冰下湖知多少

冰雷达探测影像

　　中国第32次南极考察队通过“雪鹰601”固定翼飞机展开飞行测线作业，在南极发现大量冰下湖。那么，究竟什么是冰下湖，需要“劳驾”我国首架极地固定翼飞机在广袤的南极冰盖上“寻寻觅觅”呢？找到了又有什么意义呢？

　　中国第32次南极考察队副领队、冰川学家孙波认为，所谓冰下湖就是冰盖底部封存的水体。

　　居然是水体？在冰天雪地的南极，居然有不结冰的冰下湖？为什么会形成这种现象呢？

　　孙波表示，科学界目前认为冰下湖有5种形成原因。第一种是远古时期存在的水体——可能是内陆湖也可能是跟海水相连的水体，随着冰盖的发育，将水体封存起来，形成冰下湖，这是最早期的认知。

　　第二种情况是，是冰盖底部基岩地热活动异常，温度过高的基岩地热将冰盖底部融化，形成冰下湖。这是形成冰下湖的一个重要原因，很多冰下湖都是因此形成。

　　第三种当冰体的厚度超过3000米，并配合冰下基岩地热活动和冰流过程，冰盖底部达到了压力融点，就会融化产生水体，形成冰下湖。这也是冰下湖形成的一个重要原因。

　　第四种比较特殊，是冰下有活火山。活火山造成部分冰体融化成水体，形成冰下湖。这种成因的冰下湖只存在西南极，东南极并不存在。

　　第五种是冰盖底部存在热岩，热岩可以持续释放热量，因此产生水体形成冰下湖。本次考察队在东南极伊丽莎白公主地发现的冰下湖就属于此种形成原因。

　　孙波指出，虽然每个冰下湖的温度可能不尽相同，但不管是这5种原因中的哪种原因形成的冰下湖，其水体温度都在压力融点之上，因此不会结冰。

　　孙波表示，根据2012年的有关数据显示，世界上已知冰下湖有379个。其中，可以分成两种类型——静态冰下湖和动态冰下湖，数量分别是255个和124个。静态冰下湖的大小、水量相对稳定，不会变化。动态冰下湖的水量则会变化，盛水期的水量增加顶升冰盖，反之水量减少则冰面下降。“目前科学界还没有掌握动态湖的变化规律，但是可以根据冰盖表面的高低变化，来判断水体的增减。”

　　在了解了冰下湖的形成原因后，我们还需要知道冰下湖和我们有什么关系，为什么要关注、研究冰下湖呢？

　　在冰下湖的5种形成原因中，第一种发育的冰盖将原有远古水体封存，同时也将水中的远古生命封存，留下宝贵的远古生命样本。另外4种原因形成的冰下湖会产生水体与冰盖的物质交换，并因此孕育、繁衍极端环境下的新生命。“很多迹象表明，在冰下湖当中存在某些新的生命形态。在黑暗、低温、高压、封闭的极端环境中，居然出现生命，这是生命问题的一个重要研究方向。”孙波说。

　　研究冰下湖的第二个原因是冰盖与海平面的变化存在联系，动态冰下湖的水会影响冰盖的稳定性，以致影响全球海平面变化。

　　第三个原因是冰下湖与深空探测息息相关。在目前探测到的一些木星的卫星和火星表面，发现存在冰层，并推测冰层底部有液体，极其类似冰下湖。“因此，对于外星球的很多探测手段，需要通过在南极研究冰下湖来验证。”孙波表示。

　　第四个原因是冰下湖的湖水属于低温水，且大部分是低温淡水，一旦大量低温冷水排放到大洋，将会影响全球海洋的温盐环流。

　　“因此，对于冰下湖的研究非常重要，这是现阶段全球科学家关注的前沿问题。但是，由于人类无关直接观测到冰下湖，甚至缺乏合适的方法做到观测与无污染采样，目前对于冰下湖以及其生命形态的认知还很不够。但这也正是我们的研究方向，也是科学的魅力之所在。”孙波说。

　　此外，南极还有一些不结冰的冰面湖。这种湖的形成原因是全球变暖和太阳辐射，在夏季出现不结冰的状态，冬季结冰。“这种湖在南极相对较少，在北极的格陵兰冰盖有很多。”孙波表示。