻探工作

作为一名冰川学家，图拉兹克想调查对于地球气候变化至关重要的一个问题：冰川下的河流湖泊对于大陆架冰层的运动是否起着某种润滑作用，在一定程度上加快了冰川流入大海的速度，从而引发海平面的迅速上升？为此，2007年11月，图拉兹克的研究团队在惠兰斯湖上方的冰面上安装了检测仪器，以监测冰层的运动。这一举措为揭开惠兰斯之谜迈出了重要的第一步。然而，要真正了解惠兰斯湖的物理学状况和生物学环境，还需要钻孔到湖面。于是图拉兹克和普里斯库等数十位不同科学领域的科学家有了一个新的计划：以炽热的喷射水流代替金属钻孔，以避免煤油污染地下水体。这一雄心勃勃的计划得到了美国国家科学基金会的资助。

2012年11月，图兹拉克等30多名来自十多个研究机构的生物学家、地质学家和冰川学家聚集在南极洲海岸边的麦克默多科考站，准备向惠兰斯湖进发。

2013年1月17日，图兹拉克等人乘坐“大力神”首批降落在惠兰斯湖上方的冰面上。在随后的几天里，“大力神”往返三次，将其他人员和设备运达目的地。接下来的任务就是在冰面上钻孔。虽然采取的是热水钻孔技术，但科学家仍然要面对很大的挑战，因为注满热水的钻孔可能很快被封冻，而且钻出的孔洞也可能在周围冰层的压力下崩塌。

探险队的营地驻扎在离南极点611千米的地方。在南极洲西部夏天的薄雾笼罩中，探险队驻地上若隐若现许多小点。这些小点其实是一个个卡车般大小的集装箱，被固定在一个个巨大的雪橇上。钻探队阵容强大，由20多个这样的巨型雪橇组成，首尾相接地排列在雪原上，看上去就像一个巨大的金属怪兽。最前面的第一段、第二段和第三段是这头“巨兽”的脑袋，装载着发电机和变压器，将燃料转换为电力；第四段的功能是对融化的冰水进行紫外线消毒和过滤；处理后的水通过凯夫拉尔纤维强化软管进入第五段和第六段进行加热加压；经过加热加压处理后的水在第七段被注入长达800多米的软管中，软管则被缠绕在一个巨大的转轴上。

1月23日，钻孔作业正式开始，转轴上的软管渐渐松开，被放入冰上的一个孔洞中，炽热的高压水流从喷嘴处喷涌而下。

钻孔设备是由七位来自内布拉斯加州大学的钻孔人员研制出来的，他们放弃了美国宇航局或生物医学工程领域稳定而单调的工作，来到南极洲开始他们的探险之旅。穿戴破旧的工作服和满是油腻的手套，他们熟练地操作着钻机，同时旋转阀门调节水流，以保持水的温度和流速。如果水流温度过低或流速过慢，就可能导致软管结冰，就像人的血栓会阻塞冠状动脉一样。

成功钻透冰层抵达冰下湖泊

1月25日下午，经过两天的钻探工作，进入惠兰斯湖的最后步骤开始了。钻孔软管在直径50厘米的冰洞中一直下垂到冰下755米处。由于冰下条件恶劣，科学家无法在钻头上直接安装摄像头，他们只能根据传感器传来的信息推断发生在冰下数百米处的事情。科学家监测着电脑上的传感器读数，这些数据传送来了一个他们无法看到却可以通过数据感知到的世界的信息。

至1月25日晚，从传感器传来的数据表明，钻头离湖面越来越近了。为了避免搅动起湖中的泥浆，操作人员放慢了钻孔的速度。为了确认钻头是否钻破冰层抵达湖面，一个摄像头通过钻孔被放了下去。科学家们挤在冰上的控制室里观看录像实况。

在显示屏上，钻孔的圆形冰壁就像宇宙虫洞的轮廓一样诡异地波动着……摄像头最终停在了冰下800米处。一片湖景呈现在科学家们的眼前：泥泞的湖面上，丝丝缕缕的泥浆漂浮在水中。就像36年前“海盗号”登陆器登陆火星发回的有史以来第一张火星表面图像一样，由一排排粒状像素构成的图像带给科学家们极大的震撼——它所显示的是人类前所未见的图景。

确定冰下湖中有生命存在

科学家们终于等到了在冰盖下寻找生命的机会。不过，与人们预想的不同，湖水水体只有1.5米深，而不是之前雷达勘察估测的约8米——之前6米深的黏稠的湖床泥浆被误认为是湖水，导致湖的深度被高估了。

1月28日早上，身穿白色无菌大褂的科学家聚集在钻机平台上，等待首次从惠兰斯湖上取得的样本。

一根紧绷的缆绳缓缓地从钻孔中被提起，来自路易斯安那州立大学的微生物学家布伦特·克里斯特纳用锤子从缆绳上敲下一团团冻住的冰块，装入一个不透明的瓶子，瓶子旋即被带到实验室。

在实验室里，来自惠兰斯湖的呈蜂蜜色的湖水样本流进一个透明的试管中，一根电极插入试管，一串串数字开始闪现在液晶显示屏上，显示湖水拥有很强的导电性能。在场的科学家激动万分，因为这表明湖水中含有可作为微生物食物的大量矿物盐。冰下深处通常被视为对生命极端严苛的环境，惠兰斯湖有可能适宜生命生存的环境，这令科学家感到振奋。湖水温度为-0.5℃，略高于麦克默多站附近海域的水温。在麦克默多站附近海域生活着大量的海星、重达45千克的有齿鱼和其他海洋生物，而在惠兰斯湖，来自上方冰雪的压力使得湖水的冰点低了好几摄氏度。

科学家还惊奇地发现，惠兰斯湖中含有氧气。冰盖融化时产生的气泡释放的氧气通过冰川缝隙进入地下湖中。在许多情况下，海底只要有足够的氧气，就可以供养大量的蠕虫、海星和其他海洋无脊椎动物。

惠兰斯湖如今所在的地方原先是一处浅海海底。之前有科学家在提取自湖中的沉积物中发现了这方面的证据——在1000万～1500万年前的中新世，一种被叫做硅藻的有壳水生微生物可能生活在湖里。

在过去2000万年里，惠兰斯湖经历了多次被冰雪覆盖和融化的过程，最近一次被冰雪覆盖发生在大约12万～100万年前。科学家认为，如果湖中有生命存在，很可能就是从无冰年代幸存下来的。

那么，当湖水重新冻结之后，阳光被厚厚的冰层阻断，作为地球表面大多数生态系统主要能量来源的光合作用无法进行，冰下湖中这些幸存下来的生命又是如何战胜接下来的严酷挑战的呢？科学家认为，如果冰川下面存在生命的话，它们将不得不以另类的方式来获得能量来源——对矿物质进行化学分解。

科学家在蜂蜜色的湖水样本中发现了一些比血红细胞还小的微粒——在冰川活动中被碾磨成碎屑的矿物质颗粒。就像小麦被磨成更易于人类消化的面粉，冰川活动将矿物质碾磨成了微生物的美食。

1月28日，科学家迈出了期待已久的一步——在湖水样本中加入一种DNA敏感染料，以尝试检测惠兰斯湖中是否有生命存在。显微镜下，在黑色的背景色上，有一些绿色的斑点在闪闪发亮，这是细胞对DNA敏感染料作出的一种反应。科学家发现，每立方厘米的湖水样本中有着多达10万个细胞，这是首次确定冰下湖中生命细胞的存在。

科学家对未来的期盼和打算

为了绘制出南极洲冰下的生命图景，微生物学家现在正利用DNA测序方法对来自惠兰斯湖的500多种微生物进行研究，以确定它们的属类。

对活跃在冰层下的微生物，以及它们分解矿物行为的更多了解，将有助于解答全球变暖是否会加速南极洲冰川消失等重大问题。一些科学家认为，冰层下的微生物可能产生数十亿吨的甲烷，随着海冰的消失，这些数量庞大的温室气体有可能逃逸出来，导致气候变暖加速。

2月1日，图拉兹克和他的队员通过冰上的钻孔放下一长串振动传感器，这些传感器将记录下惠兰斯湖中的生命活动以及湖水流动的信息，而这些信息将帮助科学家了解冰川下流动的水体是否起着润滑作用，从而加速南极洲某些地方已经失控的冰川的滑动趋势。最后，他们在冰洞上盖上胶合板，并堆上积雪。

在距离钻孔1.6千米处，阳光下蹲伏着的“巨兽”——20多架雪橇停放在那里准备过冬。随着南极洲冬季黑暗长夜的到来，温度将下降到-50℃，探险队必须离开了，但停放在这里的雪橇却代表着未来的希望：只要预算允许，图拉兹克和普拉斯库的团队将在明年返回，他们继续探索南极洲隐藏的冰下世界。

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