沃斯托克湖形成原因

日期:02-26

大家好,下面小编给大家分享一下。很多人还不知道沃斯托克湖形成的原因。以下是详细的解释。现在让我们来看看!

南极大陆是地球的两极之一,它的存在充满了神秘。如果我们拿起地球仪来看南极洲,我们会发现一块看起来像眼镜蛇的大陆,南极就在南极大陆的中心。

作为极地,南极最大的特点就是冷。事实上,每天的温度也与阳光的角度密切相关。比如我们常常以为早晚的阳光会更柔和,但中午却是如此的恶毒。

其实早、中、晚三天太阳与地球的绝对距离没有什么区别,只是太阳与大气的夹角越垂直,热量越容易穿过大气辐射到地表。

南极作为极点,注定是离太阳最远的地方。南极一年中接受阳光直射的时间太长。即使是持续180多天的极端日,太阳也只是在远离南极大陆地平线的地方照射。因为它的位置,南极将永远得不到阳光直射。

甚至两极的大气与其他地区的大气几乎没有交流,其他地区的热量也无法通过空气体流向极地。因此,南极大陆的年平均气温可达零下25℃,终年覆盖着厚厚的冰盖。

因为环境恶劣,大陆没有常住人口。因此,南极洲是人类最晚发现的大陆,无数科学家对它充满了好奇,并对它进行了各种研究。

探索南极冰盖

由于常年极寒,南极大陆根本不适合人类居住。任何人在南极大陆没有足够的物质支持,很快就会被无尽的寒冷吞噬。直到今天,南极洲只有一些专门用于科学研究的地点。

除了对南极好奇的科学家,相信不会有多少人愿意去冰天雪地的南极。对南极的研究一般有两种,一种是研究南极的环境和历史,一种是利用南极的极端环境进行相应的实验。

南极科研站

例如,由10多个国家的300多名科学家建造的艾斯·库伯中微子天文台,就利用了南极特殊的地理位置和几乎不受人类活动干扰的特点。南极冰盖下有86条观测链和数千个探测器,几乎没有电磁波等因素可以干扰冰盖下的观测者,更容易观测到可以轻易穿透物质的中微子。

我相信会有更多的人对研究南极比对利用南极环境做实验的科研活动更感兴趣。毕竟世界上人烟稀少的地方有无数的传说,而像南极大陆这样有着广阔未开发空的地方更是故事的更好来源。

诸如南极洲是外星基地,南极冰盖下有文明,南极洲地球内部入口等传言。虽然听起来都很可笑,但正是这些夸张的故事不断引起人们的好奇心,吸引着科学家们去探索南极洲。

探索南极大陆的方向之一就是研究冰盖下面是什么。这不是一件简单的事情,因为随着时间的积累,所有经过南极大陆的水都将凝结成冰晶,然后留在南极大陆上。几千年来,南极冰盖的平均厚度达到了4千米。

所以如果你想研究南极,先在冰面上挖一个4公里深的冰窟是合理的。当然,聪明的科学家不会局限于这个问题。4公里只是平均厚度。既然是平均值,实际冰厚当然有厚有薄。

科学家通过超声波探测和雷达探测冰川的厚度,可以直接检测出冰下物质的大概成分。令人惊讶的是,探测结果显示冰下有一个液态湖。

通过科学家的努力,他们在南极洲发现了140多个冰下湖泊,这些冰下湖泊中最大的一个被命名为沃斯托克湖。东方号在俄语中其实是东方的意思,因为这个湖离俄罗斯科考站东方站不远。

因为湖与冰面的距离非常接近冰盖的平均深度,所以有3700多米的深度。因为离科考站还很近,所以俄罗斯科学家直接从沃斯托克湖挖。几千米深的冰不是随便就能挖通的。挖了好几年,科学家才挖到液态水的位置。

南极冰盖下是否存在孕育生命的液态水?

沃斯托克湖的研究并没有想象中的顺利。由于南极的极端气候,冰层被挖开后,湖水会在冰层的压力下翻涌至数十米,然后在极低的温度下迅速冻结,重新封住冰穴,最终导致失败。

起初,科学家只想研究南极沃斯托克湖的成分,了解南极大陆古代的气候。

但是随着对冰下湖泊研究的深入,科学家发现这个湖泊并不是完全的死水,隐藏在几千米冰层深处的水其实是会流动的,而且不会简单的在湖中小范围流动,而是湖中的水会以冰下河流的形式流向其他水体。

总体来说,南极洲的冰面下有一个完整的水循环系统,甚至可能与海洋相连。

这时,科学家们终于意识到了沃斯托克湖的重要性,它在冰层之下——很可能有生命。我们知道,水清则无鱼,死水永远不会出现生命。但是现在发现冰下的水是流动的,甚至科学家发现冰下的水会受到引潮力的图像影响。每当月亮经过时,沃斯托克湖的湖水就会涨落1到2厘米。

基于所有这些现象,科学家认为南极大陆的冰水循环环境与一些类地行星或卫星非常相似。比如木星的卫星木卫二,这颗行星的表面也覆盖着一层厚厚的冰层,但是科学家认为木卫二的低温不足以冻结行星上所有的水,所以木卫二很可能像南极大陆一样在冰层下有液态水。

所以现在沃斯托克湖的研究方向已经从研究南极的湖泊成分,变成了研究沃斯托克湖是否存在生命。如果能在数千米的冰层下发现生命,那么木卫二这样的星球上存在生命的可能性将大大提高。

既然研究方向变了,原来的检测方法就不能用了,因为有一个严重的问题,就是钻透冰层的钻头很可能会污染沃斯托克湖的湖水,因为一旦钻头进入湖水,钻头上的微生物就会随之而来,最终破坏原有的湖水生态。如果在湖水中发现了生命的痕迹,从钻头上就很难判断是不是微生物了。

最初科学家用防冻剂和煤油来润滑钻头,主要作用是防止钻头结冰。但是,这两种都不能完全消毒。钻冰时,大量的细菌和其他生物会污染湖水。

为了解决这个问题,俄罗斯科学家想到了一个办法。在湖边打钻时,他们换上了消毒干净的钻头,一到湖边就把钻头收回来。

湖中的水会在冰的压力下冲向钻孔,慢慢融化,然后科学家会将这种新凝结的冰柱带离钻孔进行研究,这样就可以简单地知道湖中是否存在微生物。

通过研究,科学家发现湖水中确实存在低浓度的细菌,而且这些细菌的成分非常复杂,并且发现了生活在不同环境中的菌株,这意味着南极冰下不仅有低温和一点液态水,而且这些水在冰面上的水循环过程中会经过不同的环境。

经过科学家的研究,这些细菌的基因序列显示,它们存在于湖泊、海洋、海底淤泥、深海温泉和冰冻环境中,生活在这些环境中的细菌基本相同,这直接证明了南极冰盖下的水循环是真实存在的,微生物只有通过水循环的运转才能保持多样性。

冰原下的“外星世界”

其实目前唯一能确定的就是冰盖下存在微生物。由于担心污染冰下湖中的环境,科学家们目前还没有真正探测过湖底,无法知道冰盖下四公里的湖中是否生活着多细胞生物。

但是从上面提到的研究中我们可以知道,南极冰盖下的水环境很可能与海洋环境是相互联系的,否则冰盖下不会发现具有海洋环境基因序列的细菌。因此,唯一不清楚的是海洋如何与冰下湖泊沟通。如果有一条冰下河流直接与海洋相连,那么几乎可以肯定千米冰盖下会有多细胞生物,甚至鱼类。

为了更深入地研究,科学家们在距离南极大陆边缘仅200多公里的冰盖上发现了厚度只有900米的冰盖,并钻了一个直径几十厘米的冰窟。此时,距离科学家开始钻探冰盖已经过去了20年。

我们要知道,南极极低的温度使得它的地理环境非常特殊。有些地方,即使离大陆很远,仍然会因为温度低而凝结成一片冰原。简单来说,从这个冰原上钻一个洞,其实下面就是一片海洋。

通过这个900米长的钻孔,科学家们能够直接观察到南极边缘冰盖下的生态系统。经过研究,为了适应寒冷黑暗的环境,这些生物的形态与我们认知中的普通海洋生物有很大不同。

冰原下只有海绵、海鞘等软体生物,而且都是非常自由飞翔的。可能是因为冰原挡住阳光后就看不到对方了,所以不必在意外表。光看外表,就让人相信是外星生物。在这冰原之下,简直就是一个“外星世界”。

经过科学家取样研究,发现南极大陆边缘冰盖下的海洋生物基本上都有一个特点——代谢速度特别慢。

科学家认为这些生物主要依靠浮游生物补充营养,生存能力极强。由于冰原下环境寒冷,它们的生存策略基本上是一动不动,一个一个地练习“龟呼吸”。按照它们的代谢率,这些生命的寿命基本可以达到一千年以上。

结论

生命的坚韧令人惊叹,我们不禁会想,欧罗巴这样的冰球世界,是否也会孕育出冰原下的生命?答案将在未来更发达的航天技术中给出!

以上解释了沃斯托克湖形成的原因。本文到此结束,希望对大家有所帮助。如果信息有误,请联系边肖进行更正。

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