Озеро подо льдами Антарктиды

Антарктическая станция «Восток» находится на одном из полюсов холода нашей планеты. Там была зарегистрирована самая низкая в истории температура воздуха -89,2'С. Станция находится в глубине южного материка, в тысячах километров от побережья и других станций, на высоте 3488 метров над уровнем моря. Со станции «Мирный» саннотракторный поезд добирается туда больше месяца, а самолет летит пять часов. Единственным зрительным ориентиром для летчиков служит тракторная колея. На «Востоке» иногда бывают метели; ураганные ветры и пурга — редкость. Но каждый, кто хоть раз побывал на станции, знает, сколь тяжела «восточная» жизнь. Там нельзя торопиться, быстро ходить и уж тем более бегать, невозможно глубоко дышать и даже выходить на улицу больше чем на 15 минут. Из-за большой высоты над уровнем моря акклиматизация здесь проходит очень тяжело и постепенно истощаются физиологические резервы организма. Вновь прибывшие на «Восток» вынуждены поменьше двигаться, иногда просто все время лежать. Словно огромная тяжесть давит на человека, не давая ему свободно вздохнуть. Грузы, которые на побережье, в«Мирном», легко поднимает один человек, в этом ледяном аду с трудом перемещают двое-трое. Эвакуация с «Востока» людей, казавшихся совершенно здоровыми, не редкость. С марта по декабрь связь с самой южной станцией возможна лишь по радио. Зимовщикам в течение восьми, а то и девяти месяцев приходится рассчитывать только на свои силы. Что бы ни случилось, помощь прийти не сможет.

Станция «Восток» примечательна еще одним фактом. Под ней, отделенное многокилометровой толщей ледника, находится огромное пресноводное озеро, сравнимое по своей площади с Онежским. 0 возможном существовании подобных антарктических озер еще в 19б1 году говорил советский гляциолог И.А.Зотиков. Предположение, что в толще ледников, как и в других горных породах, температура с глубиной повышается, высказывалось уже в XIX веке. В середине 1950-х годов с помощью сейсмических методов удалось установить, что толщина ледников, расположенных в центральной части Антарктиды, достигает 3500-4000 метров. Известный океанолог Н.Н.Зубов тогда ввел в научный обиход понятие критической толщины ледника, при которой температура у нижней поверхности ледника равна температуре плавления льда. Расчеты же Зотикова говорили о том, что часть тепла, поступающего к основанию ледникового покрова из недр Земли, постоянно затрачивается на таяние придонного льда, невзирая на царящий на поверхности холод. В 1963 году Зотиков составил карту донного таяния антарктических льдов. На ней было видно, что в районе станций «Восток», «Берд» и «Амундсен — Скотт» идет непрерывное донное таяние и должны образовываться подледниковые озера.

Научный мир встретил работы Зотикова скептически. Но когда американцы на станции «Берд» пробурили скважину глубиной 2164 метра, из нее хлынула вода, которая и смыла сомнения в правоте советского гляциолога. В ходе сейсмических исследований, проведенных в районе станции «Восток», были получены два пика отражения сигнала — у отметок 3730 и 4130 метров. Из этого был сделан вывод, что до глубины 3730 метров простирается толща ледника, а у второй отметки начинаются коренные горные породы Антарктиды. Можно было предположить, что между ледником и материковой породой находится вода.

Советские летчики заметили, что цвет льда в районе станции «Восток» под определенными углами зрения заметно отличается от окружающих его массивов. Пилоты, убедившись в том, что эти приметные участки всегда находятся в одних и тех же местах, стали использовать их для навигации. Когда через некоторое время удалось получить данные со спутника ERS-1, орбита которого позволяла провести радарную съемку большей части Антарктиды, на карте обозначилась крупная необычная форма рельефа — это на ледниковом щите проступали очертания огромного водоема.

Название Восток закрепилось за этим озером в начале 1990-х годов. Сейчас известно, что в длину озеро достигает 300 километров, ширина его — от 40 до 80 километров. Посередине находится каменистый «остров», где земля непосредственно соприкасается со льдом. Он делит озеро на две не соединяющиеся между собой части, препятствуя водообмену между ними. Поэтому химический и биологический состав в обеих частях водоема может разниться. На южную часть по площади приходится примерно две трети озера. Глубины там превышают 1000 метров. Глубина «северного водоема» около 400 метров.

Нижний край ледяного панциря, сковавшего озеро, лежит прямо на воде, но поверхность его отнюдь не горизонтальна. На севере озера лед на несколько сотен метров толще, чем на юге. Температура же воды в озере от 10 до 18 градусов.

Ученые считают, что ледяной панцирь отгородил Восток от внешнего мира 25 миллионов лет назад. Большинство его обитателей умерло голодной смертью, но, видимо, некоторые микроорганизмы выжили. Впоследствии давление ледяного свода возросло настолько, что кислород из подтаявшего льда перестал растворяться в водах озера. Многие микроорганизмы погибли, но остальные приспособились к изменившимся условиям. Озеро Восток в сотни раз беднее питательными веществами, чем Ладожское или Онежское. Однако для бактерий этого достаточно. Вода в озере циркулирует, происходит ее горизонтальное и вертикальное перемешивание. Благодаря этому толща озера хоть как-то насыщается кислородом.

С 1967 года советские и российские специалисты вели бурение льда над озером Восток. Для проходки скважины до глубины 2755 метров использовали термоэлектробурение, позволяющее доставать очень хороший ледяной керн диаметром примерно десять сантиметров. В Институте микробиологии РАН был сконструирован пробоотборник для получения стерильных проб сразу после извлечения керна из скважины. В толщах льда обнаружены пыльца и споры растений, вулканический пепел и пузырьки воздуха, пробывшие в ледяном плену многие тысячи лет. В образцах льда с глубин 3551 и 3607 метров были обнаружены три вида термофильных бактерий, аналоги которых развиваются в гидротермальных источниках активных областей океанов и континентов при температурах 40-60 градусов. Найденные бактерии предположительно обитают в горячих источниках на дне озера. А американские микробиологи Дэвид Карл и Джон Приску обнаружили в образцах льда с глубины 3599 метров не только бактерии, но и обильные включения органического углерода. Это свидетельство того, что в озере существует жизнь и сложилась особая экосистема.

Значение подледникового озера Восток особенно выросло после того, как на спутнике Юпитера Европе был открыт гигантский водный резервуар, изолированный сверху многокилометровым покровом льда. Ученые полагают, что из-за тяготения самого Юпитера и двух других его спутников — Ио и Ганимеда — ядро Европы сильно раскалено и между ним и холодным ледяным покровом находится гигантский океан. Таким образом озеро Восток представляет собой маленький земной аналог спутника Юпитера. Находка живых микроорганизмов в воде озера Восток будет означать, что жизнь может быть и на далекой Европе.

NASA с середины 1990-х годов разрабатывает специальный бурильный агрегат для исследования озера Восток — криобот, снабженный электрическим нагревателем. Позже его улучшенный аналог можно будет использовать на Европе. Разрабатывается и устройство для плавания в подледниковом озере. Впрочем, у российских специалистов своя точка зрения. Как пишет тот же И.А. Зотиков, ныне ветеран исследований Антарктиды: «Мне кажется, что гораздо более рациональным и, главное, справедливым, было бы проникновение в озеро российской буровой установки — у наших ученых из Санкт-Петербурга бесценный опыт глубокого бурения в Антарктиде». В январе 2005 года международные организации разрешили российским полярникам возобновить исследование озера Восток. Сейчас бурение возобновлено.

Виктор БУМАГИН