冰下湖
| 冰下湖 |
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中文名稱： 冰下湖-東方湖 面積： 14000平方千米 與世隔絕： 1500萬年 平均水溫： -3℃ |
上世紀末，俄羅斯和英國科學家在南極沃斯托克考察站附近的冰下發現了地球上最大的冰下湖--東方湖，面積達14000平方千米，被封存在冰蓋之下約 4000米處，與世隔絕至少1500萬年。科學家說，這是一個超大的淨水系統，預計有多達5400立方千米的"原始水"，其純淨度是經過兩次蒸餾處理的水的兩倍，有可能是如今地球上最原始、最純淨的水體。科學家還估計，渾然天成的環境可能使這個冰下湖在千百萬年中未曾發生變化，這意味着其中可能蘊育着獨立進化的微生物。[1]
目錄
成因
東方湖的平均水溫為-3℃。使水在其凝固點以下還能以液態存在的原因，認為是三種因素共同作用造成:東方湖的南極位置；
1、來自地心的熱力使湖底的溫度上升，進而使水維持液態；
2、厚重冰層造成的巨大壓力使水的凝固點下降；
3、厚實的冰層使湖水與南極地表寒冷的空氣隔離。
生態環境
東方湖是一個貧養的(缺少養分的)極端環境。湖水為氧氣的過飽和溶液，濃度約為一般淡水湖泊的50倍。造成這個現象的原因極有可能是沃斯托克湖上方的沉重冰冠造成的壓力。氧氣及其他氣體不只溶解在水中，還形成晶籠(clathrate)。晶籠是指溶於水中的氣體分子，在水結冰時，被二十幾個水分子所圍成之正十二面體關起來的晶體結構。晶籠結構的外表看起來就像是冰塊一般。這種晶籠只在高壓環境，例如沃斯托克湖或深海形成，在一般壓力下是不穩定的。因為這樣，當水從東方湖被釋放出來時，可能會像搖過的汽水一樣噴出。
發現經過
1957年，蘇聯科學家在南極建立了一個科考站，取名為"沃斯托克"。1960年，參加蘇聯南極探險隊的地理學家安德烈·卡皮查在乘飛機飛越沃斯托克地區上空時，發現冰原上有一個巨大的平坦地區，他認為冰川下有一個湖。遺憾的是，他的這個看法在當時沒有引起人們的重視。
1973年，英國科學家稱，他們通過空中探測發現，在南極沃斯托克科考站以北的冰層下可能存在一個巨大的液態淡水湖，其頂部覆蓋着厚厚的冰層，湖水寒冷，水壓超大，並處於完全的黑暗中，是地球上罕見的極端環境。
1991年，英國科學家利用ERS-1號衛星對南極冰蓋中心進行探測，證實了1973年的發現。1996年，俄羅斯科學家和英國科學家利用衛星發回的圖像勾勒出東方湖的輪廓，最終確定了東方湖的存在。這是地球歷史上最近的重大地理發現之一。
1998年，俄、美、法三國科學家在東方湖上鑽取冰芯，但在鑽到3623米、距離湖面不遠的地方，因擔心對湖水造成污染，停止了鑽探。一些專家指出，探查冰下湖的過程有可能污染其原始質樸的生態系統，造成無法挽回的損失。直到幾年後，科學家設計了一個遠程遙控機器人，可以像大海撈針一樣在廣袤的海域搜尋生命物質，而且環保安全，鑽探工作才重新開始。
2010年11月，科學家向南極條約環境保護委員會提交了關於這個項目的最終環境評價，被准予繼續對這個古老湖泊進行鑽探取樣。
2012年2月5日，在對東方湖進行了多年的鑽探後，俄羅斯科考隊已經鑽到了冰下3769米處，距離冰下湖面僅約50米。然而，在這3000多米深處，冰的結構已經發生變化，堅硬得如玻璃一般，這給鑽孔作業帶來重重困難，鑽孔進展如蝸牛般緩慢，一天只能下鑽約1.6米。日前，俄羅斯科學家宣布，他們鑽透了3769.3米的南極冰層，到達了冰川下的沃斯托克湖表層。
雖然1991年達成的一項有關南極環境保護的議定書規定，禁止一切在南極地區的礦產資源商業開採活動，但仍然有人對南極的環境保護前景憂心忡忡。綠色和平組織主管海洋保護工作的負責人卡倫·薩克說:"我們不清楚的是，這些國家將來可能進行的開採活動會造成什麼影響，我們對深海海底狀況知之甚少，但深海捕撈活動中經常能發現新的海洋物種。我們呼籲各國不要破壞兩極地區的原貌。"
更讓人驚訝的是它的古老--沃斯托克湖大約在1500萬年前形成，千萬年來它變化極小，科學家們認為它可能是地球上水量變動最小的湖泊。
科學家們對沃斯托克湖興趣濃厚--那裡有沒有生命存在?它們以什麼方式存在?是保留了原始生命的形態，還是發展出了與眾不同的生命形式?
厚厚的冰蓋讓日光無法射進湖中，湖中若有生命的話，會以何種方式在那個漆黑的世界中生活?同時沃斯托克湖氧氣含量如此之高，地球上沒有任何地方擁有這樣濃度的氧氣。這裡的生物是否演化出特殊構造，例如特殊的酵素，從而確保它們不被高濃度氧氣影響?
沃斯托克湖的環境與木衛二非常相似。假若能在沃斯托克湖中發現生物的存在，或許能夠為"木衛二冰層下的海洋是否存在生命"的爭論提供有力證據。
俄羅斯全球氣候變化科研項目負責人利賓科夫指出，沃斯托克湖的研究成果對研究全球氣候變化問題起到了"令人震驚"的作用，這一發現將對許多國家是否簽署京都議定書產生重要影響。
研究氣候變化
南極冰下湖研究對於研究地球氣候變化動態也具有重要的意義。南極洲以冰層和冰下水體的形式，擁有地球上約70%的淡水。大量淡水被困在冰層里，而氣候變暖將加速冰層融化，讓更多的水流入海洋，引起海平面上升。科學家認為，南極冰下湖可能隱藏着地球氣候變化的記錄，搞清楚南極冰下湖是否會發生變化，以及如何發生變化，是應對未來可能出現的全球海平面上升危機的關鍵。
南極洲不是人們想象中一片貧瘠的極地沙漠，在厚厚的冰層下，很可能隱藏着一個個生機盎然的"生命綠洲"。多年來，科學家一直在進行着這方面的探索。研究人員發現，在數千米深的冰下，一些比亞馬孫河還要大的河流與一系列的"湖泊"連接在一起，在那裡很可能生存着大量以礦物質為食的微生物。美國地球物理學家邁克爾·斯圖丁戈說:"這是一個我們之前所不知道的全新的世界。在冰蓋下面，我們將看到和地球表面類似的景觀。"