南极干河谷的肮脏细节
南极洲的麦克默多干河谷
麦克默多干河谷位于麦克默多湾西海岸,是南极洲最大的(相对而言)无冰区。
干谷覆盖面积约为4,800平方公里(1,850平方英里),其独特之处在于其冰冻湖泊和大片暴露土壤面积代表着接近维持生命最低要求的地球区域。
事实上,低温、降水量有限和盐分积累使麦克默多博士峡谷几乎更像火星而不是地球或南极洲。
麦克默多干河谷仍然干燥,因为南极洲大陆降雪时的降水在升华过程中被强力、干燥、卡塔巴的风吹离这一地区。
其结果是,在干谷中发现的唯一冰是高山冰川和湖冰,使该地区成为一个已经很奇特的大陆上的一个特殊区域。
麦克默多干河谷的南极生物
当史考特船长在1903年首次发现干谷时 他和他的探险组认为他们没有任何生命
然而,事实证明,由于冰川融化流流入冰层覆盖的湖泊,大量各种水生生态系统在麦克默多干谷恶劣的气候中蓬勃发展。
这种流动不是恒定的,而是取决于温度、风和阳光等各种因素的结合。
水流水平在整个日、月、年的流体和种子之间波动,这意味着只有某些生物才能在不寻常的干谷环境中生存。
这些生物通常都是氰化物,已知是“抗压力-耐受性”物种,这些物种也有暗色色素,可以防止高紫外线。
尽管条件恶劣,但麦克默多干谷有多种物种,因为与它们竞争(或吃食)的其他植物或动物寥寥无几。
氰化细菌生存最惊人的一个方面是,尽管处于几乎冻结的干燥状态,但他们仍然有能力在接受液体水后48小时内启动光合作用过程。
麦克默多干河谷冰覆盖的湖泊
干谷冰覆盖的湖泊全年冰厚约3-5米(9.8至16.4英尺),为生活繁荣提供了独特的栖息地。
- 冰层覆盖冰层,形成稳定的水柱,使盐水层能够持续多年
- 它限制在深水中蓄积的营养物质 回到湖上层的速度
- 厚厚的冰块占太阳能量的80-99 %
这些特点导致干谷湖黑暗、寒冷,养分供应缓慢,不同物种的环境增长缓慢,湖中最常见的产物是湖床的微生物垫,主要生物是氰化细菌。
尽管寒冷的温度抑制了湖垫的生长,但由于有限的干扰和缺乏放牧,湖垫在大量积累中生长。 这些垫子的一个有趣的方面是它们每年生长,每一层作为黑(冬)和白(夏)的交替带出现,使研究人员能够确定干谷过去的温度变化。
湖水水平取决于可获得的融水量,而融水量随时间而波动。 比如,凡达湖的深度从5 000年前的130米深到1 200年前的骨干水平不等,留下一个盐水池。 1970年代,湖水深为65米。 由于缺少混合水的风,1000年前的盐水池仍然位于湖底。
在麦克默多干河谷发现南极地下水
最近,研究人员在干谷地下发现了一个可能支持以前未知微生物生态系统的含盐含水层。 UC Santa Cruz冰川学家Slawek Tulaczyk — — 地球和行星科学教授 — — 与其他研究一起,利用直升机传感器渗入地表之下,收集地下水证据。
研究发现,盐水或咸水形成干河谷冰川和湖泊下方的含水层,并存在于冰冻土壤中。研究还发现有证据表明,盐水从内陆约18公里处流入南极海岸,最终排放到南大洋。 研究推测,盐水中携带的养分被排放到海洋中,影响沿岸地区及其周围的生物生产力。
另一项发现是探测了干谷表面和近表面的微生物生境:由于小孔隙空间充满了将液体维持在 -15°C的超盐碱性盐水,因此生命的惊人成就。 这项研究是一个国际跨学科小组的一部分。 该团队正在利用架设在一架直升机上的称为SkyTEM的电磁传感器,利用丹麦奥胡斯大学开发的技术,制作干谷地下图像。
Esben Auken的SkyTEM领头Esben Auken已经将传感器传遍了世界各地,这是首次将该技术部署到南极洲。 总体而言,该项目的数据将让科学家更好地了解干谷随时间变化的情况以及这一历史如何影响科学家今天所看到的事物。
麦克默多干谷科学
麦克默多干谷长期生态研究项目(LTER)是对干谷水生和陆生生态系统的跨学科研究,1992年被选为国家科学基金会的长期生态研究方案。
2010年项目资金又延长了6年,McMurdo LTER项目开展了长期生态研究,目的是为后代留下一个设计周密和文件周密的长期实地实验和观察遗产,以增进他们对生态系统基本组成部分以及造成广泛变化的因素的了解,具体而言,McMurdo LTER的目标是了解物理和生物制约对干谷生态系统的结构和功能的影响。
全球变化晴雨表:麦克默多LTER
McMurdo的LTER项目指出,在干谷进行的研究对科学很重要,因为尽管所有生态系统都依赖液体水生存,但地球上很少有气候轻微变化影响生物体生长和繁殖能力的地方。
LTER收集的数据表明,干谷对太阳辐射和温度的微小变化非常敏感,这可以为研究人员提供一个自然区域规模的实验室,研究对改变气候的人类活动的反应。
重要的是,南极冰盖在数千年的时间里应对气候变化,而麦克默多干谷的溪流和冰覆盖的湖泊则几乎立即对变化作出反应:麦克默多干谷将是地球上将立即观测气候变化影响的第一个地方。