[中配]探索20個隱秘的超鹽湖 - 海洋中的海洋

在地球海洋的熟悉的藍色之下 隱藏着鹹味與寂靜的世界 從封閉在南極冰層下的古老鹽湖 到地中海深處翻滾的鹽水盆地 這些地方時間緩慢流逝 光線無法到達 水的密度甚至比石頭還重 這裏有20個存在於海洋中的海洋 20在非洲與阿拉伯半島之間 鴻海藏着地球上最不尋常的深水 數千米深的巨大超鹽湖 鴻海深明亮盆地 這並不是小水池 而是沿着中央裂谷形成的巨大凹陷 海底在緩慢地張開 每個鹽水盆地 如亞特蘭蒂斯二號 發現號和凱佈雷特潛水 都形成了一個自成體系的海洋 內部有層層密集飽含鹽分的水 這些水與正常的海水不混合 這種盆地在1960年代第一次被發現 當時科學家們使用科研船 Atlantis II進行深海調查 它們是古老蒸發層的殘餘 這些是鴻海在數百萬年前 定期蒸發時遺留下來的巨大鹽層 隨着時間的推移 鹽沉積物被掩埋 後來被滲透到海底裂縫中的 溫暖熱液溶解 在超過2000米岸的深度 這些盆地中的水異常濃密 且溫度很高 鹽度通常達到每千部分280 這比正常海水高出8倍 而溫度可以超過60攝氏度 由於鹽水非常濃重 因此形成了這些獨特的水下湖泊 通過遙控探測器觀察時 它們的表面閃爍着油光 而且氧氣無法滲透這些層 形成一個完全缺氧的環境 對大多數生物來說是有毒的 從地質學角度來看 這些淺盆地是無價之寶 它們是研究熱液活動 和地球早期條件的自然實驗室 這些鹽水沉積物 富含來自下方高溫流體的 金屬硫化物 如銅 鋅和鐵 研究這些盆地幫助科學家們 理解古代海洋的化學成分 以及富含礦物質的環境 如何能夠促進 早期微生物生命的形成 從上面看 紅海看起來均勻 但其表面下隱藏着龐大的鹽水海洋 每一個都是孤立自給自足 並且化學成分獨特的 它們共同構成了 世界上最廣泛的超鹽水系統之一 並且仍然提醒我們 即使在熟悉的海洋中 仍然存在一些 像獨立世界一樣運作的地方 是叫東歐的黑海深層 超鹽水層 黑海 它與包括土耳其 烏克蘭 和俄羅斯在內的六個國家接壤 是地球上最大的內陸海之一 而它在表面下隱藏着 儘管從上方看 黑海看起來很均勻 但它是垂直分層的 薄薄的氧化水層 漂浮在向下延伸 近兩公里的濃鹽層上 大約在八千年前 最後一個冰河時代末期 冰雹融化 導致地中海通過 波斯普魯斯海峽溢出 淹沒了曾經位於黑海盆地的淡水湖 這股突然湧入的濃密鹹水 沉降到底部 被較輕的清水面層封閉 形成了一種長期的分隔 至今仍然存在 黑海下部90%的水體完全缺氧 這裏沒有氧氣 充滿了硫化氫氣體 這些條件使其成爲 世界上最大的無氧海洋環境之一 上層和下層之間的密度差異 阻止了任何混合 並保持了這內層深海 與較小的超鹽水池不同 這個池子面積超過40萬平方公里 毫無疑問是目前最大的一片 連續缺氧海洋區 那裏支持着一個完全獨立的生態系統 主要由厭氧微生物主導 這些小微生物進行硫酸氧還原 甲烷氧化等過程 併產生獨特的化學梯度 維持深海生命的存在 缺乏氧氣也帶來了顯著的副作用 像沉船和古代人類文物 這樣的有機材料一旦沉入缺氧層以下 就幾乎完好無損 未受腐敗影響 探險隊發現了拜占庭和羅馬時期的船隻 完好無損地沉睡在海底 它們的木質船體和貨物 在千年間得以免受腐爛的侵襲 從地質甚至生物的角度來看 黑海並不是一個單一的海洋 它是兩個疊在一起的 上層通過博斯普魯斯海峽 與全球海洋相互作用 而這更深的層則保持封閉 作爲一個獨立的系統 擁有自身的化學特性 生物形式和歷史 這確實是一個海洋中的海洋 在溫暖的墨西哥灣水下 是美國大陸架上最爲顯著的特徵之一 奧卡盆地 它位於路易斯安那州以南 約300公里處 這個巨大的凹陷面積 接近400平方公里 形成了整個墨西哥灣地區 最大的超巖盆地 它位於約2400米的深度 充滿了富含鹽水的密集水體 這些水體已經孤立了數千年 現在它是由於海灣巖構造的形成 是150多百萬年前 侏羅紀時期沉積的古巖礦 經過緩慢變形的結果 這些埋藏在年輕沉積物下的岩層 偶爾會溶解並遷移 從而在海底形成這些凹陷 在虎經盆地 地下巖的溶解 形成了一個巨大的穩定鹽水池 它與周圍的海水不混合 這裏的鹽度超過每千分260克 那是正常海水的鹽度8倍 當你在潛水器中時 這兩層之間的界面 看起來像是一面閃爍的反射表面 看上去像是一片 隱藏在海牀上的湖泊 在那層表面下 水中完全缺乏氧氣 但儘管如此 微生物生命仍然在邊界上方 和內部存在 科學家們發現了在缺氧環境下 能夠代謝甲烷和硫化合物的 繁榮細菌群落 這些微生物在基因上 與開放海洋中的微生物截然不同 它們演化出獨特的生存方式 以適應這種超鹽環境 儘管它極爲重要 但對虎經盆地的研究卻很困難 這裏的腐蝕性滷水會損壞儀器 因此需要專門的設備進行取樣 以避免任何污染 然而它是地球上最大的 最穩定的地下鹽水湖之一 是海灣中一個隱祕的海洋 顯示出地球的海洋 還有多少未被探索 在南極的麥克木多幹谷 胡安達是地球上 最寒冷和乾燥的地方之一 這個水體鹽分極高且層次分明 形成了湖中的天然海洋 然而與大多數被厚冰覆蓋 並由冰川溶水補給的 溫達湖永久地被約4米厚的 透明冰蓋封閉 在這層冰蓋下 存在着一個與世隔絕了千年的 獨特分層生態系統 範達湖位於賴特谷 它是一個封閉排水系統的一部分 包括黑馬腦河 那是南極最長的河流 夏季短暫流淌後又會重新結冰 由於沒有出水口 鹽分年復一年的積累 使湖泊具有了這種超鹽的特性 湖底最深處的溫度 可以達到25攝氏度 考慮到上方寒冷的空氣 這實在讓人感到驚訝 在50米以下 這裏氧氣完全消失 取而代之的是 高濃度的溶解鹽和氧分 形成了一個穩定的缺氧環境 獨特的蘭藻和古菌 生活在上層含氧層的電層中 形成依賴冰層中 少量光線穿透的複雜生態系統 更深處 湖泊的沉積物鹽芯 提供了連續的氣候歷史記錄 追溯至至少一萬年前 每一層都反映了 溶水 溫度 流動 和大氣化學的變化 由於湖水從未混合 沉積物保持不變 保存了大陸環境過去 最原始的自然檔案之一 對於一些研究人員來說 這個地方是外星海洋的類比 也是地球自身 在一個幾乎沒有降水 且寒冷無情的地方 這個封閉的湖泊 靜靜地承載着一個 完全保存的微型海洋 位於南極的心臟地帶 16 在以色列和約旦之間 位於地球上最非凡的自然景觀之一 死海 它是地球表面最低的暴露點 位於海平面以下 約430米 儘管名稱中有海 但它實際上並不是傳統意義上的海洋 而是位於約旦裂谷內的一個 大型超巖湖 形成於深層構造下陷 是從黎巴嫩延伸到莫桑比克的 大裂谷系統的一部分 死海南北長約80公里 面積約爲600平方公里 深度超過300米 沿度平均約爲340千分之一 這比開放海洋的沿度高出10倍 它沒有出口 水從約旦河和更小的支流流入 但只能通過在該地區 沙漠炎熱下的蒸發離開 數千年來 這種循環使鹽分和礦物質不斷濃縮 將盆地轉變爲 以氯化鈉 銘和鉀爲主的鹽路庫 從生物學的角度來看 死海在某種程度上確實不負其名 魚類和大多數高級生物 無法在這裏生存 然而 這個湖並非完全沒有生命 像食鹽菌這樣的極端微生物 已經適應了這些條件 這類微生物群落 對生物學家尤其引人關注 它們研究生命 如何在曾被認爲是無菌的環境中 持續存在 自1960年代以來 其水位已下降超過30米 主要是由於約旦河上游的 銀水和南部盆地的礦物開採 隨着水位的退去 西岸開始形成了沉陷坑 那裏的地下鹽粉溶解 吞噬了道路 建築和棗樹種植園 但超越所有地質學 死海具有巨大的文化和歷史重要性 它在《聖經》記載中出現 自古以來就作爲避難所和貿易中心 而且它是中東地區 最受歡迎的自然奇觀之一 從科學的角度來看 它是一個露天實驗室 一個巨大的超鹽水盆地 展現了地質 氣候與時間 如何將一個封閉的水體 轉變爲一個濃密的異域海洋 休啊 位於俄羅斯 哈薩克斯坦 土庫曼斯坦 伊朗 和阿塞拜疆五國交界處的黎海 是地球上最大的封閉內陸水體 儘管常被稱爲海洋 但從技術上講 它實際上是一個覆蓋 約3000千平方公里的大湖 幾乎與日本的面積相當 它的水略顯鹽度 平均鹽度約爲每千克12克 約爲海水的三分之一 使其成爲淡水與真正海洋環境 之間的過渡系統 但在水面下 它隱藏着多個孤立的超鹽湖 這些湖泊作爲自成一體的 亞海洋運作 在地質時間中 黎海的水位經歷了波動 有時與黑海相連 有時又縮減爲更小的水盆 如今北部的黎海 因伏爾加河的注入 而變得淺且幾乎是淡水 而南部的黎海水深超過1000米 鹽度則顯著更高 在南端 靠近伊朗和土庫曼斯坦海岸的 深層孤立凹陷 顯示出與其他系統相似的分層結構 這些深層鹽水區 富含硫化氫且氧氣含量低 儘管黎海並不是一直超鹽 但這些深層盆地 在整個海洋中作爲微型海洋運作 與上層水體在地球化學上是不同的 而且黎海的生態系統 反映了這種差異 魚群和其他魚類 在富氧的淺水區占主導地位 而深層沉積物 則棲息着洗鹽微生物和豔陽細菌 從南部黎海提取的沉積物 新樣揭示了數十萬年來的 鹽度變化週期 這表明歐亞大陸經歷了 交替溼潤和乾旱的氣候 整個黎海同樣具有經濟重要性 它下面蘊藏着豐富的石油和天然氣儲備 還有重要的漁業和運輸路線 然而正是這種 創造了獨特化學環境的孤立性 也使其環境變得脆弱 日益增加的工業活動和fluctuating水位 威脅着鹽度的平衡和那裏的美妙生態 在許多方面 黎海並不是一片海洋 而是多個海洋 每個海洋在化學成分上都有所不同 層次分明且部分孤立 它是消失海洋的古老遺蹟 提醒我們 即使是最大的封閉水域 也能蘊藏無數個世界 東非在基布提的達納基爾凹地中心 有一個閃閃發光的藍綠色和白色的阿薩爾湖 它標誌着非洲的最低點 也是地球上最閒的自然湖泊之一 湖泊位於海平面以下 約155米四周 被火山丘陵環繞 坐落於非洲板塊 索馬里板塊和阿拉伯板塊的交界處 它們正在慢慢地彼此分離 這種裂谷不僅塑造了該地區的景觀 還滋養了富含礦物質的水 使阿薩爾湖成爲一個巨大的自然鹽盆地 真正是沙漠中的海洋 它覆蓋約54平方公里 主要通過與附近查諸拉灣相連的地下滴熱泉獲得水源 這裏沒有河流注入 更重要的是沒有出口 這意味着每一滴進入湖中的水最終都會蒸發 因此鹽度上升到驚人的水平 通常超過340千分之一 約是海水的十倍鹽度 儘管環境惡劣 但這裏仍然孕育着生命 只是以微觀形式存在 研究人員在這裏發現了洗鹽的微生物 包括一種古菌和蘭藻 這些極端生物不僅在這裏茁壯成長 還在理解早期生命 如何在年輕地球上類似條件下演化方面發揮着重要作用 從上方看 阿薩爾湖如同另一個世界 這就像一面燦爛的鏡子 白色的鹽灘和碧綠色的水被黑色的火山鹽環繞 這是一個陸地 海洋和天空的界線似乎消融的地方 一個懸浮在沙漠中心的沿海 每年都在不斷的自我重塑 13 萊特巴湖 西非在塞內加爾的大西洋海岸 位於達喀爾東北部 萊特巴湖是一片淺而超鹹的湖泊 以其粉色而聞名 這片當地稱爲拉克羅茲的三平方公里的千湖 因在高原環境中蓬勃生長的微藻密集綻放而呈現出獨特的顏色 結果是一個生動而變化的色彩調色版 顏色從淺玫瑰色到深紅色不等 取決於陽光溫度和鹽度 在偶爾的風暴潮或高潮期間 海水會滲入湖中補充鹽分 但不足以限住稀釋 這種有限的水流 強烈的蒸發和週期性的海水入侵的結合 使得湖泊的鹽度常常超過千分之三百 成爲任何自然水體中鹽度最高的之一 與阿薩爾湖類似 瑞帕是一個活躍的鹽提取中心 這裏的工人會踩入淺淺的粉色水中 使用木製工具從底部收集結晶鹽 同時塗抹乳木果油 以保護皮膚免受鹽水的腐蝕性刺激 每年收穫超過兩千噸鹽 在海岸線上形成閃亮的白色鹽堆 歷史上萊普湖 也曾作爲巴黎達卡爾拉力賽的最後一站 粉色湖水爲這場世界上最艱苦的比賽之一 提供了壯麗的背景 但除了這種視覺美與文化價值 這個湖泊還是一個自然的平衡實驗 這是大西洋水流與塞內加爾 乾燥海岸氣候之間的平衡 最近的監測顯示 降雨和海平面的變化 可能會改變這種平衡 從而可能稀釋湖水或改變其化學成分 不過目前萊帕湖是非洲 最具代表性的自然奇觀之一 生動地展示了孤立鹽水系統 如何創造出既脆弱 又截然不同的小型世界 烏尤尼鹽沼 玻利維亞在玻利維亞西南部 烏尤尼鹽沼是世界上最大的鹽灘 這是一片耀眼的白色廣闊平坦的區域 從軌道上都可以看見 它覆蓋超過一萬平方公里 屬於史前湖泊系統的遺蹟 它的形成是由於古代湖泊 尤其是明清湖和後來的陶喀湖 數千年前蒸發後 留下這些厚厚的鹽沉積和鹽水口袋 鹽殼平均厚度約爲幾米 主要由氯化鈉組成 部分區域富含甲煤和鋰 地殼之下是超鹽水 其鹽濃度高達海水的十倍 地下鹽水的成分引起了關注 它的離儲量估計在 七百萬到一千萬噸之間 大約佔全球已知儲量的四分之一 這種金屬對於電池至關重要 並使得這個鹽沼成爲地球上 經濟價值最高的鹽水盆地之一 然而其提取過程面臨環境挑戰 因爲這個過程需要將鹽水抽到地表 並通過蒸發成開放水池 這會改變該地區微妙的水分平衡 然而在雨季 一層薄薄的水膜可以將鹽灘 變成一個鏡面般的表面反射出天空 它創造了無限的錯覺 然而在那寧靜的表象下 它是一個動態而不斷發展的超鹽系統 這是一片巨大而古老的海洋 被翻轉過來 鹽 水和鹽和微生物生命 能夠在這片既有陸地感 又有外星感的土地上共存 位於智利和玻利維亞的邊界上 安底斯山脈高處 靠近地球上最高的火火山 是拉古納維爾德 這是一片令人驚歎的綠松石色超鹹湖 海拔超過4300米 儘管叫做綠湖 拉古納維爾德的顏色隨着光線變化而變化 從深綠色到乳白色的玉石色交替 這種獨特的色調源於水中懸浮的礦物質 主要是鯊和銅化合物 這個湖的化學成分極端 除了氯化鈉 它還含有高濃度的 硼酸鹽 碳酸鹽和硫酸鹽 以及鋰 銘和鯊等微量金屬 這些化學條件雖然對大多數生命有毒 但卻支持了適應這種 獨特地球化學環境的特殊微生物電 科學家發現 這些微生物能夠耐受重金屬 和高強度的紫外線輻射 使這個地方成爲研究生物化學的 寶貴自然實驗室 周圍的火山不斷提供 富含礦物質的灰塵 爲湖水的化學成分補充 而底部的地熱活動則加熱局部區域 這些過程共同形成了一個 封閉的礦物濃縮和微生物適應的循環 這種循環持續了幾千年 這個湖泊提供了一個難得的機會 展示了富含鹽分和金屬的水 與活火山活動之間的互動 那是一種被認爲 在早期地球上很常見的組合 但從空中俯瞰時 它令人着迷 它在這片荒涼的沙漠中 猶如一塊璀璨的色彩寶石 在那美麗的表象下 隱藏着一個化學和適應的世界 一個孤立的海洋 熱量 鹽分和生命 在市區邊緣的微妙平衡中共存 是 沃爾米亞湖 西亞 在伊朗西北部 是沃爾米亞湖 曾經它是中東最大的湖泊 也是地球上最鹹的湖泊之一 在20世紀末的巔峯時期 它南北延伸超過140公里 覆蓋面積超過5000平方公里 今天 它隨着降雨和流入量而波動 但仍然是一個大型 封閉超鹽湖盆地的典範 現在 這個湖位於兩座山脈之間的 構造凹陷附近 周圍通過小的季節性河流灌溉 因爲湖泊沒有出口 隨着伊朗半乾旱 氣候中水分的蒸發 鹽分開始累積 結果是水的密度如此之大 以至於船隻在其中移動困難 且礦物質豐富 厚厚的鹽殼 覆蓋了淺水區和小島 這種環境 僅支持少數堅韌的生物 這裏的主導物種是鹽水蝦 當它們的數量激增時 紅色的色素 常常使整個湖泊 呈現粉紅色或橙色 然而在過去的30年裏 湖泊經歷了一些嚴重的衰退 農業擴張和灌溉 以使其流入水源大爲轉移 而氣溫上升則加劇了蒸發 到2015年 湖泊的表面積超過90%消失 只留下鹽灘和沙塵暴 伊朗當局和科學家們 隨後發起了恢復工作 釋放水庫中的水 並限制取水以穩定水位 但是從上方看 顏色隨着鹽度和微生物密度的變化 而從翡翠綠轉爲深紅色 這提醒我們每個封閉海域中 無論是隨着季節的變化 而縮小還是膨脹 烏爾米亞湖始終是一個 微型的巨大世界 它的化學和生物學 被鎖定在一個 與遠大於它的海洋相同的循環中 澳大利亞在澳大利亞的中心 是卡提坦達 即 埃爾湖 這是一個巨大的盆地 隨着季節變化 從閃爍的鹽灘轉變爲內陸海 在滿水時 這是一件罕見的事情 一個世紀可能僅發生幾次 它的面積可達9500平方公里 是澳大利亞最大的湖泊 大多數時候 它是一個超鹽的沙漠地面 像一面巨大的白色鏡子 延伸在南澳大利亞的內陸 埃爾湖位於大陸最低的窪地 海拔約低於海平面15米 處於一個龐大土地排水網絡的盡頭 面積大約相當於法國 來自遙遠的昆士蘭的河流 不時滋養着它 帶來富含礦物質的沉積物 在蒸發後留下厚重的鹽殼 在乾旱的年份 剩餘的鹽水池的鹽度 達到每千克三百克 約爲海洋的十倍 並在一層薄薄的氯化鈉錶殼下 形成這些超鹽水的孤立水域 當大雨終於到來時 變化是驚人的 湖泊住滿僅有幾米深的淺水 形成一個短暫的內陸海洋 生機勃勃充滿了魚類和鳥類 隨着蒸發的恢復 鹽度再次上升 殺死了大部分水生生物 只留下這些絢麗的幾何鹽多邊形 在表面下放 厚厚的石膏和鹽鹽沉積 記錄了深至更新式的 焦體溼潤和乾燥的時代 科學家們正在研究這些層 並利用它們 重建中澳大利亞的氣候歷史 每一條水晶帶標誌着降雨 溫度甚至大氣塵埃的變化 卡提灘的和愛爾湖 不僅僅是一個鹽灘 這是一個隨着澳大利亞氣候的 節律而出現和消失的內陸海洋 從高處看 它像一面巨大的鏡子映照着天空 它告訴我們 即使在大陸的乾旱中心 水與鹽的故事 也從未真正結束 猶他州的大鹽湖 位於該州的北部 這是西半球最大的鹹水湖 也是世界上偉大的內陸海之一 平均面積達到4400平方公里 它是古老的伯納維爾湖的殘餘 這個巨大的淡水湖 曾在最後一個冰期 覆蓋了大部分大盆地地區 大約在15000年前 伯納維爾湖蒸發後 留下了這個規模小得多的超鹽殘餘 它是一個被孤立保護的內陸海洋 這個湖位於海拔約1280M的 一個封閉盆地中 沒有出水口 水來自三條主要河流 貝爾河、韋伯河和約旦河 帶來周圍山脈中溶解的礦物質 這裏廣闊的表面積和變化的鹽度 創造了一個生物豐富 且地球化學極端的景觀 雖然水中無法生存魚類 但濃密的鹽蝦和鹽蒼蠅在這裏繁盛 食用使水體呈現綠色、粉色 甚至深紅色的藻類 這些生物支持着數百萬只遷徙鳥類 包括依賴於湖泊 作爲重要覓食停靠點的 反胎掌河——堤湖 但大鹽湖的顏色變化是著名的 一條低道把湖泊分成北部和南部 兩個區域 限制了水的循環 導致北部的鹽度更高 顏色更加鮮豔 彗星圖像展示了驚人的對比 南部是藍綠色水域 北部是明亮的洋紅色 顯示出鹽度的微妙差異 如何形成獨特的生態系統 這個湖泊在經濟和環境方面 也扮演着重要角色 它提供煤和鉀等礦物質 支持繁榮的鹽蝦產業 並調節猶他州的氣候 但它也面臨壓力 幾十年爲農業而進行的飲水和氣候變暖 導致湖泊縮小至歷史最低水位 暴露出湖牀沉積物 產生富含深雨鹽的沙塵暴 但這個大鹽湖 仍然是世界上最大的活躍超鹽水系統之一 它是一片呼吸着的內陸海 時而擴張時而收縮 這是一個活的生態系統 同時也是一個地質記錄 這向我們展示了 即使在沙漠的中心 整個海洋世界仍然能夠生存 僅靠鹽、陽光和蒸發來維持 第七號 我非常喜歡這個名字 塘湖安池 在南極的麥克末多幹谷 這是地球上最寒冷最乾燥的地區之一 塘湖安池是一個超鹽水體 即使在空氣溫度降到零下50攝氏度以下 也能保持液態 那是-58華氏度 它的長度約爲100米 深度不足一米 這個微小而淺薄的池塘 在巨大鹽湖面前似乎微不足道 但它的化學特性 使其成爲地球上最奇特的實驗室之一 塘湖安池於1961年被美國發現 海軍飛行員注意到 其在風景中顯得幽黑的頁面 科學家們很快發現 鹽度超過了每千分之六百 這是地球上任何自然水體中最高的 這種鹽水中含有異常高濃度的氯化鈣 而不是氯化鈉 使其具備類似防凍劑的特性 能夠在遠低於正常冰點的溫度下 仍然不凍結 這個池塘位於賴特谷一個小窪地 鹽分從周圍的鹽石中滲出 並在水分蒸發時濃縮 與大多數湖泊不同 塘湖安池幾乎沒有降水或冰川溶水 這裏沒有魚或植物生活 但微生物生命依然存在 2013年 科學家確認了鹽水及其周圍土壤中 存在專門的飾鹽微生物 它們的存在 使得塘湖安池成爲火星的重要類比 火星上有這些古老鹽沉積物的證據 以及潛在的地下鹽水 NASA的研究人員 將其作爲在其他世界極端環境中 生命如何得以持續的模型進行研究 儘管經歷了數十年的南極氣候變化 塘湖安池始終沒有完全凍結或蒸發 相反它保持着一種平衡 這種微妙的平衡 由化學地質和極少的水文因素維持 它是地球上最小的海洋之一 卻也是最頑強的地方之一 鹽和水在這裏共謀 數百萬年來抵抗冰凍 展現了在可居住邊緣上持久生存的樣子 阿拉爾海曾是地球上第四大湖泊 是一片巨大的內陸海洋 跨越了中亞的沙漠 在1960年 它的面積大約爲6800平方公里 水量超過1000立方公里 但在過去的半個世紀裏 它經歷了人類歷史上 最戲劇性的變革之一 縮小成一系列 現在看起來像孤立海洋的小水池 現在鹹海沒有自然的排水口 在北方的哈薩克斯坦 和南方的烏茲別克斯坦之間 它主要有兩條大河供水 即阿姆河和希爾河 曾經將遠處山脈的溶雪和沉積物 帶入這裏 在1960年代 大規模灌溉工程使這些河流diverted 以支持蘇聯的棉花生產 這導致水流量減少到微弱的低流 由於這裏的炎熱氣候持續蒸發 水位開始迅速下降 湖泊也分裂成更小的碎片 到2000年代初 鹹海的面積已經縮水超過90% 退縮後 留下了位於哈薩克斯坦的北阿拉爾海 和位於烏茲別克斯坦的南阿拉爾海 各自形成了獨特的化學特徵 北部噴地通過築壩和水資源管理部分 恢復鹽度仍然相對較高 而南部噴地則變得極度鹹化 食鹽細菌和古菌佔主導 它們使水呈現出鮮豔的紅色和橙色 這裏的微生物在氮和硫的循環中 發揮着關鍵作用 在生態系統崩潰的過程中 保持着最低限度的生物活動 鹹海的乾涸既是悲劇 也是一個科學案例研究 北部噴地由於2005年完工的新大壩 而部分恢復 該大壩節流了河流的注入 穩定了水位 但從軌道上看 曾經的蔚藍大海 如今卻呈現出一片片白色鹽灘 和黑色鹹水池 這些小型的微型海洋 是從曾經世界上 偉大的內陸海洋中雕刻而成的 波羅的海深盆地表 看似均勻的波羅的海下 隱藏着歐洲最令人驚訝的景觀之一 一系列深層超鹽盆地 它們作爲自給自足的海洋存在 波羅的海是世界上最大的鹹淡水海 它與九個國家相鄰 通過海峽與北海相連 有限的水體交換 和強烈的密度分層 使得深層鹽水得以積聚 這些盆地中最突出的 包括哥特蘭深淵 蘭索特深淵 和伯恩赫爾姆深淵 深度可超過450米 因爲這裏的水循環較弱 氧氣更新相當稀少 深層水體因此變得靜止且缺氧 從化學上看 這些深層還有較高濃度的 硫化氫氨和甲烷 使其對大多數生命形式無法居住 當撫氧水偶爾通過丹麥海峽流入時 它們可以暫時爲深層水體再氧化 激發出劇烈的微生物繁殖 雖然並不像紅海鹽水池那樣超鹽 但波羅地海的深盆地 遵循相同的原理 密度分層和隔離在表面下 形成了穩定的化學海洋 每個海洋都有其獨特的化學成分 微生物生命和環境動態 從橫截面看 波羅地海是一個分層的世界 表層是富含氧氣的淡水 支持着魚類和浮游生物 而深處則是黑暗的鹹水深淵 生命僅靠化學反應得以維持 這是一個複雜而強大的例子 展示了分層如何將溫帶海域 變成與任何沙漠湖泊一樣 極端的環境 在厄霍茨克海的鹽水池 位於北太平洋的邊緣 在俄羅斯的西伯利亞海岸 與日本的北部島嶼之間 厄霍茨克海隱藏着一些 地球上最寒冷和最偏遠的盆地 現在這片海洋在一年中的 大部分時間都被陸地和冰封閉 寒流和厚重的季節性冰層 使其成爲少數有永久深鹽水積累的 1980年代和2000年代初 使用俄國和日本海洋研究船的考察 顯示出多個包含超鹽水的孤立凹陷 這些鹽水口袋雖然不如 紅海或地中海的鹽水盆地那樣鹹 但它們的密度卻高於周圍的海水 並且具有足夠的層次性 以形成一個穩定的缺氧層 架區和盆地中含有厚厚的礦物層 這些礦物是古代 曾佔據該地區的內陸海留下的 隨着時間的推移 斷層和液體滲透 使富含鹽分的地下水 逐漸滲入這些深盆地 慢慢形成了這些鹽水口 通過潛水器採集的樣本 進行的化學分析顯示 這些鹽水富含氯離子和銘離子 並且氧濃度較低 這些條件支持微生物群落 而它們的代謝副產品 促進了深層氫塑化的積累 那是與遠熱系統中的 缺氧區共享的特徵 儘管這些盆地大多難以進入 且很少有人造訪 但它們提醒科學家 超鹽性並不限於 炎熱的乾旱地區 即使在被冰雪和風暴 覆蓋的亞北極海洋中 地球依然在靜靜地孕育新的鹽海 第三名 土耳其的凡湖 在東土耳其 環繞着火山山脈 和古老森林的士凡湖 這是該國最大的湖泊 也是世界上最大的蘇打湖 與大多數以氯化鈉爲主的鹽湖不同 這個湖泊呈鹼性 富含碳酸鹽和重碳酸鹽 營造出一種與地球上其他大湖 截然不同的化學環境 它的面積約爲3700平方公里 深度可超過400米 這是一片完全與全球海洋系統 隔絕的內陸海 周圍的火山仍然通過釋放礦物質 和改變水流入量 來影響這裏的化學成分 由於沒有出水口 蒸發緩慢的是溶解的鹽濃縮 湖水的pH值上升到9.7以上 蘭藻和式鹽鹼骨菌在這裏繁盛 形成了微生物電 和鹽淺水區的分層碳酸鹽結構 這些沉積物提供了歐亞地區 最連續的古氣候檔案之一 由於這個湖泊 在數十萬年裏保持穩定 每一層沉積在底部的淤泥和碳酸鹽 都講述着過去降雨 火山噴發 甚至是安納托利亞的人類居住模式的故事 從湖中鑽取的鹽芯 揭示了與冰川和建冰期循環相關的氣候變化 和水位波動的證據 從上方看 它在這個乾燥的地區中 顯得像一片深藍色的廣袤 近距離觀察 湖岸邊佈滿了礦物梯田和熱泉 化學與地質不斷相互塑造 對於科學家來說 這是一處壯麗的自然奇觀 一個被群山環繞的大型古老海洋 在數十萬年後依然靜靜的演化 地中海深盆位於平靜藍色的地中海表面下 是地球上最爲顯著的隱祕景觀之一 這裏有一個巨大的深水盆地網絡 匯聚成世界上最大的鹽水池集合 這些窪地分佈在克里特島與北非海岸之間的地中海山脊上 它們在1980年代被發現 依然是地球上最外星的環境之一 它們包括亞特蘭特盆地 巴諾克盆地 尤拉尼亞盆地 提羅盆地和發現盆地 分別佔地數平方公里 深埋在海面以下超過三千百米 這些盆地起源於梅西尼亞沿渡危機 這是發生在大約60億年前的一個地質事件 當時地中海幾乎與大西洋完全隔離並開始蒸發 經過數十萬年 它乾涸到原來體積的一部分 留下了厚達兩公里的鹽層 當海洋再次充盈時 這些埋藏的沉積物被重新激活 因爲構造運動使海底破裂 允許這些密集的鹽水聚集 由此產生的海洋裏的海洋 在化學和生態上都是獨特的 每個盆地都有其獨特的化學指紋 例如亞特蘭特富含氯化銘、鈾、硫化氫 而班諾克則富含鈉鹽和鉀鹽 這些差異意味着每個盆地支持着獨特的生態系統 它們之間的分隔不是地理上的 而是化學上的 在鹽水與上層海水的界面上 微生物墊在鹽度和硫化物的梯度上繁榮生長 這些細菌和骨菌在沒有陽光的情況下生存 依靠涉及硫和鉀丸的化學反應 這叫做化學合成 而在這一層下面缺乏氧氣 水幾乎是無菌的 通過潛水器攝像頭觀看 這些盆地在海底看起來像閃閃發光的鏡面湖泊 它們的表面波動彷彿是由油脂構成的 它們龐大沉默而獨立 它們證明了地球仍在其海洋深處隱藏着整個海洋 每一個海洋都遵循着自身的化學規律 第一 位於南極州的沃斯托克湖 被超過四公里厚的堅固冰層封存 是世界上最大且最神祕的冰下湖泊 它的長度約爲250公里 寬度達到50公里 總面積約爲一千兩千平方公里 它的大小與安大略湖相當 它代表了地球上最大的液態水體之一 至少已經與大氣完全隔絕了1500萬年 1996年通過在俄羅斯的沃斯托克站附近 對東南極冰蓋進行雷達和地震勘測 發現了沃斯托克湖 科學家發現 來自地球內部的地熱和覆蓋冰層帶來的巨大壓力 使湖水保持液態 儘管表面溫度很低 下面的水被認爲極其純淨 來源於在壓力下融化的古老雪 隨後在湖頂重新凍結 形成一個封閉系統 科學家們認爲 這種隔離可能使微生物生命獨立演化 適應高壓 完全黑暗和低營養水平 2012年在數十年的精心鑽探後 俄羅斯研究人員到達湖泊的上層 並回收了含有未知物種DNA序列的冰凍樣本 雖然這些結果仍在研究中 但他們強烈暗示 即使在最極端的環境中也存在生命 湖底的沉積物被認爲保存着 連續數千萬年的氣候記錄 包括過去冰期和堅冰期循環的證據 目前正在制定計劃 使用無菌技術獲取這些沉積物 並儘量減少對這個自人類出現之前 就未曾碰觸的系統的污染 維斯托克湖常被描述爲 地球深遠過去的時光膠囊 封閉在冰層下的隱祕海洋 這確實代表了海洋中的終極海洋 它是一個完全封閉在南極地下的生態系統 其寧靜水面下所蘊藏的祕密 可能不僅加深我們對地球極端環境的理解 還能引導我們在尋找地球之外生命的過程中 探索可能存在於歐羅巴和恩凱拉多斯 冰冷海洋之下的未知