南极冰川“流血”流的不是血NOWNEWS今日新闻
南极洲有一处宛如冰川“流血”的奇景,鲜红色液体自洁白冰层中缓缓渗出,形成著名的“血瀑布”(BloodFalls)。这个神秘景象自1911年被发现以来,长达百余年始终让科学家困惑不已。如今,随着最新研究发表,研究团队不仅进一步揭开血瀑布形成机制,也发现冰层下封存着一座约150万年前形成的古老盐水湖,以及一群完全不依赖阳光与氧气存活的微生物,为探索地球极端生命甚至外星生命提供重要线索。
▲南极洲有一处宛如冰川“流血”的奇景,鲜红色液体自洁白冰层中缓缓渗出,形成著名的“血瀑布”(BloodFalls)。(图/维基百科/National Science Foundation/Peter Rejcek)
误认红藻逾百年 鲜红瀑布其实来自铁锈反应
血瀑布位于南极麦克默多干谷(McMurdo Dry Valleys)的泰勒冰川(TaylorGlacier)。1911年,澳洲地质学家格里菲斯.泰勒(GriffithTaylor)首次发现这处奇景时,曾误以为鲜红色来自大量红藻,因此命名为“血瀑布”。然而,后续研究证实,这并非藻类,也不是血液,而是富含铁元素的高盐度地下盐水。
研究指出,约150万年前,当地仍与海洋相连,随着冰川逐步向前推进,一部分海水被封存在厚重冰层下,形成与外界隔绝的地下盐水湖。经过漫长岁月,水体盐度持续升高,成为浓盐水(brine),即使在零下数十度的极寒环境中,也因冰点大幅降低而保持液态。
真正让血瀑布呈现鲜红色的原因,则是浓盐水中富含二价铁离子。当地下盐水缓慢渗出冰层、接触空气中的氧气后,铁元素立即发生氧化反应,如同金属生锈一般,使水流逐渐转为深红色。近年的高解析分析更发现,红色来源还包括大量含有铁、矽、钙、铝及钠等元素的奈米微粒,进一步解释了其特殊色泽形成原因。
地下盐水如何冲破冰层?研究揭露喷发机制
除了破解红色来源,科学家多年来更试图了解,深藏数百米冰层下的浓盐水究竟如何突破厚重冰层流向地表。
2017年,美国阿拉斯加大学费尔班克斯分校研究团队利用雷达探测技术,首度成功描绘出冰层下约300米长的加压盐水通道,证实地下存在复杂的液态水网络。研究发现,浓盐水因盐分极高,不易结冰;即便局部结冰,也会释放潜热,加热周围冰层,使通道得以持续维持液态流动。
今年刊登于《AntarcticScience》的最新研究则进一步揭露,地下浓盐水会随着冰川持续推进而受到挤压,压力逐渐累积,当超过冰层承受极限时,便会以脉冲方式突破裂缝喷涌而出,形成血瀑布。
研究团队回顾2018年一组难得同步取得的观测资料,当时GPS测站、缩时摄影机及湖泊温度感测器同时运作,意外完整记录一次血瀑布喷发过程。
观测显示,地下盐水释放期间,泰勒冰川表面高度下降约1.5公分,冰川前进速度也减缓近10%;湖泊则侦测到异常冷水讯号,摄影机更拍下冰面每日持续出现新的红色水痕。研究人员因此确认,地下盐水每一次释放,都会改变冰川内部结构与表面形貌。
科学家表示,持续监测这类现象,有助了解冰川内部变化是否因气候变迁而改变频率或强度,也让血瀑布有机会成为观察泰勒冰川演变的重要天然指标。
冰封150万年仍有生命 成外星生命研究范本
更令人惊讶的是,冰层下这座封闭超过百万年的盐水湖,竟孕育出完整微生物生态系。由于长年与阳光、氧气完全隔绝,这些微生物并非透过光合作用维生,而是利用硫酸盐及铁等矿物进行化学反应取得能量,在极端环境中持续繁衍。研究人员指出,这些微生物自人类尚未出现之前便已存在,从未接触过阳光,也从未“呼吸”过氧气。
这项发现也让血瀑布成为天体生物学的重要研究对象。科学家认为,火星,以及木星卫星“木卫二”(Europa)与土星卫星“土卫二”(Enceladus)都可能存在冰层下液态海洋,而血瀑布所展现的极端生命型态,正可作为探索外星生命的重要参考模型。


