2022-02-24 13:23

南极洲的血流成河:没有那么神秘,但仍然令人毛骨悚然

blood falls

你可能在新闻标题上看到过南极洲“血瀑布”之谜终于被解开的消息。这有点傻,因为这个大谜团——为什么泰勒冰川白色的表面会渗出血一样的鲜红色液体——已经不是那么神秘了。两年前的一项研究表明,这种充满有趣微生物的咸水,由于含铁量高而呈现出颜色,似乎来自连接地表可见湖泊的地下水道。

“事实证明,尽管这些山谷中有美丽和令人心潮澎湃的血瀑,但它实际上只是一个小波动。这是这个更令人兴奋的功能中的一个小缺陷,”微生物学家Jill Mikucki在2015年说道。

但是我们跑题了。血瀑布吗?仍然太棒了。关于它们起源的最新研究,虽然并不像一些头条新闻所说的那么出人意料,但仍然很酷。从本质上说,这项研究将2015年那篇论文的猜测变成了一个确认的事实——包括一些可能对我们变暖的地球也有重大影响的发现。

在本周发表在《科学》杂志上的一项研究中,研究人员(包括Mikucki)报告了关于这一有趣自然现象的管道的新信息:他们相信,他们已经追踪到水的确切起点是泰勒冰川下的一个盐水水库。

“我们知道是盐水流出形成了这些瀑布,2015年的那篇论文基本上证实了盐水来自冰川下面,”该研究的主要作者、华盛顿大学的研究生杰西卡·贝格利(Jessica Badgeley)告诉《大众科学》(PopSci)。贝格利在科罗拉多学院读本科时就开始了这项研究,她与阿拉斯加费尔班克斯大学的冰川学家艾琳·佩蒂特和她的团队一起工作。“至今仍未解开的谜题是这个源头和流出源头之间的联系。这是一个不寻常的特性,很少有类似的东西。所以,你是如何将冰川下面的盐水带到表面的,这并不明显。”

首先,冰川根本不应该有液态水流过。盐会降低水的冰点,所以盐水能保持较长时间的松软状态。“但这还不够,”贝格利解释道。“还有一个机制”。

她和她的同事们发现,当海水结冰时,实际上会自动升温。听起来很古怪,但我们说的是血瀑。原理是这样的:当水从液态变成固态时,它会放出热量——这只是基本的化学反应。以流经泰勒冰川的盐水为例,冻结的盐水散发出的热量足以让其余的盐水继续流动。

这种热量的特征帮助贝格利和她的团队追踪了水的路径:他们向冰川发送无线电波,并测量了电波反弹所需的时间,以及它们在移动过程中是如何变化的。这告诉了他们关于冰川内部的情况,他们的结果表明,冰川内部有一个区域特别温暖和流动。

为了证实那里确实有一个盐水储存库,研究人员使用了一个名为IceMole的机器人(非常巧合的是,我们刚刚写过这个机器人)。“冰鼹鼠”会融化并钻穿冰层,以采集冰下的样本。科学家们希望这项技术能帮助我们在木卫二这样的冰天雪地的星球上寻找生命,在那里,充满微生物的海洋可能会在厚厚的冰层下流动。Blood Falls为这种探测器提供了一个完美的试验场,在这种情况下,IceMole的试运行有额外的好处,即在贝格利和她的同事预计会发现的地方确认了含盐的液态水。

此时此刻,血瀑已经泄露了很多秘密。咸咸的、生锈的盐水在冰川下,由于一些反直觉的化学物质而保持温暖。冰川底部的裂缝裂开,使加压的盐水向上喷射。如果表面出现裂缝,并与下面的裂缝相交,血色的液体就会有一条路径渗到裂缝中。

不过,尽管这些瀑布可能已经没有多少神秘之处了,但它们仍有很多可以教给我们的东西:首先,它们完美地模拟了寒冷无情的月亮上外星微生物可能如何存在的事情。但在国内也有影响。

“以前,我们把大多数低于冰点温度的冰川视为没有水的冰川,”贝格利解释说。“但如果它们的下方或内部有水——泰勒冰川表明,盐水甚至淡水可能会在如此寒冷的冰川内部流动——这可能会影响它们的移动方式。”

冰川运动的预测正变得越来越重要。随着气候变化导致世界变暖,冰川和冰原代表着潜在融化冰的巨大储存库,因此它们的行为决定了海平面上升的速度。

“了解冰川和冰原在气候变化中会发生多大程度和多快的变化是非常重要的,”贝格利说。随着气温的升高,更多的冰川可能会变得非常温暖,足以让同样的现象发生。她说:“随着气候的持续变化,这可能会对更多的冰川产生更大的影响。”“但即使在当前的环境下,我们可能会说有些冰川太冷了,没有水就不可能存在。我们可能需要回去调查更多的原因。”

好了,伙计们。南极洲的血瀑布已经褪去了最后一层神秘面纱,因为有了更好的外星人搜寻太空机器人和海平面上升模型。这听起来挺公平的。即使我们知道它是什么以及它是如何到达那里的,从冰川中渗出的血一样的液体也永远不会停止令人愉快的毛骨悚然。