Езерото Восток, разположено в непосредствена близост до Южния геомагнитен полюс на Земята, е може би една от последните сериозни мистерии на нашия свят. Водата в езерото, взета в плен на лед от 20 до 14 милиона години! обратно, запази информационна „снимка“на праисторическото състояние на планетата Земя. А това означава, че хората имат възможност да надникнат в такова далечно минало, за което не смееха да мечтаят. Например, по състоянието на водата ще бъде възможно да се прецени състава на древната атмосфера, вулканични процеси, които разтърсиха планетата в началото на четвъртичния период. И дори за най-древните форми на живот.
Към днешна дата 45 щата имат своите станции в Антарктида и извършват активна научна работа. А руснаците имат дланта в откриването на подгланичната „реликва“, а именно флагманския навигатор на авиационния отряд на 4-та съветска антарктическа експедиция Р. В. Робинсън. Той, подобно на други пилоти, които по-късно летяха от гара Мирни до района на гара Восток, видя много големи площи на повърхността, които рязко се различаваха от останалите и бяха условно наречени "езера".
Винаги са се срещали на едни и същи места, така че дори са били използвани за навигация. Но тогава никой не го взе сериозно. Същата съдба очаква хипотезата на известния глациолог И. А. Зотников (сега член-кореспондент на Руската академия на науките, доктор на географските науки), който предложи възможността за топене на дебелината на антарктическия ледник по време на неговото движение.
Изглежда за какво езеро можем да говорим, когато средната температура в Антарктида достигне -57 ° C. Водата замръзва при тази температура без съмнение. Фактът обаче е, че езерото не е разположено на повърхността, а под 4-километров слой лед. Честно казано, дори когато тези плоски равнини бяха открити от пилотите, те ги нарекоха езера за повърхност, която наподобява езеро от височина. Случи се така, че над такова езеро, без да го знаят, през 1957 г. участниците в съветската полярна експедиция създават гара Восток (езерото получава същото име през 1993 г.).
Дори А. Капица, тогава новак географ, а по-късно и академик, получил нестандартен отражен сигнал по време на сеизмично озвучаване през 1959 и 1964 г., не посмя да направи такова смело предположение. Сигналът излъчва два върха на отражение вместо един - на 3730 и 4130 м. От това се оказа, че дебелината на ледника се простира до дълбочина от 3730 м, а основата на Антарктида започва на дълбочина 4130 м. Тогава учените обясниха тайнствената форма на сигнала с утаени скали, лежащи под леда.
Сега те са разбрали със сигурност, че сеизмичните вълни „се препъват“не на утаечни отлагания, а на 400-метров воден стълб. И през 70-те години на миналия век Шотландският британски полярен институт извършва голяма програма от въздушни полети с радиовълни, озвучаващи ледниците на Централна Антарктида. На радиозвуковите касети маршрутите на някои места пресичаха областите, където отраженията под леда имат доста особен характер. Възможно беше да се предположи, че именно в тези точки полетните линии пресичат големи натрупвания на подледови води, които тогава, през 70-те години на миналия век, се наричат подледникови езера. А езерото, над което се намираше станцията Восток, беше кръстено на нея. Но всичко това все още беше само научна хипотеза.
И едва в началото на 90-те години, когато учените получиха данни от лазерна алтиметрия, получени от космическия спътник ERS-1, стана очевидно: в района на станция Восток има голяма равна равнина с дължина до 280 км и до 70 км широк. Тези данни принудиха А. Капица да изведе резултатите от своето дългогодишно сеизмично озвучаване. След като събра всички налични научни изследвания, академикът направи доклад, който се превърна в истинска световна сензация. Така през 1994 г. светът научи, че вътре в безжизнения полюс на студа има древно запазено езеро. Откриването на гигантско подледниково езеро в Антарктида в близост до руската гара Восток с право се нарежда сред най-големите географски открития на 20 век.
Размерът на езерото беше впечатляващ: дълъг е повече от 280 км и широк 50 км. По този начин площта на водната повърхност е повече от 10 000 км? и е сравнима само с такива езера като Онега (Европа), Чад и Рудолф (Африка), Никарагуа (Централна Америка) и Титикака (Южна Америка). Средната дълбочина в езерото е 750 метра. След това съветските специалисти от полярната морска геоложки проучвателна експедиция старателно „изпробваха“езерото, използвайки метода на наземното озвучаване.
Промоционално видео:
През годините са извършени хиляди непрекъснати сеизмични участъци в различни посоки на езерото. Резултатите бяха изумителни: за първи път човек „видя“това, което е скрито от него под 4-километров слой лед. Например, те открили, че в западната част на езерото Восток има много заливи, заливи, полуострови. Тя е плитка, за разлика от източната, която има стръмен дълбоководен крайбрежен ръб.
Дъното на този сладководен басейн, извито с полумесец, има рязко грапав релеф, дълбочината на места достига 1200 м. Както показаха резултатите от термичното сканиране на повърхността, температурата на водата в езерото е доста висока - приблизително от + 10 ° до + 18 ° C. И последните проучвания на японски и американски учени показват, че езерото е разделено от риф на две независими области, всяка от които може да има своя уникална микробиологична среда.
Сега под ледената обвивка на Антарктида са открити 77 езера. Но най-голямото от тях е езерото Восток. А уникалността му се крие във факта, че езерните води са били напълно отрязани от директни контакти с атмосферата, със слънцето, ветровете и живота на повърхността в продължение на няколко милиона години от дебелината на леда. Това означава, че биологичният и химическият състав на водата през цялото това време остава непроменен. Много от изследователите смятат, че уникалните форми на живот могат да обитават древните води. Езерото Восток се различава по силата на гравитацията: изследователите бяха убедени, че гравитацията е по-слаба спрямо дълбоководни водни тела, защото плътността на водата е половината от плътността на камък.
Летейки около езерото със самолет, учените съставили карта на дъното му. Работата им показа, че езерото съдържа около 5,4 хиляди кубически километра вода - приблизително 5% от общото водоснабдяване в света. Предполагаше се също, че езерото Восток е разположено в разлом на земната кора. Тогава е вероятно на дъното му да се появят процеси, близки до вулканичните, с изригването на солените потоци. Следователно в долните слоеве водата може да бъде солена. И отгоре, поради топенето на ледника, водата е най-вероятно прясна.
Получените данни също позволиха на учените да определят височината (нивото) на свободната повърхност на водата. Оказа се, че тя е на 3100 м надморска височина, тоест водата на езерото Восток няма пряк контакт с океана, който заобикаля Антарктида от всички страни. Освен това над водната повърхност има куполов свод с височина стотици метри, изпълнен с древен въздух.
Защо ледниците се топят при толкова ниска температура? Научният отговор за нетренирания човек може да обясни малко. Но накратко изглежда така. След руския глациолог И. Зотников, учени от Бристолския университет през 2000 г. извършиха трикратно радарно проучване на езерото.
Оказа се, че в близост до западните и северните му покрайнини, въпреки ниските температури, почти 10 сантиметров слой лед се топи всяка година (температурата на топене е по-ниска от обичайната поради високото налягане на ледената покривка!). Още по-просто е - ледената шапка действа като термос, а топлината на Земята стопява леда. Впоследствие стопената вода замръзва отново в основата на ледената покривка, увеличавайки я отдолу, но вече на противоположните брегове. Така водите на езерото Восток бавно циркулират и пълният цикъл на тяхното обновяване, според оценките на изследователите, отнема 15-30 000 години.
Още в началото на 70-те години на миналия век, когато имаше само предположения за съществуването на езерото, проект за дълбоко сондиране на лед започва на гара Восток. Първоначално основната цел на дълбокото сондиране беше да се получи непрекъснато ледено ядро - цилиндрична ледена колона - вид ледникова филия, чието проучване даде възможност да се реконструират всички климатични промени на нашата планета през последните 420 000 години, записани в слоеве натрупан лед.
Още през 1959 г. началникът на станцията "Восток" В. С. Игнатов успя да достигне 40-метрова дълбочина с помощта на термична тренировка. Година по-късно термичната бормашина, проектирана от И. А. Зотиков, измина 10 метра повече. Поради несъвършената технология тогава не беше възможно да се постигнат по-впечатляващи резултати - тренировката просто замръзна в леда. Ситуацията се промени с пристигането на специалисти от Ленинградския минен институт през 1967 г., които три десетилетия пробиват лед на станция "Восток", като успяват да навлязат дълбоко в ледените слоеве на 3623 м.
Учените са получили точни данни за промените в климата през последните 420 000 години. Така получихме информация за четири пълни климатични цикъла на Земята. Но именно този кладенец стана обект на дискусия. Когато руските изследователи започнали да задълбочават кладенеца, те открили, че ледът с неатмосферен произход, според изотопния анализ, е под дълбочина 3543 m. Както каза Валери Лукин, атмосферният лед се образува в резултат на падане на сняг, който под собствената си тежест се превръща в огън, а по-късно в лед. Но ледът от кладенеца ясно се е образувал в резултат на замръзване на водата.
Въз основа на това гореспоменатият Игор Зотиков предложи нова теория. Въз основа на хипотезата за съществуването на суперконтинента Гондвана (тя включваше Африка, Южна Америка, Азия, Австралия и евентуално Антарктида, които впоследствие се разделиха, започнаха да се носят по целия свят и впоследствие заеха настоящото положение), той предложи езерото Восток се появи точно преди заледението на Антарктида, което започна след като континентът се подхлъзна към студения полюс. Водите на новосформираното езеро бяха покрити с лед заедно с целия континент. Според руски изследователи дебелината на езеровия лед над водата е 210 м. Академик Зотиков предположи, че това е самата равновесна стойност, през която студена вълна не е успяла да проникне от 50 милиона години.
1994 г. - Руски глациолози пробиват три четвърти от пътя до езерото, изучавайки климатичната история на Земята на 400 хиляди години, записана на пластове от нарастващ лед. Пробите, взети много близо до "купола", показват наличието на микроби (включително тези, които досега не са били известни на науката), хранителни вещества и различни газове, включително метан. С други думи, всички типични признаци на биологичните процеси са открити сега, може би, протичащи в напълно изолирана екосистема. Тоест, това е уникална „капсула от древния свят“, отваряйки която, учените ще могат да решат много от най-сложните нерешени проблеми в историята на Земята.
Руският рекорд за свръх дълбоко сондиране все още не е счупен: руснаците успяха да достигнат забранителната марка от 3623 м (специалисти от други страни все още не са преодолели бариерата от 2500). Независимо от това, пробите от лед, извлечен през 1998 г. от тази дълбочина, бяха разделени по равно от учени от Русия, Америка и Франция. След като стигна до този момент, проучванията бяха установени. Руското оборудване можеше да напредне допълнително, но пробиването беше спряно поради опасността от нестерилно вземане на проби, което може да повреди уникалната реликтова система на езерото. В действителност, в естествена ниша, изолирана за стотици хиляди години, се е развил собствен биологичен баланс.
Какво може да се случи, когато атмосферният въздух, наситен с модерна микрофлора, се втурне с бурите? Дали неочакваното разширение би довело до непоправими последици? А някои от страните дори настояват да не нахлуват в неизвестното. Ами ако оттам, от вековния мрак, изплува някаква „чума на XXI век“?
Поради редица физически причини има предположение, че езерото Восток е пренаситено с газове (в частност с кислород) и микроорганизмите, които са се приспособили към тези условия, могат да имат уникални свойства. Небрежен сблъсък на два свята може да доведе до конфликт и не се знае кой може да излезе от него като победител: микробите на езерото Восток могат да страдат от нахлуването на микроорганизми от земната биосфера, но ние, теоретично, също можем да бъдем в ролята на жертва.
Следователно през 1998 г. на среща на SCAR - Международния научен комитет за изследвания в Антарктида - беше взето решение да се прекрати сондажа. „Езерото е много ценно да се експериментира“, предупреждава Кийън Елис-Еванс, микробиолог със седалище в Кеймбридж, Великобритания.
Въпреки това, дори да е напълно нерешен, езерото Восток вече е представило науката с много безценна информация. Например, предложеният от него модел удари астрономите сходство с природните условия на Марс. Известно е, че северният полюс на червената планета също е покрит от гигантски ледник. И преди милиони години Марс, подобно на Земята, претърпя резки промени в наклона на оста на въртене. С други думи, районите, които сега са полюсите на студа, и на двете планети са имали много по-топъл климат в миналото.
Тогава хипотезата, че космическата ни съседка също има полярни езера, подобна на езерото Восток, става доста правдоподобна. И ако животът се намира под ледниците на Антарктида, тогава защо да не бъде намерен на Марс? Дори Националната космическа агенция на САЩ сериозно се интересува от проблема на земното езеро, сравнявайки го с океана на Европа, луната на Юпитер.
Оказва се, че подледниковото езеро на Земята е идеално изпитателно поле за тестване на технологията за проникване под леда в Европа, където океанът е покрит поне с 20-километров слой лед, а езерото Восток е дълго само "4 километра". Но проблемите остават същите. Как да не донесете "мръсотия" (земни бактерии) на Юпитерийската луна, как да пробиете леда, как да осигурите предаването на сигнал от подводното превозно средство към повърхността?
Антарктическото ядро даде възможност да се преценят глобалните климатични промени, настъпили на планетата през последните стотици хиляди години. Според съотношението на изотопите на кислорода във въздушните мехурчета учените са определили промяната в съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата през последните половин милион години. Вече е надеждно известно, че се е променило - и то много. И най-важното - без никакво човешко участие! Но именно „парниковият ефект“, причинен от развитието на човешката цивилизация, привържениците на глобалното затопляне обясняват повишаването на средните атмосферни температури. Проучванията показват, че вулканичната активност или, да речем, гигантски горски пожари, отделят много повече въглероден окис в атмосферата.
Освен това. Според академик А. Капица, в началото температурата на атмосферата се повиши, а след това съдържанието на въглероден диоксид в нея се увеличи, а не обратното! С една дума, те вече правят невероятни открития! Следи от ДНК са открити в сърцевина на лед на Антарктида, взета от дълбочина 3543 m. „Изследователите веднага разбраха, че се занимават с уникална природна реликва“, казва В. Лукин, ръководител на руската експедиция на Института за Арктика и Антарктика. „Възможно е езерото да живее в бактериални форми, непознати за съвременната наука, които са на възраст около половин милион години. Намерената ДНК, която не съвпада с наземните организми, е потвърждение за това. Специалистите по молекулярна биология също са убедени, че този тип ДНК не е в каталозите на световната наука."
Изследванията са в разгара си и носят нови открития. В ядро от езерен лед от кладенец молекулярни биолози от Петербургския институт по ядрена физика откриха три вида термофилни мъртви бактерии, непознати на науката. Техните съвременни колеги се развиват в хидротермални извори в активни райони на океаните и континентите при температури от + 40–60 ° C. От това следва, че някога водите на езерото Восток са били по-топли от всички съвременни южни морета.
Руският микробиолог С. Абизов в резултат на основни изследвания от най-дълбокия сондаж в Антарктида доказа, че микроорганизмите съществуват в състояние на суспендирана анимация в лед до най-дълбоките хоризонти. Досега се смята, че животът, който може да бъде открит в езерната вода или нейните дънни седименти, също е ограничен от микроорганизмите. В същото време никой от тези, които са известни днес, не би могъл да съществува достатъчно дълго в тази вода.
Според В. Лукин това събитие по отношение на научното си значение може да се сравни само с кацането на човек на Луната. Около 130 метра са оставени до повърхността на езерото. „Очакваме да изминем това разстояние за три зимни тримесечия“, каза В. Лукин.
Водният слой на езерото отделя само 130 метра лед от дъното на кладенеца. Какво чака човечеството зад този малък мост?
В. Сядро, Т. Йовлева