来自南极洲的意外教训:生命即使在500英尺的冰下也能繁荣昌盛
科学家们在一个黑暗而孤立的地方发现了“一个美丽、繁荣的生态系统”:曾经是冰川的阴影。
一块与芝加哥大小相仿的冰山在一月份从南极洲的一个大型浮冰川上脱落,附近的一组科学家迅速改变了计划,驾驶他们的船只去探查新显露的海底。
他们所发现的让他们感到惊讶和震惊。
“我们没有想到会发现如此美丽、繁荣的生态系统。根据动物的大小,我们观察到的生态群体可能已经存在几十年,甚至几百年,”来自葡萄牙阿维罗大学环境与海洋研究中心及生物学系的帕特里夏·埃斯基特说。
她是来自施密特海洋研究所的国际科学家团队的一员,在贝林斯豪森海工作。当他们得知一块新冰山——A-84——脱落时,他们改变了工作计划,以查看一个被冰盖住近500英尺的海底上显露出什么。
不到两周,他们就位并开始使用称为滑翔机的自主水下航行器,迅速清点那些在没有光照和少量营养物质的情况下生活了数百年的繁荣生态系统。
“我们抓住时机,改变了探险计划,前往查看深处发生的情况,”埃斯基特说。
加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的海洋科学教授道格拉斯·麦考利对研究团队能够灵活调整航向以进行观察感到印象深刻。
“一些最好的发现来自那些经过多年的经验规划每一分钟的严谨科学家,他们能够勇敢地说:‘天哪,巨大的冰山突然脱落——我们去看看下面有什么!’”他说。
这次航行的转变最终证明是个幸运的选择。施密特海洋研究所的团队在水深达4200英尺的地方发现了一个令人惊讶地繁荣的生态系统,包括冰鱼、巨型海蜘蛛、章鱼、珊瑚和海绵。
他们怀疑已经发现了几种新物种,但确定这些物种还需要时间。
加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的生态学、进化与海洋生物学教授安德鲁·瑟伯表示,看到这些区域内的生命的机会非常少。
他说,随着远程潜水机器人技术的发展,在重大冰层下工作应该不成问题,但这对于海洋科学仍然是一个严峻的技术挑战。
“这不是简单地‘把机器人送到冰下,它就能回来带回有趣的数据’,”他说。“实际上,它们常常会遇到问题,而在头上有数百米的冰时——回家的机会就变得渺茫。”
这些海洋生物在冰下吃什么?
这次发现的一个谜团是这些海洋生物一直在吃什么。在接近一英里的深处,有一层500英尺厚的冰在阳光下待了几个世纪,晚餐时可选择的食物并不多。
“这些生态群体距离太阳和这个能量来源非常遥远,”瑟伯说。
在海洋最深处,海洋生物依赖于缓慢下沉的营养物质的持续降雨。
这种被称为“海洋雪”的物质,由死去的动物、植物、粪便和其他有机物质组成。根据美国国家海洋和大气局的说法,它得名于看起来像“小白色蓬松颗粒”缓缓落入水柱中的事实。
但新揭示的区域在几个世纪以来被冰覆盖,断绝了与表面营养的联系。瑟伯表示,发现如此多的生命——而且是如此巨大的生命——是令人意外的。
“我们本会期待动物群体与深海的生活更相似,通常是小动物和不可思议的多样性,但不会有大动物,除非在特殊情况下,”他说。
相反,他们发现了大型无脊椎动物。“这就是为什么这是如此令人惊讶的发现,”他说。
科学家们假设海洋洋流正在移动营养物质,而洋流很可能是支持冰层下生命的机制,尽管具体的工作原理尚未被了解。
这块冰山来自哪里?
这块被命名为A-84的冰山是从乔治六世冰架上脱落的,乔治六世冰架是附着在南极半岛的一个大型浮冰川。根据国家雪冰数据中心的说法,冰架是连接到陆地的大型永久性浮冰层。这样的冰架是地球冰冻圈的重要组成部分。
这块巨大的冰山的脱落是近年来气候变化导致地球两极持续缩小的一个例证。
这引发了一个问题,即如何处理新开放的区域。
“开放的海底既可以成为扩展工业的区域,也可以打开未经探索的栖息地,拥有未知的生物多样性、药物发现的潜力,以及往往易受到人类活动影响的长寿命物种,”瑟伯表示。
这些区域应该被转变为海洋保护区还是被开发,最有可能用于捕鱼?
“我认为这是作为全球合作社区所面临的问题,我们负责南极的管理,面对我们快速变化的地球。”他说。
这些神秘生物能在开放海洋中生存吗?
科学家们面临的一个最大问题是,曾经在冰层覆盖下的生态系统中自由生活的海洋生物在冰消失后会如何生存。
“它们中的一些可以移动,但有些则嵌入在海底。因此它们被固定在原地,当然无法移动,”施密特海洋研究所的执行主任约蒂卡·维尔玛尼说。
“在我们回去之前,或者在几个月或一年后科学家们回去之前,很难说这个生态系统会如何演变,”她说。“但我们获得的基线信息是惊人的。”