«Вчера на станции Восток в Антарктиде наши ученые на глубине 3,768 тысячи метров завершили бурение и достигли поверхности подледникового озера», — сообщил источник в научных кругах агентству РИА Новости.

Начальник антарктической экспедиции Росгидромета Валерий Лукин, вернувшийся накануне из Антарктиды, доложил об успешном вскрытии озера Восток.

На собрании в Арктическом и антарктическом научно-исследовательском институте специалист отчитался о том, что почти двадцатилетний проект был завершён вчера, 5 февраля. Российские исследователи достигли поверхности самого загадочного озера Земли, пресноводный водоем которого, изолированный от внешнего мира последние 15 миллионов лет, может изменить наши представления о жизни на планете.

Изображение Nicolle Rager-Fuller / National Science Foundation.

Существование озера, как и других подлёдных озёр, было предсказано (опираясь на данные исследований и теоретические обоснования) А. П. Капицей ещё в 1955—1957 годах, но считается, что само открытие произошло относительно недавно, в 1996 году, совместными усилиями российских и британских полярников.

Сейсмическое зондирование ледникового щита под станцией Восток, проведённое под руководством А. П. Капицы в 1959 и 1964 годах позволило определить его толщину. При этом оказалось, что помимо главного пика отражения от дна ледника в приёмном сигнале выявлялся ещё один. Тогда он был интерпретирован как отражение от нижней границы слоя осадочных пород под ледником. Позже возникло предположение, что это был сигнал отражения от границы льда с водой.

Линейные размеры водоема — 250 на 50 километров. При глубине в 1,2 километра это один из крупнейших водоемов с пресной водой на планете. Озеро Восток в Антарктиде, скрытое под четырехкилометровой толщей льда, является уникальной водной экосистемой, изолированной от земной атмосферы и поверхностной биосферы на протяжении миллионов лет. Его изучение играет огромную роль в построении сценария естественных изменений климата в ближайшие тысячелетия.

Станция Восток. Фото LIBOR ZICHA

В 1970-х годах на станции Восток было начато бурение с целью получения образцов льда для палеоклиматических исследований. В проекте в разное время принимали участие учёные из Великобритании, Франции, США. На определённой глубине химический и изотопный состав льда, а также его кристаллографическая структура резко изменились. Стало ясно: это не ледниковые наслоения, а замёрзшая вода озера.

В июле 1994 года на открытой конференции Научного комитета по антарктическим исследованиям SCAR в Риме Андрей Петрович Капица сделал первое публичное сообщение об этом природном феномене. Отсчёт мы ведём с этой даты. А в 1995 году международный коллектив учёных, куда вошёл и Капица, в британском журнале Nature сделал первую научную публикацию, — рассказывает об открытии озера Восток начальник Антарктической геофизической партии «Полярная морская геологоразведочная экспедиция» (ПМГРЭ) Валерий Масолов.

Впоследствии ученые получили данные о его размере и форме, толщине ледникового покрова, а также о подводном рельефе и осадочных отложениях методом радио- и сейсмозондирования.

Выяснилось, что между льдом и горными породами действительно есть прослойка воды толщиной 650-1200 метров и протяженностью береговой линии 1030 километров. Согласно расчетам, объем озера составляет 6343 кубических километра, давление больше четырехсот атмосфер, температура воды примерно минус два-три градуса.

Уникальная водная система, изолированная от внешней жизни, по разным оценкам, существует от 5 до 30 миллионов лет.

Бурение основной скважины к озеру, получившей название 5Г-1, было начато в 1990 году. Работы время от времени приостанавливались — то не хватало финансирования, то зарубежные наблюдатели сомневались в том, что россияне соблюдают технику безопасности. Начиная с глубины 3539 м, достигнутой к 1996 году, химический и изотопный состав льда и его кристаллографическая структура существенно изменились – оказалось, что этот лёд представляет собой замороженную воду подлёдного озера. В 1998 году, когда до озера оставалось, по оценкам, менее 200 м, бурение было приостановлено, так как на тот момент не существовало технологии безопасного «вскрытия» озера, которая позволила бы сохранить экосистему озера. Такая технология была создана в 2003 году в ААНИИ и петербургском Горном институте.

Суть ее состоит в том, что скважина заполняется заливочной жидкостью (смесью керосина и фреона), причем ученые устраивают «недолив», оставляя около 50 метров в верхней части скважины пустой. В момент проникновения в озеро из-за недокомпенсации давления вода вытолкнет столб заливочной жидкости вверх, что полностью исключает угрозу попадания заливочной жидкости в само озеро.

Однако страны Антарктического договора потребовали проведения предварительных испытаний метода, поскольку не считали его достаточно экологически безопасным. Это требование угрожало похоронить проект, поскольку бурение скважины с нуля к другому подледниковому озеру в Антарктиде требовало очень больших расходов.

Выйти из ситуации помогла случайность: в 2004 году датские гляциологи бурили скважину в северной части Гренландии, используя практически ту же технологию, что предлагали российские специалисты. На глубине более двух километров буровой снаряд попал в водную линзу. В этот момент скважина не была целиком заполнена заливочной жидкостью, что создало недокомпенсацию давления. Через год датские специалисты вновь разбурили ледяной керн, который образовался при подъеме воды по скважине. Оказалось, что загрязненным керосином и фреоном был только верхний 10-сантиметровый участок ледяного керна, далее лед был стерильно чистым.

Это независимое «тестирование» помогло российским ученым получить «добро» международного сообщества на продолжение бурения скважины к озеру Восток. В 2006 году, после восьмилетнего перерыва, скважина была расконсервирована, и бурение было продолжено.

В октябре 2007 года произошла авария — буровой снаряд застрял в скважине на глубине 3668 метров и оторвался от кабеля, извлечь его не удалось. В 2009 году было принято решение продолжить бурение с глубины 3590 метров, отклонив ствол скважины от вертикали. В конце предыдущего сезона, 5 февраля 2011 года, глубин скважины составила 3720 метров 47 сантиметров.

Начальник Российской антарктической экспедиции Росгидромета Валерий Лукин (слева), начальник Антарктической партии ПМГРЭ Валерий Масолов (справа).

2 января 2012 года приступила к работе 57-я российская антарктическая экспедиция по бурению льда над озером Восток. Ранее планировалось, что все работы этого сезона завершатся после соприкосновения буровой установки с водной толщей озера и комплекса специальных работ. Затем специалисты планировали вернуться к бурению лишь в декабре 2012 года, чтобы добыть образцы свежезамороженной воды озера, прошедшей в скважину, и исследовать их.

Напомним, российских специалистов критиковали за использование керосина и фреона, которые могли загрязнить девственное озеро, покрытое льдом миллионы лет. Да и в целом наши соотечественники и их коллеги из других стран критиковались за несоблюдение в полном объёме всех мер безопасности. Г-н Лукин признал, что эксперты пользовались антифризом на основе керосина, но, по его словам, ничего страшного не произошло. Он отметил, что технология была предварительно отработана в Гренландии.

Ученые до сих пор отказываются делать прогнозы о том, что они могут обнаружить в озере. Многие предполагают, что в озере могут обитать бактерии-экстремофилы, приспособившиеся к жизни в условиях полной темноты. Такие бактерии могут использовать механизм хемосинтеза, как микроорганизмы, обитающие рядом с горячими источниками на дне океана -  черными курильщиками. Они получают питательные вещества, окисляя сероводород.

Однако не исключено, что озеро может оказаться абсолютно стерильным. К настоящему моменту пройдено уже 173 метра во льду, образовавшемся из озерной воды. Но изучение озерного керна показало, что в нем содержится не больше 2-3 клеток на миллилитр, причем и эти клетки могли попасть в образцы при транспортировке или в лаборатории.

Ученые не исключают, что верхние слои озера могут быть стерильны, а реликтовые микробные сообщества или их следы могут содержаться только в донных отложениях. Возможно, что озеро Восток окажется единственной на Земле абсолютно безжизненной водной системой и станет уникальной площадкой для отработки методов поиска внеземной жизни.

Теперь исследования озера будут продолжены в декабре 2012 года, когда в Антарктиде наступит лето. В феврале в Антарктиде наступает осень, и все работы на зимнее время сворачиваются. Скважину законсервируют до следующего антарктического лета.

Образцы воды будут добыты только в следующем сезоне, то есть в декабре или январе. Ученые снова приедут на станцию «Восток», пробурят свежий лед, полученный непосредственно из озерной воды, и отдадут его для анализа геохимикам, кристаллографам и микробиологам. На этом работы опять прекратятся. Реальное проникновение в озеро произойдет лишь в 2013—2014 годах.

Ученые считают, что существуют большие шансы обнаружить в озере новые формы жизни. Речь, в первую очередь, идет об аминокислотах, микробах и червях – то есть самых маленьких существах.

Впрочем, велика вероятность, что озеро мертвое – на это косвенно указывают некоторое параметры его среды. Тем не менее, никто точно предсказать результат не берется: ученые сравнивают проникновение в озеро с высадкой на другую планету.

Для исследований будут использоваться специальные зонды, которые измерят давление, температуру, химический состав и другие параметры. Один из зондов будет оснащен видеокамерами.

Есть ли в озере жизнь, будут выяснять при помощи специальных лазеров, но основные надежды возлагаются на пробы воды, которые поднимут на поверхность.

Стоит отметить, что проект бурения льда над озером Восток уже дал целый ряд любопытных результатов, ведь в кернах, извлечённых из скважины, учёные нашли множество невиданных форм жизни.

Много мифов и фантастических предположений окружало буровые работы. Думали, что из-за большого давления воды фонтан разорвёт скважину и снесёт станцию Восток.

Как и предполагали специалисты, этого не произошло, поскольку давление буровой жидкости уравновесило давление воды. Загрязнения тоже не случилось: озёрная вода поднялась примерно на 50 метров по стволу и остановилась. Теперь она замёрзнет, и полярники возобновят бурение в следующем сезоне, пробурив тот же участок, и только тогда спустят аппаратуру для отбора проб воды. Но амбиции учёных простираются дальше воды – они собираются достичь дна озера.

Озеро Восток

На сегодняшний день ученые видят озеро таким:

– Это вытянутое озеро длиной 280–290 километров и шириной 30–50 километров. Площадь водного зеркала равна 15,5 тысячи км2, включая острова, которые мы обнаружили. Озеро имеет уклон водного зеркала в северном направлении по отношению к уровню моря от минус 800 метров до минус 200 метров, чего нигде не бывает, кроме как в таких случаях – под мощной ледовой крышей. То есть это водный резервуар с наклонной поверхностью. Наши сейсмические исследования показали, что средняя толщина водного слоя составляет чуть более 400 метров. Объём водного тела – 6340 км3. Озеро как бы разделяется на две части. Южная часть более узкая, там толщина водного слоя достигает больших величин – где-то 800–1200 метров. Северная часть относительно мелководная, там толщина водного слоя – около 300 метров. Очень интересные находки у биологов – они [в керне] обнаружили остатки ДНК-структур термофильных микроорганизмов, которые могут существовать лишь при температурах выше плюс 55 градусов. А ведь это расположено на полюсе холода! Наверху сумасшедший «минус». И лёд там минус 50 градусов, и температура воздуха достигает минус 89 градусов. Значит, в этом районе находится мощный глубинный разлом…

В ААНИИ отмечают, что проект проникновения в озеро Восток является чисто российским, зарубежные страны в нем участия не принимают.

Британские исследователи также ведут бурение, но к менее глубоко расположенному озеру Эллсуорта. Они используют иную технологию, основанную на непрерывной промывке скважины горячей водой. Первую пробу грунта со дна озера они рассчитывают получить к декабрю этого года.

Использованы материалы

eco.ria.ru

science.compulenta.ru

strf.ru

bbc.co.uk

Tags: ,

Эта статья была опубликована: Понедельник, февраля 6, 2012 в 19:21 в категории Антарктида. Вы можете читать любые ответы через RSS 2.0 feed. You can leave a response, or trackback from your own site.

Ваш комментарий

Имя (*)
email (*)
вебсайт
Комментарий
Перед отправкой формы:
Human test by Not Captcha