南极洲冰下湖泊中的生命，依靠碎石顽强生存

科学家们发现，来自南极洲冰下深处的碎石释放出甲烷、铵和其他南极生物赖以生存的化合物。

上图：SALSA项目的热水钻，与在惠兰斯湖钻孔的那个钻机类似。

你可能不会认为惠兰斯湖（Lake Whillans）是生命的摇篮，因为它异常寒冷，位于南极厚达2500英尺的冰层下。但是，一个冰川学家团队最近发现，正是这些环境孕育了微生物，它们正在这块冰冻大陆下的岩石上大快朵颐。

这片面积为23平方英里（59.6平方公里）的水域是2007年从太空中发现的，自那以后，它已成为冰川学家和生物学家了解南极洲下方生态系统的主要资源之一。这些生态系统是位于冰层下的相互连接的河流和湖泊，充满了与寒冷和漆黑的水共生的极端微生物。在冰川下的惠兰斯湖，活跃着的主要居民是细菌和古细菌 —— 考虑到严酷的环境，这并不完全令人惊讶。

但是，这些生物是如何在没有阳光和食物的情况下生存的呢？最近，一组研究人员在《自然地球与环境》(Nature Earth & Environment)上发表了研究报告，报告称，粉碎的基岩会释放出大量的化合物，为这些微生物提供健康的饮食。

主持这项研究的英国布里斯托尔大学（University of Bristol）冰川学家比阿特丽斯·吉尔·奥利瓦斯（Beatriz Gill Olivas）表示：“尽管这项研究的重点是从单个冰下湖泊获取的样本，但研究结果可能会产生更广泛的影响。冰下惠兰斯湖是一个相互关联的大型水文系统的一部分，所以发生在上游的侵蚀可能代表了一个潜在的重要生物化合物的来源，该系统内的其他湖泊可能也蕴藏着蓬勃发展的微生物群落。”

上图：用于提取南极冰川下沉积物的岩心捕捉器。

实际上，惠兰斯湖中的生物可不只是勉强维持生存。之前的研究表明，它们有丰富的营养物质可供筛选，以至于湖中提供的碳量是邻近水体维持生命所需碳量的54倍。之前的研究小组提出，在没有阳光的情况下，营养物质（即氮、铁、硫和碳化合物）可以从湖泊沉积物中提取。

由于缺乏冰层下的研钵和杵等现场研磨工具，研究小组使用钻孔机从湖床中提取出沉积物岩心，并在实验室环境中将其碾碎，希望诱导沉积物发生与它们在南极洲下面进行的相同类型的化学反应。科学家们粉碎了沉淀物，并将其浸泡在冰冷的缺氧水中。研究团队发现，沉积物可以提供依赖这种化合物的微生物所需的25%的甲烷和铵，水中的许多生物可以从铵中提取能量。研究团队说，事实上，一次巨大的粉碎事件就可以提供所需铵量的120%。粉碎过程中还发现了二氧化碳和氢气，后者是微生物饮食中必不可少的组成部分。

上图：这是卡西尼飞船在2015年拍摄的土卫二可见光图像。

这项新研究所产生的影响，可不仅仅关系到地球上的陆地和海洋，对于希望揭开木星木卫二和土星土卫二等冰冻卫星之谜的行星科学家来说，南极洲下面的水绝对是一个受欢迎的范例。要知道，这些卫星的冰壳下很可能存在海洋，那里也很可能存在类似的化合物。

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