南极冰层下面是什么?

首先，经过16年的计划，南极冰盖下3公里处的一个湖泊将于下月开始勘探。科学家们将在湖水中寻找生命的化学特征，以及细菌和其他微生物，湖水已经与外界隔绝了数万年，如果不是数百万年的话。来自剑桥英国南极调查局的克里斯·希尔肩负着一项不令人羡慕的任务，他负责这次行动，并实际在湖中钻探。那么这个叫做埃尔斯沃斯湖的湖是什么?那里的环境怎么样?

埃尔斯沃斯湖是一个位于约3.2公里冰盖下的液态水体。这是一个相当大的湖。它可能和温德米尔湖差不多大，就像你说的，它已经和我们的生物圈隔绝了几万年甚至几十万年。基本的前提是，有水的地方就有生命，我们在地球上到处都能看到，水和生命之间有一种非常特殊的关系。但由于埃尔斯沃思湖的极端条件，黑暗，高压，明显缺乏能量转移，我们真的很想知道那里的生命是什么样子的。寻找新事物是一种迷人的探索。

克里斯:是什么使冰下的水保持不变的?

克里斯·h·-嗯，这是一个非常好的问题，实际上很容易回答。地球是一个相当热的天体。地底下有很多地热加热效应，冰虽然很冷，但实际上是很好的绝缘体。所以如果你在一个热的物体上有一层足够厚的冰，就不可避免地会有一些水。

我们认为水在那里已经存在很长时间了。

克里斯·h -再说一遍，这很难说，除非我们能真正进入湖泊，获得沉积物核心，以找出冰盖最后一次崩塌的时间，但假设是，这是数十万年，可能多达100万年。

克里斯:哇!那是相当长的一段时间，不是吗?在表面上呢?你工作的环境是怎样的?那里是什么样子的?

克里斯·H. -这很不愉快。我们在一个非常开阔的冰高原的顶端。那里非常冷，所以即使在盛夏，我们也会看到零下25摄氏度的温度，平均风速为25节。所以，这是不愉快的。没有避难所，我们附近200公里内什么都没有，也没有山。所以，我们真的暴露了，我们必须接受一切。那里已经什么都没有了，所以我们必须把所有的设备、所有的住宿和所有的东西都带进去。我们将住在帐篷里。我们可能会穿你见过的最厚的衣服。

克里斯-米其林男肯定。

克里斯·h -完全正确。

克里斯:那么，你要怎么接触到湖中的水呢?因为这里有3公里厚的冰。这是一条很长的路。

克里斯·H. -没错。我们有很多方法可以做到这一点。有很多技术可以钻到冰里，科学家们已经研究了很多年。但到目前为止，最干净、最快捷的方法是热水钻探。从本质上讲，这和你在汽车上使用的喷射洗是一样的。我们要从融化的雪中取一些水，表面的冰我们要加热它，我们要清洗它，我们要把它泵到一个很高的压力，然后把它推过一个很长的软管。这是一种非常快速、高效、清洁的钻井方式。

所以，这将从表面开始，慢慢地融化到湖中。

克里斯·h -没错，而且没那么慢。在3.2公里处，我们可能会在大约60小时或两天半的时间内从地表到达湖中。

克里斯:真的吗?你有一个3公里长的软管。

Chris H. -我们有3.5公里，这是另一件有趣的事情，因为我们面临的工程挑战是巨大的。即使是简单的事情，比如你不会认为制作一根3.5公里长的软管很难。确实如此。我们发现世界上只有两家公司可以生产符合我们规格的软管。所以，我的意思是，仅仅是软管本身，仅仅是一根简单的管子就是一个真正非凡的工程成就。

克里斯-所以，热水从水管里流出，这会融化前面的冰。你怎样才能不把你要找的分子引入湖中呢通过把它们从冰里溶解出来然后用这么高的温度把它们推进去?

克里斯·h -对，这是个很好的问题。从第一天起，保护湖泊就是我们心中最重要的事情。有两个原因，一个很明显，我们有环境责任保持湖泊的原始状态，但可能更自私的是，我们实际上想保存我们的样本。我们不想测量任何我们不小心放入湖中的东西。所以，这是双重的。首先，我们用来钻孔的水是从背景冰中提取的。所以，我们要用的任何东西都不会在某个时刻接触到湖水。但更重要的是，钻头的设计是这样的，当我们把热水从喷嘴中喷出时，真正融化的冰会从钻孔中冲回地面，使其远离湖泊。所以，最终真正到达湖泊的水是已经通过我们的过滤系统的水，已经在高压下被泵下去了。

克里斯-所以你过滤了所有用来融化的水。

克里斯·H. -当然。这个项目的每个阶段都有一个清洁方案，对于水，我们过滤到超过药物水平。

Chris -所以这意味着要筛选出bug之类的东西。

克里斯·h -完全正确。

克里斯:那么，你怎么知道什么时候你真的穿过了最后一点雪泥，现在你在湖里了呢?

克里斯·h -有两种方法。我们会知道什么时候离得近，因为无线电回波和地震数据给了我们到湖面的精确距离，我们显然也会知道我们用了多少软管，我们也会知道软管的长度。所以在几米之内我们就知道了。但我们有一套压力传感器，它能让我们监测钻孔顶部水位的变化。所以，我们预计，当我们突破到湖中时，我们无法完全准确地平衡湖中的压力。所以，一旦我们取得突破，钻孔内的压力就会发生变化，我们就能感觉到，这就能给我们提供湖底的指示。

克里斯:就像可乐瓶一样，当你打开瓶盖时，它会嘶嘶作响，你会看到压力有一点变化。

克里斯·H. -没错。我们会看到压强的变化，我们应该能够测量它，这将是突破的准确指示。

克里斯-然后你会投一些探针去测量湖里的东西。

克里斯·h -完全正确。所以，当我们完成钻孔时，我们需要收回钻孔软管因为我们不能同时把两件东西放进钻孔。所以我们收回了钻孔软管，然后因为我们没有使用任何防冻剂来保持孔的开放，我们只有24小时来部署两个仪器。第一个仪器是采样探针，它会采集水样，也会冲洗一些滤液，湖中的背景滤液我们会从湖底取少量泥浆。然后我们将其恢复，并部署沉积物岩心，我们希望从湖底获得3米高的沉积物岩心，这可以给我们一个很好的时间记录，记录南极西部冰盖在过去几年里发生的事情。