严峻环境下的自救——探寻端气候下的生命存续 | 前沿应用【上篇】

中国的垃圾分类运动正在如火如荼的进行，“你是什么垃圾”戏谑之语的背后，是垃圾分类迫在眉睫的信号。而在这种紧迫的背后，是环境的严峻形势。

微塑料积聚、变暖、海平面上升......所有我们不以为意的环境问题正一步步逼近我们周遭的生活，环保运动已经刻不容缓。

在全民参与环保之余，科学家们也正在寻找新的方法来“拯救”人类的明天。了解端气候下生命的演变，以此探寻人类在端气候下的生存条件就是其中一种，也是我们今天文章要讨论的主题。

这一研究也许看起来较为遥远，但《流浪地球》中的场景在未来的某一天是否真的会发生，我们谁也无法预言。让我们一起来看看地科学家的南冰盖研究，也许会带给你不一样的收获。

南洲冰盖之下真的会有生命么?

“很遗憾，我们对南洲冰盖下的生态了解甚少，据说我们对火星的了解都比它多。”

约翰·普利斯库

美国蒙大拿州立大学农业学院土地资源与环境科学系的董事教授，地科学家

为什么呢？

因为冰盖被密封在世界大的冰川下面，环境恶劣且难以到达。南洲的冬季，许多地方气温会低于零下37度，夏天时，气温高也仅能达到0度。

南冰盖之下真的有生命吗？

科学家们曾经认为南洲的内部是没有生命的。但通过新的钻井技术，他们在冰川下湖泊中发现了一个多样化的微生物生态系统，其中有一个系统，可以在没有任何光线的条件下生存。

在不可能的地方寻找生命

普里斯库教授在过去的35年里, 一直在南洲开展研究工作。他的研究团队就在之前的一次南考察中发现了微生物。

在那次考察中，普里斯库教授发现这些微生物能够在零度以下温度的岩石中“开采”矿物, 以获得促进其生长的能量。而今年，他计划在南洲冰冻的冰层下钻几千英尺, 他说：“我们是在以往人们认为不可能存在生命的地方寻找生命。”但他期望能找到活着的生物，而不仅仅是微生物。

如果这次计划成功了，很可能会改变我们看待地球的方式。

图片来源：Pixabay

令人期待的南冰下湖泊科研项目

冰下湖是夹在冰盖和大陆架陆地之间的液态水体，科学家们认为南冰盖下有400多个湖泊, 其中许多通过溪流和湿地相互连通。普里斯库的研究团队推测, 冰盖下所有这些湖泊里都充满了生命。                   

“南冰下湖泊的科学获取”项目(SALSA) 

这是普里斯库团队正在进行的一项南任务，从2018年到今年南半球的夏天，为期两年。在项目中，普里斯库团队从位于南洲西部的Mercer湖进行取样。

Mercer湖是一个水力学活跃的冰下湖泊，研究人员推测, 在这些活跃的冰川下湖泊中，冰下水的运动变化与海洋有机质的残留沉积正调节着这种生态系统的演化过程。 

图片来源：Pixabay

取样需要钻透一千米深的冰层，可以说是在世界底部，以往人们认为这些地方并不会存在生命。

也正因为冰层太厚、24小时的强烈光照、低温度、剧烈冷风等诸多因素的影响，使得在Mercer湖建立研究基地并不容易，普里斯库团队需要分次运送钻井设备和其他仪器，研究条件为艰苦。

即便如此，研究团队能够对收集到的水和沉积物样本进行实地研究，包括研究细菌细胞的密度、基因内容、生长速度和食物，他们仍感到无比欣喜。

Mercer湖只是第二个要取样的冰下湖，但普里斯库表示：“这已经能够让我们对深部生态系统的了解翻一番了”。这个消息无疑令人振奋。

检测冰层下有机物的工具

如何测量冰川下系统中溶解的有机物呢？普里斯库携带的是HORIBA Aqualog荧光光谱仪，它能够同时测量吸收光谱和荧光激发-发射矩阵，且能够连续快速地提供样本光谱。

“Aqualog光谱仪很适合用来测量冰层下的有机物，它是检测冰层下有机物的工具，因为它具有快速的采样率，能够对溶解的有机物进行鉴定, 以确定其是否具有抗性 (耐久性)。几十万年来，这些有机物从来没有见过阳光，所以我们还会同时收集其他数据以确定其存在时间。”普里斯库如是表示。

普里斯库利用Aqualog光谱仪对溶解的有机物进行指纹鉴定，确定溶解有机物类型，再进一步确定它们出现的年代。

HORIBA Aqualog光谱仪

注：如需了解该研究中HORIBA Aqualog光谱仪的详细介绍及使用问题，欢迎点击左下角“阅读原文”留言，我们的技术专家会尽快联系您进行答疑解惑。

了解过去是为了应对未来

了解这些生命对人类的意义何在？

普里斯库认为，当今正在变暖，冰层正在快速融化，地球生态系统已经受到影响。

“加利福尼亚州等地球的许多地方目前已经受到影响，未来只会更糟。频繁且严重的火灾和洪水灾难正在侵袭人类，一些农作物因为气候变化很可能无法正常生长。如果我们失去南冰盖，会导致海平面的急剧上升，这些问题将更加严重。”

关乎到人类未来的存亡 适应端气候 生命演化 一些农作物无法正常生长 失去南冰盖 变暖 海平面上升 频繁的火灾 洪水 地球生态系统受到影响

“我们需要了解南冰盖下生物在地球或其他天体上的端环境中的生命演化，了解他们的生存法则，进而增加我们对生命如何在寒冷甚至遥远行星上生存的认识。

而这些深藏于地表之下、隐藏了数百万年的湖泊微生物的发现，无疑为我们了解这一法则提供了大量信息，为变暖情况下人类如何适应端气候变化提供参考。

这关乎到人类未来的存亡。”普里斯库无不担忧地表示。

图片来源：Pixabay

对南冰盖的研究显得如此重要，然而，我们却不能仅仅依靠科学研究来应对应对这种气候变化。在这之前，更重要的事情也许是，我们应该停止一些污染环境的行为，采取一些保护环境的举动，就像我们正在开展的垃圾分类处理运动那样。

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