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嚴峻環(huán)境下的自救——探尋端氣候下的生命存續(xù) | 前沿應用【上篇】
中國的垃圾分類運動正在如火如荼的進行,,“你是什么垃圾”戲謔之語的背后,是垃圾分類迫在眉睫的信號,。而在這種緊迫的背后,,是環(huán)境的嚴峻形勢。
微塑料積聚,、變暖,、海平面上升......所有我們不以為意的環(huán)境問題正一步步逼近我們周遭的生活,環(huán)保運動已經刻不容緩,。
在全民參與環(huán)保之余,,科學家們也正在尋找新的方法來“拯救”人類的明天。了解端氣候下生命的演變,,以此探尋人類在端氣候下的生存條件就是其中一種,,也是我們今天文章要討論的主題。
這一研究也許看起來較為遙遠,,但《流浪地球》中的場景在未來的某一天是否真的會發(fā)生,,我們誰也無法預言。讓我們一起來看看地科學家的南冰蓋研究,,也許會帶給你不一樣的收獲,。
南洲冰蓋之下真的會有生命么?
“很遺憾,我們對南洲冰蓋下的生態(tài)了解甚少,,據說我們對火星的了解都比它多,。”
約翰·普利斯庫
美國蒙大拿州立大學農業(yè)學院土地資源與環(huán)境科學系的董事教授,地科學家
為什么呢,?
因為冰蓋被密封在世界大的冰川下面,,環(huán)境惡劣且難以到達。南洲的冬季,,許多地方氣溫會低于零下37度,,夏天時,氣溫高也僅能達到0度,。
南冰蓋之下真的有生命嗎,?
科學家們曾經認為南洲的內部是沒有生命的。但通過新的鉆井技術,,他們在冰川下湖泊中發(fā)現了一個多樣化的微生物生態(tài)系統(tǒng),,其中有一個系統(tǒng),,可以在沒有任何光線的條件下生存。
在不可能的地方尋找生命
普里斯庫教授在過去的35年里, 一直在南洲開展研究工作,。他的研究團隊就在之前的一次南考察中發(fā)現了微生物,。
在那次考察中,普里斯庫教授發(fā)現這些微生物能夠在零度以下溫度的巖石中“開采”礦物, 以獲得促進其生長的能量,。而今年,,他計劃在南洲冰凍的冰層下鉆幾千英尺, 他說:“我們是在以往人們認為不可能存在生命的地方尋找生命。”但他期望能找到活著的生物,,而不僅僅是微生物,。
如果這次計劃成功了,很可能會改變我們看待地球的方式,。
圖片來源:Pixabay
令人期待的南冰下湖泊科研項目
冰下湖是夾在冰蓋和大陸架陸地之間的液態(tài)水體,,科學家們認為南冰蓋下有400多個湖泊, 其中許多通過溪流和濕地相互連通。普里斯庫的研究團隊推測, 冰蓋下所有這些湖泊里都充滿了生命,。
“南冰下湖泊的科學獲取”項目(SALSA)
這是普里斯庫團隊正在進行的一項南任務,,從2018年到今年南半球的夏天,為期兩年,。在項目中,,普里斯庫團隊從位于南洲西部的Mercer湖進行取樣。
Mercer湖是一個水力學活躍的冰下湖泊,,研究人員推測, 在這些活躍的冰川下湖泊中,,冰下水的運動變化與海洋有機質的殘留沉積正調節(jié)著這種生態(tài)系統(tǒng)的演化過程。
圖片來源:Pixabay
取樣需要鉆透一千米深的冰層,,可以說是在世界底部,,以往人們認為這些地方并不會存在生命。
也正因為冰層太厚,、24小時的強烈光照,、低溫度、劇烈冷風等諸多因素的影響,,使得在Mercer湖建立研究基地并不容易,,普里斯庫團隊需要分次運送鉆井設備和其他儀器,研究條件為艱苦,。
即便如此,,研究團隊能夠對收集到的水和沉積物樣本進行實地研究,包括研究細菌細胞的密度,、基因內容,、生長速度和食物,他們仍感到無比欣喜,。
Mercer湖只是第二個要取樣的冰下湖,,但普里斯庫表示:“這已經能夠讓我們對深部生態(tài)系統(tǒng)的了解翻一番了”,。這個消息無疑令人振奮。
檢測冰層下有機物的工具
如何測量冰川下系統(tǒng)中溶解的有機物呢,?普里斯庫攜帶的是HORIBA Aqualog熒光光譜儀,,它能夠同時測量吸收光譜和熒光激發(fā)-發(fā)射矩陣,且能夠連續(xù)快速地提供樣本光譜,。
“Aqualog光譜儀很適合用來測量冰層下的有機物,,它是檢測冰層下有機物的工具,因為它具有快速的采樣率,,能夠對溶解的有機物進行鑒定, 以確定其是否具有抗性 (耐久性),。幾十萬年來,這些有機物從來沒有見過陽光,,所以我們還會同時收集其他數據以確定其存在時間。”普里斯庫如是表示,。
普里斯庫利用Aqualog光譜儀對溶解的有機物進行指紋鑒定,,確定溶解有機物類型,再進一步確定它們出現的年代,。
HORIBA Aqualog光譜儀
注:如需了解該研究中HORIBA Aqualog光譜儀的詳細介紹及使用問題,,歡迎點擊左下角“閱讀原文”留言,我們的技術專家會盡快聯系您進行答疑解惑,。
了解過去是為了應對未來
了解這些生命對人類的意義何在,?
普里斯庫認為,當今正在變暖,,冰層正在快速融化,,地球生態(tài)系統(tǒng)已經受到影響。
“加利福尼亞州等地球的許多地方目前已經受到影響,,未來只會更糟,。頻繁且嚴重的火災和洪水災難正在侵襲人類,一些農作物因為氣候變化很可能無法正常生長,。如果我們失去南冰蓋,,會導致海平面的急劇上升,這些問題將更加嚴重,。”
關乎到人類未來的存亡 適應端氣候 生命演化 一些農作物無法正常生長 失去南冰蓋 變暖 海平面上升 頻繁的火災 洪水 地球生態(tài)系統(tǒng)受到影響
“我們需要了解南冰蓋下生物在地球或其他天體上的端環(huán)境中的生命演化,,了解他們的生存法則,進而增加我們對生命如何在寒冷甚至遙遠行星上生存的認識,。
而這些深藏于地表之下,、隱藏了數百萬年的湖泊微生物的發(fā)現,無疑為我們了解這一法則提供了大量信息,,為變暖情況下人類如何適應端氣候變化提供參考,。
這關乎到人類未來的存亡,。”普里斯庫無不擔憂地表示。
圖片來源:Pixabay
對南冰蓋的研究顯得如此重要,,然而,,我們卻不能僅僅依靠科學研究來應對應對這種氣候變化。在這之前,,更重要的事情也許是,,我們應該停止一些污染環(huán)境的行為,采取一些保護環(huán)境的舉動,,就像我們正在開展的垃圾分類處理運動那樣,。
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