Андрей Капица. Колумб XX века - Щербаков Алексей Юрьевич
А поскольку от основания ледника ему не раз приходило не одно, а сразу несколько отражений взрывной волны, Андрей попытался это объяснить: «Мощность льда на сотом километре достигает 1650 м, но уже на глубине 1400–1450 м снова появляются отражающие границы. При попытке проследить эти границы по горизонтали было обнаружено, что они прерывисты и между собой не согласны… на глубине же 1650 м граница четкая, единственная и последняя. Поэтому было решено интерпретировать эти слои как внутреннюю придонную морену, расслаивающуюся в теле ледника. Последняя граница интерпретировалась как граница лед — коренное ложе. Если мы попробуем проследить эту донную морену в разрезе на 75-м км, то обнаружим, что мощность ее резко сократилась, и уже четкой границы отражения она не дает. По мере приближения к берегу признаки внутренней морены появляются в нескольких разрезах, но нигде она не достигает такой мощности и плотности, как на сотом километре. Это служит еще одним доказательством увеличения скорости движения ледника к краю, при котором внутренняя морена, растягиваясь, уменьшается в мощности, теряет прежнюю насыщенность в толще льда и уже не может служить четкой границей отражения для сейсмических волн».
Внизу слева под статьей подпись: «Поступила в редакцию 15.11.1957 года». Справа: «Кафедра геоморфологии».
А в следующей своей работе, в № 1 «Информационного бюллетеня Советской Антарктической экспедиции» за 1958 год, Андрей Капица уже указывает примерный центр растекания антарктического льда и рассказывает, какой была Антарктида безо льда:
«Центр купола растекания находится в точке 85° южной широты и 90° восточной долготы, откуда лед антарктического льда растекается в радиальном направлении, образуя круглый в плане (точнее, формы сектора круга) ледник, в котором лед движется от центра по радиусу длиной 2000 км… Профиль купола Восточной Антарктиды проходит близко от профиля, очерченного кривой по формуле вязко-пластичного течения льда.
Поддерживая выдвигаемую геологами теорию изостатического прогибания земной коры под нагрузкой ледникового покрова, можно утверждать, что Восточная Антарктида до возникновения покровного оледенения представляла собой плато высотой не более 800–1000 м, поверхность которого в дальнейшем под тяжестью льда опустилась. По краям ледникового покрова произошли компенсационные поднятия, сопровождавшиеся глыбовыми горообразовательными процессами и вызвавшие образование горных цепей, опоясывающих в настоящее время Восточную Антарктиду по периферии ледникового покрова».
Что-то там в глубине
Меньше чем через год после отбытия Андрея с ледового континента уже Вторая Комплексная антарктическая экспедиция Академии наук СССР продвинулась в самые глубинные районы Восточной Антарктиды.
12 апреля 1957 года в 620 километрах к югу от Мирного была основана промежуточная станция Восток-1, 6 ноября, уже в 760 километрах от Мирного — Комсомольская. А 16 декабря станцию Восток-1 передвинули в точку Южного геомагнитного полюса, и она стала называться просто Восток по имени шлюпа одного из первооткрывателей Антарктиды Фаддея Фаддеевича Беллинсгаузена.
Станция Восток с координатами 78°28′ южной широты, 106°48′ восточной долготы — это просто космос. 1410 километров ледяной пустыни отделяют ее от Мирного, высота — 3420 метров над уровнем моря. А содержание кислорода в воздухе соответствует его содержанию в средних широтах на высоте 5000 метров, то есть дышать там так же сложно, как на Эльбрусе! Ведь атмосфера на полюсах Земли тоньше, чем на экваторе и даже в средних широтах.
В ходе санно-гусеничного похода следующей, Третьей Комплексной антарктической экспедиции к прежним станциям добавилась внутриконтинентальная Советская, удаленная к юго-западу от Мирного на 1420 километров. А 23 декабря 1957 года самолет Ил-12 прилетел из Мирного в район Полюса относительной недоступности (ПОН), где была основана станция Полюс недоступности — уже в 2100 километрах от Мирного к юго-западу!
Работы по определению толщины ледникового покрова продолжились и во время Второй КАЭ, а в трех санно-гусеничных походах Третьей КАЭ впервые были сделаны профили ледника от Мирного до Полюса недоступности и от Комсомольской до станции Восток. Геофизик Олег Георгиевич Сорохтин (доктор физико-математических наук, академик РАЕН, заведующий лабораторией теоретической геодинамики Института океанологии) усовершенствовал методику сейсмического зондирования, и его методом стали пользоваться не только советские экспедиции, но и ученые США, Англии, Франции, Японии.
В ходе сейсмозондирования в Третьей КАЭ группа О. Г. Сорохтина сделала большие географические открытия: обнаружила в Восточной Антарктиде целых две горных системы. Первую, между станциями Мирный и Пионерская, с платообразными вершинами и высотами около 1000 метров над уровнем моря, назвали горами Голицына в честь физика и изобретателя электромагнитного сейсмографа — князя Бориса Борисовича Голицына. А вторую… Вторая система между станциями Комсомольская и Полюс недоступности оказалась с Альпы величиной! Длиной 1300 километров, шириной — 500, высотой—3390 метров, и при этом полностью, даже в самой своей высокой точке перекрытая льдом 800 метров толщиной. Эти новые высокие горы назвали в честь советского геофизика Григория Александровича Гамбурцева, доктора физико-математических наук, директора Геофизического института АН СССР (ГЕОФИАН), родоначальника сейсмического профилирования методом отраженных волн, скоропостижно скончавшегося на заседании Президиума АН СССР во время обсуждения своего доклада 28 июня 1955 года.
А ведь раньше считалось, что подледный рельеф Восточной Антарктиды — равнина. Кстати, равнину группа Сорохтина тоже открыла между станциями Пионерская и Комсомольская — впоследствии ее назвали равниной Шмидта. Вдобавок к югу от станции Пионерская, на полпути к станции Восток-1, на коренном ложе ими была обнаружена впадина глубиной 1130 метров ниже уровня моря и над ней зарегистрирована толщина льда 4060 метров! Гравиметрические измерения показали, что под давлением льда земная кора Антарктиды прогнулась там на 800 метров.
Ко всему прочему, группа Сорохтина доказала, что Антарктида — не группа островов, как предполагали, а материк: «Из всей длины профиля, равной 2100 км от Мирного до Полюса недоступности, 1800 км приходится на участки с залеганием коренных пород выше уровня моря и 300 км — на участки, опущенные ниже уровня моря, что составляет примерно 14,3 % общей длины профиля <…> Исключение составляют лишь прибрежные участки до 200 км и некоторые районы между станциями Пионерская и Комсомольская» [190]. Примерно на трети пути от станции Советская к станции Полюс недоступности группа О. Г. Сорохтина вышла на высшую точку антарктического ледникового купола: на 1700-м километре от Мирного, как раз над высшей точкой гор Гамбурцева, ее альтиметр показал отметку 4000 метров над уровнем моря. И определила «свою» среднюю толщину современного оледенения Антарктиды — 2200 метров.
Количество «белых пятен» ледового континента стремительно сокращалось, надо было спешить! Поэтому уже в 1958 году Андрей Капица защищает на географическом факультете МГУ кандидатскую диссертацию «Динамика краевой части ледникового покрова Восточной Антарктиды в районе работ Первой Комплексной Антарктической экспедиции Академии наук СССР в 1956–1957 гг.». Его научным руководителем выступил все тот же профессор Н. И. Маккавеев. Уже в своей кандидатской Андрей Капица выдвинул смелую идею, что подо льдом на самом деле находится вода. Потому что еще перед поездкой на покрытый льдом континент ознакомился с двумя полезными книгами. Первая — это монография «Исследования о ледниковом периоде» родоначальника науки гляциологии, князя и анархиста Петра Алексеевича Кропоткина. В своем обширном труде он уподобил ледник горной породе, подогреваемой снизу естественным теплом земли. Он писал: «Пройдя в… толщах слой около 10–15 м, в котором еще чувствуется влияние времен года, мы встретим уже лед, которого температура остается неизменною круглый год и равна средней годовой воздуха в данной местности… Затем… температура льда… оказывалась бы все выше, по мере дальнейшего углубления в ледник, вследствие общего возрастания температуры почв, по мере опускания вглубь земной коры, — явления, замеченного как в каменных горных породах, так и в вечно-мерзлых пропитанных льдом, рыхлых наносах. Полагая это возрастание в 1° с увеличением глубины на 15–35 м (50–115 футов), мы должны были бы следовательно заключить, что в ледяном покрове Гренландии нулевой слой встретится только на весьма значительной глубине» [191].
