處女湖的命運(yùn)之爭(zhēng)

南極冰湖福斯多克(Lake Vostok)所在地
*近,針對(duì)是否應(yīng)該鉆探地球上*后一個(gè)處女湖——南極冰湖福斯多克(Lake Vostok),俄、法兩國(guó)科學(xué)家和美國(guó)科學(xué)家產(chǎn)生了分歧,俄、法認(rèn)為該湖是不毛之地,可以鉆探,而美國(guó)則堅(jiān)持認(rèn)為湖里有人類(lèi)未知的生命形式,他們擔(dān)心俄國(guó)鉆透冰芯到達(dá)湖面的計(jì)劃會(huì)對(duì)它造成污染、破壞。
福斯多克湖被覆蓋在巨大的南極冰芯上。此前科學(xué)家對(duì)冰芯的鉆探已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多種微生物。俄、法科學(xué)家認(rèn)為這些微生物是來(lái)自于鉆頭和實(shí)驗(yàn)室樣本的污染物。他們認(rèn)為福斯多克湖含氧水平極高導(dǎo)致本身毒性太大,生物根本不能生存。如果他們是對(duì)的,那么這個(gè)湖將是地球上**個(gè)無(wú)生命的水體。此外,對(duì)冰湖的鉆探還將改進(jìn)我們尋找外星生命的技術(shù),如尋找火星極地以及木衛(wèi)二冰下海洋的生命。
1996年,巨大的福斯多克湖**次進(jìn)入人們的視線,它方圓14000平方千米,*深的地方將近800米,至少1500萬(wàn)年以來(lái),它一直處于與太陽(yáng)和大氣隔絕的狀態(tài)??茖W(xué)家對(duì)在這種極端環(huán)境下能否發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)非常感興趣。
1989年,法美俄三國(guó)科學(xué)鉆探湖上冰芯,但鉆探之前它們沒(méi)有為鉆探設(shè)備進(jìn)行**清潔,鉆探樣本也沒(méi)被正確保存。為了避免防凍劑、鉆探泥漿和煤油對(duì)湖造成污染,鉆探深入到離湖面130米的地方就停止了。這個(gè)深度的冰是湖水凍結(jié)形成的,被稱為積冰層。四個(gè)研究小組在這些冰的樣本中發(fā)現(xiàn)了微生物,這表明該湖含有小而旺盛的生態(tài)系統(tǒng)。
但俄國(guó)彼德斯堡核物理研究院的分子生物學(xué)家瑟杰-布拉特,激烈地質(zhì)疑研究結(jié)果的可信性。上周在德國(guó)召開(kāi)的南極研究科學(xué)家大會(huì)上,布拉特聲稱這些微生物根本就是污染物。他的研究組列舉了在實(shí)驗(yàn)室和鉆孔中發(fā)現(xiàn)的80多種微生物,它們已經(jīng)污染了福斯多克湖。
然而,有科學(xué)家說(shuō),他們對(duì)樣本進(jìn)行了清洗、**外層的排污工作,研究結(jié)果應(yīng)是完全有效的。美國(guó)蒙大拿州立大學(xué)的布萊恩特-克里斯蒂納甚至測(cè)試了鉆探時(shí)使用的煤油和其他物質(zhì),來(lái)區(qū)分外部物質(zhì)和冰內(nèi)物質(zhì)。他確信他所發(fā)現(xiàn)的生物是可信的湖內(nèi)微生物。“積冰層內(nèi)的微生物數(shù)量是其上冰川冰層的2到7倍,這些都證明該湖是這些生命的來(lái)源。所有的數(shù)據(jù)表明湖內(nèi)有微生物生存這一事實(shí)?!钡遣祭夭煌馑恼f(shuō)法,“不同的解釋就會(huì)得出不同的結(jié)論?!彼f(shuō)。
“冰冷的地獄”
爭(zhēng)論還沒(méi)有結(jié)束。布拉特和同事認(rèn)為冰里根本沒(méi)有**,湖內(nèi)毒性甚高不適合生命生存。如果是這樣,福斯多克湖將是地球上**一個(gè)無(wú)生命的水體。盡管還沒(méi)有取得湖水的樣本,但理論上可以預(yù)知湖內(nèi)氧的濃度極高,因?yàn)樯厦姹鶅?nèi)氣泡釋放的氧氣全都注入湖內(nèi),它們不能逃脫,所以湖內(nèi)氧的濃度可能是正常湖的50多倍。
“這么高濃度的氧毒性非常大,”布拉特說(shuō),這種高氧環(huán)境產(chǎn)生的副產(chǎn)品如大量的過(guò)氧化氫、高度放射性的自由基毀滅了湖內(nèi)生存的微生物。
法國(guó)科學(xué)家讓-羅伯特-派蒂同意他的看法,他說(shuō):“那是個(gè)冰冷的地獄。它曾經(jīng)是一個(gè)露天湖,那時(shí)大概有生命,但在1500萬(wàn)至3000萬(wàn)年前,它開(kāi)始結(jié)凍,氣體聚集在湖內(nèi),*終使自己變成了不毛之地。
這個(gè)假設(shè)惹惱了蒙大拿州立大學(xué)的約翰-普里斯庫(kù),他指出該湖含氧量只比另一個(gè)南極冰湖干燥谷(Dry Valleys)高10倍而已,而干燥谷則充滿著生命現(xiàn)象。它還說(shuō):“放射性自由基來(lái)自于放射物和紫外線,而那里并不存在這些東西?!贝送猓⑸锬軌虮Wo(hù)自己,產(chǎn)生抗氧化劑對(duì)付高氧環(huán)境。他認(rèn)為像大多數(shù)湖一樣,湖底也是厭氧區(qū),能夠?yàn)樯厦娓哐醐h(huán)境下的生物提供一個(gè)避難所。其他一些科學(xué)家也認(rèn)為微生物自己能夠應(yīng)付湖內(nèi)環(huán)境的挑戰(zhàn)。
俄羅斯將在2006至2007年南半球夏季打開(kāi)福斯多克湖神秘的面紗。一個(gè)國(guó)際小組建議俄羅斯使用清潔設(shè)備另開(kāi)一個(gè)新的、無(wú)污染的鉆孔進(jìn)入湖內(nèi),但遭到拒絕,小組計(jì)劃使用現(xiàn)有的、已被高度污染的鉆孔。他們認(rèn)為湖內(nèi)的高壓可以阻止鉆探泥漿污染湖水。
克里斯蒂納認(rèn)為,現(xiàn)在迫切需要開(kāi)發(fā)新方法區(qū)分我們得到的樣本的可信性。但是現(xiàn)在缺乏區(qū)分可信微生物與污染微生物的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),未來(lái)對(duì)湖水的分析仍然會(huì)出現(xiàn)上述那樣的爭(zhēng)論。
考慮到美國(guó)宇航局制造雙子火星車(chē)的*干凈的實(shí)驗(yàn)室仍然發(fā)現(xiàn)了上百種**,對(duì)福斯多克湖的鉆探會(huì)引起更多的關(guān)于污染問(wèn)題的爭(zhēng)論。
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