冰封湖面下的生命奇蹟：伊利湖的微觀生態覺醒

2024至2025年的冬季，北美五大湖區迎來了極寒與頻繁的湖效降雪，尤其伊利湖在二月幾乎完全被冰層覆蓋。隨著春天的腳步漸近，湖面開始展現出動態的水流，混雜著旋渦狀的沉積物，以及一片繁盛的矽藻花。這些微小的藻類即使在冰層下也能茁壯成長，成為科學家研究冬季生態的重要物件。

研究人員發現，這些矽藻不僅有助於淨化水質，還在寒冷的月份中維持了水生食物鏈的運作。它們的生存策略相當巧妙，透過與細菌合作，依附在冰層下並在微弱的光線中進行光合作用。這一發現為伊利湖的冬季生態提供了全新的視角，打破了過去認為冬季是休眠期的觀念。

2025年二月，五大湖區的冰層覆蓋率達到高峰，其中伊利湖的冰層覆蓋率高達95%，符合季節性常態。隨著春天的到來，冰層逐漸消退，湖面開始顯露出生命的跡象。3月10日，NASA的Landsat 8衛星捕捉到伊利湖中部的影像，當時湖面約有33%被冰層覆蓋，而暴露的水域則顯示出旋渦狀的沉積物和浮游植物，暗示著生物活動的活躍。

伊利湖的湖底富含石英砂、淤泥以及石灰岩中的碳酸鈣，春季的強風和湖流會將這些物質攪動至水面，形成色彩斑斕的圖案。加拿大溫莎大學五大湖環境研究所所長麥可·麥凱指出，當時湖中矽藻的含量顯著提升，這些擁有矽質外殼和豐富葉綠素的微生物，可能是湖面色彩變化的原因之一。

麥凱進一步表示，3月10日由加拿大海岸警衛隊破冰船採集的樣本顯示，葉綠素濃度顯著升高，表明春季藻華的開始，其中矽藻佔浮游植物的80%至90%。這些樣本來自冰層邊緣向西延伸約80公里的區域，與三天前美國海岸警衛隊在伊利湖中部採集的樣本資料相符。

早在2000年代初，科學家就發現矽藻可以在伊利湖的冰層內及其下方生存。作為冬季至春季藻華的主要成分，這些微生物在湖生態系統中扮演著重要角色，包括淨化水質和作為水生食物鏈的基礎。後續研究揭示了它們在嚴寒條件下的生存策略：矽藻與一種能形成冰晶的細菌形成共生關係，使它們能夠附著在冰層下方，並獲取進行光合作用所需的光線。

然而，某些冬季冰層覆蓋較少的年份，部分矽藻物種的數量會減少，這對湖生態系統的影響尚未完全被理解。田納西大學水生微生物生態研究組主任史蒂芬·威廉表示：「我們花了數十年時間忽視了這個季節。麥凱和我很幸運能成為18年前重新研究伊利湖冬季生態的團隊一員。」他強調，關於季節之間的關係，例如矽藻花如何影響夏季藻華的開始和嚴重程度，仍有許多問題值得深入探討。顯然，伊利湖全年都充滿了生機與活力。

（圖片來源：NASA地球觀測站，由米卡拉·加里森使用美國地質調查局的Landsat資料製作。）