Чтение онлайн

Это незамерзающее озеро толщей льда полностью отрезано от прямых контактов с солнцем, ветрами и с жизнью на поверхности, причем, по некоторым подсчетам, озеро находится в изоляции около 14 миллионов лет. Как показывают результаты термического сканирования поверхности, температура воды в озере весьма высокая – примерно от 10 до 18 градусов по Цельсию, что явно свидетельствует о подземном источнике тепла.

Кроме того, над поверхностью воды находится высокий, в сотни метров куполообразный свод, заполненный каким-то воздухом.

Антарктида и ледниковый покров над ней

Станция «Восток». Полярная ночь

Груз,

доставленный на станцию «Восток» при помощи самолета

Общий вид станции «Восток», съемка со стороны буровой

Озеро Восток. Шкала глубин

Озеро Восток уникально прежде всего тем, что, возможно, находилось в изоляции от земной поверхности на протяжении нескольких миллионов лет. Естественным изолятором озера служил и служит четырёхкилометровый ледяной панцирь над ним. Как полагают учёные, в водах озера могут обитать живые организмы, ибо в нём имеются все необходимые для жизни факторы.

Основным методом исследования озера Восток и ледяного купола над ним является глубинное бурение. Первая скважина в районе озера Восток была пробурена еще в 1957 году. Вот что пишет об этом бывший сотрудник Арктического и Антарктического научно-исследовательского института Н. И. Барков: «В 1957 и 1958 г. сотрудниками гляциологических отрядов 2-й и 3-й Советской антарктической экспедиции были пробурены три скважины: в обсерватории Мирный глубиной 69 м, на 7-м километре по дороге к станции Восток глубиной 371 м и на 50-м километре этого пути глубиной 50 м.

Каждый пройденный рубеж отмечался бутылкой шампанского, пробка от которой – с отметкой глубины бурения и датой ее достижения – прикреплялась затем к стене

Внутри буровой вышки

Работы вели с помощью тяжёлой буровой установки КАМ-500 методом вращательного бурения с применением буровых труб. Полученный опыт показал, что для Центральной Антарктиды и, в частности, для станции Восток использование стандартного бурового оборудования не позволяет получить желаемых результатов. В связи с этим была рассмотрена возможность теплового способа бурения скважин во льду путём его плавления. Возникла идея создания такого бурового снаряда, с помощью которого талая вода сразу бы удалялась из зоны забоя после её образования и собиралась в резервуаре, расположенном в том же снаряде. В этом случае забой должен был иметь кольцевую форму, чтобы оставшийся внутри ледяной цилиндр можно было бы извлечь из скважины вместе с собранной порцией талой воды. Для питания, спуска и подъёма бурового снаряда из скважины на поверхность следовало использовать лебёдку с грузонесущим электрическим кабелем.

Буровая вышка на станции Восток

Для реализации предлагаемой идеи были подготовлены эскиз бурового снаряда с обозначением всех основных узлов, схема буровой установки и текст с описанием устройства и принципа его действия. Летом 1959 г. в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР была послана заявка на изобретение. В июне 1960 г., когда я уже полгода прожил на станции Мирный, пришла радиограмма, в которой сообщалось, что Комитет по делам изобретений и открытий выдал на имя Н. И. Баркова авторское свидетельство № 127629 на изобретение под названием “Электробур для бурения скважин во льду” с приоритетом от 10 августа 1959 г. Начальник экспедиции Евгений Сергеевич Короткевич поздравил меня и сказал, что теперь надо думать о том, как реализовать такое бурение и внедрить его в практику экспедиционных научных исследований. <…>

Летом 1969 г. началось формирование 15-й САЭ. Меня назначили начальником гляциобурового отряда. Нам предстояло в 1970 г. во время зимовки на станции Восток с помощью оборудования, опробованного в 50 км от Мирного, начать бурение глубокой скважины. Толщина ледникового покрова под станцией Восток по данным сейсмического и радиолокационного зондирования составляет 3700 м. На такую глубину мы, конечно, замахиваться не могли, но несколько сотен метров пробурить рассчитывали.

Наш отряд состоял из семи человек: буровики Никита Бобин и Геннадий Степанов, геофизик Николай Уваров, электрик Георгий Соловьев (сотрудники ЛГИ), геохимик Альберт Миклишанский (сотрудник Института геохимии АН СССР), гляциолог Виктор Васильев и начальник отряда Нарцисс Барков (сотрудники ААНИИ). На станцию Восток сотрудники отряда прибывали с конца декабря до середины февраля. В их числе были прикомандированные к отряду В. Фисенко, И. Зеленцов и Ю. Сирота. Они должны были принять участие в строительстве буровой и передать опыт бурения снарядом ТЭЛГА-3».

Санно-тракторный

поезд в Антарктиде

Работа буровиков на станции Восток

Памятная фотография по достижении новой рекордной глубины бурения. 2012 год

Штабель кернов с указанием глубин в кернохранилище на станции «Восток»

Первичное исследование керна

В кернохранилище

Параллельно с буровыми работами советские ученые разрабатывали стратегию систематического анализа ледяных кернов, полученных при бурении ледяного щита над озером.

«В это же время в Институте географии АН СССР по инициативе заведующего отделом гляциологии Владимира Михайловича Котлякова создаётся изотопно-геохимическая лаборатория, оснащённая масс-спектрометром, позволяющим выполнять изотопно-кислородные исследования льда. Первые измерения наших проб, выполненные Феликсом Гордиенко, дали отличные результаты. Кривая на графике содержания 18О (тяжелый изотоп кислорода – Ред.) во льду имела чёткий изгиб, характеризующий изменение климата при переходе от последнего похолодания к потеплению в голоцене. Это внушало уверенность и открывало перспективу дальнейших исследований, создавая тем самым необходимость продолжения нашей программы бурения глубокой скважины.

Позже к исследованиям образцов ледяного керна подключились специалисты из гляциологической лаборатории Гренобльского университета Франции. Осенью 1972 г. во время своего визита в Ленинград руководитель лаборатории доктор Клод Лориус отобрал образцы льда из нашей коллекции. Изотопно-кислородные исследования проб льда дали новые, уточняющие сведения о происходивших изменениях климата на протяжении последних 20 тыс. лет. Так началось наше многолетнее плодотворное сотрудничество.

После нас на станции Восток работало много специалистов по бурению, исследованию скважин и ледяного керна. Случались и серьёзные аварии. В таких случаях аварийную скважину бросали, а буровую переносили на другое место или строили новую, но бурение продолжалось! За 45 лет нашей совместной работы с сотрудниками Ленинградского горного института было разработано и создано более десятка различных конструкций тепловых буровых снарядов, предназначенных для работы как в сухих, так и в залитых незамерзающей жидкостью скважинах. По многим конструкциям сотрудники, ответственные за их разработку, написали и защитили более полутора десятков кандидатских диссертаций, а также несколько докторских. Это была сложная исследовательская работа большого коллектива».

(Барков Н. И. Первая скважина на станции Восток. 2012)

Лед с глубин 3551 и 3607 м принес удивительные микробиологические данные. Были обнаружены три вида термофильных бактерий, аналоги которых развиваются в гидротермальных источниках активных областей океанов и континентов при температурах 40–60 °С.

Микроорганизмы, обнаруженные в кернах

Найденные бактерии могут обитать в горячих источниках на дне озера, используя для своей жизнедеятельности 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.

В январе 1999 г. отрядом, которым руководил Н. И. Васильев, была достигнута глубина 3623 м. Это был мировой рекорд глубины бурения скважин во льду.

Образцы льда с этой глубины имели возраст около 430 тыс. лет, поэтому предполагается, что озеро было закупорено льдом не менее 500 тыс. лет назад. Однако в этом же году по настоянию Международного Антарктического сообщества бурение было приостановлено приблизительно в 120 метрах от поверхности озера – с тем, чтобы не допустить загрязнения озера керосином, фреоном и проч. Сообщество обратилось к российским исследователям с просьбой приостановить буровые работы до разработки экологически чистой технологии проникновения в это озеро. Уже в 2003 году в петербургском Горном институте была разработана новая экологичная технология, и в 2006 году работы по глубокому бурению были возобновлены. Три года ушло на согласование новой технологии с Международным Антарктическим сообществом.