Итоги № 6 (2014)
Шрифт:
Это была интрига из интриг, да, собственно, и сейчас она продолжается. Два года назад, 5 февраля 2012-го, мир облетела новость о том, что российские полярники наконец-то
— Валерий Владимирович, как было открыто озеро Восток?
— Это достаточно длинная и очень интересная история. Вообще впервые идею о возможности существования подледниковых озер высказал российский географ, более известный как политический деятель, отец анархизма Петр Кропоткин. В конце XIX века вышли его публикации, где он теоретически предположил, что под ледниками может образовываться талая вода, способная скапливаться в озера. Самый крупный ледяной покров находится в Антарктике — больше таких районов в мире нет. Во время первых Комплексных антарктических экспедиций Академии наук советские пилоты полярной авиации, выполнявшие рекогносцировочные полеты вглубь материка, обратили внимание на ровное как стол обширное пространство посреди снежной бугристой поверхности. Второй пилот одного из экипажей, человек с иностранной фамилией Робинсон, написал об этом небольшую заметку в бюллетень Антарктической экспедиции, где высказал предположение, что такая ровная поверхность может располагаться только над водой. Публикация прошла в конце 50-х. В 1959—1960 годах географ Андрей Петрович Капица во время 5-й и 6-й Антарктических экспедиций выполнял сейсмические наблюдения в районе открывшейся 16 декабря 1957 года станции Восток. Он с коллегами получил одну непонятную для интерпретации границу между льдом и коренной породой. Первоначально определили ее как слой рыхлых осадков — ничего другого в голову не могло прийти.
В начале 60-х годов проблемами антарктических ледников занялся Игорь Алексеевич Зотиков, ставший впоследствии известнейшим гляциологом и членом-корреспондентом Академии наук. Так сложилась судьба: он окончил МАИ, работал у Королева газоаэродинамиком, рассчитывал сопла для ракет, но в силу неизвестных мне обстоятельств увлекся исследованиями ледников. Ему удалось впервые рассчитать зависимость температуры плавления ледника от определенного давления. Температура ледника повышается от поверхности ко дну, потому что на поверхности он имеет контакт с холодной атмосферой, а чем глубже, тем становится теплее. Кроме того, чем больше давление, тем температура также выше. В итоге ученый рассчитал, что при определенном давлении могут возникать условия для таяния ледника. Как известно, вода несжимаема, поэтому после таяния она уже никуда не денется. Если есть углубление в коренном ложе, то вода будет скапливаться именно там. Тогда и была впервые высказана теоретическая возможность существования подледниковых озер в Антарктике.
К концу 70-х американские, британские и советские исследователи начали активно внедрять радиолокационные методы измерения толщины ледников. Радиолокатор устанавливался на самолет, и тот галсами покрывал Антарктику на больших расстояниях. В некоторых районах были получены совершенно отличные от обычной формы отражения радиолокационного сигнала. В том числе и вблизи станции Восток. Думали, что это ошибка измерений, какой-то сбой аппаратуры. Никто всерьез не говорил о существовании подледникового озера в Антарктике.
— Когда стали подтверждаться догадки?
— В начале 90-х. Европейцы запустили спутник ERS-1 с высокоточным альтиметром, измерявшим высоту подстилающей поверхности. Когда стали обрабатывать результаты его измерений над центральной и восточной Антарктикой, обнаружили в районе станции Восток достаточно большую ровную площадку длиной более двухсот и шириной несколько десятков километров. После этого Зотиков и Капица вместе с британскими коллегами сопоставили новые сведения с имевшимися сейсмограммами и результатами радиолокационных съемок. Так родилась гипотеза о существовании большого подледникового озера. Сообщение об этом сделали в июле 1994 года в Риме — на международной открытой конференции Научного комитета по антарктическим исследованиям. Я сам присутствовал при этом событии. Делал доклад Капица. По его предложению озеру дали имя Восток в честь станции.
В 1995 году в журнале Nature появилась публикация об этом открытии. Дальше, естественно, гипотезу нужно было подтвердить. Разумеется, в 90-е годы у нас никто на это денег не выделял. И мы с моим очень хорошим другом Валерием
— Получается, что до 2007 года параметры озера еще не были известны?
— Мы имели некое представление по космическому снимку, но радиолокация давала нам точные данные. Например, в 2000—2001 годах американцы облетели на самолете с радиолокационным измерителем всю акваторию озера, но карты береговой черты не смогли построить, потому что интервалы между галсами у них составляли пять — семь километров. Точность наших наблюдений оказалась намного выше.
Параллельно, чтобы получить объемную картину, мы продолжали сейсмические наблюдения. Радиолокация ведь давала сведения только о наличии воды, но не могла определить толщину водного слоя и положение дна. К 2008 году были построены хорошие трехмерные карты дна, толщины водного слоя и ледника. Мы получили полное представление о толщине осадочных пород и конфигурации береговой черты.
— Каковы основные характеристики озера?
— По площади водного зеркала оно равняется Ладожскому озеру — это 15,5 тысячи квадратных километров. 280 километров в длину, 70 километров в ширину. Максимальная толщина водного слоя — 1200 метров. Но, естественно, всех интересовала сама вода. Мало кто знает, что вообще-то бурить ледник мы начали в 1968 году. Сделали четыре скважины, но скважину 5Г, в которой все происходит сейчас, начали бурить только в 1990 году.
— Зачем бурили, если про озеро еще ничего не знали?
— Мы хотели реконструировать палеоклиматические изменения по данным ледяного керна. Лед же образуется из снега, выпавшего из атмосферы, значит, в нем есть информация о состоянии атмосферы за миллионы лет. С помощью изотопных анализов можно определить возраст, температуру, газовый состав атмосферы на момент замерзания. Можно реконструировать палеоклиматические изменения за многие промежутки времени.
В 1998 году, уже после доклада Капицы и наличия некоего представления об озере, на пятой скважине мы достигли отметки 3623 метра. К этому моменту уже определили, что толщина льда в районе скважины составляет 3750 плюс-минус 20 метров. Но международное сообщество проявило крайнюю обеспокоенность типом заливочной жидкости, которую мы использовали при бурении. По свойствам лед можно при определенных ситуациях рассматривать как твердо-упругое тело, а при других — как вязкотекучее. Что особенно неприятно — при больших глубинах скважина начинает заплывать. Что имеется в виду? Сухое бурение ледника возможно только до 500-метровой глубины. Дальше сказывается эффект так называемого горного давления, когда диаметр скважины вверху на какие-то миллиметры начинает уменьшаться. Бурить дальше можно, но буровой снаряд наверх уже не поднимешь. И поэтому при бурении горных пород ствол скважины обычно заполняют проникающим веществом, имеющим плотность окружающих боковых стенок и противодействующим этому эффекту. Плотность льда составляет 0,91 грамма на кубический сантиметр. В качестве заливочной жидкости мы выбрали смесь керосина и фреона. Микст этих жидкостей дает плотность такую же, как и у льда. Таким образом, эффект горного давления ликвидируется.
На Западе пошли разговоры, что керосин и фреон очень вредны для экологии, поэтому потребовали остановить бурение. Мы были вынуждены согласиться. Тем более что годом ранее Россия ратифицировала Протокол об охране окружающей среды к Договору об Антарктике. Мы остановили бурение, и в конце 1998 года Министерство науки и технологий объявило открытый конкурс на разработку экологически чистой технологии отбора проб из поверхностного слоя подледникового озера Восток.
Конкурс выиграл совместный коллектив Санкт-Петербургского государственного горного института, который стоял у истоков бурения ледника, и нашего Арктического и антарктического НИИ. В марте 2001 года мы получили положительное заключение государственной экологической экспертизы. Но нужно было добиться одобрения международного сообщества. На XXIV консультативном совещании по Договору об Антарктике в Петербурге летом 2001 года мы сделали доклад об этой технологии. Это была сенсация!