John Priscu가 라스 베이거스에서 자랐을 때 항공 우주 산업의 야금 학자 인 그의 아버지는 아들이 야외에서 시간을 보내도록 격려했습니다. 젊은 Priscu는 들었습니다. 그는 청소년, Collegiate 및 Semi-Pro 레벨에서 축구를했습니다. 그는 라스 베이거스 네바다 대학교에서 생물학 석사 학위를 취득하면서 콜로라도 강을 공부하면서 그 과정에서 12 번 이상 그랜드 캐년을 통해 래프팅했습니다. 이제 60 년대 후반에 자칭“아드레날린 중독자”로서, 그는 자동차를 경주합니다. 포르쉐 911은 산악 자전거를 타지 않고 (그리고 그리즐리 곰을 피하거나) 할리 데이비슨을 타는 경우 현재 선택한 차량입니다. 그는 16 살 때 스쿠버 다이빙을 시작했다. 그가 더 많은 전망을 위해 분위기를 느낄 때, 그는 때때로 원격 광야 지역에서 부시 조종사를 간다.
그러나 과학자와 모험가로서 그의 가장 큰 자랑은 그가 불모의 황무지처럼 오랫동안 기록 된 곳에서 인생이 번창 할 수 있는지 알아 내기 위해 수십 년 동안이 지구상의 거의 모든 사람보다 얼음과 눈의 세계를 더 광범위하게 탐험했다는 것입니다.
.몬태나 주립 대학의 극지 생태학 리전트 교수 인 프리 스쿠 (Priscu)는 40 년 전 캘리포니아 대학 (University of California), 미생물 생태학 박사 학위에 박사 과정을 밟은 후 겨울의 첫 맛을 얻었습니다. 그 당시에는 그 분야가 너무 저하되어 자체 일지가 없었습니다. 시대의 대부분의 생태 학자들은 박테리아가 아닌 새, 곰 또는 늑대와 같은 존경할만한 동물을 연구했습니다. 그러나 Priscu는 우리가 생물을 볼 수 없기 때문에 생물을 차별해서는 안된다는 더 광범위한 견해를 채택했습니다. 무엇이든, 그것은 그것들을 더 면밀히 조사해야 할 이유 일 수 있습니다.
그의 대학원 연구는 캘리포니아의 Shasta 산 Shasta 산을 둘러싼 빙하 조각 된 호수에 중점을 두었습니다. Mojave Desert에서 어린 시절에 Priscu를 주었던 환경은 눈과 얼음에 대한 완전한 노출입니다. 그는 겨울 몇 달 안에 스키를 타고 음식과 장비를 장착 한 썰매를 연중 4 개월 동안 텐트에 살았던 현장에서 오르기까지 운반했습니다. 그는 또한 그의 다이빙 경험을 사용하여 알파인 캐슬 호수의 얼음을 자른 다음 퇴적물 샘플을 수집하기 위해 아래 100 피트 이상 바닥으로 수영했습니다.
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1982 년에 박사 학위를받은 후, 그는 안데스 산맥에서 12,500 피트 떨어진 티티 카카 호수에서 림콜 학적 연구를 계속하기를 희망했다. 그러나 뉴질랜드 과학자는 자신이 경쟁하고있는 연구 지점을 상륙 시켰으므로 Priscu는 그 대신 뉴질랜드에서 그 사람의 입장을 취했습니다. 1984 년 Priscu는 눈과 얼음과의 근접성 때문에 몬태나 주 교수진에 합류하기 위해 미국으로 돌아갔다. 그러나, 남극 대륙의 영구적 인 얼음 덮인 호수 아래에서 광합성에 대한 제안 된 연구를 위해 자금이 이루어 졌을 때 그의 체류가 곧 중단되었다. Priscu는 1984 년 이후 1 년 만 (1988 년에 딸이 태어 났을 때) 남극 대륙에 35 번 실종되었으며 수십 년이 사건이 발생했습니다.
Priscu는 1999 년에 세계에서 세 번째로 큰 담수 바디 인 Subglacial Lake Vostok의 얼음 형성에 생물학적 유기체가 존재한다고 발표 한 두 연구 팀 중 하나를 이끌었습니다. 회수 된 샘플이 다른 곳에서 나온 세포로 오염되었을 것이라는 우려로 인해 회의론이 있었지만 호수 자체의 액체 물이 아닌 호수 표면 바로 위에서 얼음을 분석하기로 한 팀의 결정에 대한 비판으로 인해 회의론이 있었지만
.그러나 2013 년 프리 스쿠 팀이 약 2,600 피트의 얼음을 뚫고 남극 대륙의 400 개가 넘는 서브 빙하 호수 중 하나 인 Lake Whillans의 실제 해역에서 번성하는 생태계를 발견했을 때 의심이 멈출 것입니다. 작년에 그의 그룹은 얼음 아래에서 비슷한 깊이로 Mercer 호수 근처에서 샘플링하여 비슷한 결과를 얻었습니다.
얼음과 물에서 생명을 찾는 데 성공한 Priscu의 성공은 때때로 남극 표면 아래에서 몇 마일 떨어진 곳에서 가장 남쪽 대륙에 대한 우리의 견해를 변화시키는 데 도움이되었습니다. 이제 그는 언젠가 역사가 반복 될 수있는 태양계의 다른 얼음 몸에 그의 관심과 전문 지식을 바치고 있습니다.
미국의 가장 북쪽 지점 인 알래스카의 배 로우에서 Priscu는 JPL (Jet Propulsion Laboratory) 엔지니어들과 협력하여 목성의 달 유로파와 토성의 달 앙셀라두스의 얼음으로 덮인 바다를 탐험 할 수있는 부력 로버를 개발했습니다. 그린란드로의 여러 차례 여행 중에 그와 NASA 연구원들은 수백 피트의 얼음을 자르고 유기물 및 기타“생물 지정”을 측정 할 수있는 훈련을 테스트했습니다. 이와 같은 도구는 곧 화성과 결국 유로파에 배치 될 수 있습니다.
Priscu는 또한 에베레스트 산을 포함한 히말라야에 여러 번 갔다. "나는 새롭고 흥미 진진한 것에 대해 거절 할 수 없다"고 그는 말했다.
Quanta Magazine 6 월 몬태나 주 보즈 먼에있는 그의 집에서 6 월 프리 스와 전화를 통해 연설했다. 인터뷰는 명확성을 위해 압축되고 편집되었습니다.
처음으로 남극 대륙에 도착했을 때 느꼈던 느낌을 설명하십시오.
.우리는 헤라클레스 군용 스키가 완비 된 항공기에서 뉴질랜드에서 날아 갔다. 승객이 앉는 곳에 직경이 8 인치 인 두 개의 둥근 작은 창문이 있습니다. 나는 대륙이 내 앞에 공개되면서 하나를 쳐다 보면서 경외심을 느꼈다.
Robert Falcon Scott 및 Ernest Shackleton과 같은 초기 탐험가들의 일부 책을 읽었습니다. Scott의 저널은 남극 대륙을 살아있는 동물이있는 Nary가있는 멍청한 장소라고 언급했습니다. 그러나 우리는 항상 생명을 물과 동일시했습니다. "물을 따르십시오"는 일종의 만트라입니다. 그리고 창문 밖을보고 그 얼음을 모두 볼 때, 그것은 5 번째로 큰 대륙에 앉아있는이 지구의 담수의 70%입니다. 그래서 저는 스스로에게 말했습니다.“지구상에는 죽은 부동산이 많이있을 수 없습니다.”
당신은 남극 대륙의 표면 호수를 첫 번째 프로젝트로 조사하고 오늘날에도 여전히 공부합니다. 오랫동안 당신의 관심을 가지고있는 것은 무엇입니까?
McMurdo Dry Valleys에는 수십 개의 호수가 있으며 거의 모든 호수를 연구했습니다. 일부는 큰 연못이고 다른 일부는 270 피트 이상의 주요 호수입니다. 우리는 Ice 가이 호수를 100 년 이상 덮었다는 것을 알고 있습니다. 대부분은 두께가 12 ~ 20 피트 인 얼음으로 덮여 있지만 40 피트 이상의 호수로 뚫고 액체 물을 치지 않았습니다. 얼음 아래에서 우리는 황혼의 지역에 사는 호수 생태계를 발견했습니다. 어둡지 만 많은 호수에서 태양의 빛나는 에너지의 작은 비율이 얼음을 통과 할 수 있으며, 4 개월의 극성 여름이 있지만 광합성과 생명을 유지하기에 충분합니다.
.어떤 경우에는 말 그대로 얼음에서 얼어 붙은 광합성 박테리아를 발견했습니다. 완전히 고정되어 있지만 여전히 광합성을 수행 할 수 있습니다. 어쨌든 그들은 기계를 미세 조정하여 그 얼음의 조건에 완벽하게 적합했습니다.
우리는 또한 다른 미생물 종이“시축성”관계를 보았습니다. 기본적으로 그들은 힘든시기를 극복하기 위해 리소스를 공유하고 있습니다. 미생물은 마이크로 미터 떨어져서 서로 매우 가깝게 머무르면서이를 수행하여 대사 산물의 전달이 비교적 쉽습니다.
이 추위적이고 극단적 인 상황에서 일하는 것이 얼마나 어려운가?
마른 계곡에서 일하는 것에 대한 한 가지는 시간당 70-80 마일 떨어진이 거대한 바람을 얻을 수 있다는 것입니다. 때때로 당신이 거기에있을 때, 당신은 바위에 자신을 묶고 뱃속에 기어 가야합니다.
1984 년 첫 여행에서 저는 뉴질랜드의 연구 시설 인 Scott Base에 머물 렀습니다. 어느 시점에서 나는 McMurdo 역의 미국 과학자들을 방문했습니다. 나는 향후 2 년간“Seace in Seace”프로그램에 가입하겠다는 제안을 받았다. 당신은 28도 팬 헤이트 물에서 1 시간 동안 스쿠버 다이빙을합니다. 해빙의 바닥에 미생물 수명이 상당히 많다는 것이 밝혀졌습니다. 나는 1987 년 2 월 쇄빙선들에게 많은 시간을 보냈다. Ross Ice 선반 아래의 바다에서 생명을 찾는 것은 거의 200,000 평방 마일, 프랑스 크기, 두께는 2,000 피트 이상입니다. 그러나 1988 년에 나는 마른 계곡의 호수로 돌아가서 내 자신의 연구 팀을 이끌 기 시작했습니다.
겨울 동안 남극 대륙에 머무르는 것은 어떻습니까?
1991 년, 1995 년부터 1996 년까지, 2007 년에서 2008 년까지 3 번의 겨울을 보냈습니다. 물론 대부분 어둡습니다. 물론 두 시간의 황혼 만 일할 수 있습니다. 한 겨울, 마이너스 화씨 45 도는 한 달 내내 가장 따뜻했습니다. 우리의 주요 목표는 액체 물을 샘플링하는 것이었고, 그 온도에서는 피부에 그것을 얻고 싶지 않습니다.
그러나 이것이 제가이 겨울을 한 이유입니다. 우리는 이러한 생태계가 에너지 입력이 거의없는 방식으로 어떻게 기능하는지 알아 내고 1 년 내내 모습을 얻고 싶었습니다. 그들을 살아있게 유지하는 한 가지는 초기 지질 학적 시대에 바다에서 퇴적 된 유물 유기물입니다. 신진 대사는 너무 낮아서이 유기체 가이 고대 음식 물질을 섭취함으로써 살아남을 수 있습니다.
빛과 생물학적 활동을 측정함으로써 수학적 모델을 구축 할 수있었습니다. 그런 다음 제가해야 할 일은 광합성의 양을 추정하기 위해 라이트 미터를 호수에 넣는 것입니다. 우리는 일부 호수는 얼음으로 덮지 않는 호수의 전형적인 것보다 바이오 매스 생산 측면에서 연간 10,000 킬로그램의 탄소를 생산하고 있음을 알고 있습니다. 그것은 우리에게 큰 발전이었습니다.
보스톡 호수 탐험에 어떻게 참여 했습니까?
1996 년 러시아 과학자들이 이끄는 그룹은 Nature 의 논문을 발표했습니다. 남극 대륙의 거대한 담수 호수에 대해. 러시아인들은 보스톱에 약 12,000 피트의 고립 된 지점 인 보스톱에 스테이션을 설립했으며 기후 기록을 위해 얼음 코어를보기 시작했습니다. 그들은 시추를 계속하고 1999 년에 얼어 붙은 호수 물처럼 보이는 다른 종류의 얼음에 부딪 쳤다고 발표했습니다. (우리는 그것을 accretion ice라고 부릅니다. 약 650 피트 두께의 호수 층은 훨씬 더 차가운 빙상의 바닥과 접촉 할 때 얼어 붙었습니다.) 그러나 과학자들이 오염에 대해 걱정했기 때문에 호수까지 가지 않고 직접 샘플을 얻지 못했습니다. 1,500 만 년 동안 호수에 축적 된 가스 가스로부터의 폭발 또는 "폭발"의 위험도 얼음 아래에있었습니다.
미국은 표면 아래 11,800 피트에서 여전히 호수 위의 490 피트 인 Accretion Ice를 얻었습니다. 나는 일할 얼음이 많지 않았습니다. 내가 얻은 샘플의 길이는 약 20 인치, 지름이 약 3.5 인치 였지만 얼음 조각은 내 인생을 바 꾸었습니다. 우리는 그것을 실험실로 가져 가서 세포와 미네랄을보기 위해 주사 전자 현미경을 사용하여 가장 깨끗한 조건에서 검사하여 원자력 수준에서 세포를 검사하기 위해 원자력 현미경을 보았습니다. 그리고 빙고, 우리는 미생물을보기 시작했습니다. Accretion Ice를 추정하면서, 우리는 밀리 리터당 약 100,000 개의 호수 표면에서 박테리아 농도를 추정했습니다. 즉, 바다에서 발견 된 평균 10 분의 1의 평균 호수가 있습니다. 우리는 1999 Science 에서 DNA 시퀀싱 데이터를 제시했습니다. 종이, 그 미생물에 대한 대사 데이터를 제시 한 다른 팀의 종이로 연속적으로 연속합니다.
언제 호수 Whillans에서 시력을 설정 했습니까?
Vostok Paper는 많은 홍보를 얻었고 완전히 새로운 궤적을 보냈습니다. 2000 년, 저는 남극 연구 과학위원회의 도쿄 회의에서 미국 대표로 근무했으며,이 하위 빙하의 호수가 실제라는 설득력있는 자금 조달 기관을 기소 한 하위 그룹에 대한 미국 대표였습니다. 나는 그들을“대륙의 다산 섬”이라고 불렀지 만, 일부 회의론자들은 호수가 실제로 있다는 것을 의심했다. 다른 사람들은 호수가 존재한다면 우리는 그들을 내버려 두어야한다고 주장했다. 우리 가이 호수를 샘플링 할 수있는 확실한 사례를 만들기까지 몇 년이 걸렸지 만 국립 과학 아카데미는 마침내 2009 년 에이 아이디어를 승인했습니다.
우리는 Whillans 호수와 Mercer 호수를보기로 결정했습니다. 부분적으로는 약 3,000 피트의 얼음으로 덮여 있었기 때문입니다. 우리는 또한 수량과 깊이에 대한 지구 물리학 적 데이터와 그것들이 수 문학적으로 활성화되어 있다는 사실에 대해 많은 지구 물리학 적 데이터를 가지고있었습니다. 호수가 채워지면서 얼음이 위아래로 들어갑니다. 호수는 수만 년 동안 대기에서 분리 되었음에도 불구하고 물은 10 년마다 그들을 통해 붉어집니다. 드릴과 실험실을 포함하여 120 만 파운드의 장비를 운반하는 데 14 일과 12 개의 트랙터가 필요했고, 맥 머도 스테이션에서 호수 위 릴란 (Lake Whillans)까지 35,000 갤런의 연료가 필요했습니다.
우리는 2012 년 12 월 말에 약 2,600 피트의 얼음을 통해 시추를 시작했습니다. 1 월 [2013]까지, 우리는 호수에 도착하여 샘플을 얻었고 결과를 확보했습니다. 우리가 밀리미터 당 약 100,000 개의 셀에서 외삽 한 모든 숫자는 Whillans 호수에서 확인되었습니다. 그리고 이번에는 탄탄한 증거가있었습니다 - 외삽 법에 의존하지 않고 실제 호수 샘플의 측정. 이것이 당신이 사는 순간입니다.
호수 Whillans에 대한 후속 연구는 무엇을 보여 주었습니까?
얼음이 0.5 마일 아래에 없기 때문에 광합성은 없습니다. 대신, 우리는 기본적으로 생계를 위해 미네랄을 먹는 Chemolithoautotrophs라는 많은 미생물을 확인했습니다. 그들은 무기 화합물의 산화로부터 에너지를 얻고 이산화탄소에서 탄소를 얻습니다. 우리는 또한 메탄이 퇴적물로부터 위로 확산되어 에너지를 위해 메탄을 산화시키는 박테리아에 연료를 공급하고 있음을 발견했다.
.이제 Trista Vick-Majors [Michigan Technological University의 미생물 생태 학자이자 전 학생]과 함께 2020 종이에서, 우리는이 하위 빙하 호수 인 Lake Whillans가 말 그대로 바다에 먹이를주고 있음을 알게되었습니다. 우리는 호수 나 개울의 빙하 아래에 물이 오랫동안 갇힐 수 있다는 것을 알고 있지만 결국 바다로 들어갑니다. Lake Whillans는 10 년마다 배수구를 배출했으며, 우리의 지구 물리학 팀은 우리에게 남태소로 흐르는 Whillans와 다른 호수의 채널에 대한 명확한 그림을 제공했습니다. 3,000 피트의 얼음이있는 미시시피 델타와 비슷합니다. 우리는 Whillans의 흐름이 Ross Ice Shelf 아래의 바다와 만나는 곳에서 약 6 마일 떨어진 곳에서 샘플링했습니다. 그리고 우리는 얼음 아래의 바다 해수의 미생물 생태계를 지원하기 위해 호수에서 충분한 영양소 (탄소, 질소, 인 및 철을 포함한 충분한 영양소가 호수에서 배출되고 있음을 발견했습니다. 아무도 그것이 가능하다고 상상하지 못했습니다.
Mercer 호수는 Whillans 호수와 어떻게 같았습니까?
우리는 작년에 Mercer 호수로 뚫고 약 3,500 피트의 얼음을 겪었고 그곳에서 생명을 찾았습니다. 그러나 그것은 우리가 Whillans에서 보는 것과 다르며 화학 및 용존 산소 수준은 다릅니다. 머서의 세포 밀도는 약 10 배 낮습니다. Whillans만큼 생산적이지는 않습니다. Mercer는 동극 대륙에서 물의 3 분의 1을 얻는 반면 Whillans는 West Antarctica에서 대부분의 물을 얻습니다.
우리는 그것이 지구 화학과 영양소에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 삶이 다른 조건에 어떻게 적응했는지 알아 보려고 노력하고 있습니다. 그러나 가장 중요한 것은 우리가 이제 두 개의 하위 빙하 호수에 생명이 있다는 것을 보여 주었다는 것입니다. 두 가지 경우가 중요합니다. 그것은 의심을 없애야합니다.
태양계의 다른 곳에서 NASA와 삶의 문제에 어떻게 관여 했습니까?
1984 년 남극 대륙으로의 첫 여행 중에, 나는 NASA Ames의 연구원 인 Chris McKay가 나타 났을 때 뉴질랜드 필드 캠프의 호수에있었습니다. 그는 멋진 과학자이자 내가 만난 최초의 카드를 운반하는 기생충 학자입니다. 우리는 영구적으로 얼음 덮인 호수와 화성에 어떻게 존재할 수 있는지에 대해 이야기했습니다. 그것이 시작된 방식이며 시간이 지남에 따라 더 많이 참여했습니다. 예를 들어, NASA 실무 그룹을 통해 코어 샘플을 채취, 저장 및 검색하여 3 월 2020 년 미션에서 검색하는 방법을 설계했습니다. 동료들과 나는 드라이 밸리 호수에 샘플러가 달린 로봇을 넣기 시작했습니다.
1999 년 Science 의 마지막 단락에서 Vostok 호수에 대한 논문, 우리는 다음과 같이 썼습니다.“냉동 표면 아래의 액체 수 서식지 내의 미생물은 유로파에서의 생명을위한 아날로그를 제공합니다.” 그리고 JPL의 Kevin Hand와 함께 2012 년 논문에서, 우리는 Vostok의 아이디어를 Europan Ocean의 모델로 확장했으며 생명 탐색 장비가 얼음 훈련 내에 포함될 것을 제안했습니다. 2017 년과 2019 년에, 우리는 Greenland Iceped에 갔다가 Europa로 가져갈 수있는 훈련을 테스트했습니다. 우리는 약 1 미터를 뚫고 유기물에 대한 시추공 구멍을 스캔 한 다음 다른 미터를 뚫고 생명을 찾고 있습니다. 잘 작동했지만 지금 우리의 목표는 그것을 완전히 자율적으로 만드는 것입니다.
NASA는 유로파를위한 시추 시스템 개발에 계속 참여해 왔습니다. 왜냐하면 나는 당신이 겪을 수있는 문제를 알고 있기 때문입니다. Europa의 얼음 두께는 6 마일 이상이며 보스톡보다 두 배 이상입니다. 바다에 들어가는 것은 놀라운 기술 위업이있을 것입니다. 아마도 내 생애에는 일어나지 않을 것입니다. 그러나 우리는 착륙을 줄 수있었습니다. 혼란스러운 얼음 패턴을 찾으면 물 화산이있는 곳을 볼 수 있습니다. 당신은 표면에 더 가까운 서브 아이스 바다의 징후가있는 곳으로 가고 싶다.
남극 대륙을 처음 방문한 이후 얼마나 많은 상황이 바뀌 었습니까?
80 년대 초, 나는 미생물의 상호 작용과 생태를 연구하기위한 제안을 작성한 것을 기억합니다. 그 제안을 제출할 곳은 없었습니다. 나는 미생물이 생태의 일부가 아니라고 들었습니다. 이제 미생물 생태에는 수십 개의 저널이 있습니다. 그리고 얼음과 빙하로 덮인 호수의 미생물에 관한 작업은 지구의 대륙 중 하나를 보는 방식을 바꾸었고 동시에 외부 태양계에서 볼 수있는 것에 대한 단서를 제공합니다.
