中國的垃圾分類運(yùn)動正在如火如荼的進(jìn)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(yán)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(yùn)動已經(jīng)刻不容緩。

在全民參與環(huán)保之余，科學(xué)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(yuǎn)，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(yù)言。讓我們一起來看看地科學(xué)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(jù)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(xué)農(nóng)業(yè)學(xué)院土地資源與環(huán)境科學(xué)系的董事教授，地科學(xué)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(dá)。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(dá)到0度。

南冰蓋之下真的有生命嗎？

科學(xué)家們曾經(jīng)認(rèn)為南洲的內(nèi)部是沒有生命的。但通過新的鉆井技術(shù)，他們在冰川下湖泊中發(fā)現(xiàn)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(tuán)隊就在之前的一次南考察中發(fā)現(xiàn)了微生物。

在那次考察中，普里斯庫教授發(fā)現(xiàn)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(jìn)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(rèn)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(xué)家們認(rèn)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(tuán)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(xué)獲取”項目(SALSA) 

這是普里斯庫團(tuán)隊正在進(jìn)行的一項南任務(wù)，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(tuán)隊從位于南洲西部的Mercer湖進(jìn)行取樣。

Mercer湖是一個水力學(xué)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(yùn)動變化與海洋有機(jī)質(zhì)的殘留沉積正調(diào)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(rèn)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(qiáng)烈光照、低溫度、劇烈冷風(fēng)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(tuán)隊需要分次運(yùn)送鉆井設(shè)備和其他儀器，研究條件為艱苦。

即便如此，研究團(tuán)隊能夠?qū)κ占降乃统练e物樣本進(jìn)行實地研究，包括研究細(xì)菌細(xì)胞的密度、基因內(nèi)容、生長速度和食物，他們?nèi)愿械綗o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(jīng)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(jī)物的工具

如何測量冰川下系統(tǒng)中溶解的有機(jī)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(jī)物，它是檢測冰層下有機(jī)物的工具，因為它具有快速的采樣率，能夠?qū)θ芙獾挠袡C(jī)物進(jìn)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(jī)物從來沒有見過陽光，所以我們還會同時收集其他數(shù)據(jù)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(jī)物進(jìn)行指紋鑒定，確定溶解有機(jī)物類型，再進(jìn)一步確定它們出現(xiàn)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(xì)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(shù)專家會盡快聯(lián)系您進(jìn)行答疑解惑。

了解過去是為了應(yīng)對未來

了解這些生命對人類的意義何在？

普里斯庫認(rèn)為，當(dāng)今正在變暖，冰層正在快速融化，地球生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)受到影響。

“加利福尼亞州等地球的許多地方目前已經(jīng)受到影響，未來只會更糟。頻繁且嚴(yán)重的火災(zāi)和洪水災(zāi)難正在侵襲人類，一些農(nóng)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(dǎo)致海平面的急劇上升，這些問題將更加嚴(yán)重。”

關(guān)乎到人類未來的存亡 適應(yīng)端氣候 生命演化 一些農(nóng)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(zāi) 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(jìn)而增加我們對生命如何在寒冷甚至遙遠(yuǎn)行星上生存的認(rèn)識。

而這些深藏于地表之下、隱藏了數(shù)百萬年的湖泊微生物的發(fā)現(xiàn)，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(yīng)端氣候變化提供參考。

這關(guān)乎到人類未來的存亡。”普里斯庫無不擔(dān)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(xué)研究來應(yīng)對應(yīng)對這種氣候變化。在這之前，更重要的事情也許是，我們應(yīng)該停止一些污染環(huán)境的行為，采取一些保護(hù)環(huán)境的舉動，就像我們正在開展的垃圾分類處理運(yùn)動那樣。

>>>> HORIBA科學(xué)儀器事業(yè)部

HORIBA Scientific 致力于為科研及工業(yè)用戶提供先進(jìn)的檢測和分析工具及解決方案，如：光學(xué)光譜、分子光譜、元素分析、材料表征及表面分析等先進(jìn)檢測技術(shù)，旗下Jobin Yvon光譜技術(shù)品牌創(chuàng)立于1819年，距今已有200年歷史。

如今，HORIBA 的高品質(zhì)科學(xué)儀器已經(jīng)成為科研、各行業(yè)研發(fā)及質(zhì)量控制的，之后我們也將持續(xù)專注科研領(lǐng)域，致力于為用戶提供更好的服務(wù)。