从未见过曙光的冰下湖泊是最难进入的科学前沿之一，充满了比我们太阳系的行星更多的未为人知的故事。有一件事似乎是肯定的：哪里有水，哪里就有生命——即使水在寒冷的湖底，在漆黑中，在西南极冰盖半英里多的下方。
(资料图)
据AGU Advances报道，科学家们分析了海洋的化学指纹以及从名为Mercer Lake的冰下湖底部的沉积物和水中取回的微生物，首次描述了好斗的微生物从哪里获得碳，这是当日的能量来源，并将其通过这个极度荒凉的系统。他们利用沉积物、微生物和碳循环的数据来推断该地区的地质历史，结果让他们感到惊讶。
虽然他们以前认为默瑟湖上的冰已经稳定了数十万年，但这项新工作证实了该湖在大约6年前与海洋相连，而南极西部冰盖比今天小。这是一个气候相对于上一个冰河时代结束甚至今天的人为气候变化保持稳定的时期。
“这是我们第一次有明确的地质证据证明西南极冰盖的接地线，就像冰与海洋相遇的海岸线一样，比今天至少更内陆250公里 - 可能更多，”该研究的主要作者，科罗拉多矿业学院助理教授Ryan Venturelli说。Venturelli与她的前博士导师，南佛罗里达大学海洋科学学院的海洋地质学家Brad Rosenheim一起完成了这项工作。
换句话说，就在几千年前，西南极冰盖后退了大约155英里 - 从纽约到波士顿的距离少了几十英里 - 然后重新生长到现代结构。
“这些是来自水和沉积物样本的真实数字，现在可用于验证冰盖模型，”Venturelli说。
Venturelli和Rosenheim从距离南极几百英里的Mercer湖取回了样本，作为一个名为冰下南极湖科学访问(SALSA)的历史探险队的25人团队的一部分。他们从2018年2019月到<>年<>月在现场。该团队使用清洁通道的定制热水钻机从冰下湖泊中取回迄今为止最长的岩芯 - 大约七英尺长。他们钻了半英里多的冰来得到它，在充满水的洞重新冻结时争分夺秒地工作。
这是历史上科学家第二次从冰下湖泊中取出沉积物岩心。(第一个是2013年从惠兰斯湖取回的。
“这项工作对我们来说是向前迈出的一大步，”罗森海姆说。“我们原以为冰川会退缩到现在的位置，但它远远超出了这个位置，这表明冰比我们意识到的要动态得多。现在我们需要将这种新的理解纳入模型，以便我们能够更好地预测随着地球变暖未来会发生什么。
该团队使用地球化学工具，包括分析同位素和放射性碳测年法，以弄清楚碳如何在系统中循环。他们将这一点与已知的微生物代谢估计相结合，在数学上确认西南极冰盖的接地线何时退缩。
“在这项研究之前，我们还没有确认最后一次冰川消融的最大程度，”Venturelli说。
6年前的碳味道很好
“事实证明，生活在这种环境中的细菌是耐寒的小家伙，它们在那里凑合着用它们所拥有的东西，”Venturelli说。“这个项目真正证实了，哪里有水，哪里就有生命可以持续下去。
湖中的微生物正在以该地区仍与海洋相连时引入的6年前的碳为食。
提醒一下，没有太阳通过光合作用为那里的生命提供动力，就像地球上大多数湖泊一样。“这不是我们所知道的湖泊，”该研究的共同作者和佛罗里达大学的微生物专家Brent Christner说。“在默瑟湖，除了6年前的遗留碳外，微生物还可以使用与冰盖本身相关的物理过程中的化学能，”克里斯特纳说。
随着冰的移动，它下面的岩石被粉碎成小颗粒，这些颗粒在水中动员，微生物 - 主要是细菌和古细菌 - 在称为化学合成的过程中获取这些矿物质以获取能量。古菌是不同于在其他极端环境中发现的细菌的微生物，例如陆地上的温泉和深海的热液喷口。
Venturelli说，Mercer湖底部沉积物中的碳池至少比循环中的任何其他碳池大100倍 - 微生物有效地利用了它。他们还使用从上游水体引入系统的碳。冰下湖泊可以是短暂的，更像是一个辫状的冰下河流系统，而不是一个封闭的湖泊系统。
“不要将这些湖泊视为独立的生态系统，而是通过水和沉积物的运输连接的社区网络，”克里斯特纳说。
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