揭開南極“血瀑布”之謎

■陳瑜

一條宛如鮮血般紅色的瀑布，經泰勒冰川流入麥克默多干河谷——這是南極的一道奇特景觀“血瀑布”。發現這條瀑布的澳大利亞地質學家認為，瀑布只是被紅藻染紅。但后來研究人員發現，水之所以呈紅色，是因為其中的鐵元素和氧氣反應生成了氧化鐵。而據外媒近期報道，科學家現在又發現這種富含鐵元素的水，來自于一個冰下鹽湖。困擾科學家近一個世紀的南極“血瀑布”謎團，終于被解開。來自美國的科學家發現，“血瀑布”的源頭是一個距今100萬年前形成的冰下鹽湖。盡管被埋藏在冰川下百萬年之久，但湖水沒有凍結，“血瀑布”也不會枯竭。

瀑布“血水”來自冰下湖

在冰天雪地的南極洲，存在著一處罕見的自然景觀，那就是澳大利亞地質學家于1911年偶然發現的“血瀑布”。這條宛如鮮血般的紅色瀑布，經泰勒冰川流入麥克默多干河谷，因為流淌出的紅色液體好似血液，因此得名“血瀑布”。

傾瀉著紅色之水的“血瀑布”，與白色的冰川形成鮮明對比。這一奇觀一直令探險者感到困惑不已，過去科學家曾有過很多推測，但都被一一推翻。

起初，因為瀑布的水呈現出鐵銹一樣的顏色，科學家認為是由于某些藻類生長所致。但在2003年，該理論被推翻。研究人員稱，出現“血瀑布”的原因，是瀑布的水里富含鐵元素。當水中的鐵元素接觸到空氣之后，和氧充分反應變成氧化鐵，因此瀑布的水就變成了血紅色。但又一個問題接踵而來，這種富含鐵元素的鹽水源自哪里呢？

為了確認鹽水的位置，美國阿拉斯加大學費爾班克斯分校和科羅拉多學院的研究人員，使用溫度探針在-19℃的冰川下尋找-5℃的鹵水。

最新研究成果顯示，“血瀑布”的源頭是一個形成于100萬年前、如今被掩藏在冰川下的大湖。利用回聲定位技術，研究人員可以探測到“血瀑布”所在的泰勒冰川下的水流運動。這說明盡管被埋藏在冰川下萬年之久，但湖水卻沒有凍結。

冰下湖水緣何不凍結

在很多人的印象中，南極大陸常年被厚厚的白色“被子”——冰蓋覆蓋，為什么冰蓋下居然會出現沒有凍結的湖水呢？

中國極地研究中心副主任孫波指出，科學界目前認為冰下湖有5種形成原因。第一種是遠古時期存在的水體——可能是內陸湖也可能是跟海水相連的水體，隨著冰蓋的發育，將水體封存起來，形成冰下湖。第二種是冰蓋底部基巖地熱活動異常，溫度過高的基巖地熱將冰蓋底部融化，形成冰下湖。第三種是當冰體的厚度超過3000米，并配合冰下基巖地熱活動和冰流過程，冰蓋底部達到了壓力融點，就會融化產生水體，形成冰下湖。第四種原因比較特殊，是冰下有活火山。活火山造成部分冰體融化成水體，形成冰下湖。但這種成因的冰下湖只存在于西南極，東南極并不存在。第五種是冰蓋底部存在熱巖，熱巖可以持續釋放熱量，因此產生水體形成冰下湖。“雖然每個冰下湖的溫度可能不盡相同，但不管是這5種原因中的哪種原因形成的冰下湖，其水體溫度都在壓力融點之上，因此不會結冰。”孫波說。

其實南極不只有這一個形成“血瀑布”的冰下湖。上世紀末，俄羅斯和英國科學家在俄羅斯東方站附近的冰下，發現了地球上最大的冰下湖——東方湖。這也是在南極發現的第一個冰下湖，面積達14000平方千米，被封存在冰蓋之下約4000米處，與世隔絕至少1500萬年。此后，科研人員借助冰雷達、物探手段，又發現了幾百個冰下湖。

冰下湖的奧妙有待揭曉

南極“血瀑布”像是撕裂的傷口，水如鮮血般殷紅。

事實上，冰下湖遠不止造就了“血瀑布”這么簡單，在這個位于冰下約400米的高鹽分湖泊的惡劣環境中，仍然有細菌生存。這些頑強的生命，依靠硫和鐵的化合物生活。研究人員稱，自從冰川將這座湖泊掩蓋，創造了如此寒冷、黑暗、無氧的生態環境時起，這種細菌菌落就被與世隔絕了約150萬余年。

除了這個鹽湖中有細菌生存之外，在其他的冰下湖，例如東方湖中還可能暗藏著生命起源的線索。

因為未知領域很多，冰下湖正成為地球最后的秘密之一。

由于人類無法直接觀測到冰下湖，甚至缺少合適的方法做到觀測與無污染采樣，目前對于冰下湖及其生命形態的認知還不夠，其奧妙有待揭曉。