地球上竟然还有一片两倍于美国领土面积的生态系统区域至今仍鲜为人知，这实在令人难以理解。可是，几十年来科学家们面对那难测其险又难及其深的南极冬季冰海一直感到不可捉摸，无法接近。只是到了现在，研究者们才有了机会撩开它那神秘的面纱。由于南极冬季浮冰出人意外的复杂，所以生物学家们、冰物理学家们以及素不相识的伙伴组成了一个合作研究小组，他们对冰层中生存的有机体现象作出了解释。

提起南极，人们往往想到庞大的淡水冰山，它们由南端的陆地冰川崩解而形成并流向北方。尽管覆盖南极大陆的是几千呎厚的冻雪，然而这里还存在着另外一种冰层，这就是在大陆许多周边区域里冻结、延伸的咸海水冰层。

在南极的夏季，即12月、1月、2月，南极大陆被大约150万平方哩的冰海所包围。时至3月，即南半球秋季的第一个月，这里出现了—种被《水晶沙漠》的作者、生物学家大卫 · 坎贝尔称为“地球上最了不起的季节事件”的现象——大气温度降至华氏零下40度，过度冷却了在华氏29度凝固的海冰，浮冰开始以每分钟超过2平方哩的令人难以置信的速度扩大。到九月南极冬季结束时，浮冰已扩大到700万平方哩——几乎是美国的两倍，冰层厚度通常不超过3呎。

不久前科学家们还认为南极冬海浮冰同湖冰一样是一片整体冰层，没有生命存在，生物体或是死掉了，或是逃之夭夭，或是冬眠于南太平洋底，直到地球的公转使南极重新获得生命的阳光。然而，随着最近几年第一艘破冰船进行海洋研究而小心翼翼地穿破冬季浮冰以来，科学家们不得不重新调整他们的观点。现在，他们已经明白海冰有着生命的脉搏——不断地分裂、聚合、呼吸、凝固，同时还隐匿着活跃的动植物生命，即便是在南方隆冬之时，也是如此。

那些研究冰雪物理的冰川学家们首先发现的一个特点是在北极海域里形成的冰和在南极海域里形成的冰有着明显的区别。在北极，海洋周围大部分是陆地和相对宁静的水域，因此，那些平滑的、浮动的水晶冰粒由薄薄的一层逐渐变厚、变灰、变白，大部分海冰就这样形成了。由于几乎没有绝缘雪降落到冰上，极冷的温度使得浮冰底部越变越厚，达到5~6呎，形成了耸长优美的冰柱。大量处于封闭迂回的海洋旋流中的冰块在夏季都得以幸存，并在接着而来的冬季成倍地增厚。由于冰层变得十分厚实，而且缺少绝缘雪层，因此，北极相对来说极少有生命存在。

令科学家们吃惊的是，南极的条件更适合生物的生存。与封闭而相对平静的北极海域形成对照，南大洋环绕着大陆，四周旋风怒号，恶浪拍击，因此南极冬季海冰形成时仅仅是一层薄薄的“油脂冰"，远处看去就像是漂浮在水面上随波起伏的长长的黑丝带。这层薄冰同样是由形成北极薄冰的那些水晶冰粒组成的，可是当海浪冲击这些微小冰粒时，它们便由“汤糊状凝结成薄煎饼似的圆形冰块”，阿拉斯加大学的冰川学家马丁 · 杰弗里斯这样描述道。在有的区域，直径约1~2呎的白色的椭圆煎饼冰块就像凝固的睡莲叶，一直延伸到天边，看不到边际。

浮冰主要靠相互重叠增加其厚度，它们又相互粘连扩大，直径可达1哩之长。但由于雪层的绝缘效应以及海浪的作用，浮冰的厚度通常不超过3~4呎。

当生物学家们冒险闯入冬季冰海时，他们被冬季冰里生长的各类大片的水藻惊呆了，他们简直无法解释如此丰富的水藻从何而来，直到他们研究了由新罕布什尔州汉诺威市的美国陆军冷冻地带研究实验中心的冰川学家史蒂文 · 阿克利、阿拉斯加大学地球物理研究院的韦利 · 威克斯以及剑桥大学苏格兰地极研究院的彼得 · 韦德汉姆斯在80年代中期所收集的资料，才终于找到了答案。以上各位研究者都曾报道过在煎饼冰形成时，水晶冰粒在几米高的海浪上如同在暴风雪中一样剧烈地翻腾。

这个发现启发了圣克鲁斯的加利福尼亚大学海洋生物学家大卫 · 加里森。据他推断，当水晶冰粒浮到水面时，它们粘带上一些微小漂浮植物，这些植物自由漂浮时称为漂浮植物，生长在冰里时称为水藻。加里森在1990年进行的多次实验中证明了这些冰粒升到水面时吸收了微生物体，这些微生物体在翻腾的海水中依附于冰粒赖以生存。

阿克利也曾提出，海浪冲击“油脂冰”时会把水中更多的微生物体带到冰上，1990年德国不来梅港的阿尔弗雷德 · 韦吉纳地极与海洋研究院的生物学家吉哈德 · 迪克曼进一步证明了该理论。他发现生存在上下颠簸的“油脂冰”上的微生物体比生存在水底下的微生物体更高级。

一个重要的问题是这些微生物体究竟寄居何处？以下事实回答了这个问题。当海水冻结时挤压出的喊海水形成了水槽和水囊，德国冰川学家们首先于1992年清楚地看见了这些槽囊，那时先进的技术已经能够探视到这些冰缝间的空隙。这些冰粒晶体形成了一个由无数微小相通的槽囊组成的大得足以满足水藻生存的迷宫。

当冰块在落雪的重压下沉入水下时，或当冰块间相互碰撞被挤入水下时，营养丰富的海水便涌上冰面，生物体也能在雪与冰之间的交界面生长起来。据科学家们推断，或许有成百上千种生物体在水晶冰粒之间安家落户，可是由于进行这样的冬季冰海探险为数甚少，而且采集标本的难度极大，因此，到目前为止，只有其中一部分得到揭示。

冻食物链

人们已经知道这些冰生物体构成了南极冬季冰海中鸟类及哺乳动物得以繁衍兴旺的主要食物链。成千上万的阿德利地企鹅、皇企鹅、食蟹动物、韦德尔海鸟、豹海豹等生活在冬季冰海中，在称之为人工水道的裂缝中寻找食物。这些裂缝看上去恰似流淌在平坦的白雪覆盖的农庄上的河流，它们是由于冰块的不断运动而形成的。长翼南极海燕和雪燕，偶尔还有巨鹱，也在冰缝中寻找食物，赖以生存。

有关冰形成物理是如何影响南极生物，反过来该地区的生物系统又是如何影响冰期循环的无数问题仍有待解答。不同区域的物理和生物特性是否导致“绿洲”或“沙漠”？不同的动物栖息地是否有利于不同种类的水藻生长？冰中生长的黑藻，尤其在春季冰块破裂时是如何影响冰块的吸光性、温度及特性的？

［《Technology Review》1995年5-6月］