你印象里的南极是什么样?是一眼望不到头的冰原,是哈口气都能冻成冰碴的寒冷,是连细菌都要裹紧外衣才能存活的绝境吧?不少反常识的惊喜,冰下不冻水域,偏偏就在这片被冰层裹得严严实实的大陆上。冬天不结冰的,不光是它们,居然能飙到25℃的,还有些湖底的水体温度,比咱们夏天冲澡的水温还舒服。

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科研人员们当然不会放过这么神奇的现象。想解开冰下暖湖的谜题,这些年已经提了好几种猜想,可每一种都像差了点意思,没法把所有疑问都堵上。比如冰层的重量太过惊人,产生的压力能达到278个大气压,既降低了水的冰点,又逼着地下的热量往上冒,有研究者这样提出。这种解释确实能说通,为啥厚冰层下的水不会冻住,但疑惑在于,这几个湖的位置,为啥偏偏集中了热量,要是压力真能让热量散开,整片冰原下不该都暖烘烘的吗?这就像给大棉袄开了几个小暖炉,其他地方却还是冰凉,实在说不通。
将原因指向太阳,认为冰层如同天然透镜,能把太阳辐射聚起来慢慢加热底下湖水,且上层淡水像保温层锁住热量的,是另一种思路。尤其是对范达湖这种水体温度分层特别明显的湖,解读起来很顺手的,是这个十分精妙的推测。但南极本身晴天稀少,冰面上落下的大部分阳光,直接就被反射走了,哪有那么多能量能聚起来加热湖水,而且好些冰下不冻水域,根本没法用这个思路圆,所以也只能算部分成立。

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同样备受关注的,还有地热活动的假说。地球内部本就蕴藏着源源不断的热量,说不定南极冰壳下的火山、热岩,直接把湖水烤暖了。之前东南极发现的一个冰下湖,就被怀疑和热岩有关,这一点,好像能给这个假说撑撑腰。可后来科考团队钻冰取样,却发现有些湖底的水凉得刺骨,连一点地热活动的痕迹都没有,要是真有温泉或者热岩,水体温度总不该这么低吧?这一下,地热假说又被打了折扣。
高盐度思路,相对来说简单直接。咱们都知道,盐水比淡水难结冰,盐度越高,冰点越低。南极的汤潘湖就是个典型,盐度高到离谱,就算温度降到-57℃,水也不会冻上。不少浅水高盐的冰下不冻水域,靠这个说法就能解释明白,可碰到那些深一点、湖底水体温度能到25℃的湖,就没辙了。盐度只能让水不结冰,没法给水加热啊,总不能靠盐自己发烧吧?

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还有更有意思的想法,有人猜深海的咸水会通过特定通道往上涌,带来相对暖和的水,也有人推测,冰下咸水孔散热导致冰块下沉,深层的暖水被挤了上来。为啥有些冰下暖湖会时隐时现,以及它们和海洋是否存在关联,这些想法主要就是为了解读这些问题。可遗憾的是,直接的观测证据,到现在都没找到,大多是靠推断,说服力就弱了很多。至于外星基地发热融化冰层的说法,大家听听就好,一点科学证据都没有,顶多算科幻爱好者的小联想。
其实人类对这类冰下不冻水域的关注,已经延续了数十年。第一次摸到这个谜题的边的,是上世纪60年代的日本学者鸟居铁,一个越往底下走水体温度越高,最后居然冲到25℃的怪湖,被他发现了,当时在学界,不小的轰动就此引起。到了70年代中期,新发现又随着人造卫星拍摄的照片而来,有些冰下暖湖居然会时隐时现,这次拍着是液态的,下次再看就冻上了,脾气特别怪。1981年,苏联和美国的科考团队组队去找这些卫星拍到的湖,目标没找到,却在附近水域发现了不少温度偏高的气泡,也算意外收获。这些年,冰雷达、卫星遥感这些技术越来越先进,南极冰壳下找到的冰下湖,在学界研究者的探索中也越来越多,如今估算数量已超12000个,没人想到,冰原之下竟存在着这么多隐秘水库,此前完全没被察觉。

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可能有人会问,花这么多精力研究这些冰下湖,不就是满足好奇心吗?其实真不是,这个谜题解开的意义,比咱们想的大得多。首先说气候变化,全球90%的淡水,都存放在南极冰壳中。冰壳若不稳定、发生融化,全球海平面都会随之上升。冰壳下的湖水如何流动、又如何影响冰层,把这些搞懂,就能更准地判断未来海面会不会涨,家门口的海岸线会不会变样,这和咱们每个人的生活都有关系。
其次是探寻生命的极限。这些冰下湖又黑又冷,压力还大,看起来不适合生命生存,可独特的微生物,说不定就在里面,能在这么极端的环境里活下来,它们肯定有自己的生存技巧。这些微生物被研究透彻,不光能帮我们搞懂生命到底能扛住多恶劣的环境,还能给找外星生命提供思路。比如南极的沃斯托克湖,就常被拿来和木卫二的冰下海洋对比,要是这里能找到生命,说不定木卫二上,也有类似的小生命。

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南极冰壳下的地质情况,也能通过这些湖摸清。比如有没有地热活动、地下的岩石结构是啥样的,这些信息,光靠在冰面上观测根本得不到,而冰下湖,刚好成了打开南极地下世界的一把钥匙。
不过直到现在,所有冰下暖湖的现象,还没有一种假说能完全解释清楚。除了之前说的时隐时现,不同湖泊的水体温度、盐度差别特别大,有的浅有的深,有的暖有的凉,这些差异,都在挑战着现有的解释思路。

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未来,更先进的技术,会被科研人员们用来继续探索。比如更安全的钻探设备会被研发,既能钻透厚厚的冰壳,又不会污染湖水和沉积物,毕竟这些样本太珍贵了,一点污染都可能破坏里面的生命痕迹。同时,更精准的遥感技术也会被运用,详细的冰下湖地图会被绘制出来,这些湖之间有没有联系,是否藏着更复杂的水文系统,都会被搞清楚。
其实南极冰下暖湖,就像地球裹在冰壳里的小谜题。它没有那么好猜,不会轻易交出答案,可也正因为这样,我们才被牵着一次次往极端环境里闯,对这个星球的认知,才被不断刷新。可能未来某一天,湖底的样本被我们拿到,冰下的地形被我们看清,就能突然明白,原来这些暖湖的秘密,早就隐匿在地球的呼吸里,只是我们花了这么久,才慢慢摸到门道。