眾(zhong) 所周知,非洲之所以被稱為(wei) “高原大陸”,是因為(wei) 非洲有60%的麵積被海拔在500米-1000米的高原占所覆蓋,即便是非洲大陸的平均海拔也達到了650米。但這要是與(yu) 同屬七大洲之一的南極洲相比,那就是小巫見大巫了。
南極洲是被太平洋、印度洋和大西洋包圍、圍繞南極的大陸,總麵積為(wei) 1424.5萬(wan) 平方公裏,麵積排在七大洲中第五位。由於(yu) 南極洲大陸基本上都被冰川覆蓋,因此高原麵積非常廣闊,海拔也非常高,整個(ge) 南極大陸是平均海拔2350米的大高原,相當於(yu) 非洲大陸平均海拔的3.6被,是名副其實的平均海拔最高的洲。
由於(yu) 南極洲地處地球的最南端,氣候終年嚴(yan) 寒,除了南極半島等邊緣地帶約2%的區域無長年冰雪覆蓋,有鯨、磷蝦、企鵝、海豹、海狗和一些鳥類生存外,整個(ge) 南極洲無定居居民,有的隻是來自世界各國的科學考察隊、聯合科考隊、補給隊以及以日本居多的捕鯨隊。
並且由於(yu) 南極洲所處緯度高,除了太陽高度角較低,本就受太陽輻射較弱外,而絕大部分區域終年被冰雪覆蓋,被稱之為(wei) “白色荒漠”,冰雪對太陽光反射率較大,因此終年氣候嚴(yan) 寒。
老話說“冰凍三尺非一日之寒”,科學研究表明南極冰蓋大約始於(yu) 漸新世(距今約3400萬(wan) 年前-2300萬(wan) 年前)末,至少在距今約500萬(wan) 年前就已經達到現在的規模。這塊巨大的冰蓋長總麵積約為(wei) 1398萬(wan) 平方公裏,平均厚度為(wei) 2000米-2500米,最大厚度為(wei) 4800米,冰蓋的總體(ti) 積約2450萬(wan) 立方公裏,約占世界陸地冰量的90%、淡水總量的70%。
而且在內(nei) 陸冰蓋的補給和推動下發生塑性流動,形成數以千計的冰川,這些冰川又以每年1米-30米的速度向低緯沿海區域滑動,因此在冰蓋的外圍形成諸如羅斯冰架、菲爾希納冰架以及埃默裏冰架等成千上萬(wan) 大大小小的冰架,這些冰架與(yu) 外圍發育的陸緣冰加起來,總麵積高達150萬(wan) 平方公裏。
有研究表明,如果南極冰蓋全部融化,海平麵將會(hui) 上升60米,我國人口稠密、經濟發達的東(dong) 部海拔較低的區域,尤其是江蘇、上海、天津、大連等省市將會(hui) 淹沒在一片汪洋之中,而世界上的其他國家也不好過,例如俄羅斯的西伯利亞(ya) 、美國的佛羅裏達以及歐洲的荷蘭(lan) 、丹麥等國或地區將全軍(jun) 覆沒,不過最遭殃的還是諸如馬爾代夫、瑙魯、基裏巴斯、圖瓦盧等處在太平洋、印度洋、大西洋之中的海拔低、麵積小的島國。
古代生命跡象被發現
盡管南極洲大陸冰蓋平均厚度超過2000米,但是在一些冰層的下方科學家竟然發現400多個(ge) 神秘的湖泊,這些湖泊分布在南極冰縫附近,其中很多湖泊還是相通的,一部分水以虹吸的方式最終流向南大洋,頗為(wei) 壯觀。
美國的一個(ge) 科研團隊曾在南極威蘭(lan) 斯湖冰蓋上進行鑽探,首次從(cong) 冰下的湖泊裏發現了生命的跡象,這個(ge) 湖泊處在南極西部、距南極點約610公裏的冰層下方約800米的地方,儲(chu) 水量約57.6億(yi) 立方米,雖然麵積不及我國太湖的1/25,但是兩(liang) 者的蓄水量卻差不多,不過屬於(yu) 冰下鹹水湖,且含鹽量較高。
科研人員鑽透冰層後,順著鑽孔放了一台水下攝像機下去進行確認,經過一番周折之後,攝像機橫臥在湖底,這時候湖底的景象才慢慢呈現了出來。鏡頭前是一片泥濘之地,湖水也很渾濁。由於(yu) 攝像機像素不高,因此顯示的畫麵畫質不是很清晰,隻能看出水中的顆粒粗大,就像當年海盜號火星探測器傳(chuan) 回的火星表麵圖像那樣,是一種人類從(cong) 未見識過的場麵。
在很多人的印象中,南極冰川下方的環境應該極其惡劣,但科研人員發現威蘭(lan) 斯湖水的溫度還不到零下1度,水溫比麥克默多站附近的海水還要稍暖一些,可以說出人意料地適合一些生物生存,而湖水溫度之所以較高,主要是得益於(yu) 由於(yu) 上方的冰層施加壓力。
不僅(jin) 如此,冰層融化時還有氧氣隨氣泡釋放到湖水中,有了這些氧氣,一些蠕蟲、海星和其它海洋無脊椎動物就能在湖底生存。美國北伊利諾伊大學的海洋古微生物學家裏德·舍勒(Reed Scherer),通過分析湖底的淤泥發現一種名叫“矽藻”的古微生物的殼,這種生物呈圓盤形狀,鋸齒邊緣,並且表麵有凹痕,根據推測距今可能有1000萬(wan) -1500萬(wan) 年。
除此之外,這個(ge) 研究團隊後來又發現了差不多4000種單細胞生物,其中絕大部分疑靠湖底的沉積物為(wei) 食,這些沉積物可追溯到距今至少約12萬(wan) 年以前。
研究還發現,這4000餘(yu) 種單細胞生物,有許多微生物將氨轉化為(wei) 亞(ya) 硝酸鹽。最常見的一種微生物,基本上占到所發現DNA序列的13%,它們(men) 以亞(ya) 硝酸鹽為(wei) 食並轉化為(wei) 硝酸鹽。而其他微生物疑似以甲烷為(wei) 食。
可以說,這個(ge) 發現或將解開科學家多年的疑惑,那就是南極冰川融化,除了造成全球海平麵上升外,還可能導致冰川下的微生物製造的幾十億(yi) 噸的甲烷進入到大氣圈,而甲烷也是一種溫室氣體(ti) ,其溫室效應是二氧化碳的20餘(yu) 倍,屆時將會(hui) 加速全球氣候變暖。
南極冰層下不明生物再現
然而,就在南極冰蓋下方的湖泊中發現古代生物跡象後,最近又有了新突破,那就是冰層下方又有不明生物出現,這是怎麽(me) 回事呢?
從(cong) 一篇發表在《海洋科學前沿》的文章裏了解到,科研人員在距離冰川前緣(下部邊界)260公裏的菲爾希納冰架鑽探鑽井時,意外發現冰下有不活動的過濾生物群落,這個(ge) 群落由海綿和可能隸屬海綿、海鞘、水螅綱或其他分類的生物組成。
不過這些生物群落從(cong) 哪裏來、以什麽(me) 為(wei) 食以及總體(ti) 分布情況仍有待進一步研究。
總結
南極冰蓋下層無論是古代生物跡象被發現,還是近期所發現的不明微生物群落,都無不刷新了人類的認知,竟然在如此嚴(yan) 苛的環境下還有生物生存,這也或將顛覆科學家一直以來隻通過液態水、氧氣來判斷地外天體(ti) 有無生命存在的方法。
例如太陽係排名第九的衛星土衛五,體(ti) 積隻有地球的1/600,但是擁有的水量卻比地球還多,而且太陽係內(nei) 不乏水量較多的衛星,是不是也可以采用南極冰蓋鑽探的方法確認有無地外生命呢?
不過,南極州大陸冰蓋較厚,約占全球陸地冰量的90%和全球淡水總量的70%,一旦全球氣候變暖達到臨(lin) 界值,這裏的冰川全部融化後,海平麵將會(hui) 上升60米,那些低海拔的沿海地區或者島國將會(hui) 被一片汪洋大海所淹沒,而且冰層中的遠古病毒或超級細菌也將隨著水圈和大氣圈重新影響人類。
因此我們(men) 要保護好地球環境。
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