南极冰盖下是什么？科学家持续61天勘探，第一次描绘了冰下世界

　　南极洲无疑是世界上最神秘的大陆，由于接收的太阳辐射有限，这里常年被冰雪覆盖，是唯一没有人类定居的大陆。
　　南极洲冰盖的平均厚度达到2160米，最厚的地方甚至达到4776米，这使得南极洲成为最高大陆的同时囊括了世界上90%的冰，而这些冰包含了世界70%的淡水资源。
　　南极大陆，图源：Dave Pape
　　由于如此丰富的淡水资源，南极洲冰盖的任何变化都足以影响全球，所以南极洲很早就受到了科学家的广泛关注，许多科考队在此驻扎。
　　可能也正因为如此，南极洲变得越来越神秘，其中有一些说法就是南极洲冰盖之下有一个地下世界，或者南极洲有通往地下世界的入口。
　　而这些说法的其中一个支持点是，在南极洲冰盖下发现了湖泊，以及发现了许多活着的微生物。
　　图注：南极考察站
　　当然，南极洲冰盖下的湖泊和微生物确实都存在。冰盖下存在湖泊很好解释，但是微生物确实一直困扰着科学家。
　　这种地方为什么会有微生物存在，它们吃什么呢？
　　5月5日，一项发表在《科学》杂志上的研究中，地球物理学家克洛伊·古斯塔夫森和他的团队在对南极洲进行了持续61天的考察后，他们给南极做了一个＂巨型核磁共振＂，并第一次绘制出南极冰盖下部分区域的地图。
　　当然，他们的目的不是为了解释微生物为什么会存在，而是试图通过绘制地下水文系统来了解冰盖如何向海洋流动的——因为这种冰盖流失情况对海平面上升至关重要。
　　为什么南极地下会有液态水？
　　由于南极冰盖的移动，人们很早就怀疑南极地下拥有巨大的含水层，因为任何推动冰盖移动的模型都少不了液态水，它需要水起到润滑作用和形成平整平面。
　　南极冰盖流动情况，图源：NASA
　　比如，这次研究的重点考察的惠兰斯湖和它的水系统（这个水系有整个美国大小，由于它在冰盖下只有800米左右，比较浅便于研究），研究人员很早就被探明它是深度为2.1米的液态水湖泊。
　　其实，南极冰盖下可以存在液态水的原因很简单，因为这里的水吸收了一部分地热的热量，以及冰川和岩石强烈摩擦产生的热量，足以让它的温度接近0摄氏度左右的水平。
　　另外，这些区域被厚厚的冰盖包围，不会受到极地空气的影响，热量不容易流失，同时考虑到它受到巨大压力的影响，出现液态水湖泊是可以理解的。
　　但是，人们并不知道这些是什么水——淡水或咸水，这次研究解决这个问题，同时也解决了它存在大量微生物的原因。
　　由于这些地下水系统很深，受限于技术，以前科学家很难收集这种深层水文系统的直接证据，而这次研究团队使用的是一种称为＂大地电磁成像＂的技术，最终成功绘制出南极水下世界。
　　设置的勘探点，图源:Earth Observatory
　　南极冰盖下是什么样的？
　　大地电磁成像依赖于太阳风与地球电离层（地球上层大气中的一层致密分子和带电粒子）相互作用产生的电磁场。
　　当太阳风撞击电离层时，它们激发电离层内的粒子，并产生可以穿透地球表面的移动电磁场。
　　然后，这些移动的磁场在冰、雪和沉积物中诱发次级磁场，而次级磁场的强度与那里的材料导电程度有关。
　　因此只要测量次级磁场的强度，就可以绘制出整个地下地图和它所填充的物质。
　　其实，石油和天然气的勘探和这个技术差不多，勘探人员根据一些条件寻找目标地址，然后开始检测地下的材料就好了。
　　绘制出的湖泊、河流、含水层，图源：Earth Observatory
　　当然，毫无疑问冰盖下有液态水，而且形成错综复杂的湖泊和河流，以及含水的沉积物。
　　由于淡水和盐水的导电率不同，所以研究人员第一次探明南极冰盖下是盐水而不是淡水，由于盐水的更不容易结冰（因为盐类离子在溶剂中运动速率比水分子快），这可能也是冰盖下存在液态水的一个原因。
　　图源：Earth Observatory
　　而且研究人员还探明冰盖下越深的地方就越接近海水的导电率，而靠近冰盖的最浅部分则越接近淡水，这表明地下水可能存在相互作用。
　　另外，从液态水河流和湖泊底部，他们发现了一种厚厚的＂沉积海绵＂，一直延伸到大约 5公里以下，这些沉积物所包含的液态水是冰盖底部较浅的湖泊和河流系统的10倍以上。
　　为什么南极冰盖下有很多微生物？
　　这些事实有助于科学家了解南极冰盖流动的方式，但这和南极冰盖底部的微生物有什么关系呢？
　　其实，关系就在于这些海水是哪里来的，如果这些是海水的话，那么微生物就完全可以食用海水带来的营养物质。
　　根据之前的一项研究中，在上层沉积物中发现的放射性碳含量，科学家估计，这些盐水中的大部分是在过去一万年里到达冰盖下的。
　　而海水之所以会灌入内陆，原因只有一个，那就是当时的气候足够温暖，冰盖融化而海平面上升并倒灌入陆地。
　　最后
　　北极冰盖下存在生命是不争的事实，但这是正常现象，不需要什么地下文明的参与，而它们的营养物质正是来自于10000年前的＂海水化石＂。
　　不过，哪里有生命哪里就有碳循环，在南极冰盖下的这些生命正在消耗＂海水化石＂的营养，并制造出数量可观的甲烷和二氧化碳等温室气体。
　　现在全球变暖也是一个事实，但是它的诱因真的非常复杂，在人类活动或者说碳排放量不大的时候，地球也一直在冰期和间冰期中循环。