从 800 米冰层下的南极湖泊获取水样需要数天时间 钻孔、精密设备、大量耐心和渴望了解其中之一 世界上最极端的环境。
地球上一半以上的淡水位于南极洲。虽然大部分都被冻结了 在冰原中，冰池下方，水流相互流入 并进入环绕大陆的南大洋。了解运动 这种水的成分，以及溶解在其中的溶质，揭示了碳和营养物质如何 来自陆地的生命可能支持沿海海洋的生命。
关于研究员
收集这些系统的生物地球化学数据是南极洲的一项事业 比例。 Trista Vick-Majors，密歇根大学生物科学助理教授 科技大学是从威兰斯收集样本的团队的一部分 位于西南极洲的冰下湖，最近是一篇有关该湖的论文的主要作者 发表于.
“生活很艰难 - 它可以处理很多事情，”维克-梅杰斯说。 “这篇论文正在整理 我们对生物学的了解以及它在南极冰层下的活跃程度 关于湖中有机碳的成分。”
碳预算生活
冰下的生命忍受了很多——没有阳光和来自冰层的压力 上面的冰与地核辐射的热量结合在一起融化了水 形成湖泊，因此温度徘徊在零度以下。有机碳， 微生物的重要食物来源，浓度相对较高 在惠兰斯冰下湖，即使它缺乏中西部池塘的翠绿混乱 八月下旬。相反，当相机落入默瑟冰下湖的钻孔时 （威兰斯的邻居）透露，冰下湖漆黑、冰冷、充满柔软和 蓬松的沉积物，并衬有充满气泡的冰。
默瑟冰下湖一瞥 - SALSA 科学团队
默瑟湖是南极洲西部的另一个冰下湖，摄影师 冰下南极湖泊科学访问（SALSA）项目能够获得 瞥见其浑浊的深处。图片来源：Kathy Kasic 和 Billy Collins/SALSA
湖床看上去比地球还要陌生。研究极端环境提供见解 外星生命可能是什么样子，或者地球生命如何在其中生存 类似的条件。人类、企鹅或鱼类都无法应对。生活在 南极洲冰层下方的水域主要由微生物组成。他们仍然显示出生命迹象 — 有机碳和其他生命、饮食、排泄和死亡的化学副产品 — Vick-Majors 和她的团队可以衡量和预算。
通过质量平衡计算，该团队的研究表明，溶解的池 Whillans冰下湖中的有机碳可在4.8至11.9年内产生。 当湖水充满和排干时，这需要大约相同的时间，所有这些 营养物质滑落并滑向南大洋冰雪覆盖的海岸。 根据团队的计算，该地区的冰下湖泊提供了 5,400% 有机碳比下游冰盖海洋中的微生物生命所需的还要多 为了生存。
“这个湖下游海洋的冰层下没有光合作用——这个 以一种你在其他地方找不到的方式限制可用的食物和能源 地表湖泊或公海，”维克-梅杰斯说。 “我们的想法是，这些冰下 上游的湖泊可以为生物提供重要的能量和营养来源 生活在南大洋冰雪覆盖地区的生物。”
钻取数据
虽然 Whillans 冰下湖本身表明上游的营养物质可能 是一个重要因素，它只是冰雪覆盖的复合体中的单一数据源 经历季节性变化的地下湖泊、溪流和类似河口的混合区 和零星的通量。
为了扩大视野，Vick-Majors 和团队其他成员一直在收集数据 在其他地点（SALSA 团队于 2019 年初对默瑟冰下湖进行了采样）， 这样做绝非易事。他们用热水钻来实现这一点，这是一种特殊的 设计的软管、10升水样瓶、一些沉积物取芯装置，以及 夏季极地天气持续一周，气温可能降至 20 度以下。船员穿着 Tyvek 套装和所有设备均已彻底清洁。他们还过滤钻井水， 让其通过几组紫外线灯以消除微生物污染， 然后加热，用热水打出一个约1000米的钻孔 下到湖边。
“现在通过钻机循环的一些融化的冰水被去除了 从洞中流出，当湖被刺穿时，湖中的水就会向上流入 钻孔，”维克-梅杰斯说道，并解释说工作人员必须保持热水 将钻头与湖水分开，以保持样品和湖泊清洁。 “钻孔大约需要 24 小时，我们会保持开放几天； 收集一个样本或放下相机可能需要两个小时或更长时间， 取决于设备。”
这个洞一直试图重新冻结。另外，维克-梅杰斯并不是一位孤独的科学家。 她融入了一个跨学科团队，每个人都需要进入钻孔 用于不同的实验。但她说，尽管后勤紧张，态度冷淡 这是值得的。
“冰下有水，有生命，”维克-梅杰斯说。 “这些可以教 我们对我们的星球有很多了解，因为这是一个观察简化的好地方 生态系统，没有更高水平的生物。这样我们就可以回答有关生活的问题 在其他地方这可能真的很难回答。”
另一方面，物理生物相互作用仍然很复杂 在这些环境中；这篇论文是理解它们的一步。几乎超凡脱俗的 西南极洲的冰下湖泊让人们深入了解系外行星的可能性 环境，同时揭示我们自己的世界深层的、被水所保守的秘密。
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