在南极洲,一块白色的冰川正流出红色的“血”

WadeZhao 2023-3-15 3599

原地址:在南极洲,一块白色的冰川正流出红色的“血”_盐水_泰勒_瀑布 (sohu.com)

 


图片来源:wiki

1911年,澳大利亚地质学家托马斯 · 格里菲斯 · 泰勒(Thomas Griffith Taylor)在探索南极洲的时候,发现了一座冰川,取名为泰勒冰川。

图源:national geography

和其他的不太一样,那里有有一座干燥谷,干燥谷开始于距离冰川上端1100米的浅而狭窄的表面凹陷,那里有暗红的液体从冰川表面的裂缝中冒出来,浸润了周围的冰面,似乎像人类渗出的已冻结的血液,科学家给它起了一个可怕的名字:血瀑布。

图源:Wikipedia

因为冰川流动的缘故,根据科学家的观察,血瀑布的外观每年都在发生变化。

最初,科学家认为这种红色液体是一种红藻。但后随着科学技术的进步,科学家用透地雷达扫描了血瀑布的冰层,以0.1 ns 的间隔记录了64个单脉冲,才知道真相并不是这样。

图源:文献

得到了冰川下方的雷达成像后,发现冰川下方是一个暗涌着河流和淡水组成的复杂地下水网络。

冰川下的盐水通道 图源:文献

这些地下水里铁离子的含量极高,而高浓度的铁离子渗出的液体呈现出红色。可以说,泰勒冰川下潜藏着一个大量的盐水水库。

据推测,盐水库形成于大约500万年前的中新世时期,当时的海平面比现在高。那时候,未冻结的盐水中的亚铁离子与大气中的氧气接触氧化后,难溶的氧化铁溶液沉积在冰的表面,而较易溶解的亚铁离子则融化在500万年前“古老”海水中,也就是泰勒冰川下的盐水库。

图源:pbs

之所以铁离子浓度高到显现出红色,是因为古代海水结晶过程中盐分的浓缩造成的。由于冰川巨大的冰块与被困液态海水之间的热交换作用,纯冰在冷却过程中结晶并排出溶解的盐分,使深层残留海水发生盐冷凝。因此,地下水浓缩,使得盐度升高。

另一种机制也能解释高盐度盐水的形成,那就是干燥谷地表湖泊的水分蒸发,间接导致了地下水库的盐水浓度升高。对水的稳定同位素的分析后,原则上两种机制都有可能发生。

图源:smithsonian

根据高中化学知识,盐水的冰点比纯水低,由于盐水的外渗,在其结冰的时候会释放热量,将纯水形成的冰融化,所以即使在南极洲这样冰天雪地的地方,含铁的红色液体也会流动。

不过红色瀑布里除了有高浓度铁离子外,还有其他微生物存在。2014年12月,米库基带领的科学家和工程师返回泰勒冰川,利用一个由德国合作设计的名为“冰鼹鼠”的探测器融入冰川,并直接采集供应血瀑布的盐水样本。

图源:phys

从这些样本中,科学家们分离并鉴定了一种能够在盐水中生长的细菌(嗜盐细菌) ,在寒冷环境中生长的细菌(嗜冷细菌) ,以及异养细菌,他们将这种细菌归为海洋细菌属。

血瀑布的横截面示意图显示了冰川下的微生物群落是如何在寒冷、黑暗和缺氧的环境中在下面的盐水中生存了一百万年 图源:wikipedia

DNA 生物信息学分析表明,至少有四个基因簇参与次生代谢。两个基因簇与芳基多烯的生成有关,芳基多烯起到抗氧化剂的作用,保护细菌免受活性氧类侵害。另一个基因簇似乎参与了萜烯的生物合成,最有可能产生色素。其他鉴定出的细菌有硫微螺旋菌属(Thiomicrospira sp.)和脱硫菌属(Desullocapsa sp.)。

科学家正在对冰川采样 图源:nyt

这些发现给科学家一个新的启示,在火星或木卫二上那些有冰川覆盖的地方,在冰川下方可能有类似的容纳基本生命形式的液态环境,这样可以避免紫外线和宇宙辐射的伤害。谁知道呢?

参考文献:

END

撰文:苏澄宇

责编:咕噜

最新回复 (1)
  • winhoo 2023-3-15
    0 2
    地球来大姨妈了
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