冰下湖的成因

1957年，苏联科学家在南极建立了一个科考站，取名为“沃斯托克”。1960年，参加苏联南极探险队的地理学家安德烈·卡皮查在乘飞机飞越沃斯托克地区上空时，发现冰原上有一个巨大的平坦地区，他认为冰川下有一个湖。遗憾的是，他的这个看法在当时没有引起人们的重视。1973年，英国科学家称，他们通过空中探测发现，在南极沃斯托克科考站以北的冰层下可能存在一个巨大的液态淡水湖，其顶部覆盖着厚厚的冰层，湖水寒冷，水压超大，并处于完全的黑暗中，是地球上罕见的极端环境。1991年，英国科学家利用ERS-1号卫星对南极冰盖中心进行探测，证实了1973年的发现。1996年，俄罗斯科学家和英国科学家利用卫星发回的图像勾勒出东方湖的轮廓，最终确定了东方湖的存在。这是地球历史上最近的重大地理发现之一。1998年，俄、美、法三国科学家在东方湖上钻取冰芯，但在钻到3623米、距离湖面不远的地方，因担心对湖水造成污染，停止了钻探。一些专家指出，探查冰下湖的过程有可能污染其原始质朴的生态系统，造成无法挽回的损失。直到几年后，科学家设计了一个远程遥控机器人，可以像大海捞针一样在广袤的海域搜寻生命物质，而且环保安全，钻探工作才重新开始。2010年11月，科学家向南极条约环境保护委员会提交了关于这个项目的最终环境评价，被准予继续对这个古老湖泊进行钻探取样。2012年2月5日，在对东方湖进行了多年的钻探后，俄罗斯科考队已经钻到了冰下3769米处，距离冰下湖面仅约50米。然而，在这3000多米深处，冰的结构已经发生变化，坚硬得如玻璃一般，这给钻孔作业带来重重困难，钻孔进展如蜗牛般缓慢，一天只能下钻约1.6米。日前，俄罗斯科学家宣布，他们钻透了3769.3米的南极冰层，到达了冰川下的沃斯托克湖表层。虽然1991年达成的一项有关南极环境保护的议定书规定，禁止一切在南极地区的矿产资源商业开采活动，但仍然有人对南极的环境保护前景忧心忡忡。绿色和平组织主管海洋保护工作的负责人卡伦·萨克说：“我们不清楚的是，这些国家将来可能进行的开采活动会造成什么影响，我们对深海海底状况知之甚少，但深海捕捞活动中经常能发现新的海洋物种。我们呼吁各国不要破坏两极地区的原貌。”更让人惊讶的是它的古老——沃斯托克湖大约在1500万年前形成，千万年来它变化极小，科学家们认为它可能是地球上水量变动最小的湖泊。科学家们对沃斯托克湖兴趣浓厚——那里有没有生命存在？它们以什么方式存在？是保留了原始生命的形态，还是发展出了与众不同的生命形式？厚厚的冰盖让日光无法射进湖中，湖中若有生命的话，会以何种方式在那个漆黑的世界中生活？同时沃斯托克湖氧气含量如此之高，地球上没有任何地方拥有这样浓度的氧气。这里的生物是否演化出特殊构造，例如特殊的酵素，从而确保它们不被高浓度氧气影响？沃斯托克湖的环境与木卫二非常相似。假若能在沃斯托克湖中发现生物的存在，或许能够为“木卫二冰层下的海洋是否存在生命”的争论提供有力证据。俄罗斯全球气候变化科研项目负责人利宾科夫指出，沃斯托克湖的研究成果对研究全球气候变化问题起到了“令人震惊”的作用，这一发现将对许多国家是否签署京都议定书产生重要影响。

1993年11月23日，英国和俄罗斯科学家，召开南极东方湖地球物理学研讨会，通过雷达、人工地震测定的数据分析，加之以往经验的积累，测出南极冰层下有一个东方湖。
东方湖位于东方站附近。东方站是原苏联于1957年建成的。这里是冰盖研究的理想中心领域，冰川学家已在这里打钻到2700米深度，获取了大量有用的数据，认为东方站冰盖3800米深处隐藏着一个面积为10000平方千米的湖泊。它长250千米，宽40千米，细长呈椭圆形。湖上冰盖表面海拔3500米，湖水表面在海平面以下300米、湖水深度为400米。这是一个多么奇特、神秘的冰下之湖，而沿着湖的西侧，冰盖下面还有一个山脉，山脉东侧是深深的山谷，山谷里充满了湖水。东方湖的面积是贝加尔湖的1/3，是地球上极大的地下水资源。
按理，冰盖底部的温度应该是零下几十度，是不应该有水存在的。后来经分析认为，底部含水的冰层可能是受上部冰重压力，在高压下使冰消融变成水层。这种现象在现代冰川学里称为压力消融。
然而，仅仅是压力消融就能形成这么浩大的湖泊吗？显然难以令人相信。于是，这些学者们又提出了地热融化之说，即从地球内部涌出的地热使冰盖底部融化形成浩淼之湖。
地球内部的热不断从地球表面释放，就像人体散热一样。由于在冰盖岩盘打孔很困难，所以这个热流在南极大陆还没有准确的测定，而只有在美国默多站和日本昭和站测量过，表明南极地区的地热极为微弱。
综合分析认为，南极大陆地壳热流量应该比全球的平均值低得多。据此，另一学派就提出了反问，地热温度不高的南极大陆，其冰盖下的冰怎么能被地热融化呢？
东方湖的形成究竟是压力消融，还是地热融化，是两者同时作用，还是有先有后有主有次，或者是别的什么原因，这都是一个谜，有待于做深入研究。
现在，有许多学者多次组织打钻，但也有部分学者认为，由于湖水受到很高的压力，担心从钻孔里可能吸不出水来。当然，已经有许多科学家对湖水展开了丰富的联想，有的在考虑湖水的成分，即水中有无生命存在；有的想通过湖底沉积物搞清湖泊的成因和古代环境；也有的想通过东方湖找到南极在冰川期前人类活动的遗迹，从而揭示南极古地图的来历。总之，目前东方湖之谜还尚未破解。

东方湖的平均水温为-3℃。使水在其凝固点以下还能以液态存在的原因，目前认为是三种因素共同作用造成：东方湖的南极位置
1、来自地心的热力使湖底的温度上升，进而使水维持液态
2、厚重冰层造成的巨大压力使水的凝固点下降
3、厚实的冰层使湖水与南极地表寒冷的空气隔离