Итоги Итоги - Итоги № 6 (2014)

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 Николаевичем Масоловым, начальником антарктической геофизической партии Полярной морской геологоразведочной экспедиции, базирующейся под Санкт-Петербургом в Ломоносове, на свой страх и риск организовали специальные сейсмические исследования на станции Восток. Мы искали доказательства существования под ледником водного слоя. Затем дополнили эти данные наземными радиолокационными исследованиями. На авиационные у нас денег не было. К тому же наземные исследования давали намного более высокую точность географического определения береговой черты. В общем, пошли по пути управляемого эксперимента. Транспортер тащил за собой балок с радиолокационной аппаратурой, которая фиксировала сигналы, отраженные от воды и от коренных пород. Мы пересекали береговую линию, разворачивались и под углом шли обратно. Так и ездили змейкой, что помогло очень четко определить положение береговой черты. Таким образом, за десять лет, с 1997-го по 2007-й, мы обошли весь периметр озера.

— 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!