南极洲科考新发现

南极大陆是世界上最偏远、最干燥、最寒冷的大陆之一，人类无法在那里生活，目前只有少数国家的科考队和勇于挑战的旅人留下了自己的足迹。对科学家而言，南极洲就像一个冰冻的时间胶囊，保存着很多地球早期的秘密。近年来，科研人员陆续揭开了这个大陆厚厚冰层下隐藏着的一些秘密。特别是2022年，成为南极科考的“丰收年”，取得了不少突破性的进展。

冰架下的“隐秘世界”

拉森冰架是南极洲最大的冰架，不过随着全球变暖，拉森冰架已经碎裂。其中，拉森A冰架已经在1995年彻底消失，拉森B冰架也于2002年消融了，剩余的拉森C冰架成为最大的冰架，现在也已经进入快速崩解期。2021年，拉森C冰架还崩解出了全球最大的冰山。2020年，新西兰惠灵顿维多利亚大学的冰川学家、首席研究员休·霍根在查看该地区的卫星图片时，第一次注意到拉森C冰架存在地下结构，这个地下结构看起来像一条异常的沟壑，延伸到冰面之上。

2022年，由新西兰国家水与大气研究所的物理海洋学家克雷格·史蒂文斯领导的研究团队开展了实地探测。为了对这条沟壑进行“近距离”观察，他们用强大的热水软管灌注热水，开凿出了深度达500米的通道。当一台摄像机深入通道时，研究人员突然看到了数百个微小的模糊斑点。起初，他们以为是设备出了故障，但在重新调整焦距后，比较清晰地看到了一团团小型甲壳类动物的身影。

摄像机的突然出现，干扰了这些小型生物悠远漫长的平静生活。它们围绕着摄像机上下游动，那种蜂拥而至的状态似乎是受到了惊吓，又好像在试图驱赶这个“不速之客”。 研究人员深感震惊，因为这是他们事先根本未曾预料到的——在大型的冰架内部会有生命存在。史蒂文斯激动地说：“这些生物在我们的摄像机周围游动，意味着那里存在着一个重要的生态系统。这些神秘生物的发现，让我们高兴得上蹿下跳，就像是进入了一个‘隐秘世界’。”

冰架内部存在着生命体这一现象让研究人员感到困惑。迄今为止，有关拉森C冰架的特征研究还很少。正是因为之前不知道冰层下面是否有生命，所以这个新发现显得尤为重要。科学家需要继续对诸如“水中的营养物质是如何到达并开始循环的”“‘隐秘世界’里到底存在着多少种生物”“地下生态系统是怎样稳定存在的”等问题开展深入研究。

与此同时，科学家也表达了极大的担忧。随着拉森C冰架在全球变暖的持续影响下发生崩解，冰架下的“隐秘世界”极有可能遇到全球持续变暖所带来的风险。一旦这些生态系统因为冰架的崩解完全暴露在外界环境下，内部的各种生物估计很难适应。

沉积古DNA保存完好

2022年，澳大利亚塔斯马尼亚大学的一个国际研究团队在南极洲大陆北部的斯科舍海采集常规海底沉积物样本时，意外发现了远古微生物的DNA。这些样本被称为“沉积古DNA”，可以阐明海洋生命在过去如何演变，同时也为了解海洋生态系统怎样受到长期气候变化的影响提供线索。塔斯马尼亚大学的首席科学家琳达·阿姆布雷希特博士表示，斯科舍海的沉积古DNA保存完好，得益于极地海洋的低温低氧环境和紫外线辐射极少等因素。

这些沉积古DNA从海底深达178米的地方提取出来后，进行了全面的污染控制，以确保样本年龄标记的准确性。这些遗传物质可以追溯至54万年前，它们能帮助科学家更好地了解南极洲的这一地区是如何在漫长的时间内演变的。研究团队在检测到的生物中发现了硅藻或单细胞生物，但还不能确定这些沉积古DNA样本属于哪个物种。

化石遗迹表明，硅藻最迟起源于全球变暖的远古时期，这种浮游植物能够为研究南极洲的海洋生态系统，以及如何应对人类活动引起的气候变化提供线索和方法。在大约1.45万年前，斯科舍海生物的食物链发生了一次变化。德国波恩大学的地质学家迈克尔·韦伯认为这是一个有趣而重要的变化，它与全世界范围内海平面的快速上升和南极洲变暖导致的大量冰层流失有关，气候变暖显然导致了南极洲周围海洋生产力的提高。

沉积古DNA分析是一项新技术，能帮助破译远古时期哪些生物体何时曾经在海洋中生活过。这一次，研究团队使用该技术研究了过去百万年来斯科舍海生物结构的变化。科学家正在稳步提高解析这些古代DNA片段的能力，并要去除所有现代沉积物DNA留下的“噪声”和干扰，以获得对远古时代的正确了解。通过了解更多关于远古时期的气候变化和海洋生态系统的反应，能够对南极地区未来可能发生的事情作出更准确的预测。

海洋沉积古DNA分析，也为研究间冰期中整个生态系统中海洋变化和古代世界生产力的发展阶段开辟了道路。冰期是地球表面温度下降和冰川扩散导致全球范围内的大规模冰川覆盖和寒冷气候的时期，而间冰期则是指冰期之间相对较暖和稳定的气候阶段。在地质年代史上，间冰期是一个相对较短的时间段，通常为几千年到几万年不等。

当前地球正处于一个间冰期阶段，被称为“全新世”。它是最年轻的地质年代，已经持续了约1.8万年。间冰期对于全球气候的影响非常大，气温的波动会导致植被的变化，从而影响动物的生存环境。随着时间的推移，海平面的上升和气候变化的加剧会给人类的生存造成威胁。与此同时，目前这个间冰期也是人类文明发展的重要时期。

6000万个冰鱼巢穴

2022年，德国“极地之星号”科考船的生物学家团队在南极威德尔海破冰研究海洋生物。他们在将摄像机和其他仪器拖曳到0.5千米深的海底附近时，实时传送的海底视频出现了惊人的一幕：6000万个冰鱼巢穴占据了远超240平方千米的空间，每个巢穴深约15厘米，直径约75厘米，平均每平方千米存在1735个鱼卵。这些巢穴分布均匀，它们是冰鱼用海底的石子垒成的，每个巢穴都有一条成年冰鱼守护，其中76%是雄鱼。研究人员表示，虽然威德尔海全年都被冰雪覆盖，但冰层相对较薄，光合作用仍然可以进行，这应该就是冰鱼在此筑巢的原因。

研究南极鱼类20多年的英国南极科考队的鱼类生物学家马克·贝尔奇埃介绍道：“成年冰鱼在这么大的范围内建造了巢穴，就好似陆地上或冰原上的海鸟或企鹅，密集的巢穴可以帮助保护个体免遭捕食者的伤害。”

这种半透明的冰鱼并不是第一次被发现。早在2017年，由德国、澳大利亚等国的科学家组成的研究团队，曾在因气温上升而崩塌的南极拉森冰架下方的海域内发现了19种新的海洋生物，其中就包括冰鱼。但这是人类迄今发现的最大的冰鱼群。在此之前，科学家只观测到了数量极少、相距很远的冰鱼巢穴，其中最大的冰鱼群也仅包含60个巢穴。

冰鱼的外形细长，头部比较大，外皮黑白相间，有大大的眼睛和长着长牙的嘴，纤细的鱼鳍骨上覆盖着透明的膜。它们能长到60厘米左右，全身没有鳞片，某些部位洁白如雪，其他部位则是半透明的。冰鱼之所以拥有半透明的身体，是因为体内同时缺乏血红蛋白和红细胞。为了适应极端寒冷的环境，冰鱼已经进化到可以在体内没有红细胞的情况下生存。

冰鱼直接通过皮肤从海水中吸收氧气。它稀薄的血液流动起来阻力小，循环性更强，能在极端环境中减少能量的损耗。生活在温带海域的鱼类，血液的冰点一般在-0.8°C左右，低于这个温度就会被冻死。而冰鱼则不同，在海水温度降到淡水冰点0℃以下时，能产生抗冻蛋白质，防止血液凝结成冰晶。

研究团队还注意到这一地区广泛散落着大量冰鱼的尸体，它们很可能是威德尔海豹的猎物。约有2000只海豹生活在这里，这些海豹可能潜入繁殖区以冰鱼为食。研究团队认为，由于数量庞大，冰鱼和它们的卵可能是当地生态系统中的关键角色，为此他们将一些观测设备留在了冰鱼巢穴最密集的一个区域，以了解更多关于繁殖和筑巢行为的信息，同时建议在威德尔海这片领域建立一个海洋保护区。

德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所的深海生物学家奥屯·普尔瑟，领导“极地之星号”科考船的水下成像工作。他指出：“深海不是沙漠荒地，威德尔海是一个独特的、基本没有受到破坏的生态系统，物种很丰富。我们不知道还有这么大的生态系统存在，这一事实表明人类对南极洲的了解还很不够。”

冰盖下神秘的暗河

2022年，由英国和加拿大科学家联合组成的研究团队乘坐飞机，对南极洲东部和西部的冰盖，以及流入威德尔海的水流进行了大规模的调查。他们收集了能穿透冰层的最先进的雷达提供的数据，发现在南极冰盖下有一条流入威德尔海的巨大地下河流流经4个不同的冰川。

在此之前，科学家就已确定地球两极的冰盖之下有液态水在流动。在南极，冰盖质量巨大，会在冰盖底部形成摩擦，加上异常地热的作用，使冰从底部融化。而在北极和格陵兰岛，由于季节性变化导致的深层裂缝可以将冰盖表面的融水引导到底部。

虽然科学家确定融化的冰量并不大（每年只有几毫米厚），但由于冰层表面积如此之大，即使是1毫米厚度的冰融化成水，也能汇聚成一条快速流动的巨大河流。所有淡水终将流入威德尔海。科学家将“原处于陆地之上的冰层开始崩塌漂浮”的过渡区称为“接地线”。研究发现，“接地线”极易受到环境温度升高的影响，因此更多地了解这个敏感区域能够帮助研究人员开发更准确的模型，来预测未来的海平面上升趋势。美国休斯敦大学的物理学家彼得罗·米利洛声称：“这项发现为探究‘接地线’的实际情况打开了一扇门，找到这条河极大地促进了科学家对南极冰下水文学的了解，意味着可以更好地预测如果全球持续变暖，南极冰原将如何示人。”

即便如此，这么巨大的地下河流还是让研究人员吃惊。英国伦敦帝国学院的冰川学家马丁·西格特指出：“几十年前，当我们第一次发现南极冰下的湖泊时，还以为它们是彼此独立的。但到现在才意识到，南极洲下方有着一个完整的系统，由巨大的河流网络相连。”

研究人员认为，南极洲表面的冰盖有多少冰会融化，以及融化的速度有多快，都与冰层底部的湿滑程度有关。别看这条河流地处冰盖深处，却很有可能直接影响着其上方的冰川流动和融化方式。只有将冰盖、海洋和淡水组成的整个系统结合起来分析，才能真正了解冰川消融的过程。如果南极冰盖底部的消融量足够大，那么这些高压淡水形成的水道将会导致冰川底部与海洋的交界处变得不稳定，从而加速上层冰川的融化。根据西格特的说法，如果此次研究中涉及的区域所包含的冰盖全部融化，那么足以使全球海平面上升4.3米，可能会造成灾难性的后果。