自20世纪50年代以来，少数但越来越多的国际科学家们一直在地球上最偏远的洲——南极洲——度过数月的研究时光。今年，有29个国家将在那里开展研究项目，这意味着大约800名科学家和后勤人员将前往南部度过夏季，时间从10月到次年3月。仅美国南极计划就将开展100多个项目，其中许多项目将弥补因2013年财政削减导致的一些考察活动中断而损失的时间。美国主导的项目将调查一系列关键问题，包括气候变化如何展开以及宇宙的早期瞬间是怎样的。以下是七项值得关注的实验。
1 – 海洋食物链
重达281英尺、配备破冰能力的“内森尼尔·B·帕尔默”号船载着AMLR团队穿越海洋，寻找一种名为磷虾的、体长两英寸的甲壳类动物。企鹅、鲸鱼——以及人类——都依赖磷虾作为食物来源。经过三十多年的研究，生态学家们对磷虾的冬季活动模式知之甚少。AMLR团队正处于一项为期五年的调查的第三年，该调查旨在利用声学探测设备绘制磷虾的分布图——磷虾喜欢藏在海冰下。这项工作将有助于美国管理南极磷虾渔业。
2 – 全球冰川融化
嵌入南极冰层中的GPS和地震传感器构成了PoleNet——极地冰观测网络——此外还有格陵兰岛的传感器。今年，该团队将新增三个站点——每个站点都配备了约3000磅的监测设备。这些数据有助于地球科学家预测随着西南极冰盖的融化，地壳将如何反弹。该项目可能会证实冰川融化是否是一个失控的过程——正如今年早些时候其他研究人员发现的那样——以及这种反弹是否会导致地震和火山爆发。
3 – 难以捉摸的粒子
几十年来，天文学家一直在努力探测中微子——这种难以捉摸的粒子，其信号有助于他们理解超新星的运作方式以及暗物质是什么等奥秘。像日本的Super-Kamiokande这样的传统中微子探测器是建在废弃矿井里的水箱。但IceCube团队的研究人员想出了一个方法，用比Super-Kamiokande贵一倍的价格，建造了一个大20000倍的探测器。他们没有使用水箱，而是利用南极洲一立方英里的近乎完美的透明冰，并将5160个光学传感器钻入一英里多深的地下。自2010年探测器投入使用以来，已探测到30多个中微子。今年，该团队将测试他们去年安装的计算机，以使探测器更加自主，并希望能找到中微子起源于宇宙中何处的证据。
4 – 婴儿宇宙
今年3月，宇宙学家公布了BICEP2望远镜的一项重大发现：支持曾经是猜测理论的暴胀理论的证据——即宇宙在大爆炸后的瞬间发生的剧烈膨胀。但非凡的说法需要非凡的证据，其他天文学家呼吁进行更多研究来重复——或证伪——该实验。本季度，BICEP3将部署。它拥有的传感器数量是其前身的五倍，视场是其前身的 triplet，应该有助于证实或否定BICEP2的发现。
5 – 黑暗中的微生物
生物学家们对依赖太阳能生存的微生物如何在黑暗的极地冬季生存知之甚少。因此，ALPS团队在两个被冰覆盖的湖泊中设立了传感器站，每个湖泊都配备了藻类探测器、浮游植物采样器和水化学分析仪，用于全年数据收集。本季度，该团队将首次查看越冬数据。这些结果可能有助于天体生物学家预测，类似微生物是否可能在木星的卫星欧罗巴等其他被冰覆盖的天体上生存。
6 – 隐藏的恒星
由于南极洲位于极点，地球原本混乱的大气层在那里变得稳定而可预测。这意味着巨大的气球——有些比足球场还宽，和华盛顿纪念碑一样高——可以绕着大陆飞行，但仍然能降落在离发射点很近的地方。本季度，长航时气球团队的载荷是一个1700磅的伽马射线望远镜，用于观测大气层从地面隐藏起来的恒星。这项技术以太空发射成本的一小部分就 yields 航天器级别的研究旅行。
7 – 企鹅进化
由于企鹅是关键的捕食者，它们表明了南大洋生态系统如何适应气候变化。企鹅科学团队正在利用保存在南极冰层中的45000年的骨骼和蛋壳记录——以及15年给活着的阿德利企鹅戴环的数据——来解读该物种如今是如何适应的。今年，该团队将重点关注鸟类的觅食能力是后天习得的技能还是遗传特征——以及这种能力在海冰融化时是否能够得以保留。
此外，麦克默多站将进行改造
美国国家科学基金会正计划对麦克默多站进行一项为期多年的升级改造，这是南极洲最大、最活跃的基地。潜在的改造项目包括更换其100多个建筑中的许多，增设新的风力涡轮机，提高带宽，并升级作为主要研究设施的克雷里实验室的仪器。技术人员甚至可能获得一个DARPA风格的研究翼——专门用于开发先进的滑翔机、机器人野外站和自动穿越车辆，所有这些都是为极地探险特别制造的。
地图数据由美国南极计划提供；企鹅栖息地位置由H.J. Lynch和M.A. LaRue提供；日出数据由美国海军天文台提供。
更正 (2014年9月22日，晚上7:30 ET)： 此地图的原始版本错误地将两个自动湖泊剖面和采样站标记为位于血瀑布和惠兰斯湖。这两个站点都位于麦克默多站附近的博尼湖。地图已更正。我们对错误表示歉意。
本文最初发表于《大众科学》杂志2014年10月期，标题为“世界尽头的实验室”。
