Сара Драй - Воды мира. Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты

Чтобы быть полезным, термометр должен давать одинаковые показания для одной и той же температуры в любом месте, где бы ни приводились измерения. Однако, путешествуя вокруг земного шара, вода претерпевает сложные процессы испарения и конденсации, и эта предыстория сохраняется в образцах воды в виде характерных соотношений изотопов кислорода. Было неизвестно, происходят ли в других местах планеты те же процессы, делающие холодную воду более «тяжелой», что и в небе над Копенгагеном. Сохраняется ли это постоянное соотношение между процентной долей «тяжелой» воды и местной температурой для вод, собранных по всему миру и имеющих совершенно разные предыстории? Ответ, хотя и с некоторыми оговорками, был «да».

Образцы воды МАГАТЭ – ВМО позволили доказать, что с помощью анализа изотопного состава кислорода можно, как написал Дансгор в опубликованной им статье, проследить «схемы циркуляции и механизмы глобального и локального движения воды» [331] Willi Dansgaard, «Stable Isotopes in Precipitation,» Tellus 16 (1964): 437. . Десять лет назад, начав собирать дождевую воду во дворе своего дома, Дансгор сумел показать, что с помощью масс-спектрометра может заглянуть в самое сердце циклона. Теперь же он доказал, что связанные в воде изотопы кислорода позволяют пролить свет на глобальные закономерности испарения и конденсации, на потоки молекул воды, которые перемещают тепло вокруг Земли и приводят в движение океаническую и атмосферную циркуляцию. Когда в районе станций, поставлявших Дансгору пробы воды, падала температура, изотопный анализ обнаруживал повышение содержания более тяжелых изотопов кислорода. Значимая корреляция между более высокой долей тяжелых изотопов и более холодной температурой, обнаруженная им в Копенгагене, сохранялась в самых разных местах по всему земному шару. Он включил в статью график с результатами изотопного анализа образцов воды, собранных на нескольких Тихоокеанских островах, на котором четко прослеживалась зависимость между температурой и содержанием 0О, сохраняющаяся на расстоянии в тысячи километров.

Итак, Дансгор доказал, что изотопы кислорода могут быть показателями температуры, но его по-прежнему интересовал вопрос, можно ли превратить их в «машину времени». После второй «пузырьковой экспедиции» он решил исследовать возможность использования радиоактивного изотопа кремния Si-32 для датирования льда. Однако на этот раз те же самые радиоактивные выпадения, которые косвенно сыграли ему на руку, стимулировав сотрудничество между МАГАТЭ и ВМО, стали препятствием: все образцы, взятые им из айсбергов, были загрязнены радиоактивными следами советских ядерных испытаний. Тогда в поисках чистого льда Дансгор обратил внимание на удивительное место под названием Кэмп-Сенчури, которое на тот момент находилось в процессе активного строительства. Расположенный в той части острова, что лежала на траектории полета между восточной частью США и западной частью СССР, этот лагерь представлял собой экспериментальную военную базу Армии США, расположенную внутри Гренландского ледяного щита в 160 км от авиабазы Туле. Короче говоря, Кэмп-Сенчури был уникальным детищем геополитических стратегов времен холодной войны.

Чтобы успешно использовать арктическую среду с ее специфическими условиями в военных целях, требовалось хорошо ее знать [332] Roger Launius, James Fleming, and David DeVorkin, Globalizing Polar Science: Reconsidering the International Polar and Geophysical Years (Basingstoke: Palgrave, 2011); Ronald Doel, Robert Marc Friedman, Julia Lajus, Sverker Sörlin, and Urban Wråkberg, «Strategic Arctic Science: National Interests in Building Natural Knowledge through the Cold War,» Journal of Historical Geography 44 (2014): 60–80. . Как заметил один высокопоставленный представитель Армии США, военным исследователям было несвойственно «сильно углубляться в основы естественных наук», но знаний о снеге и льде имелось так мало, что «в этом исключительном случае» им пришлось заняться более фундаментальными исследованиями [333] Цит. в: Janet Martin – Nielsen, «'The Deepest and Most Rewarding Hole Ever Drilled: Ice Cores in the Cold War in Greenland,» Annals of Science 70 (2012): 56. . Кэмп-Сенчури официально находился под патронажем Подразделения по изучению снега, льда и вечной мерзлоты (Snow, Ice, and Permafrost Research establishment, SIPRE) – лаборатории Министерства обороны, созданной в 1948 г. с целью подготовить Армию США к ведению боевых действий в условиях, подобных Гренландии. Вопросов было множество: могут ли тяжелые самолеты приземляться на взлетно-посадочные полосы из уплотненного снега или даже на плавучие морские льды, чтобы, например, обеспечить снабжение будущей сети из 50 арктических радиолокационных станций? Можно ли запускать ядерное оружие из-подо льда? Как вести наземные боевые действия в ледяных пустынях? Можно ли построить в толще ледников железную дорогу, чтобы перевозить грузы и людей? [334] Историю бурения первого ледяного керна в Кэмп-Сенчури см.: Edmund Wright, «CRREL's First 25 Years, 19611986» (CRREL, 1986), 165; Chester Langway Jr., The History of Early Polar Ice Cores (U. S. Army Corps of Engineers, 2008); Martin – Nielsen, «'The Deepest'»; Kristian Nielsen, Henry Nielsen, and Janet Martin – Nielsen, «City under the Ice: The Closed World of Camp Century in Cold War Culture,» Science as Culture 23 (2014): 443464. Самый подробный рассказ об исследовании Дансгором ледяных кернов см.: Maiken Llock, Klima, kold krig og iskener (Aarhus: Aarhus University Press, 2006). Современный рассказ о Кэмп-Сенчури см.: Walter Wager, Camp Century: City Under the Ice (Chilton Books, 1962).

К 1964 г. ученые, работавшие на Вооруженные силы США, вот уже пять лет активно искали ответы на эти фантастические вопросы. В процессе они построили футуристический подледный лагерь, поражавший воображение масштабами: в разветвленной сети туннелей, протянувшихся на несколько километров в толще Гренландского ледяного щита, жило 200 человек, имелись своя библиотека на 4000 книг, прачечная, парикмахерская, госпиталь и щедро снабжаемая столовая, где подавались сытные стейки, зеленая фасоль и картофельное пюре. Весь этот подледный комплекс питался энергией от малогабаритного атомного реактора, установленного всего в 90 м от жилых помещений.

Дансгор не был впечатлен грандиозным размахом проекта Кэмп-Сенчури (он назвал попытки построить железную дорогу в ледяных туннелях глупостью, поскольку та с первых же дней начала деформироваться под давлением льда), однако проект мог обеспечить ему доступ к столь необходимому незагрязненному снегу, выпавшему задолго до ядерных испытаний с их атмосферными выбросами Si-32. Глубина, на которую были вырыты туннели Кэмп-Сенчури, как раз доходила до этих слоев, поэтому летом 1964 г. Дансгор отправился туда добывать образцы.

Он провел в Кэмп-Сенчури несколько дней, полностью поглощенный кропотливой работой по взятию образцов. Вокруг него текла странная жизнь, которую он охарактеризовал как смесь американской жизнерадостности (алкогольные напитки стоили здесь всего по 25 центов за бутылку, независимо от размера емкости) и суровых условий, создаваемых экстремальным холодом и давлением. Он не знал, что всего в нескольких метрах от него, за снежной стеной, стояла уникальная буровая установка, вгрызавшаяся в ледяной панцирь Гренландии. Дансгор покинул Кэмп-Сенчури, так и не увидев это засекреченное военное оборудование, с помощью которого американцы за шесть лет сумели добраться до более глубоких слоев льда, чем это удавалось кому-либо другому в мире. Бурение льда на такую глубину было сопряжено со значительными техническими трудностями, поскольку стены скважины подвергались колоссальному давлению. Для выполнения этой работы использовался специальный колонковый термобур, который одновременно протапливал себе путь через лед и защищал ледяной керн от воздействия талой воды. Это была настолько дорогостоящая технология, что в США она оказалась по карману только военным. К 1966 г. бурильщики наткнулись на коренную породу на глубине 1390 м под поверхностью льда.