България направи сондаж до подледниковото езеро Восток в Антарктида
Преди около 40 милиона години на мястото на езерото Восток е имало открит резервоар, заобиколен от гори. Дори 15 милиона години преди това открити площи можеха да останат на повърхността му. Но тогава, най-вероятно, е започнала изолацията на езерната екосистема. Как са се развили организмите в тази екосистема? Оцелели ли са живи същества в подледниковото реликтно езеро? Ето основните въпроси, които вълнуват учените. Малко късмет и много работа
Идеята за съществуването на подледникови езера идва на ум през 19 век от българския географ (и теоретик на анархо-комунизма) Петър Кропоткин, който предполага, че с увеличаване на налягането температурата в дълбоките слоеве на ледниците може да се повиши. През 50-те години на миналия век съветският геофизик Николай Зубов изчислява критичната дебелина на ледник, при която долните му слоеве могат да бъдат в разтопено състояние, а през 1961 г. неговият колега Игор Зотиков, използвайки теорията на англичанина Гордън Робин за вертикалния пренос на студа чрез спускане на ледени частици, предполага възможността за образуване на подледникови езера в централните райони на Антарктида, съществуващи поради топлината, идваща от недрата на Земята.
Идеите на учените бяха потвърдени в американската антарктическа станция Baird, където през 1968 г. глациолозите откриха течна вода на дълбочина 2164 метра. В момента се смята, че течната вода в езерото съществува поради комбинация от два фактора: дълбоко разположени източници на топлина и високо налягане върху повърхностния лед. В бъдеще учените вече не се съмняваха в съществуването на подледникови езера и се заеха да определят местоположението им.
До средата на 60-те години на миналия век географът Андрей Капица (брат на Сергей Капица и син на нобеловия лауреат по физика Пьотр Капица) успява след поредица от сеизмични изследвания да очертае приблизителните граници на подледниковото езеро подгара изток. През 70-те години на миналия век заключенията на Капица потвърждават данните от радиозондиране, получени от британските полярни изследователи, а съмненията за съществуването на езерото напълно изчезнаха след радарни проучвания на Антарктида, проведени в началото на 90-те години от спътника ERS-1 на Европейската космическа агенция, които показват наличието на продълговато плато близо до Восток с аномално малка разлика в надморската височина.
Полярниците имаха късмет с избора на място за станцията. Ледът на Восток започна да се пробива почти от момента на основаването на станцията. Още през 1960 г. на станцията с помощта на термична бормашина (с помощта на свръхзвукова високотемпературна газова струя) те достигат дълбочина от 50 метра. Поради ниската температура на леда нямаше напредък в работата до 1967 г., когато специалисти от Минния университет (Санкт Петербург) използваха нова термоелектрическа бормашина TELGA-1 във Восток по време на 13-та SAE. Още през 1970 г. глациолозите достигат дълбочина от 506 метра, подобрявайки техниките за сондиране всяка година.
Сондажът 5G-1 започва да се пробива едва през 1989 г. със съвместните усилия на съветски, френски и американски учени. През 1990 г. по време на 35-та SAE е достигната дълбочина от 1250 метра. През 1992 г. учените преминаха към сондаж с по-малък диаметър, а през 1995 г. в диапазона 2755-3350 метра специалистите промениха термичния метод на пробиване на механичен. В същото време Институтът по микробиология на Българската академия на науките разработи устройство, което ви позволява да извличате стерилни ледени проби от кладенец веднага след пробиването.
През 1998 г. Международният научен комитет за изследване на Антарктика издаде препоръка на България да спре сондажите на станцията Восток. Това беше направено, за да се предотврати въвеждането на микроорганизми от повърхността на Земята в подледниковата екосистема, за която се смята, че е била затворена от външния свят през последните няколко милиона години.(периодът се нарича от 400 хиляди до 20 милиона години). Тогава експертите решиха, че антифризът (състоящ се от керосин, алкохол и други токсични съединения), използван за пълнене на кладенци по време на сондиране, може да проникне в подледниковото езеро, въпреки че в сравнение с обема на водата, съдържаща се във Восток, делът на токсичната течност, която може да навлезе в езерото, би била незначителна.
Някои смятат, че решението на комисията за спиране на сондажите във Восток е политически мотивирано, според което западните изследователи не желаят да дадат приоритет на българската страна в изследванията на Антарктика, тъй като това може да доведе до ограничаване на финансирането на подобни чуждестранни проекти. Въпреки това българските учени се вслушват в мнението на западните си колеги и през 1999 г. спират сондажите на дълбочина около 3645 метра, около 125 метра преди да достигнат повърхността на езерото.
Работата по кладенеца е възобновена едва през 2006 г., след като българската страна договори със западни партньори нова технология за екологично сондиране, разработена през 2003 г. в Минния университет. През 2007 г. поради повреда на лебедката и кабела на термосондажния инструмент работата е спряна. През 2008 г. се случи още една авария - този път сондажна платформа се счупи. За да го извлекат от кладенеца, полярните изследователи трябваше да го разширят и да го напълнят с 300 литра етиленгликол.
Полярните изследователи не са имали възможност да коригират ситуацията навреме: те са били на изчерпване на фреона (действащ като утежнител за сондажната течност) и наближава времето за последния полет на самолета до станция Прогрес през сезона. Сондирането през лятото на 2012 г. учените започнаха от дълбочина 3406 метра. В зоната до тази маркировка сондажът напусна предварително замръзналия участък от кладенецанов; Впоследствие това отклонение на сондажа от старата траектория доведе до факта, че дълбочината на тунела към езерото Восток се оказа с 15 сантиметра по-малка от предишната.
В момента в южната част на континента са открити около 300 подледникови езера. East е най-големият от тях. Дължината му е повече от 175 километра, ширината - около 65 километра, а дълбочината - според различни оценки, до 1,2 километра. Общият обем на водата в езерото надхвърля 6,1 хиляди кубически километра. За сравнение, площта, заета от най-дълбокия естествен резервоар на прясна вода в света, езерото Байкал, е приблизително 32 хиляди квадратни километра, а обемът на водата в него е повече от 23 хиляди кубически километра. Едноименната станция, на която езерото е получило името си, се намира точно над северния край на подледниковия резервоар.
Смята се, че произходът на структурата на земната кора под езерото Восток може да има същата природа като тази на езерото Байкал: най-големият сухоземен резервоар с прясна вода се е образувал на мястото на разтягане на литосферната плоча. Антарктическото езеро, от друга страна, вероятно е свързано с рифтова система (огромни линейни депресии в земната кора), която се е образувала преди около 150 милиона години на протоконтинента Гондвана.
Дебелината на леда над езерото не е еднаква, различни са и температурните режими в различните му части. И така, станцията "Восток" и сондажната платформа се оказаха над района с една от най-големите дебелини на леда. Структурата на леда над езерото се различава в зависимост от височината: горните слоеве включват частици с милиметър и съдържат няколкостотин пъти повече газове от слоевете непосредствено до езерото.
Температурата на водата в езерото е минус два до три градуса по Целзий при налягане 400 пъти по-високо от атмосферното. Има приблизително 100пъти повече кислород от обикновената земна вода. Това създава изключително екстремни, от гледна точка на създанията, живеещи на повърхността на Земята, условия за възможен живот в езерото.
Но не само на Земята има места с такива условия. В Слънчевата система учените подозират съществуването на течни подледникови океани в близост до луните на Юпитер - Европа и Калисто, луните на Сатурн - Енцелад, Титан и Ганимед, както и други спътници. Всички тези луни са покрити със слой лед (воден или въглеводороден), под който могат да се намират океани. Условията в такива резервоари могат да се окажат подобни на тези в езерото Восток и ако в последното се открие живот, тогава вероятността за неговото присъствие на далечни луни ще се увеличи с порядък. Въпреки това, за разлика от езерото Восток, се смята, че течността на луните съществува по други причини, главно поради затоплящи се приливи и отливи. Същият механизъм се извиква и когато се разглежда възможността за съществуване на живот на далечни екзопланети.
Въпреки продължилите десетилетия сондажи, данните за откриването на следи от живи същества в езерото са все още повече от скромни. Тук има два основни резултата, които си струва да се отбележат. Първият е докладван през 2004 г. от български и френски учени, които засичат сигнали от термофилната бета-протеобактерия Hydrogenophilaceae thermoluteolus на дълбочина до 3607 метра. Това същество живее комфортно при температури около 50 градуса по Целзий. Вероятно може да попадне в леда от геотермалните извори на подледниковото езеро.
За съжаление, участниците и организаторите на 60-та РАЕ са сериозно загрижени за бъдещето на своите изследвания. Един от членовете на експедицията, Алексей Екайкин, дори написа за това в своя блог LiveJournal. „И все пак празникът беше малко тъжен, защото всеки от нас си мислеше, че сезонът може да е последен“,каза полярният изследовател на своите читатели, имайки предвид възможното спиране на финансирането на експедицията. Както отбелязва Йекайкин, финансирането на RAE и изследването на „най-стабилното място на планетата“ (както ученият нарича централната част на Антарктида, намеквайки, че „пейзажът тук (в централната част на Антарктида – прибл. „Лента.ру“) не се е променил най-малко от 14 милиона години“) струва скъпо на бюджета, особено след като значителна част от разходите се падат на валутните транзакции.
„Разбира се, бюджетът е съставен в рубли и много разходи са във валута, чийто обменен курс, вие сами знаете, какъв. А Изтокът струва най-много. Засега не говорим за пълно закриване на станцията, а за ограничаване на сезонната работа, но за българската наука това ще бъде сериозен удар“, казва полярникът. Шефът на RAE Валерий Лукин също се опасява за бъдещето на експедицията. На пресконференция, проведена в Санкт Петербург и посветена на сондажите на езерото Восток, той подчерта, че лизингът на използвания в експедицията самолет от САЩ струва един милион евро. Въпреки това той добави, че учените вече имат материал за лабораторни изследвания и ще се върнат в езерото, когато финансите позволят.