Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №2 за 2004 год
Южнополярная станция «Восток» – полюс холода Земли (здесь зарегистрирована самая низкая на нашей планете температура воздуха –89,2°С) находится в глубине антарктического материка, в тысячах километров от побережья и других станций, на высоте 3 488 метров от уровня моря. Вокруг «Востока» на тысячи километров – ничего, кроме льда и снега. Сюда из «Мирного» саннотракторный поезд добирается более чем за месяц, самолет долетает за 5 часов. Единственным ориентиром для летчиков служит тракторная колея. Если самолет проскочил «Восток», по правилам ему дается 20 минут на поиски станции. По прошествии этого времени нужно возвращаться.
На «Востоке» иногда бывают метели; ураганные ветры и пурга – редкость. Но каждый, кто хоть раз побывал на станции, знает сколь тяжела «восточная» жизнь. Здесь нельзя торопиться, быстро ходить и уж тем более бегать, невозможно глубоко дышать, порой нельзя даже выйти на улицу больше чем на 15—20 минут. И еще много всяких «нельзя» из-за значительной высоты над уровнем моря, на которой находится станция, акклиматизация проходит очень тяжело и практически постоянно наступает истощение физиологических резервов организма.
Вновь прибывшие вынуждены как можно меньше двигаться, иногда просто все время лежать. Словно огромная тяжесть давит на человека, не давая ему свободно вздохнуть. Те грузы, которые в «Мирном» (на побережье) легко поднимал один человек, на «Востоке» перетаскивают вдвоем-втроем. Эвакуация со станции людей, казавшихся совершенно здоровыми, в общем-то, не редкость.
С начала антарктической осени (с марта и по декабрь) связь с «Востоком» возможна только по радио. Зимующим на станции в течение восьми, а то и девяти месяцев приходится рассчитывать исключительно на свои силы. Чтобы ни случилось, помощь прийти не сможет.
Есть ли жизнь в Востоке?Подледное озеро, скорее всего, оставалось изолированным от внешнего мира в течение миллиона лет, а может быть, и дольше. Расчеты показывают, что термические условия в разных частях озера неодинаковы, и это вызывает внутренние течения и активный энергообмен. Изо льда, тающего на верхней кровле озера, постоянно поступает некоторое количество атмосферного воздуха, попавшего в лед из атмосферы сотни тысяч и миллионы лет назад. Из-за постоянного подледникового таяния к нижней поверхности ледника попадают не только свежая пресная вода, но и пыльца, и другие органические вещества, принесенные на ледник вместе с атмосферными осадками. В этих условиях в озере, очевидно, обитают микрофауна и микрофлора, что представляет исключительный научный интерес. Доказательства органической жизни уже налицо. Они были получены еще при бурении скважины на станции «Восток».
Надо сказать, что по счастливому стечению обстоятельств бурение льда началось задолго до того, как под станцией было обнаружено озеро. 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 вот уже три десятка лет занимаются бурением льда на станции «Восток», сумев углубиться в ледяную толщу на 3 623 м. Первоначальной, основной целью этого 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.
Для проходки скважины до глубины 2 755 м использовали термоэлектробурение, позволяющее доставать очень хороший ледяной керн диаметром примерно 10 см. В Институте микробиологии РАН был сконструирован пробоотборник для получения стерильных проб сразу после извлечения керна из скважины. Анализ таких проб уже принес положительные результаты: обнаружены микроорганизмы на больших глубинах во льду. Кроме того, огромный интерес представляют найденные в кернах и сохранившиеся практически без каких бы то ни было изменений пыльца, споры, вулканический пепел, пузырьки воздуха, частицы метеоритов, пробывшие в ледяном плену не одну тысячу лет.
Совершенно новые микробиологические данные удалось получить в середине 1990-х годов. В образцах льда с глубин 3 551 и 3 607 м 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.
От Востока до ЕвропыЗначение подледного озера Восток неизмеримо выросло после того, как на спутнике Юпитера Европе был открыт гигантский водный резервуар, изолированный лежащим сверху многокилометровым покровом льда. Дело в том, что, как полагают ученые, ядро Европы из-за тяготения самого Юпитера и двух других его спутников – Ио и Ганимеда, сильно раскалено, в то время как внешняя поверхность Европы охлаждена до –170°С. Такой контраст и создает соседство огромного панциря льда, прикрывающего гигантское подледное озеро или море. Таким образом, озеро Восток представляет собой земной аналог того, что можно ожидать на других планетах. Исследователей Европы особенно заинтересовали сообщения о возможности обнаружения в озере Восток биологической жизни. Сегодня подобная перспектива считается более чем вероятной, несмотря на то что микроскопические обитатели подледного озера должны существовать в экстремальных условиях – при полном отсутствии света, давлении в 350 атмосфер и постоянно низких температурах. Находка микроорганизмов в воде озера Восток будет означать, что, быть может, первая встреча с внеземной жизнью состоится именно на Европе.
О пользе чистоплотностиИсследование воды озера Восток, его донных осадков, отбор стерильных проб для биологических анализов – все это станет чрезвычайно важным этапом на пути познания прошлого нашей планеты, ее эволюции.Но по мере того как бурение на станции «Восток» близится к завершению, возникают и весьма серьезные проблемы. Ведь из-за высокой пластичности льда бурение в нем возможно только при заполнении скважины незамерзающей жидкостью с такой же, как у льда, плотностью. В настоящее время для этих целей используются жидкости типа керосина, растворы спиртов и сложные эфиры. Все эти соединения имеют один общий и очень существенный недостаток – они токсичны.
Причем к отравляющему действию этих жидкостей особенно восприимчивы низшие формы жизни. Когда скважина дойдет до дна и проткнет весь его 4-километровый слой, какая-то часть заливочной жидкости попадет в озеро, что, конечно же, нежелательно.
Возникает непростая инженерная задача – предотвратить загрязнение озера в конце бурения льда. Правда, расчеты отечественных специалистов показывают, что такое загрязнение будет пренебрежимо мало – одна молекула на один кубометр воды в озере. Но все равно возражения ряда ученых, опасающихся загрязнения этого уникального водоема, существуют.
Чтобы не допустить попадания в озеро токсичных веществ, в 1998 году 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. На сегодня скважина пройдена до глубины 3 623 м, а это означает, что до поверхности озера осталось около 150 м.
К сожалению, вокруг чисто научной и технологической проблемы соблюдения стерильности при проникновении в уникальное озеро стали разгораться страсти, не имеющие к науке никакого отношения. Российские исследователи столкнулись с явным нежеланием ряда государств отдавать приоритет в изучении озера Восток нашей стране. Появились даже предложения вообще запретить бурение российским специалистам, законсервировать скважину и начать проникновение в озеро, используя, например, американские технологии. Решение вопроса о возобновлении бурения на станции «Восток» затягивается под различными, подчас надуманными, предлогами. Более того, российским ученым стало очень трудно публиковать свои работы, относящиеся к исследованию озера Восток, в зарубежных научных журналах. В то же время из любого сообщения на ту же тему их иностранных коллег делается сенсация. Все это происходит из-за опасений некоторых зарубежных организаций лишиться мощного финансирования, если Россия первой достигнет реликтового озера. Отечественные специалисты накопили колоссальный опыт глубинного бурения, именно они на протяжении нескольких десятков лет заботились о стерильности керна и скважины, и нет никаких причин для сомнений в их профессионализме.
