Антарктическое озеро Восток, находящееся под почти 4-ёх километровой коркой льда, таит множество загадок, которые не дают спокойно спать многим учёным мира. Этот естественный резервуар, запечатанный льдами 15 миллионов лет назад, является одни самых глубоких озёр мира, запасы воды которого превосходят запасы воды озера Мичиган.
Газета Вечерний Петербург содержит интересное интервью с руководителем лаборатории криоастробиологии Петербургского института ядерной физики Сергеем Алексеевичем Булатом.
— Сергей Алексеевич, поднятые с глубины пробы — что они собой представляют?
— В первый раз это была вода, намерзшая на буровую коронку. Во второй — вода уже из самой скважины, тоже заледенелая. Дело в том, что пробу мы «вытягивали» из озера, не проникая в него, за счет создания разницы давлений. Вода вошла в скважину на 400 метров и, заледенев, осталась там. Наверх было поднято 35 погонных метров этого льда. В лаборатории мы выделили 6 интервалов по полметра этой пробы. И сделали ее анализ.
— Каковы были результаты?
— Во время первого анализа был обнаружен один неизвестный организм. Во время второго — еще один. Оба не совпадали ни с одним известным видом бактерий в мировых базах данных. Мы попытались также отыскать их родственников путем построения деревьев генетического родства, но и там они не принадлежали ни к одной из ветвей известных науке сорока подцарств…
— Однако выводы все еще не стопроцентные? Почему?
— Оба раза в пробе присутствовали примеси керосина, с помощью которого происходило бурение. Вероятность того, что в озере Восток может быть жизнь, — 99%. Но для окончательного подтверждения этого результата нам придется провести экспертизу чистой воды.
— Такую экспертизу планируется провести?
— Да, в конце января. Сейчас в Антарктиду ушел ледокол «Академик Федоров», на котором находятся в том числе сотрудники нашего центра. Они везут с собой титановый отборник с подогревом, который будет погружен в Восток. Задача — отобрать пробу незамороженной воды. Что дает отбор такой воды? Мы получим материал, в котором сохранена естественная среда — газы, давление и так далее. А значит, и организмы в ней остаются живыми (при попадании в нашу среду они погибают). Окончательные выводы, если все пройдет успешно, можно будет сделать летом следующего года.
— Сергей Алексеевич, а с какими-то трудностями вам приходилось сталкиваться в ходе работы?
— Главная трудность — отсутствие собственной базы для проведения анализа образцов. Три месяца в этом году нам пришлось провести в лабораториях во Франции. У нас нужных «стерильных» помещений и оборудования нет. Отмечу, что в Петербурге планировалось создание такого комплекса в составе нашего института. Даже проект был разработан. Но нужная сумма — 40 миллионов рублей на строительство — выделена не была. Чтобы вы понимали: в ПИЯФе есть две программы, которые особо поддерживаются руководством. Наша — астробиологическая. И программа ядерной медицины, которая предполагает разработку средств диагностики и лечения рака. Так вот, на строительство центра ядерной медицины, на которое требовалось всего 160 миллионов рублей, нашли только треть. А ведь это жизнь людей! Что тогда говорить об озере Восток.
— Другие страны занимаются аналогичными исследованиями в Антарктиде?
— Исследованиями подледниковых озер, а значит поисками внеземной жизни, занимаются три государства — Россия, США и Великобритания. Уникальное озеро Восток принадлежит только нашей стране. Америка для исследований выбрала озеро Вильямс — точнее, даже не озеро, а скользящий ледовый шельф практически у самого берега. Британия — озеро Элсвуорт. Россия в 2012-м первая проникла в озеро Восток. Американцы год спустя проникли в Вильямс. Однако выводы их оказались неутешительными. Глубина озерца составила всего 2 метра, нужное оборудование для исследования опустить им вниз не удалось. Итог: найденная жизнь — морская, ничего нового не открыто. Англичане потерпели фиаско с техникой: при температуре 35 градусов мороза их электроника вышла из строя. Они потратили все топливо, которое завозили туда в течение двух лет. Скважину пробурить не удалось. В следующий раз свою попытку они возобновят в 2018 году. И, возвращаясь к сказанному, могут завершить этот эксперимент гораздо раньше нас, если у нас не обратят внимание на этот проект, не сделают его национальным…
— А какие перспективы у этого удивительного проекта?
— Через сезон, в 2015 — 2016 году, предполагается взять воду из озера с разных уровней. Ноль метров, сто, двести, триста и так далее до семисот, а также с самого дна. А ведь чем глубже, тем жизни должно быть больше! Сейчас разрабатывается специальное оборудование, которое пройдет испытания на Байкале. Чтобы не допустить проникновения в Восток чуждых организмов, пробоотборный модуль перед погружением обработают озоном и гамма-лучами, а раскроется он только на грани лед — вода. Если все пройдет успешно, это, думается, будет уже совершенно новое слово в науке и в исследовании Востока.
источник
Озеро Восток, которое находится под многокилометровым ледяным слоем Антарктиды вновь привлекает к себе внимание всего прогрессивного человечества. Сенсационное открытие, сделанное российскими полярниками, не на шутку всколыхнуло весь мир мировой науки. За тем как развиваются события на антарктической станции «Восток» особенно тщательно следят люди, так или иначе связанные с мировым золото-валютным рынком, ювелиры, ихтиологи и всякого рода любители сказок.
Анализ проб воды, взятой с 4-х километровой глубины показал наличие в воде золота. Озеро Восток можно назвать практически золотым. Так же были обнаружены следы рыбы, которая абсолютна не известна современной науке. Эту чудо-рыбу так же можно назвать золотой.
Ледяные стержни, поднятые учеными из озера Восток на поверхность оказались просто сокровищем. Концентрация в стержне ионов золота, после проведенного спектрального анализа, достигала почти 80%, практически — слиток золота.
По словам руководителя центра прикладной химии Сергея Мухина, в одном стержне ионов золота примерно такое же количество, сколько в слитке золота 700-й пробы. Дело в том, что все это золото находится в молекулярном состоянии, и невооруженным взглядом его практически невозможно определить.
Главная задача, которая стоит перед полярными исследователями, понять происхождение в ледниковой стерильной воде стольких примесей металла, хотя и драгоценного.
По предположения, озеро Восток является самой крупной в мире золотоносной жилой. Эти данные подтверждаются космической съемкой. Гряда, которая несет в себе драгоценный металл, является продолжением знаменитого месторождения «Янакоча», находящегося в южноамериканских Андах.
По словам доктора геологических наук Владимира Пролетова, золотоносная жила по составу не является однородной, и содержание металла в разных ее частях колеблется — Южный Полюс является как бы магнитом планетарного масштаба, и мы наблюдаем одно из богатейших мировых месторождений.
Часть золотоносного слоя за сотни лет просто смешивалась на молекулярном уровне с водой. Это называется диффузией(химия, школьный курс). Озеро Восток от внешнего мира полностью закрыто ледяным слоем, почти 4-х километровой толщины. Именно по этой причине металл за миллионы лет никуда не смог деться, находясь в естественных условиях как в сейфе. Напомню, что озеро Восток находится как раз под одноименной российской станцией «Восток».
В кернохранилище, где находятся образцы льда, поддерживается постоянная температура в — 55 градусов. По составу воды в образцах можно проследить то, как на Земле менялся климат, из года в год, на протяжении полмиллиона лет. Раньше кернохранилище представляло из себя сарай с ледышками, в данный момент это настоящая крепость с сокровищами. Это результаты труда 30 лет работы. Для охраны золотоносного льда на антарктическую станцию «Восток» будет привлечена вневедомственная охрана, принадлежащая ФГУП «Росгосметео». Это сделать совсем не просто, ведь в Антарктиде очень жестокие погодные условия.
Известно, что Антарктида не принадлежит ни одному мировому государству. Антарктида является территорией науки. Однако, ряд стран уже сейчас пытается добиться допуска к найденным российскими учеными богатствам. Естественно, по сообщению официального представителя РФ в Антарктическом союзе Андреем Кравченко, Россией наложено вето на эти попытки.
Наших ученых ждала еще одна сенсация — антарктическое озеро Восток является обитаемым. В одном из ледяных кернов полярники обнаружили чешую рыбы, абсолютно неизвестную человечеству. Ученые дали ей официальное название — золотая. Это вполне обоснованное название — растворенное в воде золото покрывает эту рыбу тончайшим слоем.
Если судить по размерам чешуи, она принадлежала достаточно крупной особи — от 90 до 120 сантиметров. После проведенного химического анализа, со слов заведующего отделом Института рыболовства Николая Королева, токсинов в данном образце обнаружено не было.
Эта уникальная находка возможно перевернет всю фундаментальную науку. Как все интересно, в 21 веке очевидным становится тот факт, что золотая рыбка все же существует. Сколько же удивительных открытий нам еще преподнесет озеро Восток?
источник
Завершился очередной сезон работы на антарктическом озере Восток. Полярники рассказали о том, что сделано, о планах на будущее и заинтриговали еще неопубликованными данными.
Несколько дней назад в Санкт-Петербург вернулись участники очередного этапа работ по исследованию озера Восток в Антарктиде. Ученые рассказали о предварительных результатах работы во время видеомоста Санкт-Петербург–Москва, организованного агентством «РИА Новости».
Изучение озера Восток сегодня можно назвать одним из самых масштабных научных проектов России. Предположение о том, что под толщей антарктического льда скрывается огромный водоем, появилось в середине прошлого века. В 70-е году в существовании подледниковых озер уже никто не сомневался. Тогда же были начаты буровые работы на станции Восток, хотя само озеро было предсказано еще только теоретически, на основании геофизических данных. В 1972 году полярникам удалось пройти в глубь ледника до отметки 952 метра, в 1985 была достигнута глубина 2202 метра, в 1993 прошли отметку в 2755 метров, в 1998 году полярникам удалось достичь глубины 3623 метра. И вот, 5 февраля достигнув отметки 3769,3 метров специалисты Российской антарктической экспедиции после десятков лет бурения впервые проникли в скрытое под четырехкилометровой толщей антарктического льда озеро Восток — крупнейшее в Антарктиде подледниковое озеро, которое миллионы лет было изолировано от внешнего мира.
Технология бурения льда имеет свою историю. Как рассказал заведующий кафедрой бурения скважин Национального минерально-сырьевого университета «Горный» профессор Николай Иванович Васильев, работы по бурению льда начались в тогда еще Горном институте в 1967 году под руководством Бориса Борисовича Кудряшова, специалиста по бурению в осложненных условиях. Бурение скважины 5Г началось в 1990 году тепловым способом, для чего используются толстые, а, следовательно, тяжелые кабели. В условиях же Антарктиды, тем более что станция «Восток» находится на расстоянии 1400 км от берега, все материалы и механизмы должны быть тщательно продуманы и с точки зрения логистики. Кроме того, при механическом способе бурения, по мнению специалистов «Горного», керн получается более качественным.
Последние три года, когда скважина достигла глубины более 3 тысяч метров, ученым пришлось преодолевать проблему с бурением так называемого «теплого льда», который имеет температуру близкую к температуре фазового перехода между льдом и водой и при любом воздействии начинает плавиться. Основной проблемой бурения глубоких горизонтов ледников являются осложнения и аварии, вызванные налипанием частиц ледяного шлама на забойный буровой инструмент. Несколько лет назад в «Горном» была разработана технология, которая позволяет очищать буровой снаряд и не подвергать лед дополнительному воздействию, которое может вызвать его нежелательное плавление. Кроме того, нужно извлечь на поверхность ледяной керн, ради которого и проводится работа. Один рейс забойного снаряда занимает порядка пяти часов, за которые снаряд пробуривает расстояние всего лишь в три метра. Еще одно условие, которое должно быть соблюдено при буровых работах на озере, это исключение попадания в скважину каких-либо микроорганизмов с поверхности. По словам ученых, это условие соблюдается и буровая жидкость, вместе с которой могли бы быть занесены какие-либо частицы с поверхности, в воду озера не попадает.
В этом сезоне полярники возобновили буровые работы, чтобы получить образцы льда из свежей озерной воды, поднимающейся по скважине. Как рассказал руководитель Российской антарктической экспедиции Валерий Владимирович Лукин, по технологии, которая используется в буровых работах, предварительно создается эффект недокомпенсации давления столба заливочной жидкости в скважине, в результате чего за счет разницы давления вода из озера поднимается наверх и замерзает в скважине. Затем она разбуривается, и эта свежезамороженная вода поступает для анализа в научные лаборатории. Этим и занимались полярники в этом сезоне – разбуривали воду, проникшую из озера в скважину в прошлом году, и поднимали ее в виде ледяного керна на поверхность. Не обошлось без неожиданностей: оказалось, что вода, проникшая в скважину, поднялась на очень большую высоту – почти 600 метров, затем пошла на спад и в итоге замерзла на уровне около 40 метров. По теоретическим расчетам, все должно было быть иначе, и теперь в лабораторных условиях придется выяснить, почему так произошло. Это важно для следующего этапа – исследований непосредственно водной толщи озера. Нужно будет еще раз вскрыть озеро и опустить в скважину специальный исследовательский модуль, который возьмет пробы воды. Для такой работы необходимы точные расчеты. Кроме того, какое-то время будет необходимо поддерживать скважину в незамерзшем состоянии. В дальнейшем будет разработана специальная буровая установка, которая сможет взять пробы грунта со дна озера. По словам Николая Васильева, сделать это реально, но сложнее, чем при осуществлении буровых работ на Луне и на Марсе.
Полученные в прошедшем сезоне керны прибудут в Санкт-Петербург только в мае, на борту исследовательского судна «Академик Федоров», где они хранятся в специальных рефрижераторных камерах.
Что касается поиска реликтовых микроорганизмов, которые могли сохраниться в озере, Владимир Яковлевич Липенков, заведующий Лабораторией изменения климата и окружающей среды Арктического и Антарктического Научно-исследовательского института (ААНИИ) сообщил, что в ближайшее время будут опубликованы первые результаты исследований, и намекнул, что нас ждет много интересного. Пока что группа специалистов Института ядерной физики под руководством Сергея Булата исследовала прошлогодние образцы намерзшей на буровой снаряд воды, которая хлынула в скважину, но смешалась с буровой жидкостью, так что 4 вида бактерий, в итоге обнаруженные в пробах, оказались занесенными с поверхности. Но это предсказуемый результат. Вполне возможно, что и в верхнем слое воды жизни не окажется, а вот в более глубоких слоях и осадочных породах шансы найти неизвестных пока «оксигенофилов» есть. Дело в том, что в воде озера очень высокая концентрация кислорода, в 50 раз выше, чем в обычной питьевой воде (точные данные ученые рассчитывают получить, проанализировав свежие керны). Науке неизвестны организмы, которые могли бы существовать в подобных условиях. Кроме привычки к высокой концентрации кислорода, обитатели озера должны использовать неорганический углерод, выживать при высоком давлении и низких температурах.
А пока мы ждем сенсаций от биологов, Владимир Липенков рассказал о гигантских монокристаллах льда, обнаруженных в процессе бурения. Ранее на Земле такие гиганты не встречались – длина ледяных глыб превышает 3,5 метра при том, что скорость роста найденных кристаллов не превышала 5 мм в год. Такой медленной скорости нарастания невозможно достичь даже в идеальных лабораторных условиях. Речь идет уже об озерном льде, а не о леднике, то есть это тот лед, которым покрыто озеро, как в обычных водоемах зимой.
Как сказал Валерий Владимирович Лукин, проникновение в озеро Восток можно сравнить с освоением космоса – по значимости для науки и для увеличения престижа государства. Сначала в космос запустили первые спутники, что само по себе стало сенсацией, в Антарктиде появились первые путешественники и первопроходцы, затем в космос отправился человек, появились и первые антарктические исследовательские станции. Сейчас активно изучаются разные объекты Солнечной системы, тот же марсоход Curiosity ищет жизнь на Марсе, а мы идем вглубь и ищем жизнь в озере Восток и проекты эти по значимости не уступают друг другу. Кроме того, подобные системы могут существовать и подо льдом в полярных шапках Марса, на некоторых спутниках Юпитера. Таким образом, подледниковые озера Антарктиды являются отличным полигоном для отработки инженерных решений и технологий, которые будут направлены на другие объекты Солнечной системы.
1. Вышка буровой установки на станции «Восток» (журнал «Природа»)
2. Схема озера Восток в разрезе (НИИ Арктики и Антарктики)
3. Участники пресс-конференции (фото автора).
источник
На прошедшей на днях астробиологической конференции EANA 2012 российские учёные сообщили о первых результатах анализа воды антарктического реликтового озера Восток, которое на миллионы лет оказалось законсервированным под четырёхкилометровым слоем льда и теперь может предоставить исследователям уникальный биологический материал.
Напомним, что многолетние буровые работы в Антарктиде были приостановлены в феврале 2012 года, когда исследователи достигли нижней границы ледяного покрова. Заминка связана с опасением учёных, что традиционное бурение может внести в воды уникального водоёма микроорганизмы с поверхности. А ведь именно неизвестные науке формы жизни исследователи надеются обнаружить в водах уникального законсервированного озера.
В прошлом исследовательском сезоне, чтобы избежать загрязнения, специалисты использовали особую керосино-фреоновую смесь для смазки и поддержания гидростатического давления в скважине. Такая смесь не растворяется в воде и будет в дальнейшем выдавлена на поверхность вместе с первым водяным столбом.
Этот решающий этап работ начнётся в декабре 2012 года. Но уже сейчас учёные получили возможность изучить небольшое количество воды с поверхности озера, которая замёрзла на буре.
На конференции в Стокгольме Сергей Булат, заведующий группой криоастробиологии Лаборатории генетики эукариот Петербургского института ядерной физики, сообщил, что изученный образец содержал всего десять бактерий на миллилитр. Этот показатель соответствует чистой комнате.
Генетический анализ четырёх видов микроорганизмов, найденных в пробе, показал, что три из них попали в воду со смазкой бура. Идентифицировать четвёртый вид пока не удалось, но, скорее всего, он также имеет «поверхностное» происхождение.
Однако учёные не расстроены. Они говорят, что эти данные предварительные. По-настоящему интересные результаты ожидаются не раньше мая 2013 года, когда в Санкт-Петербург будут доставлены «чистые» пробы воды, в том числе из придонных слоёв. По мнению Булата, отсутствие живых организмов у поверхности не означает, что их нет в донных отложениях.
Озеро Восток – крупнейшее, но далеко не единственное подлёдное озеро в Антарктиде. Таких водоёмов на южном континенте около 370. По ориентировочным оценкам площадь Востока составляет 15 тысяч квадратных километров, а глубина превышает 1200 метров.
Потенциальному «населению» уникального водоёма необходимо выживать в весьма суровых условиях. Ледяной панцирь толщиной в четыре километра создаёт давление в несколько сотен атмосфер.
С оседающим льдом в воду Востока постоянно поступает кислород. В результате его содержание в водах уникального озера может превышать один грамм на литр, тогда как в обычной воде этот показатель составляет 5-8 миллиграммов на литр.
Ранее Булат заявлял, что в случае обнаружения в озере каких-либо форм жизни это будет фундаментальным открытием в области эволюции. Ведь сейчас науке неизвестны микроорганизмы, живущие в столь насыщенной кислородом среде. (За 20 миллионов лет изоляции такие вполне могли появиться, наука не раз открывала экстремофилов.)
С другой стороны, если следов живых существ не найдут, Восток станет единственной ненаселённой микроорганизмами областью на Земле.
Отметим, что российские учёные не единственные, кто проводит исследования ледяных недр южного континента. Полярники из Британской организации по исследованию Антарктики (BAS) планируют похожие работы на озере Элсуорт, а американские исследователи заинтересованы в изучении глубин ледового потока Уилланса (Whillans Ice Stream).
Все эти исследования ценны не только сами по себе, но и для астробиологов, которые ищут неизвестные науке формы жизни на других планетах. Например, спутник Юпитера Европа обладает обширным подповерхностным водным океаном, в котором могут скрываться внеземные микроорганизмы.
источник
Исследование образцов воды, полученных в мае 2012 года из антарктического озера Восток, показало, что в нем обитают бактерии, которые нельзя отнести ни к одному из известных подцарств бактерий, сообщил РИА Новости сотрудник лаборатории генетики эукариот Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ) Сергей Булат.
«Неделю назад был закончен фактически последний анализ (будет еще один, но его результаты вряд ли что изменят). После исключения всех известных нам контаминантов (посторонних организмов)… была обнаружена ДНК бактерии, которая не совпала ни с одним из известных видов в мировых базах данных. Мы называем эту жизнь неидентифицируемой и неклассифицируемой. Приписать ее к какому-то известному подцарств бактерий не удалось», — сказал Булат.
Он пояснил, что ученые исследовали образцы воды, замерзшей на буровой коронке после проникновения в озеро. После исключения всех известных контаминантов осталось три вида бактерий, из них два также были «забракованы» как посторонние. «А вот третья находка оказалась интересной. Было выявлено семь клонов, то есть семь независимых фрагментов ДНК. Когда мы попытались идентифицировать эту ДНК, она не совпала ни с одним из известных видов. Уровень сходства составил меньше 86%. Это фактически «ноль» при работе с ДНК. Уровень 90% уже говорит о том, что организм неизвестный», — сказал Булат.
Затем ученые попытались отыскать «родственников» новой бактерии путем построения филогенетических деревьев — цепочек генетического родства. «И построение филогенетических деревьев не позволило… приписать ее ни к одному из известных около 40 подцарств», — сказал ученый. «Если бы ее (ДНК этой бактерии — ред.) нашли на Марсе, несомненно, заявили бы, что это жизнь с Марса. Хотя это земная ДНК», — добавил он.
Булат напомнил, что в мае из Антарктиды прибудут пробы чистой замерзшей воды. «Если из этой чистой воды мы снова выделим те же группы организмов, можно будет уверенно говорить, что мы нашли на Земле новую жизнь, которой нет нигде в базах данных», — сказал он.
Давайте вспомним немного подробней про это озеро …
Еще в начале 60-х годов наличие подледных озер было предсказано И. Зотиковым, который провел теплофизические расчеты, основанные на решении уравнения теплопроводности в леднике и показал, что по профилю от станции Мирный к станции Восток и далее к Южному географическому полюсу центральные области ледникового покрова Антарктиды находятся в условиях, когда отвод тепла от нижней поверхности ледника вверх из-за большой его толщины очень мал [Зотиков И.А.,1961] . В связи с этим часть геотермического потока должна постоянно затрачиваться на непрерывное таяние у границы лед-твердое ложе. Проще говоря ледяная шапка играет роль термоса, а тепло земли потапливает лед. Зотиков показал, что температура льда у его нижней границы равна температуре плавления (-2оС) при давлении у ложа более 300 атм. и следовательно талая вода в виде сравнительно тонкой пленки выдавливается в те места, где толщина ледника меньше, и намерзает там вновь, двигаясь к краям ледника уже в виде льда. В отдельных углублениях подледного ложа эта вода может скапливаться в виде озер под самой толстой центральной частью Антарктического ледяного щита. Эта вода должна быть богата кислородом, который доставляют постепенно опускающиеся в глубины верхние слои льда и снега. И очень может быть, что в этом подледниковом озере есть жизнь.
Через два года уже была составлена расчетная карта областей непрерывного таяния у ложа в центральной части ледникового покрова Антарктиды. Из карты следовало, что станции Восток, Амундсен-Скотт, Берд находятся в областях, где идет непрерывное донное таяние, и можно ожидать, что здесь существуют подледниковые озера [Zotikov I.A, 1963] и теория блестяще подтвердилась практикой.
Еще в 1959 и 1964 годах сейсмические исследования, проведенные молодым географом А.П. Капицей в Центральной Антарктиде, принесли неожиданные результаты. В районе станции «Восток» сигнал выдавал два пика отражения вместо одного — у отметок 3 730 и 4 130 м. Из этого можно было сделать вывод, что до глубины 3 730 м простирается толща ледника, а на глубине 4 130 м начинаются коренные горные породы Антарктиды. Но что находится между этими двумя отметками?Тогда эти 400 метров неизвестности решили считать менее плотными осадочными породами, нижнюю и верхнюю границы которых и зафиксировало «эхо» сейсмических волн. Теперь мы знаем уже наверняка, что сейсмические волны «наткнулись» не на осадочные отложения, а на водную толщу, превышающую 400 м.
Гусеничный тягач ДТ-30 («Ишимбай») с радиолокационным балком «Витязь»
В 1970-х годах Британский полярный институт имени Р. Скотта выполнил большую программу авиаполетов с зондированием радиоволнами ледников Центральной Антарктиды. На лентах радиозондирования маршруты в некоторых местах пересекали участки, где отражения подо льдом принимали своеобразный характер. Можно было предположить, что именно в этих точках полетные линии пересекали крупные скопления подледниковых вод, которые тогда, в 1970-х годах, и получили название подледных озер. А озеро, над которым располагалась станция Восток получило имя по имени станции.
Последующие годы исследований и сейсмологических измерений показали, что озеро Восток имеет огромные размеры. Длина озера около 250 км, ширина около 50 км, глубина до 750 м., площадь почти 20 тыс кв.км.
Это незамерзающее озеро, толщей льда полностью отрезано от прямых контактов с солнцем, ветрами и с жизнью на поверхности, причем, по некоторым подсчетам, озеро находится в изоляции около 14 миллионов лет. Как показывают результаты термического сканирования поверхности, температура воды в озере весьма высокая — примерно от 10 до 18 градусов по Цельсию, что явно свидетельствует о подземном источнике тепла. Кроме того, над поверхностью воды находится высокий, в сотни метров куполообразный свод, заполненный каким-то воздухом.
Первоначальной, основной целью глубинного бурения было получение непрерывного ледяного керна — цилиндрической колонки льда — своеобразного среза ледника, изучение которого позволило реконструировать все изменения климата нашей планеты за последние 420 тыс. лет, записанную в слоях нараставшего льда. Еще в 1959 году начальник станции «Восток» В.С. Игнатов при помощи термобура сумел достичь 40-метровой глубины. Годом позже термобур, сконструированный И.А. Зотиковым, смог пройти на 10 метров больше. Из-за несовершенства техники достичь более впечатляющих результатов тогда не удалось — бур попросту вмерзал в лед. Ситуация изменилась с приходом в 1967 году специалистов Ленинградского горного института, которые три десятка лет занимались бурением льда на станции «Восток», сумев углубиться в ледяную толщу на 3 623 м. .
Однако лед с глубин 3 551 и 3 607 принес удивительные микробиологические данные . Были обнаружены три вида термофильных бактерий, аналоги которых развиваются в гидротермальных источниках активных областей океанов и континентов при температурах 40—60°С. Найденные бактерии, по-видимому, обитают в горячих источниках на дне озера, используя для своей жизнедеятельности только неорганические соединения — водород, углекислый газ, тиосульфаты. Конечно, это только начальные результаты, но уже из них следуют важные и интересные заключения, позволяющие предположить, что гидротермальная деятельность в озере Восток в основном определяется местной циркуляцией талых вод в земной коре, когда они мигрируют вниз по разломам и трещинам на глубину нескольких километров, а затем возвращаются к поверхности озера, обогащенные неорганическими соединениями, служащими источником питания бактерий
Другими словами, обнаружены все типичные признаки биологических процессов и ныне, возможно, протекающих в полностью изолированной экосистеме. То есть это уникальная «капсула из далекого прошлого», открыв которую ученые могли решить множество сложнейших нерешенных проблем в истории нашей планеты.
Для избежания загрязнения реликтового озера в 1998 г. на заседании SCAR (Scientific Counsil for Antarctic Research) — международного научного комитета по антарктическим исследованиям было принято решение о приостановке бурения до выработки экологически безопасного способа проникновения в подледный водоем.
Станция Восток. На переднем плане буровая вышка скважины 5-Г
До озера оставалось 130 метров. Иностранные учёные были против той жидкости, которую наши учёные использовали при бурении. Они боялись загрязнения озера токсичными веществами. Тогда российские специалисты разработали другую технологию, исключающую любое загрязнение. Были учтены все замечания международных экспертов и работы возобновились. С 2004 по настоящее время шли сложные работы по бурению. Решалось множество возникающих проблем, включая обрыв троса-кабеля и потерю снаряда.
Результатов ждал весь научный мир. Например, по мнению учёных озеро Восток в Антарктиде является аналогом гигантского водоёма открытого на спутнике Юпитера. Если в экстремальных условиях подо льдом Антарктики возможна жизнь, то и на спутнике Юпитера Европе она тоже возможна.
Для справки: Учёными Петербургского института ядерной физики ведут испытания двух специальных зондов для физического и биохимического исследования воды из озера Восток. Кроме этого ими были разработаны озонаторы и гамма-излучатели, с помощью которых будут стерилизоваться научные инструменты и приборы погружаемые в скважину.
5 февраля 2012 года российские ученые, пробурив 3768 метров, наконец достигли поверхности подледникового озера.
Толщина льда над озером достигает трех с половиной — четырех километров. Водоем находится в 500 километрах от побережья материка, омываемого Индийским океаном.Точные координаты озера: 76 градусов и 30 минут южной широты, 102-106 градусов восточной долготы.Протяженность береговой линии озера составляет порядка тысячи километров, площадь водного зеркала составляет 15,5 тысячи квадратных километров. Объем озера — около 6,3 кубических километра.
Глубина варьируется от 650 метров до 1,2 километра.Ученые официально подтвердили факт проникновения в реликтовые воды и поделились подробностями Арктический и антарктический научно-исследовательский институт в среду официально подтвердил успех российских ученых в многолетней экспедиции по проникновению в подледниковое озеро «Восток», передает «Интерфакс».Как сообщила в среду пресс-служба Арктического и Антарктического научно-исследовательского института со ссылкой на начальника Российской антарктической экспедиции Валерия Лукина, проникновение в реликтовые воды подледникового озера Восток через глубокую ледяную скважину произошло 5 февраля в 20:25 по Москве.
«Накануне, 4 февраля на отметке глубины скважины 3 766 метров произошел контакт бурового снаряда с водной линзой. Свидетельством этому стал нижний участок ледяного керна, извлеченного с этой глубины — поверхность нижних 70 см керна была отглазирована так, как будто перед самым подъемом он был погружен в воду», — говорится в сообщении.
Следующий спуск бурового снаряда показал, что процесс бурения льда не продолжается: насос снаряда, предназначенный для откачки буровой жидкости, стал закачивать воду. При очередном подъеме снаряда в буровой комплекс было поднято около 30-40 литров воды, которая замерзла в процессе подъема.
Пробы свежезамороженной воды были собраны в специальную стерильную лабораторную посуду. После этой операции бурение ледника было продолжено, и на отметке 3769,3 метра на следующий день произошел контакт бурового снаряда с реальным водным телом подледникового озера, говорится в сообщении.
В момент контакта с водной поверхностью датчики зафиксировали резкий скачок давления на забое и момента упора при вращении буровой коронки снаряда, который срочно подняли на поверхность.
«Как это и предполагалось по разработанной в 2000 году в Санкт-Петербургском государственном Горном университете и Арктическом и антарктическом научно-исследовательском институте технологии экологически чистого проникновения в подледниковое озеро Восток, подъем воды из озера в призабойной части скважины произошел на высоте около 30-40 м от нижней поверхности ледника», — подчеркивают в ААНИИ.
При этом буровая жидкость, плотность которой меньше плотности озерной воды, стала быстро подниматься по стволу скважины. «В результате около полутора кубометров этой жидкости вылилось через верхнюю поверхность скважины в специальные поддоны, установленные в буровом комплексе, и затем было откачано в бочки.
Таким образом, теоретически предсказанные 11 лет назад результаты были полностью доказаны на практике», — говорится в сообщении.
Фотографии предоставлены Антарктической партией ПМГРЭ.
источник
В ноябре в Антарктиду на поиски жизни в подледном озере Восток отправляется новая российская экспедиция. Главная задача — добыть чистую озерную воду и ответить на вопрос: действительно ли там есть неизвестная нам жизнь. Ученые уже обнаружили микроорганизм, не похожий ни на какой другой в мире.
Про непонятную бактерию из антарктического озера рассказывает Сергей Булат. Он заведует лабораторией криоастробиологии Петербургского института ядерной физики им. Б. П. Константинова (ПИЯФ). А рассказывает он про нашу, земную бактерию не где-нибудь, а в Институте космических исследований РАН, на семинаре Дней космической науки. Где астробиология — и где озеро Восток? В чем связь?
Подразделение с таким красивым названием создали в ПИЯФ весной 2014 года. У него две цели: неизвестная («внеземная») жизнь в озере Восток и молекулы жизни (азотистые основания, аминокислоты и пр.) в частичках космической пыли и комет, собранных в Антарктиде.
Поисками жизни вне Земли люди занимаются уже давно и готовы тратить на это миллиарды всяческих денег. Успехов пока немного. Самое главное достижение — обнаружение американским марсоходом «Кьюриосити» в декабре 2012 года органических веществ и водяного пара (какая жизнь без воды!) в образцах марсианского грунта. Правда, тут встают два вопроса: не занесены ли эти самые органические вещества на Марс с Земли (вместе с земными инструментами) и не погибли ли живые формы, которые, возможно, находились в пробах грунта, в ходе анализа?
Чтобы ответить на эти вопросы, и нужна вода из озера Восток. В этой точке сходятся астробиологи и микробиологи земные.
Абсолютный минимум температуры на планете зафиксирован 21 июля 1983 года возле станции «Восток». Ещё более лютый холод, -91,2 °C, определили по спутниковым замерам на японской станции «Купол Фудзи». Но этот рекорд не прзнан из-за способа измерения с большой погрешностью.
Озеро отделено от внешнего мира четырехкилометровой толщей льда на протяжении миллионов лет. Температура воды в нем минус 2,65 градуса Цельсия, давление — 400 атмосфер. И планетологи утверждают, что жизнь там возможна. Подобные озера могут существовать и под ледовыми полярными шапками Марса, и на спутниках Юпитера — Европе и Энцеладе. То есть исследовать пробы воды из Востока — значит одновременно и отработать технологию поиска жизни на чужих планетах, и, вероятно, найти иную жизнь у себя на Земле.
Реликтовый водоем по счастливой случайности находится как раз под одноименной российской полярной станцией. Средняя годовая температура здесь минус 55 градусов, а зимой доходит до минус 89 градусов. Каждый год с августа по ноябрь образуется огромная озоновая дыра, через которую к поверхности Антарктиды поступают губительные космические лучи. К этому набору местных условий стоит добавить высоту 3,5 километра над уровнем моря. Так что жизни вблизи станции «Восток» нет.
— Сюда не залетают даже птицы! — говорит Сергей Булат.
Чтобы добраться до древнего озера, российские исследователи из Арктического и Антарктического научно-исследовательского института пробурили скважину в ледовом щите. Работа шла многие годы с перерывами, пока 5 февраля 2012 года бур не проник в озеро.
Вот этот-то момент проникновения мог стать моментом истины, но пока не стал. Наши инженеры придумали, как сделать так, чтобы в девственно чистое озеро не попало ничего из внешнего мира: они сыграли на разнице давлений, так что озерная вода поднялась по скважине аж на 600 метров, вытесняя более легкую буровую жидкость вверх и не позволив ей тем самым попасть в озеро. Но специалисты не смогли предупредить смешивание поднявшейся по скважине воды с этой самой буровой жидкостью, в основном состоящей из керосина. Так что изучать пришлось содержимое ледяного керна, образовавшегося из керосино-водяной смеси.
Чтобы добраться до поверхности озера, пришлось пробурить 3769, 3 метра льда.
Тогда ученые взяли на анализ озерную воду, намерзшую на буровой колонне снаружи. Обработку материала сначала организовали во Франции, в Лаборатории гляциологии и геофизики окружающей среды — в специальных чистых комнатах, насколько возможно избавленных от пыли, ведь пыль содержит ДНК в огромных количествах. Затем провели генетические исследования в двух независимых российских лабораториях: в ПИЯФе и ОИЯИ (Дубна). Тогда и нашли бактерию неизвестного вида, не похожую ни на что существующее в природе.
Сначала подсчитали содержащиеся в полученных образцах клетки, их оказалось 167 штук в одном миллилитре — совсем немного.
— В океане их содержание — миллион на миллилитр, — говорит Сергей Булат. — Было в пробах немного образцов ДНК. Мы их амплифицировали, клонировали, секвенировали и нашли десятки видов бактерий, но все они были из нашей библиотеки загрязнителей, за исключением неизвестного вида W 123-10.
Ученые сравнили обнаруженный вид с видами, содержащимися в мировой базе данных микроорганизмов, но не нашли сходства ни с одним из них более чем на 90%. А это обязательное условие для того, чтобы отнести организм к тому или иному виду.
— Здесь сходство было менее 86%, — отмечает заведующий лабораторией. — Мы построили дерево родства с известными крупными видами — ни к одному из них филогенетически наш микроорганизм не подходит.
Контуры озера Восток, полученные с помощью гравитационных измерений
— Есть основания полагать, что неизвестная жизнь в верхних слоях озера Восток существует, но мы это не доказали. Необходимо собрать чистую воду без керосина, — говорит Сергей Булат.Исследование, проведенное год спустя на образцах «керосино-водяного» ледяного керна, не дало ученым ничего — ни одного неизвестного организма обнаружено не было.
Новое проникновение в озеро намечено на январь 2015 года. До его поверхности буровикам надо будет пройти 45 метров, на это уйдет недели две. Исследователи хотят добраться до нижних слоев воды и с помощью подводного аппарата взять там пробы. Заодно предстоит измерить содержание в озерной воде кислорода. Ведь по расчетам, произведенным на основании косвенных данных (по «мгновенной» скорости коррозии бура и бурному газовыделению), этого газа там слишком много, для того чтобы могла существовать жизнь, — 800 миллиграммов на литр, в то время как даже в лабораторных (читай: тепличных) условиях бактерии выживают лишь при содержании кислорода менее 70 миллиграммов на литр.
Новую порцию воды из озера Восток планируют доставить в лаборатории в мае будущего года.
Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №2 (02) декабрь 2014 г.
источник
Специалисты рассказали о самых последних событиях в Антарктиде, связанных с попытками изучить образцы жидкости из подледного озера
26.01.2015 в 11:41, просмотров: 14316
Российским исследователям, работающим в Антарктиде, удалось 25 января вечером пробурить новую скважину к подледниковому озеру Восток. Об этом сообщил Министр природных ресурсов и экологии России Сергей Донской. Это выдающееся событие, на которое ушло три года напряженной работы в экстремальных условиях. «Глубина скважины по длине ледяного керна составляет 3769 м 15 см», — заявил министр.
Однако сами ученые пока не спешат ликовать: во-первых, это уже вторая скважина на озере Восток (первая была пробурена еще в 2012 году), во- вторых, главной цели — взятия чистых проб воды из озера — они пока не достигли. Корреспондент «МК» узнал все подробности работы на российской полярной станции.
Озеро Восток считается самым крупным среди 140 других озер, найденных в Антарктиде. Его открыли в 1994 году. Пробурить первую скважину полярникам удалось только через 18 лет — 5 февраля 2012 года. Тогда бур российской антарктической экспедиции коснулся воды на глубине 3768 метров. Предполагалось, что в ледяном керне, часть которого была поднята на поверхность, и в самой воде ученые найдут признаки жизни — редкие биологические объекты. Ведь озеро Восток было запечатано на протяжении миллионов лет под толщей льда. Оно — единственное может считаться аналогом инопланетных подледниковых океанов, которые находятся на трех спутниках Юпитера — Европе, Ганимеде и Каллисто, а также спутнике Сатурна Энцеладе. Если там есть живые существа, они сильно отличаются от других морских жителей планеты Земля из-за иных условий существования. Так, установлено, что в воде Востока содержание кислорода, почти в 50 раз выше, чем в обычной воде, температура же озерной воды составляет +10 градусов, что объясняется, скорей всего, подогревом от подводных геотермальных источников. Давление в озере — запредельное, около 300 атмосфер (в обычном земном океане — до 100 атмосфер), что объясняется, вероятно, воздействием очень широкой ледяной «пробки».
По результатам изучения первых проб озерного льда в 2012 году, стало известно, что содержание углекислого газа на нашей планете в очень давние времена было таким же, как до начала промышленной эпохи. А после увеличилось почти в два раза. А вот что касается нахождения в озере древних бактерий, этот вопрос тогда остался без ответа. В нижней части льда были обнаружены такие микроорганизмы, которые вполне могли присутствовать на самой буровой установке. В общем, примерзшая к буровой установке озерная вода оказалась загрязнена, что мешало достоверно установить место происхождения найденных бактерий.
Ученым пришлось проводить повторное бурение, которое 25 января завершилось в 13.20 по московскому времени. Вода оказалась доступна на глубине 3769 м 15 см. На этот раз для взятия чистых образцов воды из Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ) в Антарктику был отправлен специальный прибор.
— Это пробоотборник в форме трубы длиной 2 м и весом в 50 кг, — рассказывает руководитель группы криоастробиологии ПИЯФ Сергей БУЛАТ. — Один конец его погружается в воду, отбирает 1 литр жидкости из озера, которая тут же попадает в герметичную капсулу, сохраняющую неизменными и температуру воды, и то же высокое давление, что и в озере. Мы очень заинтересованы в этой пробе. Получив и исследовав ее, мы сможем с полной уверенностью сделать вывод: есть ли жизнь в Востоке, и если есть, то какая она.
Однако на момент написания заметки, по словам Сергея Булата и руководителя экспедиции, заместителя директора Арктического и антарктического НИИ Росгидромета Валерия Лукина, взять пробу воды из озера ученым пока не удалось.
— В чем там дело, нам пока сказать сложно, — говорит Сергей Алексеевич. — Будем ждать очередной сеанс связи с Антарктидой, который, надеемся, что-то прояснит. Если воды взять не удастся, два специалиста нашего института 30 января покинут антарктическую станцию и вернутся обратно.
Справка «МК». Озеро Восток расположено в районе антарктической станции «Восток» имеет размеры приблизительно 250×50 км. Предполагаемая площадь 15,5 тысяч километров. Глубина более 1200 м.
источник
5 февраля в Антарктиде, в районе российской полярной станции «Восток», произошло событие, которого ждали три десятилетия. Пробурив ледник на глубину 3769 м, наши учёные достигли поверхности уникального озера, которое находилось в изоляции от остального мира 14 миллионов лет! Данное событие в мире науки сравнивают с полетом человека на Луну…
Под ледовым панцирем Антарктиды скрыты десятки водоёмов, но озеро Восток — крупнейшее из них. Оно имеет 250 км в длину и 50 км в ширину, максимальная глубина превышает 1 тыс. метров.
Существование этого озера было предсказано теоретически в 50-е годы прошлого века, а официальное подтверждение гипотеза получила в 1996 году, хотя глубокое бурение в этом районе начали ещё в конце 80-х.
Работы осложнялись претензиями со стороны мирового научного сообщества: высказывались опасения, что стерильность водоёма будет нарушена, туда могут быть занесены чуждые ему микроорганизмы или даже керосиново-фреоновая смесь, которая используется при бурении. Пришлось усовершенствовать технологию.
О том, что сделано на данный момент рассказал заместитель начальника Российской антарктической экспедиции Вячеслав Мартьянов.
Когда была достигнута поверхность озера? 5 февраля? Как удалось так точно рассчитать дату завершения бурения (дата 5 февраля называлась еще несколько недель назад)?
– 5 февраля, в 20.25 мск, буровой снаряд на глубине 3769,3 метра вошел в водный слой подледникового озера. Теоретически глубина была рассчитана многократно, разными методами. Вначале мы принимали расчет 3750 плюс-минус 20 метров, полученный на основании данных дистанционного зондирования, в январе появился расчет глубины по соотношению физических параметров ледника – 3853,7 м.
Наконец, в конце января по температурным характеристикам в скважине мы получили расчет на глубину 3766 плюс-минус 16 м.
Теперь о датах. Дата 5 февраля называлась потому, что на эту дату был запланирован заключительный полет самолета БТ-67 «Баслер», которым мы сможем вывезти участников работ со станции Восток на станцию Прогресс и далее.
После 5 февраля на Восток летать очень опасно: температура устойчиво снижается ниже минус 50 градусов, и потому все авиационные полеты заканчиваются на зимний период – вплоть до 1 декабря.
На станции Восток в это время остается только зимовочный состав. Потому мы говорили, что, если не достигнем озера до 5 февраля, тогда только через год. Так получилось, что событие произошло именно 5 февраля, а улететь со станции Восток участники буровых работ смогли утром 6 февраля.
– На какой глубине было обнаружено озеро? И какая глубина у него самого?
– Глубина подледникового озера минимально (в районе под станцией Восток, а это южная оконечность озера) составляет около 500 метров. Эта величина определена с точностью 30 метров.
В северной части озера возможна глубина до 1200 м, но эти данные были получены по анализу радиолокационного и сейсмического зондирования, точность которого составляет не более 5% от определяемой величины. Следовательно, точность определения глубины здесь составляет 5% от (3700+1200) м, что составляет 245 метров.
– Были ли уже взяты пробы для исследований? Или пока речь идет о том, что процесс бурения завершен, озеро достигнуто и теперь скважина будет «законсервирована» до декабря?
– Начиная с глубины 3300 м лед в скважине 5Г на станции Восток изменился.
Если выше он был атмосферного происхождения и его анализировали для восстановления изменения климата планеты за последние 500 тысяч лет, то ниже этого уровня он перестал быть информативным, поскольку его происхождение было связано с подледниковым озером.
Естественно, керны этого льда, извлеченные из скважины, продолжали анализировать и изучать. Так было обнаружено наличие очень большой концентрации кислорода в водах озера, были обнаружены каменные частицы, доставленные сюда за счет движения ледника, а также несколько термофильных бактерий, ранее неизвестных науке.
Но этот лед, хоть и имеет озерное происхождение, но все же не прямое. Вода, которая 5 февраля в результате входа бурового снаряда в озеро поднялась вверх по скважине за счет разницы давления, теперь должна замерзнуть. Этот новый лед будет точно из воды озера, поэтому в декабре-январе его разбурят и доставят для анализа.
– Есть ли в этом озере жизнь? Какие формы жизни попадались ученым в ходе процесса бурения? Можно ли назвать это озеро полигоном астробиологов для поиска жизни во Вселенной? Или же это слишком громкое название и сначала надо разобраться, где и какая жизнь есть на нашей планете?
– Установлено, что в озере очень высокое содержание кислорода – намного большее, чем необходимо для живых организмов. Тем не менее никто не может сказать точно, что живых организмов там нет.
После того как в следующем сезоне мы подготовим скважину для погружения в озеро приборов, станет возможно провести анализ озера непосредственно. Уже сконструирован и изготовлен комплекс приборов для гидрохимического, гидрофизического и гидробиологического исследования этого озера. Надеемся, что начнем эти работы с сезона 2013–2014 годов.
– Что для России и российской науки означает завершение процесса бурения подледного озера Восток в Антарктиде? Редко по какому другому поводу, связанному с российской наукой, иностранные СМИ писали так восторженно…
– С конца 1980-х годов отечественная наука стала переживать времена, когда наши ученые в основном только просили материальной поддержки, в том числе у зарубежных институтов и фондов, в связи с финансовыми проблемами. И потому объявленную нами программу проникновения в подледниковое озеро в 1996–98 годах иностранные ученые и специалисты встретили достаточно холодно. В 2000 году была разработана методика проникновения в озеро Восток, которую пришлось отстаивать целых десять лет.
Необходимо отметить, что глубоким бурением в Антарктиде занимались многие национальные антарктические экспедиции, и все они не смогли довести эти работы до конца.
Мы не только пробурили ледниковый купол Антарктиды до конца, не только доказали на практике правоту наших методов, но и решили при этом огромное количество практических и инженерных проблем, доказав иностранным специалистам и ученым, что рано списывать российскую науку со счетов.
– Некоторые иностранные специалисты высказывали опасение в связи с тем, что при бурении озеро может быть загрязнено керосином. Их опасения были беспочвенными, так как вся технология прошла успешную апробацию?
– Еще раз повторяю, что методика, разработанная в 2000 году, на протяжении десяти лет проходила проверку на всех возможных уровнях, в том числе и на практике. 5 февраля она была подтверждена на станции Восток.
Естественно, что те специалисты, которые очень не хотели, чтобы русские в этом вопросе были первыми, продолжают сомневаться. Это их право. Думаю, что на их месте мы бы вели себя так же.
– Какие принципиальные сложности предполагает подледное бурение на такую глубину? Есть ли аналогичные проекты, технологии?
– Существует несколько способов глубокого бурения ледников. Проткнуть дырку в леднике несложно, для чего можно использовать бур или горячую воду. Но в данном случае мы бурили не ради дыры – мы бурили ради добычи ледяного керна, с тем чтобы его извлечь и изучить. Чем глубже скважина, тем больше давление – значит, большие нагрузки на буровое оборудование.
Ледник, в том числе и купол Антарктиды, движется. Очень медленно, около 5 мм в год, он движется и в районе станции Восток. Это значит, что пробуренная скважина будет со временем искривляться и заполняться.
Сегодня пробурены большинство ледников. Наиболее глубокие скважины пробурены в Гренландии, а также в Антарктике на японской станции Асука (3100), на франко-итальянской станции Канкордия (около 3000 м), на германской базе Коннен (около 3300 м). Китайцы надеются пробурить ледник в самой высокой точке антарктического ледника – на станции Кунь-Лунь, где высота 4100 м над уровнем моря.
Но пока буровая 5Г на станции Восток самая глубокая. Весь ледовый керн из нее доступен для исследования. Кстати, на станции Восток имеются и другие скважины. Кроме того, мы бурили и в других точках Антарктиды.
– Какие возможности открывает исследование озера?
– Об этом уже говорилось очень много. Кроме биологии, очень интересные исследования планируют провести гляциологи, геологи. Возможно, мы узнаем о нашей планете больше и по другим направлениям.
– Является ли достижение озера Восток научным результатом, который будет опубликован в престижном рецензируемом журнале, таком как Nature или Science?
– Полагаю, что в этих журналах о подледниковом озере Восток писалось уже много раз. Но самое важное, что произошедшее событие – это не научное открытие, а достижение, которое дает возможность для научного изучения и открытий.
О существовании озера Восток впервые заговорил в 1957 году российский ученый Андрей Капица. Глубокое бурение ледника на этой станции было начато советскими исследователями в 1970 году, к 1990 году на полярной станции «Восток» были пробурены уже четыре скважины.
В том году стартовал основной проект — бурение скважины 5Г (пятая глубокая). Однако только в 1996 году российским ученым совместно с британскими коллегами удалось на практике доказать существование под ледником озера, с тех пор началось планомерное изучение объекта, которое производила Полярная морская геологоразведочная экспедиции в составе ежегодных Российских антарктических экспедиций. 5 февраля 2012 года российские ученые, пробурив 3768 метров, наконец достигли поверхности подледникового озера.
Толщина льда над озером достигает трех с половиной — четырех километров. Водоем находится в 500 километрах от побережья материка, омываемого Индийским океаном. Точные координаты озера: 76 градусов и 30 минут южной широты, 102-106 градусов восточной долготы.
Протяженность береговой линии озера составляет порядка тысячи километров, площадь водного зеркала составляет 15,5 тысячи квадратных километров. Объем озера — около 6,3 кубических километра. Глубина варьируется от 650 метров до 1,2 километра.
Ящик Пандоры?
Но не случится ли так, что подлёдное озеро выступит в роли ящика Пандоры и оттуда вылезет нечисть, которая покончит с этой самой эволюцией в привычном для нас понимании? И в итоге человечество окажется вытеснено с лица Земли какими-нибудь десятиногими крабами-мутантами?
Полярник Михаил Воронцов, зимовавший на станции «Восток» в 2005 г., такой возможности не исключает: «Там могут быть вирусы, которые миллионы лет находились взаперти. Возможно, эти микроорганизмы были принесены на планету из космоса и теперь законсервированы под слоем льда в 4 км. И тогда американский фильм ужасов «Нечто», где полярники сталкиваются с инопланетной тварью, всех убивающей, покажется нам детской сказкой».
Впрочем, ученые к таким догадкам относятся скептически.
«Никто не знает, что там находится. Массив воды был изолирован почти на протяжении 500 тысяч лет. Маловероятно, что там живут болезнетворные бактерии — так как вода при очень низкой температуре», — заявила главный специалист Отделения наук о Земле РАН Нина Зайцева.
Кстати, предположение о наличии в водах Востока опасных бактерий — не единственная гипотеза, связанная с Востоком.
Криптозоолог Александр Фомин считает, что в озере могут обитать не только микроорганизмы, но и более сложная форма жизни. Возможно, даже разумная:
«Предполагать можно всё что угодно, самые фантастические сценарии. Существует гипотеза, что у фашистской Германии была секретная база в Антарктиде. Якобы нацисты собирались там укрыться в конце войны. Некоторые исследователи уверены, что база располагалась как раз на берегах подлёдного озера Восток. Третий рейх был известен своими опытами на живых существах. Почему бы не допустить, что некий неизвестный науке вид был выведен нацистскими учёными и приспособился к жизни в этих условиях?»
Кстати, Михаил Воронцов вспоминает, как во время его пребывания на «Востоке» личный состав станции в течение двух недель наблюдал странные огни. Судя по компасу, они горели аккурат там, где была гипотетическая база нацистов. Каждый день огни сдвигались в сторону, пока не исчезли совсем.
Примечательно, что ни одной научной экспедиции в том направлении в это время не было. Никакого разумного объяснения этому явлению полярники не нашли. И утвердились во мнении: от ледяного континента можно ждать любых сюрпризов…
источник
Исследовать подледниковое озеро Восток в Антарктиде, над которым расположена одноименная станция, вскоре предстоит очередной экспедиции петербургских ученых. Основная часть работ придется на начинающееся в Южном полушарии лето, когда температура поднимется до вполне приемлемых минус 20 – 35 градусов (зимой там бывает до минус 80). Среди участников экспедиции гляциолог (специалист по изучению льдов) Алексей Екайкин, сотрудник Лаборатории изменений климата и окружающей среды Арктического и антарктического НИИ. В феврале 2012 и январе 2015 годов он принимал участие в первом и втором вскрытиях озера, закончившихся взятием проб воды из-под 4-километровой толщи льда. Грядущей экспедиции предстоит третий раз проникнуть в загадочное озеро.
– О чем свидетельствуют результаты многолетних исследований озера Восток?
– Во время бурения, которое выполнялось специалистами Санкт-Петербургского Горного университета под руководством профессора Васильева, брались образцы ледяного керна с разной глубины (на станции Восток есть даже специальное помещение с температурой минус 55 градусов для хранения проб). В дальнейшем эти образцы льда доставлялись научно-исследовательским судном «Академик Федоров» в Санкт-Петербург. Так вот: по результатам исследований можно судить об изменениях климата на планете в течение последних 420 тысяч лет.
Необыкновенно интересна сама структура озера. Только представьте: 4 километра льда, под которыми от 600 до 1200 метров воды. А на дне, в полной темноте, бьют горячие ключи – гидротермальные источники! Исследовав образцы воды и льда, мы доказали, что они там есть! Озеро занимает огромную котловину в геологически активной зоне. Там происходят микроземлетрясения, не ощущаемые человеком, но фиксируемые приборами. На дне достаточно высокая температура, тогда как на границе «вода – лед» она составляет минус 3 градуса, что соответствует точке замерзания при высоком давлении.
Очень важный момент: в озере крайне высоко содержание кислорода. Бур, который ненадолго искупался в его воде, очень быстро ржавел. Анализы подтвердили: кислорода там на 1 – 2 порядка больше, чем в любом пресноводном водоеме на поверхности Земли. А его высокая концентрация губительна для всего живого. Кислород, попросту говоря, сжигает органику. В озере Восток, если следовать привычной земной логике, вообще не должно быть жизни. Но если она обнаружится – это будет научная сенсация. Значит, есть микроорганизмы, которые смогли за миллионы лет как-то приспособиться к новым условиям. Стало быть, нужно по-иному взглянуть на поиск жизни на просторах Вселенной. Если микроорганизмы выжили в озере Восток, почему бы им не жить и на других планетах, на которых есть вода или ее следы?
Если же жизнь так и не удастся обнаружить, и этот факт будет сенсацией. Значит, не всегда там, где вода, есть жизнь.
– Так есть ли жизнь в озере Восток?
– В пробах воды была найдена неизвестная бактерия (исследования проводили специалисты Санкт-Петербургского института ядерной физики), ДНК которой не совпала ни с одной из уже известных учеными. То есть ее нет в базе данных бактерий. Но нужны дальнейшие исследования, подтверждающие, что найденная бактерия – уникальна и нигде больше в привычном нам земном мире не встречается. К сожалению, царство бактерий вообще недостаточно изучено.
Проблема в том, что полученные из озера пробы все-таки были немного загрязнены керосином, который использовался при бурении в качестве заливочной жидкости – чтобы ледяная скважина «не заплывала» вследствие давления льда. Керосин не смешивается с водой, но тем не менее какие-то его частички попали в образцы. Вот как раз из-за этого небольшого загрязнения и невозможно доказать, что найденные нами бактерии действительно являются обитателями озера. В нынешнюю экспедицию будем пробовать новую методику, по которой между керосином и водой будет добавлен слой экологически чистой буферной жидкости – силикона. Нужны абсолютно чистые пробы.
И конечно, в отдаленной перспективе – отбор донных отложений. Именно на дне лежит, образно говоря, целый сундук с непознанными сокровищами, каждое из которых – научное открытие.
– А если вы обнаружите там опасные бактерии и вирусы? Они не «пойдут гулять» по земле, заражая все живое?
– Нет! Во-первых, все пробы везут в замороженном виде в специально оборудованные лаборатории, из которых ничего не вырвется. Для подобных случаев существуют международные протоколы, регламентирующие как безопасность подобных работ для человечества, так и сохранение объекта исследования в первозданном виде. Во-вторых, у любого вида – свой ареал обитания, свои оптимальные условия существования. Они миллионы лет приспосабливались к столь специфическим условиям озера Восток, поэтому в наших обычных условиях им не выжить.
– Мы с вами говорим о микроорганизмах, не видимых человеческому глазу. Но не встретятся ли в озере Восток вполне себе живые ихтиозавры и им подобные? Озеро было изолированным столько лет!
– Сто миллионов лет назад на территории нынешней Антарктиды действительно бегали динозавры, росли гигантские папоротники и хвощи. Но вот уже 14 миллионов лет как Антарктида окончательно покрылась льдами. Никого живого не осталось.
– Каковы дальнейшие перспективы изучения озера Восток?
– Ближайшие планы – экологически чистый отбор проб жидкой воды озера для изучения его микробиологического, химического, изотопного, минерального и газового составов. В более отдаленной перспективе, как я уже сказал, – бурение донных осадков озера.
Эти работы потребуют огромных организационных и технических усилий, а также финансовых вложений. Как будет развиваться ситуация – сегодня сказать сложно. Дело в том, что в 2012 году закончилось действие федеральной целевой программы «Мировой океан», в рамках которой финансировалась вся антарктическая наука в России. К счастью, последние три года у нас есть грант Российского научного фонда, благодаря которому мы можем проводить свои исследования. Но что будет дальше, когда этот грант закончится, – пока неизвестно.
– Для вас это будет уже тринадцатая экспедиция в Антарктику…
– Антарктика притягивает. Хотя первый раз она меня встретила неприветливо. Это был 1998 год. Мы прилетели на Восток, и началась сильная метель. А меня поселили в отдельном домике. И метель замела его по крышу, так что я остался в одиночестве в огромном снежном сугробе. Телефон был сломан, связи никакой. Еды не было. Только вода. На протяжении двух дней мне было очень плохо. Станция расположена на высоте 3490 метров над уровнем моря. Фактически – это высокогорье. И если альпинисты идут в горы постепенно и их организм поэтапно адаптируется, то здесь ты с самолета высаживаешься сразу в «безвоздушное пространство». Ощущения неприятные: начинают сниться кошмары, причем не понимаешь, сон это или явь. На станции меня тоже не сразу хватились, поскольку я был новенький и меня никто не знал. В общем, откопали меня только на третьи сутки. Теперь же я без Антарктиды жить не смогу.
Восток – пятое по величине пресноводное озеро планеты Земля. Внешне оно похоже на Байкал, если Байкал закрыть слоем льда толщиной почти в 4 км. От поверхности озера до поверхности ледника 3769,3 метра. Именно столько нужно было пройти буру, чтобы достигнуть поверхности воды и взять пробы.
Технология экологически чистого вскрытия озера Восток была разработана еще в конце 1990-х годов и впервые успешно реализована в феврале 2012 года. Согласно этой технологии, в момент вскрытия озера давление заливочной жидкости (смеси керосина и фреона) в скважине немного меньше давления воды в озере. За счет этого озерная вода поднимается в скважину, вытесняя керосин и препятствуя загрязнению озера. Через какое-то время вода в скважине замерзает, и ее повторно разбуривают, отбирая таким образом образцы для исследования.
источник