意外的生命潜伏在与世隔绝的南极冰层深处的冰下湖泊里

南极冰盖下的湖泊可能比之前认为的更适宜居住，允许更多的微生物生存。

这是一项新研究的发现，它可以帮助研究人员确定寻找微生物的最佳地点，这些微生物可能是该地区特有的，已经被隔离并单独进化了数百万年。这项工作甚至可以帮助我们了解在绕轨道运行的冰冻卫星表面下的类似湖泊木星和土星和南部的冰帽火星。

在南极洲厚厚的冰盖下可以形成湖泊，在那里，冰的重量在底部造成巨大的压力，降低了冰的熔点。再加上下面岩石的温和加热和上面冷空气带来的冰的保温，液态水就这样形成了水池。

在南极冰盖下发现了400多个这样的“冰下”湖泊，其中许多湖泊彼此隔绝，与大气隔绝已有数百万年。

这意味着，这些湖泊中的任何生命都可能同样古老，这为我们提供了一个视角，让我们了解生命是如何在持续的极端寒冷条件下适应和进化的，这种情况在地球历史上曾经发生过。

考察队已经成功地钻入冰盖边缘的两个小型冰川下湖泊，那里的水可以迅速流入或流出。这些调查揭示了冰层下的微生物生命，但隔离在中央冰盖下的较大湖泊是否包含并维持生命仍然是一个悬而未决的问题。

在今天发表的一项研究中科学的进步,研究人员从伦敦帝国理工学院里昂大学(University of Lyon)和英国南极调查局(British Antarctic Survey)的研究表明，冰下湖泊可能比它们最初看起来更适宜居住。

由于无法接触阳光，这些环境中的微生物不能通过光合作用获得能量，而是通过处理化学物质获得能量。它们集中在湖床上的沉积物中，那里被认为是生命最可能存在的地方。

然而，为了让生命分布更广，也因此更容易取样和检测，湖中的水必须混合——必须移动——这样沉积物、营养物质和氧气才能更均匀地分布。

在地球表面的湖泊中，这种混合是由风和来自太阳的热量引起的，引起对流。由于这两种物质都不能作用于冰下湖泊，因此可以假定没有混合。

然而，这项新研究背后的团队发现，另一种热源足以在大多数冰下湖泊中引起对流。这种热量是地热能:来自地球内部，由地球形成时剩余的热量和放射性元素的衰变结合而产生。

研究人员计算出，这种热量可以刺激冰下湖泊的对流，使沉积物的小颗粒悬浮，并移动氧气，使更多的水体适合生命生存。

里昂大学(University of Lyon)和英国南极调查局(British Antarctic Survey)的首席研究员路易斯·库斯顿博士(Dr. Louis Couston)说:“在南极冰盖下与世隔绝数百万年的湖泊中的水并非静止不动;水流实际上是非常动态的，足以使细小的泥沙悬浮在水中。随着水的动态流动，整个水体可能是可居住的，即使更多的生命仍然集中在地板上。“这改变了我们对这些栖息地工作方式的认识，也改变了我们未来对它们进行探索时采样的计划。”

研究人员的预测可能很快就会得到验证，因为一个来自英国和智利的团队计划在未来几年内对一个名为CECs湖的湖泊进行取样。在整个湖水深处采集的样本将显示微生物生命存在的地方。

预测也可以用于生成理论对生活在太阳系的其他地方,作为合著者教授马丁•Siegert格兰瑟姆研究所的主任——气候变化和环境在帝国,解释道:“现在我们的眼睛转向预测物理条件在冰冷的卫星和行星液态水水库。在地球和冰冷的卫星上，冰下水囊的物理性质是相似的，但地球物理背景是完全不同的，这意味着我们正在研究新的模型和理论。

“随着以冰冻卫星为目标的新任务和不断增强的计算能力，这是天体生物学和寻找地球以外生命的大好时机。”yabo124

参考:路易斯-亚历山大·库斯顿(Louis-Alexandre Couston)和马丁·西格特(Martin Siegert)于2021年2月17日发表的《南极冰下湖泊的动态流动创造了潜在的宜居条件》(Dynamic flows create potential宜居条件in Antarctic subglacial lakes)科学的进步。
DOI: 10.1126 / sciadv.abc3972