Юный техник, 2012 № 06 - [4]
Именно в это время, а точнее в 1955–1957 годах, нашим замечательным ученым А.П. Капицей была теоретически предсказана возможность существования под вечными льдами Антарктиды озер с незамерзшей водой. Забегая вперед, скажу, что ныне таких озер обнаружено уже около 150.
Исходил же Андрей Петрович Капица вот из каких предпосылок. Мысль о том, что при очень большой толщине ледника температура у его нижней границы может стать равной температуре плавления льда, известна с конца XIX века. Она следовала из представлений П.А. Кропоткина, который полагал, что в толще крупных ледников не сказываются временные колебания температуры.
Более того, температура повышается с глубиной, как это происходит в скважинах, пробуренных в горных породах, поскольку наша планета разогрета изнутри.
Так Антарктида и озеро Восток выглядят из космоса.
В 1961 году наши исследователи провели теплофизические расчеты, которые показали, что температура льда у его нижней границы равна температуре плавления (-2 °C), например, в районе антарктической станции «Восток», открытой советскими полярниками в 1957 году. Ведь давление здесь в нижней части ледового панциря должно достигать более 300 атмосфер! Так что в отдельных углублениях подледного ложа вода может скапливаться в виде озер.
Была составлена теоретическая карта областей непрерывного таяния у ложа в центральной части ледникового покрова Антарктиды. Из нее следовало, что полярные станции «Восток», «Амундсен-Скотт», «Берд» находятся в областях, где идет непрерывное донное таяние, и можно ожидать, что здесь существуют подледниковые озера.
Впервые реальные подтверждения этой гипотезы были получены в результате бурения самой глубокой в 60-е годы XX века скважины (два с лишним километра) на американской станции «Берд». Когда бур достиг дна ледника, в скважину хлынула пресная вода.
Тогда же и у советских полярников появилась мысль о заложении скважины на станции «Восток». Тем более что спутниковая съемка подтвердила: под станцией действительно есть подледное озеро размерами примерно с треть Байкала. Скважину, точнее скважины (нынешняя уже пятая по счету), бурили около 30 лет. По мере углубления в лед на поверхность извлекали керны — ледяные образцы с различной глубины. Их внимательно изучали специалисты в рамках советско-французско-американского проекта.
За время исследований, в которых и я участвовал, мы построили кривую климата на Земле за прошлые 420 тысяч лет и получили выдающиеся результаты. Климат на планете менялся циклически примерно через 100 тыс. лет. В периоды межледниковья — мы и сейчас в таком живем — температура была примерно такая же, как ныне, и выше, и в это же время было большое количество газов в атмосфере. В холодные периоды газов было гораздо меньше…»
То, как со временем меняется климат, известно давно. Данные были получены на базе морских осадков; ледниковая кривая просто подтвердила эти данные. Но исследования древней атмосферы, парниковых газов до этого никто не делал, потому что только изо льда можно получить пробы. Только в древнем льду есть пузырьки древнейшего воздуха.
Схема озера Восток.
Почему работы по бурению ведут столь долго, каковы тут технические трудности, поведал В.В. Лукин.
— О том, что бурить нашу планету весьма непросто, известно давно, — сказал он. Вспомните хотя бы, сколько трудностей возникло в ходе бурения Кольской сверхглубокой скважины. И все же бурение на станции «Восток» стоит особняком. Во-первых, работать приходится в условиях высокогорья, когда температура окружающего воздуха зимой опускается до минус 60 градусов Цельсия, а летом минус тридцать — тоже в порядке вещей.
Во-вторых, лед — весьма своеобразная субстанция.
Это, если хотите, твердая жидкость. Лед все время течет. И если оставить буровой снаряд без присмотра даже на несколько часов, то его тут же заморозит, зажмет намертво. Что, кстати, уже и случалось не раз…
В 1990 году на «Востоке» начали бурить пятую по счету скважину. Самую глубокую. Сухое бурение льда идет до глубины 500 метров. Дальше начинает работать эффект горного давления. Скважина заплывает. Чтобы не дать ей закрыться окончательно, ее нужно заполнить веществом, идентичным по плотности льду. Причем «затычка» должна быть жидкой, чтобы через нее можно было свободно продвигать буровой снаряд. Более того, она не должна замерзать. Такой смеси поначалу не было. Она появилась в результате разработки наших специалистов по бурению. Однако пробурить оставшиеся 50 метров было суждено только спустя 18 лет после начала работ на пятой скважине. Потому как только наши полярники вновь взялись за бур, экологи забили тревогу: ученые загрязнят озеро заливочной жидкостью!
А потому в 1998 году работы прекратили. Скважина остановилась на глубине 3623 метра. Но ученые не отчаивались. В Министерстве науки и технологий объявили открытый конкурс на разработку экологически чистой заливочной жидкости. В марте 2000 года с задачей справился Петербургский горный институт.
Однако получить согласие на ее использование удалось лишь… к 2010 году. Так долго не давало добро Международное антарктическое сообщество. Работы возобновили в 2012 году. И ныне мы единственные в мире, кто работает со льдом на такой глубине.
