科学家在南极冰层下意外发现奇怪生物

英国南极调查局的研究人员原本只是在南极冰架上钻取沉积物样品,却在无意中发现了一些不应该出现在那里的动物。

他们的临时宿营地点位于菲尔希纳 – 龙尼冰架(Filchner-Ronne Ice Shelf),距离最近的南极科考站要飞行 5 个小时。尽管现在是南半球的夏天,但英国南极调查局的地质学家詹姆斯 · 史密斯仍然忍受了近三个月的严寒天气。他睡在帐篷里,以脱水食物为食。在这里,科学研究本身就是一件麻烦事。为了研究这块浮动冰架的历史,史密斯及其同事需要穿过厚达 800 米的冰层,采集下方的海底沉积物。

为此,史密斯和同事们必须融化 20 吨雪,产生 2 万升的热水,然后通过管道将热水泵入一个钻孔中。他们花了 20 个小时,一厘米一厘米地融化坚冰,最终穿透了冰架。接下来,他们放下一个采集沉积物的设备,以及一台 GoPro 相机。然而,采集器最终空手而归。他们又试了一次,仍然没有采到样品。在这里,没有什么事情是容易的:采集器每一个来回都需要一个小时。

当天晚些时候,史密斯在自己的帐篷里观看了 GoPro 拍摄的录像,发现了一个相当明显的问题。视频显示,在 914 米的蓝绿色冰层下,出现了黑暗的海水。摄像机又沿海岸移动了 490 米,视野中终于出现了海底,上面大部分是浅色的沉积物,正是史密斯所寻找的目标。但也有一些深色的东西。仔细观察发现,这个深色物体原来是一块石头,摄像机砰的一声击中了它,镜头朝下滚落到沉积物中。在快速调整之后,摄像机开始扫描这块岩石,发现了一些地质学家们从未想过的东西。事实上,这是一些极不可能在这里出现的事物:生命。

史密斯感到非常惊讶:” 它只是一块大石头,正好在一片相对平坦的海底中央。并不是说海底到处都是这些东西。” 因此,对史密斯而言,他只不过是运气不好,选择了错误的钻取地点。

尽管不适合采集海底沉积物,但这绝对是一个适合发现生命的地方,尽管科学家认为这样的环境里不可能存在生命,或者说,发现生命的几率只有百万分之一。史密斯的同事、英国南极调查局的生物学家休 · 格里菲思在英国观看这段视频时,注意到岩石上有一层薄膜,很可能是一层细菌,称为 ” 微生物席 “。岩石上还布满了一缕缕细丝,可能是细菌席的组成部分,也可能是一类名为水螅的奇特动物。

这块被史密斯偶然发现的岩石距离最近可见阳光的地方——即最近的大陆架边缘——大约 260 公里,那里是冰架的尽头,也是海洋开始的地方。事实上,最近的可能提供食物来源的地方还在数百公里之外,因为那里才有足够的阳光为生态系统提供能量,并且已知有水流可为生物提供食物。

当然,这并不是说这块岩石上就不能出现生命,而是说其所处的位置并不利于生命生存。” 这看起来并不是一块很令人兴奋的石头,如果你不知道它所在位置的话,” 格里菲思说道。他作为第一作者在《海洋科学前沿》(Frontiers in Marine Science)杂志上发表了关于一篇该发现的新论文。

可以肯定的是,这些动物生活在完全黑暗的环境中,许多深海生物也是如此。但是,生活在深海海底的固着动物必须依靠 ” 海洋雪 ” 这类比较稳定的食物来源。” 所有在水体中游动的生物总有一天会死,当它们死亡之后,就会沉到海底。随着尸体沉降并腐烂,其他生物会以它们为食并产生颗粒,这些细小的颗粒甚至会堆积在海底的最深处(顺便说一下,鲸死亡并下沉时被称为 ” 鲸落 “)。

在南极洲周围的大部分水域都十分多产。微小的浮游生物为各种鱼类提供食物,而鱼类又被海豹等大型海洋哺乳动物捕食。所有这些活动都产生了各种碎屑——以及死去的动物——这些碎屑有朝一日会变成海洋雪,落入深海。

然而,这块特殊岩石上的南极生物并非生活在生物活动频繁的水柱下方,而是生活在 800 米厚的冰层之下。而且它们不能离开岩石去寻找食物。格里菲思说:” 在一个食物贫乏且零星出现的地方,最糟糕的事情就是黏附在一个地方。” 那么,这些生物到底是如何获得食物的呢?

研究人员认为,很有可能海洋雪的沉降过程被翻转了,从而使食物能够水平流动,而不是垂直移动。通过查看钻探地点附近的海流图,研究人员确定在距离该地点 630 至 1500 公里之间的区域具有较高的生产力。尽管数量不多,但仍可能有足够的有机物质会随洋流漂流数百公里,为这些生物提供食物。这是一段非同寻常的距离,因为在海洋的最深处,比如在关岛附近的挑战者深渊——马里亚纳海沟的最深处——海面产生的海洋雪必须下降约 11 公里才能到达海底。而对于南极这块岩石上的动物,食物要经过 133 倍于此的距离,而且必须侧向漂移。

加州科学院无脊椎动物和地质学负责人里奇 · 穆伊表示,考虑到科学家们对南极洲周围洋流的了解,这样的情况并非没有可能。穆伊研究过南极的海洋生物,但没有参与这项工作。随着该区域海水的冷却,其密度也会增加。” 这些海水沉到海底,把原来的水体往外推,从南极向外辐射,” 穆伊说,” 这些水流实际上是地球上许多——如果不是几乎所有——已知洋流系统的起源。”

当水向外推挤时,就会有某些东西过来填补空隙。” 将会有另一些水体流入,取代原有海水,” 穆伊补充道,” 这些流入的水体甚至会超过数百公里,其中也会携带有机物。” 对于附着在那块大石头上的生命形式而言,这些流入的海水将带来食物,还可能带来新的动物,增加岩石上的生命数量。

不过,由于研究人员无法采集标本,因此还无法确定这些海绵和其他生物到底以什么为食。有些海绵会过滤水中的有机碎屑,另一些则是食肉动物,以小型生物为食。史密森尼学会的海洋生物学家克里斯托弗 · 马没有参与这项研究,他表示:” 这可能会成为今年的一个重大新闻:杀手海绵生活在南极洲黑暗寒冷、没有生命可以存活的角落。”

格里菲思和他的团队还不能确定鱼类和甲壳类等游泳动物是否也生活在这块岩石周围,因为摄像机没有捕捉到任何这样的迹象。因此,他们不清楚这些固着的动物是否面临某种捕食压力。” 它们的食物来源相同吗?”” 格里菲思问道,” 或者它们是在从彼此身上获取营养?还是说,有其他自由活动的动物在为这个群落提供食物?” 这些问题可能都要等到下一次考察时才能回答。

岩石周围的沉积物看起来并不多,意味着这些动物不会有被掩埋的危险。格里菲思表示,这块岩石的位置十分幸运,” 有足够的食物能够进来,同时据我们所知也没有什么捕食者,它也不会被太多的沉积物掩埋。” 在岩石周围的沉积物中,研究人员还注意到通常由水流形成的波纹,从而支持了食物是从远处被带过来的理论。

研究人员同样不清楚这些固着的动物最初是如何到达那里的。格里菲思说:” 这是非常局部的情况吗,从某块石头跳到另一块石头上?” 或者,这些动物的上一代来自几百公里外的冰架尽头——那里是更典型的海洋生态系统的起点——它们释放的精子和卵子随洋流游到了这里?

由于没有标本,格里菲思及其同事也无法确定这些动物的年龄。此前研究显示,南极的海绵可以存活数千年的时间,因此这可能是一个极为古老的生态系统。也许这块岩石在很久以前就孕育了生命,但在数千年的时间里,海流也带来了新的生命。

这块岩石所代表的生态系统究竟只是一个异常现象,还是在冰层下很常见,目前还不得而知。也许这样的动物群落在南极洲冰架下方的海底十分常见,因为那里可以为这些生态系统提供巨大的空间:这些漂浮的冰架延伸了 145 万平方公里。然而,在之前的钻探中,科学家只探索了一个网球场大小的区域,因此很有可能它们大量存在,只是我们还没有找到而已。

不幸的是,我们可能已经没有多少时间来进行这样的探索了。这块岩石被 ” 锁 ” 在 800 米厚的冰层下,而在日益变暖的地球上,南极洲的冰架正日益受到威胁。格里菲思说:” 这些大冰架有可能在未来坍塌,我们可能会失去一个独特的生态系统。”(任天)

科普中国网
我还没有学会写个人说明!
上一篇

如何看待茅台总工程师获提名院士?

下一篇

刚开播就遭网友抵制,看完八集《赘婿》剧情猥琐到让人不适

你也可能喜欢

评论已经被关闭。

插入图片