自1950年代以來，越來越多的國際科學家開始在世界上最偏遠的南極洲進行數月的考察。今年，將有29個國家在南極開展研究項目，這意味著大約800名科學家和後勤人員將在10月至隔年3月的夏季前往南極。光是美國南極計畫就將開展100多個項目，其中許多項目旨在彌補先前因預算限製而耽誤的時間；2013年，由於預算削減，一些考察隊未能成行。這些由美國主導的計畫將研究一系列關鍵問題，包括氣候變遷的發展進程以及宇宙的早期形態。以下是七個值得關注的實驗。
1 – 海洋食物鏈
「納撒尼爾·B·帕爾默號」是一艘281英尺長的破冰船，它載著南極海洋生物資源保護研究所（AMLR）的團隊橫渡南極，尋找一種名為磷蝦的小型甲殼類動物。企鵝、鯨魚以及人類都依賴磷蝦作為食物來源。經過三十年的研究，生態學家對磷蝦的冬季習性仍然知之甚少。 AMLR團隊正在進行一項為期五年的調查，利用聲學探測設備繪製喜歡藏身於海冰下的磷蝦分佈圖，目前已進入第三年。這項工作將有助於美國管理南極磷蝦漁業。
2 – 全球冰川融化
南極冰層中嵌入的GPS和地震感測器與格陵蘭島上的感測器共同構成了極地冰觀測網路（PoleNet）。今年，該團隊將新增三個站點，每個站點配備約3000磅的監測設備。這些數據有助於地球科學家預測隨著西南極冰蓋融化，地殼將如何回彈。該計畫或許能夠證實，冰蓋融化是否像其他研究人員今年稍早發現的那樣是一個失控的過程，以及地殼回彈是否會導致地震和火山爆發。
3 – 逃逸粒子
幾十年來，天文學家一直在努力探測中微子——這種難以捉摸的粒子，其特徵有助於他們理解超新星的形成機制和暗物質的本質等謎團。傳統的中微子探測器，例如日本的超級神岡探測器，是由建在廢棄礦井中的水箱組成。但IceCube團隊的研究人員找到了一種方法，製造出比超級神岡探測器大2萬倍，但成本卻只有兩倍的探測器。他們沒有使用水箱，而是利用了一立方英里近乎完全透明的南極冰層，並在冰層中鑽入5160個光學感測器，深度超過一英里。自2010年探測器投入運作以來，已偵測到30多個中微子。今年，該團隊將測試去年安裝的計算機，以提高探測器的自主運作能力，並希望找到中微子起源於宇宙中的證據。
4 – 嬰兒宇宙
今年三月，宇宙學家公佈了BICEP2望遠鏡的一項重大成果：它提供了曾經只是推測的暴脹理論的證據，即宇宙在大爆炸後瞬間的劇烈膨脹。然而，非凡的結論需要非凡的證據，其他天文學家呼籲進行更多研究來重複或推翻這項實驗。本季，BICEP3望遠鏡將投入使用。它的感測器數量是前代的五倍，視場範圍是前代的三倍，有望幫助證實或推翻BICEP2的發現。
5 – 黑暗中的微生物
生物學家對依賴太陽能的微生物如何在極地漫長的冬季中生存知之甚少。因此，ALPS團隊在兩個冰封的湖泊中設立了感測器站，每個站點都配備了藻類探測器、浮游植物採樣器和水化學分析儀，用於全年數據收集。本季，該團隊首次獲得了越冬數據。研究結果或有助於天體生物學家預測類似的微生物是否能在其他冰封天體（例如木衛二）上生存。
6 – 隱藏的星星
由於南極洲位於地球極點，地球原本混亂的大氣層卻異常穩定且可預測。這意味著巨型氣球——有些氣球比足球場還寬，與華盛頓紀念碑一樣高——可以環繞南極大陸飛行，並且還能在靠近起飛點的地方著陸。本季，長航時氣球團隊的酬載是一台重達1700磅的伽馬射線望遠鏡，它被送到高空觀測被大氣層遮蔽的恆星。這項技術能夠以遠低於太空發射的成本，實現媲美太空船的研究飛行。
7 – 企鵝的進化
由於企鵝是重要的掠食者，它們能夠反映出南大洋生態系統如何適應氣候變遷。企鵝科學團隊正在利用保存在南極冰層中長達45,000年的骨骼和蛋殼記錄，以及15年來對活體阿德利企鵝進行環志的數據，來解讀該物種如今的適應方式。今年，團隊將重點研究企鵝的覓食能力究竟是後天習得的技能還是遺傳特徵，以及隨著海冰融化，這種能力是否還能持續存在。
此外，麥克默多站也進行了改造。
美國國家科學基金會計劃對麥克默多站進行多年升級改造，該站是北美大陸上規模最大、最活躍的基地。潛在的改造項目包括更換100多棟建築物中的大部分，增設新的風力渦輪機，提升頻寬，以及升級主要研究設施克拉里實驗室的儀器設備。技術人員甚至可能獲得一個類似美國國防高級研究計劃局（DARPA）的研究部門——專門用於開發先進的滑翔機、機器人野外考察站和自動巡視車，所有這些都是專為極地探險而設計的。
地圖資料由美國南極計畫提供；企鵝棲息地位置由 HJ Lynch 和 MA LaRue 提供；日出資料由美國海軍天文台提供。
更正（2014年9月22日，美國東部時間晚上7:30）：此地圖的原始版本錯誤地將兩個自主湖泊剖面和採樣站標註為位於布拉德福爾斯和惠蘭斯湖。這兩個站點實際上都位於邦尼湖，靠近麥克默多車站。地圖已更正。我們對此錯誤深表歉意。
本文最初發表於 2014 年 10 月的《大眾科學》雜誌，標題為「世界盡頭的實驗室」。
