Восток озеро где находится


Восток (озеро) — Википедия

Восто́к[1] — крупнейшее подлёдное озеро в Антарктиде[2][3][4][5][6].

Озеро Восток расположено в районе антарктической станции «Восток» (77° южной широты, 105° восточной долготы) под ледяным щитом толщиной около 4000 м и имеет размеры приблизительно 250×50 км. Предполагаемая площадь 15,5 тыс. км². Глубина более 1200 м.

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:

  • Пресная вода, содержание кислорода в которой примерно в 50 раз выше, чем в обычной пресной воде[источник не указан 1664 дня]. Кислород в воду озера доставляют постепенно опускающиеся в глубины верхние слои льда.
  • Температура воды весьма высокая — до 10 °C в глубине[источник не указан 1869 дней]. Тепло озеро получает, скорее всего, от подземных геотермальных источников. Температура на границе вода-лёд составляет −3 °C.[7]
  • Давление воды в озере, согласно расчётам, более 300 атмосфер (давление создаётся толщей льда), но микроорганизмы могли приспособиться к таким условиям.
  • Микроорганизмы, приспособленные к жизни в таких условиях, могут обладать уникальными свойствами, поскольку были изолированы от земной биосферы в течение очень длительного срока, а значит и эволюционные процессы там протекали независимо.

Название озеро получило от советской (теперь российской, с международным экипажем) научной станции Восток, работающей в этом районе с 1957 года.

Открытие озера Восток — одно из крупнейших географических открытий второй половины XX века.

Всего на 2007 год в Антарктике обнаружено более 140 подледниковых озёр.

Существование этого озера, как и других подлёдных озёр, опираясь на данные исследований и теоретические обоснования, было предсказано Андреем Капицей ещё в 1955—1957 годах, но считается, что само открытие произошло относительно недавно, в 1996 году, усилиями российских полярников.

Теоретические обоснования[править | править код]

Мысль о том, что при очень большой толщине ледника температура у его нижней границы может стать равной температуре плавления льда, известна с конца XIX века. Она следовала из представлений Петра Кропоткина, полагавшего, что в толще крупных, холодных сверху ледников, где не сказываются временные колебания температуры, последняя линейно повышается с глубиной, как это происходит в скважинах, пробурённых в других горных породах.

Исходя из этого положения, уже в 1950-х годах океанолог Николай Зубов ввёл понятие критической толщины ледника, при которой у его дна достигается температура плавления льда (при соответствующем давлении). Он был первым, кто высказал предположение о том, что необычайно большая толщина ледниковых щитов в удалённых от берегов местах, обнаруженная при первых сейсмических исследованиях ледников в Антарктиде, может послужить причиной существования воды в нижних частях, даже когда температура льда на поверхности очень низка.

В 1955 году английский гляциолог Гордон Робин опубликовал ставшую классической работу, в которой показал, что поле температуры формируется в толстых антарктических ледниках под сильным воздействием вертикального переноса холода опускающимися вниз частичками льда, и отнюдь не линейно. Поэтому использовать подход Зубова для оценки условий в глубинах таких ледников нельзя.

В 1961 году Игорем Зотиковым были проведены теплофизические расчёты, основанные на решении уравнения теплопроводности в леднике, рассматриваемом как движущаяся жидкость. Учтён был и конвективный перенос холода сверху вниз. На этой основе проанализированы данные о ледниковом покрове центральной части Восточной Антарктиды, полученные в первых четырёх советских антарктических экспедициях (САЭ), и показано, что по профилю от станции Мирный к станции Восток и далее к Южному географическому полюсу центральные области ледникового покрова Антарктиды находятся в условиях, когда отвод тепла от нижней поверхности ледника вверх из-за большой его толщины очень мал. В связи с этим часть геотермического потока должна постоянно затрачиваться на непрерывное таяние у границы лёд — твёрдое ложе. В тех же работах было приведено рассчитанное из указанных выше соображений поле температур по всей толщине льда под станцией Восток и показано, что температура льда у его нижней границы равна температуре плавления (−2 °C) при давлении у ложа более 300 атмосфер. Вывод: талая вода в виде сравнительно тонкой плёнки выдавливается в те места, где толщина ледника меньше, и намерзает там вновь, двигаясь к краям ледника уже в виде льда. В отдельных углублениях подлёдного ложа эта вода может скапливаться в виде озёр под самой толстой центральной частью Антарктического ледяного щита.

Таким образом, возникла гипотеза, что подо льдом Антарктиды, на площади, почти равной площади Европы, разливается море пресной воды. Она должна быть богата кислородом, который доставляют постепенно опускающиеся в глубины верхние слои льда и снега. И очень может быть, что в этом подледниковом озере есть жизнь. Была составлена расчётная карта областей непрерывного таяния у ложа в центральной части ледникового покрова Антарктиды. Из карты следовало, что станции Восток, Амундсен-Скотт, Бэрд находятся в областях, где идёт непрерывное донное таяние, и можно ожидать, что здесь существуют подледниковые озера.

Впервые реальные подтверждения гипотезы И. А. Зотикова были получены в результате бурения самой глубокой в 1960-е годы скважины (два с лишним километра) на американской станции Бэрд, которая относилась к области, где должно было происходить подледниковое таяние. Когда бур достиг дна ледника, в скважину хлынула пресная вода.

Признание факта постоянного донного таяния и подледниковой воды в центральной части Антарктиды в дальнейшем создало новые подходы к реконструкции четвертичных ледниковых покровов, поискам скоплений полезных ископаемых (в особенности нефти и газа), выдавливаемых к краям ледников водой, оно стало главным теоретическим фактором отклонения проекта захоронения радиоактивных отходов на дне ледникового покрова в Центральной Антарктиде.

Радиолокационное изображение, полученное со спутника RADARSAT (фото NASA)

Дистанционное зондирование в районе станции Восток[править | править код]

Сейсмическое зондирование ледникового щита под станцией Восток, проведённое под руководством Андрея Капицы в 1959 и 1964 годах, позволило определить его толщину. При этом оказалось, что помимо главного пика отражения от дна ледника в приёмном сигнале выявлялся ещё один. Тогда он был интерпретирован как отражение от нижней границы слоя осадочных пород под ледником. Позже возникло предположение, что это был сигнал отражения от границы льда с водой.

В период 1971—1978 годах Институтом полярных исследований имени Скотта было выполнено аэрорадиолокационное профилирование. Его данные чётко указывали на наличие подледникового водоёма неординарного размера. В сезон 33 РАЭ, 7 ноября 1987 года, в рамках аэрогеофизических работ ПМГРЭ мелкого масштаба в центральной Антарктиде, на самолёте Ил-18 был выполнен перелёт по маршруту станция Молодёжная — горы Принс-Чарльз — станция Восток — станция Молодёжная. На подлёте к станции Восток были зарегистрированы отражения, сходные с получаемыми над шельфовыми ледниками. В 1995 году (41 РАЭ) после совещания в Кембридже ПМГРЭ совместно с РАЭ начала планомерное изучение этого природного объекта посредством наземных геофизических методов. Начало положили сейсмические зондирования методом отражённых волн (МОВ), затем, с 1998 года в комплексе с ними начало выполняться наземное радиолокационное профилирование. Цель этих работ состояла в определении морфометрических характеристик озера Восток как географического объекта[8].

Начальный этап[править | править код]

Бурение скважины, получившей название 5Г, и предпринятой с целью палеоклиматических исследований, началось в 1989 году исследователями совместной экспедиции советских, французских и американских учёных на базе станции Восток. Начиная с глубины 3539 м, достигнутой к 1996, химический и изотопный состав льда и его кристаллографическая структура существенно изменились — оказалось, что этот лёд представляет собой замороженную воду подлёдного озера. В исследованиях участвуют шесть научных групп, в состав которых входят сотрудники НИИ и университетов двух стран — России и Франции. В 2004 году Россия подписала с Францией Соглашение о создании Европейского научно-исследовательского объединения (ЕНИО), цель которого — «создание архива климатических и биологических данных, выполнение экзобиологических исследований антарктических подледниковых озёр на основе изучения ледяных кернов Восточной Антарктиды»[9].

Бурение к 1999 году было проведено до глубины 3623 м. Образцы льда с этой глубины имели возраст около 430 тыс. лет, поэтому предполагается, что озеро было закупорено льдом не менее 500 тыс. лет назад.

Приостановка бурения (1999—2006)[править | править код]

Бурение было приостановлено в 1999 году приблизительно в 120 м от предполагаемой поверхности озера, чтобы не допустить загрязнения воды, которое может навредить уникальной экосистеме озера. Опасения в этом отношении по поводу применяемых методов бурения высказывались неоднократно, в основном иностранными организациями и учёными[10][11][12], в том числе по политическим мотивам[13]. Указывается на использование керосина, фреона и этиленгликоля при бурении скважины и возможность их попадания в озеро. Российские специалисты возражают, что методика бурения безопасна, одобрена на 26-м Консультативном совещании договора по Антарктике в Мадриде в 2003 году[10] и уже прошла испытания в Гренландии[14].

В 2003 году в петербургском Горном институте была разработана новая технология, и в 2006 году работы по глубокому бурению были возобновлены.

Завершающий этап (2006—2013)[править | править код]

В рамках 52-й Российской антарктической экспедиции (2006—2007) в конце декабря 2006 было возобновлено бурение и получен первый ледяной керн с глубины 3650,43 метра.

Всего за сезонные работы в 2006—2007 гг. планировалось извлечь 75 метров ледового керна. Однако термобуровой снаряд из-за технической неисправности лебёдки и кабеля пришлось остановить на отметке 3665 метров — до поверхности озера осталось ещё около 85 метров (погрешность в расчётах плюс-минус 20 м). Забор проб воды из подледникового озера Восток планировалось провести в рамках Международного полярного года в сезоне 2008—2009 годов[9].

Схема бурения скважины озера Восток

В антарктическом сезоне 2008 года опять произошла авария — оборвался буровой снаряд. В январе 2009 года российские буровики, выполнив все необходимые подготовительные работы по расширению диаметра ледяной скважины, приступили к операции по «захвату» бурового снаряда с целью его подъёма на поверхность.

По информации 54-й Российской антарктической экспедиции от 22 января 2009 года, на станции Восток продолжались гляцио-буровые работы. После расширения ствола скважины до 138 мм в забойную зону доставлено 300 л этиленгликоля, подготовлено устройство для извлечения аварийного снаряда. Однако после этих мер подвижки аварийного снаряда пока не наблюдается. В случае если движения снаряда не произойдет, начнется бурение в обход с глубины 3580 м — до поверхности озера при этом останется 170 метров[15].

22 марта 2010 года начальник Росгидромета Александр Фролов отметил, что проникнуть в воды озера планируется зимой 2010—2011 года, когда в южном полушарии будет лето[16].

По состоянию на 3 февраля 2011 года глубина скважины составила 3714,24 м[17].

Точная глубина ледника неизвестна, примерная глубина составляет от 3730 до 3770 метров. При текущей скорости бурения, составляющей 2,2 метра в сутки, необходимо было потратить ещё от 16 до 32 дней для проникновения в озеро. Однако вместе с окончанием летнего сезона в Антарктике в конце февраля работы были отложены до декабря 2011 года, 7 февраля 2011 года скважина была законсервирована до следующего года. Буровой снаряд был остановлен на отметке 3720 метров[18].

Планировалось, что в декабре 2011 года ученые снова пробурят свежий лед, полученный непосредственно из озерной воды, отдадут его для анализа геохимикам, кристаллографам и микробиологам и на этом работы вновь прекратятся. В декабре 2011 года на место прибыла новая экспедиция под руководством профессора Николая Васильева[19].

На 11 часов 12 января 2012 года глубина скважины достигла 3737,5 метра. Бурение велось круглосуточно — в этом сезоне российские полярники рассчитывали вскрыть ледник и проникнуть в подледниковое озеро Восток. До цели оставалось чуть более десятка метров[20].

17-19 января бурение было остановлено с целью проведения геофизических измерений и вспомогательных работ. Специалисты выполнили видеосъёмку ствола скважины с помощью специальной глубоководной камеры с объективом типа «рыбий глаз» и ИК-подсветкой. Проводилось разбуривание нижнего участка ствола скважины и калибровка нижнего участка скважины в интервале 3680—3719 метров[21]. В конце января, к окончанию буровых работ, ожидалось прибытие на станцию «Восток» специального представителя президента РФ, члена Совета Федерации, известного полярника Артура Чилингарова[22].

5 февраля 2012 года, на глубине 3769,3 метров, учёные завершили бурение и достигли поверхности подлёдного озера[23].

Согласно новой технологии, предварительно создается эффект недокомпенсации давления столба заливочной жидкости в скважине, в результате чего за счет разницы давления вода из озера после проникновения поднимается наверх на величину недокомпенсации давления и благополучно замерзает в скважине. Потом, в следующем сезоне, она разбуривается, и эта свежезамороженная вода поступает для анализа в научные лаборатории.

Валерий Лукин[24]

10 января 2013 года получен первый керн из прозрачного озерного льда длиной 2 метра[25].

Дальнейшие исследования[править | править код]

Примёрзшую к буру воду озера доставили для анализа в Лабораторию генетики эукариот Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ). В сентябре 2012 Сергей Булат, заведующий группой криоастробиологии Лаборатории генетики эукариот, заявил: «Были найдены четыре вида бактерий, которые относятся к контаминантам (загрязняющим микроорганизмам). Такие же бактерии были найдены в буровой жидкости, а озёрная вода с бура была обмыта этой грязной буровой жидкостью, ещё два вида бактерий из образцов были найдены на человеке. То есть ничего интересного. Генеральное заключение такое: наверху (в снежном покрове) клеток нет, в озерном льду тоже нет клеточных популяций — там безжизненно. Вода может что-то содержать»[26].

В следующем антарктическом сезоне (декабрь 2012 — январь 2013 года) к середине мая 2013 года замёрзший ледяной керн был доставлен для анализа в Россию.

Международная группа исследователей

11 марта 2013 года Арктический и Антарктический НИИ Росгидромета (ААНИИ) после исследования образцов воды, полученных в мае 2012 года, выпустил заявление, в котором говорится об обнаружении неизвестного науке типа бактерий в подледниковом озере Восток в Антарктиде, которое в течение миллионов лет было изолировано от внешнего мира 4-километровым слоем льда и которое является единственным в своем роде земным аналогом подлёдных океанов спутников Юпитера (Европа, Ганимед, Каллисто) или Сатурна (Энцелад). В озере могут обитать микробы-хемолитоавтотрофы, извлекающие энергию из окислительно-восстановительных реакций, а не органических веществ. Если биологи подтвердят реальность своей находки (более чистые образцы воды будут доступны для исследований в мае 2013 года, а новые образцы воды из приповерхностных слоев озера Восток будут взяты не раньше декабря 2013 года), то научный мир впервые сможет приступить к изучению бактерий, способных существовать в самых экстремальных условиях, в том числе и в подледных океанах Европы и Энцелада[27].

В июле 2013 года были опубликованы результаты исследования проб льда из скважины методами метагеномики. Из проб удалось выделить 3507 уникальных последовательностей ДНК, для 1623 из которых была установлена таксономическая принадлежность (до рода или вида). Около 94 % последовательностей принадлежат бактериям, 6 % — эукариотам (большинство из них — грибам), и всего две — археям. Несколько последовательностей принадлежат многоклеточным животным (коловратки, моллюск, членистоногие). Поскольку некоторые из найденных бактерий являются паразитами рыб, исследователи предполагают, что в озере могут жить рыбы[28]. Критики (в их числе вышеупомянутый Сергей Булат) заявляют, что большая часть образцов, скорее всего, загрязнена или содержит остатки организмов, которые давно умерли и сохранились только благодаря толстому слою льда. Нахождение таких сложных животных, как рыбы, в экстремальных условиях озера они считают крайне маловероятным[29].

Следующий этап, проникновение в озеро с его исследованием приборами, планировали на 2013—2014 годы[24], однако повторное проникновение состоялось лишь 25 января 2015 года, в 13:12 мск. Вторая скважина получилась глубиной 3769,15 м, что на 15 сантиметров меньше первой. Расхождение объясняется некоторым отклонением от первоначального ствола. На этот раз озеро будет закупорено ледяной пробкой так, чтобы далее к нему имелся постоянный доступ. Планомерное исследование озера планируется начать в 2016 году[30].

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела.

Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

Ледник в районе озера Восток имеет в десять раз меньший уклон, чем в соседних районах. Западнее плато находится резкий подъём (так называемый Ridge (Кряж) B-C), а восточнее — столь же резкий спуск. Такая структура характерна для шельфовых ледников. Это послужило ещё одним подтверждением гипотезы существования озера.

В 2008 году наземные геофизические работы, продолжавшиеся с 1995 г., были завершены. В ходе интерпретации всех имеющихся данных, в том числе материалов зарубежных исследований, была составлена наиболее подробная карта береговой линии озера, определены морфометрические характеристики его котловины и перекрывающего озеро ледника.

Толщина льда в разных частях озера составляет от 3800 м на севере до 4250 м на юге, перепад высот границы раздела составляет 450 м, тогда как на поверхности ледника перепад высот всего около 40 м. С более высокой северной стороны лёд тает, а с южной — намерзает. Абсолютные отметки раздела вода-лёд от −600 м в северной части до −150 м в южной.

Площадь подледникового озера Восток составляет 15790 км². В пределах его акватории выявлено 11 островов, общей площадью 365 км². Площадь наибольшего из них составляет 175 км². Попутно на окружающих оз. Восток территориях было выявлено 56 изолированных подледниковых водоёмов. Наибольший из них имеет площадь 129 км².[8]

Озеро разделено на две части подводным гребнем. Глубина северной части составляет около 400 м, южной — около 800 м; глубина над гребнем порядка 200 м.

Недавние исследования показали, что в результате действия приливных сил поверхность вода-лёд колеблется с амплитудой 1—2 см. Это явление вызывает перемешивание воды и может быть существенным для выживания микроорганизмов.

Олиготрофность экосистемы озера[править | править код]

Экосистема озера относится к субгляциальным (подлёдным) экосистемам, которые характеризуются крайне высокой степенью олиготрофности, то есть низкой концентрацией питательных веществ — такие экосистемы являются наиболее олиготрофными системами Земли. Причиной такого положения вещей являются следующие факторы:

  • В большинстве экосистем Земли началом пищевой цепи являются автотрофные фотосинтезирующие организмы, которые синтезируют органические соединения из углекислого газа, используя энергию Солнца. Особенностью озера Восток (в отличие от озёр сухих долин Антарктики) является невозможность использования экосистемой солнечной энергии из-за крайне толстого покрывающего озеро слоя льда.
  • Содержание органики в тающем льду крайне низко, то есть, в отличие от абиссальных экосистем (экосистем больших глубин океанов), в которых есть постоянный приток органики (детрита) из приповерхностной зоны фотосинтеза, гетеротрофы в субгляциальных системах не могут быть повсеместно распространены.

Таким образом, если жизнь в глубинах озера и есть, то образовать экосистему она может только при наличии притока энергии в химической форме (восстановленного неорганического субстрата), достаточных для нефотосинтезирующего синтеза органического вещества, то есть начальными звеньями пищевых цепей экосистемы должны быть хемосинтезирующие организмы. Возможным аналогом могут послужить экосистемы абиссальных выходов минерализованных гидротермальных флюидов (чёрных и белых курильщиков), привязанных к разломам земной коры.

Однако наличие или отсутствие источников таких субстратов весьма зависит от геологической природы Востока, которая в настоящий момент не ясна. Сейчас (2005) есть два предположения о его природе:

  • рифтовая впадина — флюиды могут поступать;
  • ледниковая эрозия — флюидов нет.

Бактериальные пробы[править | править код]

Особенность Востока — «замерзание сверху», то есть намерзание льда, образованного верхними слоями воды, на подошву покрывающего его ледника. Естественно, что эти намёрзшие слои стали объектом исследований для определения численности и состава микрофлоры озера.

Результаты анализа проб льда из таких намороженных слоёв весьма противоречивы: во многих отмечается концентрация бактериальных клеток в 10²—104 бактерий на см³, близкая к концентрации клеток в покрывающем намороженные слои льда, в некоторых отмечается более высокая концентрация.

Также неоднозначны и исследования ДНК-профилей. В некоторых пробах они аналогичны ДНК-профилям покрывающего льда, однако некоторые исследователи показали наличие ДНК-последовательностей, близких к ДНК термофильных и хемотрофных бактерий, что может указывать на наличие очагов геотермальной активности в озере.

Анализ первых проб воды озера осуществлялся около года, после чего, в марте 2013 года, было заявлено об обнаружении нового класса морозостойких бактерий[31].

Возможные аналоги экосистемы озера[править | править код]

Условия в подлёдном водоёме могут быть близки к условиям на Земле в период позднего протерозоя (750—543 млн лет назад), когда несколько раз происходили глобальные оледенения земной поверхности, продолжавшиеся до 10 млн лет (Земля-снежок).

Опыт исследования озера может быть полезен при исследовании спутников Юпитера Европы и Каллисто, а также спутника Сатурна Энцелада, на которых, по некоторым гипотезам, существуют аналогичные образования. Уже планируются миссии по исследованию внеземных подлёдных океанов, такие как JIME, EJSM, Лаплас — Европа П[32][33]. Это может стать одним из наиболее многообещающих проектов поиска внеземной жизни[34].

В литературе

В фантастической повести Чарльза Стросса «Очень холодная война» часть действия происходит в озере Восток, где обнаружен межпланетный портал и необычные формы жизни.

В фантастическом романе Василия Головачёва «Атлантарктида» озеро Восток играет центральную роль, так как в нём обнаружено работоспособное сооружение древних антарктов-атлантов, способное глобально влиять на физическую реальность Земли, что вызывает конфликт интересов русских и американцев, каждый из которых пытается первым добраться до могущественного артефакта.

  1. 1 2 3 Восто́к / Котляков В. М. // Великий князь — Восходящий узел орбиты. — М. : Большая российская энциклопедия, 2006. — С. 746. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 5). — ISBN 5-85270-334-6.
  2. ↑ Lake Vostok: Russian Scientists Claim Success in Antarctic (неопр.). abcnews.go.com. Дата обращения 4 декабря 2018.
  3. ↑ Lake Vostok drilling in Antarctic 'running out of time' By Katia Moskvitch Science reporter, BBC News (неопр.). www.bbc.co.uk. Дата обращения 4 декабря 2018.
  4. ↑ They Did It! Russians Expose Lake Vostok Secrets Feb 6, 2012 // by Christina Reed (неопр.). news.discovery.com. Дата обращения 4 декабря 2018.
  5. ↑ First Lake Vostok Samples 'Lifeless,' But American Scientist Says That’s Not Conclusive By Jason Koebler October 19, 2012 (неопр.) (недоступная ссылка). www.usnews.com. Дата обращения 4 декабря 2018. Архивировано 16 июля 2018 года.
  6. ↑ Russian Scientists Breach Antarctica’s Lake Vostok—Confirmed (неопр.) (недоступная ссылка). news.nationalgeographic.com. Дата обращения 4 декабря 2018. Архивировано 3 апреля 2019 года.
  7. ↑ ИНСТИТУТ ГЕОЭКОЛОГИИ. АРКТИЧЕСКИЙ И АНТАРКТИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (неопр.). www.ats.aq. Дата обращения 4 декабря 2018.
  8. 1 2 Попов С. В., Масолов В. Н., Лукин В. В., Попков А. М. «Результаты отечественных дистанционных исследований подледникового озера Восток в Восточной Антарктиде»// Разведка и охрана недр. — 2012 — № 8
  9. 1 2 Тайну происхождения реликтового озера Восток в Антарктиде откроют через два года (рус.) (недоступная ссылка). www.nkj.ru. Журнал «Наука и жизнь». Дата обращения 4 декабря 2018. Архивировано 5 декабря 2018 года.
  10. 1 2 Скандал над озером Восток: Россию пытаются не допустить к глубинному бурению в Антарктиде (рус.). www.ng.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // Независимая газета, 11 августа 2004
  11. ↑ Антарктический договору не справиться с национальной гордостью (англ.). www.smh.com.au. Дата обращения 4 декабря 2018. // Sydney Morning Herald, 8 февраля 2011 г.
  12. ↑ Коалиция антарктических и южных морей: озеро Восток (неопр.). www.asoc.org. Дата обращения 4 декабря 2018.
  13. Лукин В. В. Подледниковое озеро Восток» (рус.) (недоступная ссылка). www.tv100.ru. Архивировано 5 декабря 2014 года.
  14. ↑ Тайны озера Восток (рус.). www.rg.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // Российская газета. Союз. Беларусь-Россия № 522 (38) 13 октября 2011 г.
  15. ↑ Новости (рус.). www.aari.nw.ru. ААНИИ. Дата обращения 4 декабря 2018.
  16. ↑ Антарктида «поведала» о температуре на Земле за минувшие 440 тыс. лет РИА-новости (рус.). www.rian.ru. Дата обращения 4 декабря 2018.
  17. ↑ Пресс-релиз 03.02.2011 г. Трудные заключительные шаги перед входом в озеро (рус.). www.aari.nw.ru. Дата обращения 4 декабря 2018.
  18. ↑ Пресс-релиз 07.02.2011 г. Озеро Восток: скважину законсервировали до следующего года (рус.) (недоступная ссылка). www.strf.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. Архивировано 18 августа 2017 года.
  19. ↑ Пресс-релиз 20.12.2011 (рус.). www.rg.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // «Российская газета» — Федеральный выпуск № 5662 (286)
  20. ↑ Озеро Восток: глубина скважины достигла 3737,5 метра (рус.) (недоступная ссылка). www.strf.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. Архивировано 18 августа 2017 года. // strf.ru — Наука и технологии России
  21. ↑ Озеро Восток: глубина скважины достигла 3738,5 метра (рус.) (недоступная ссылка). strf.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. Архивировано 18 августа 2017 года. // strf.ru — Наука и технологии России
  22. ↑ Бурение на озере Восток возобновится после уточнения диаметра скважины (неопр.). ecoportal.su. Дата обращения 4 декабря 2018. // ЭкоПортал
  23. ↑ Российские ученые проникли в подледниковое озеро Восток в Антарктиде (рус.). eco.ria.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // РИА Новости, 6 февраля 2012
  24. 1 2 Валерий Лукин. Глубиной сорок лет. Валерий Лукин рассказал о подледном антарктическом озере Восток (рус.). lenta.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // Lenta.ru
  25. ↑ Получены первые пробы воды из озера Восток в Антарктиде (рус.). ria.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // РИА Новости, 10 января 2013
  26. ↑ Эксперимент по поиску жизни в озере под Антарктидой буксует (рус.). izvestia.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // Известия
  27. ↑ ААНИИ официально заявил о находке в озере Восток нового типа бактерий (неопр.) (11 марта 2012). Архивировано 15 марта 2013 года.
  28. Yu. M. Shtarkman et al. Subglacial Lake Vostok (Antarctica) Accretion Ice Contains a Diverse Set of Sequences from Aquatic, Marine and Sediment-Inhabiting Bacteria and Eukarya (англ.) // PLoS One. — 2013. — Vol. 8(7). — P. e67221. — doi:10.1371/journal.pone.0067221.
  29. ↑ Claims of Lake Vostok fish get frosty response (неопр.). www.nature.com. Дата обращения 4 декабря 2018. // nature.com — Nature News & Comment
  30. ↑ Российские исследователи пробурили скважину до подледникового озера Восток (неопр.). ИТАР-ТАСС (25 января 2015).
  31. ↑ Российские ученые в Антарктиде нашли неизвестные ранее формы жизни (неопр.) (недоступная ссылка). www.itar-tass.com. ИТАР-ТАСС. Дата обращения 4 декабря 2018. Архивировано 28 марта 2013 года.
  32. Jia-Rui C. Cook, Dwayne C. Brown. NASA and JPL Contribute to European Jupiter Mission (неопр.). NASA (February 21, 2013). Дата обращения 25 ноября 2015.
  33. ↑ Europa Mission (неопр.). NASA. Дата обращения 25 ноября 2015.
  34. Владимир Котляков. В ста метрах от тайны // Вокруг света. — 2004. — № 2 (1 февраля).
  • Озеро Восток (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 4 декабря 2018. Архивировано 7 января 2007 года. // «Вокруг света»
  • Озеро Восток и его обитатели (рус.). elementy.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // Элементы.ру
  • Отчёт конференции по озеру Восток, 1998 (неопр.). www.ldeo.columbia.edu. Дата обращения 4 декабря 2018.
  • С. В. Попов, В. Н. Масолов, В. В. Лукин. Озеро Восток, Восточная Антарктида: мощность ледника, глубина озера, подлёдный и коренной рельеф (рус.). ice-snow.igras.ru. Дата обращения 4 декабря 2018.
  • С. Сысоев. Восток — дело тонкое (рус.). elementy.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // «Популярная механика» № 3, 2011
  • Восток — дело толстое. В Антарктиде закончен очередной этап уникального бурения подледного озера (рус.). www.nvspb.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // «Невское Время»
  • Интервью гляциолога 56-й РАЭ ст. Восток А. Екайкина (неопр.). www.bbc.co.uk. Дата обращения 4 декабря 2018. Севе Новгородцеву (аудио), 13 января 2011
  • В. М. Котляков. В ста метрах от тайны (об антарктическом подлёдном озере Восток) (рус.). www.vokrugsveta.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // «Вокруг света», № 2 (2761). Февраль 2004
  • Константин Гурдин. Подлёдное время (рус.). ice.tsu.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // «Аргументы Недели», 25 августа 2010
  • Зотиков И. А. Антарктический феномен — озеро Восток (рус.). ice.tsu.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. «Природа», № 2, 2000 г.
  • Subglacial Lake Literature (неопр.) (недоступная ссылка). salegos-scar.montana.edu. Дата обращения 4 декабря 2018. Архивировано 7 марта 2005 года.

ru.wikipedia.org

что нашли в реликтовых водах — Рамблер/субботний

Фото: Русская семерка

Последним географическим открытием мирового значения стало обнаружение русскими полярниками в январе 2012 года подледного озера Восток в Антарктиде. Как и ожидалось, воды реликтового озера открыли миру некоторые тайны о прошлом нашей планеты.

Реликтовое озеро

В начале 1960-х русскими учеными было совершено уникальное открытие. Советский физик И. А. Зотиков выдвинул теорию, согласно которой ледяной панцирь под советскими станциями "Мирный" и "Восток" в центральных областях Антарктиды играет роль термоса, благодаря которому лед, соприкасаясь с теплой землей под огромным давлением, тает. Ученый высказал мнение, что между поверхностью планеты и ледяной шапкой материка должна находиться вода в виде озера, в котором может существовать жизнь. Вскоре теория подтвердилась на практике. В 1964 году А. П. Капица, проводя сейсмические исследования, неожиданно для себя обнаружил, что приборы под советской станцией Восток показывают два пика отражения сигнала. На глубинах: 3 730 метров и 4130 метров. Это могло означать только одно — между двумя точками имеется гигантское подледное озеро. Последующие исследования дали и вовсе удивительные результаты. Оказалось, что длина озера — 250 км, ширина — 50 км, а его максимальная глубина — 750 метров. Но главным оказалось то, что температура воды в этом озере держится на уровне от 2 до 5 С° тепла. Это в то время, как на поверхности материка столбик термометра опускается ниже 80 градусов Цельсия.

Находка необычного озера мгновенно породила массу самых невероятных версий и догадок: от предположения, что в озере могут жить неизвестные науке животные, до гипотезы, что на его дне располагается вход в некий подземный мир, описанный авторами Древнего мира. Когда же ученые заявили, что над озером есть купол, достигающий нескольких сотен метров в высоту и заполненный теплым воздухом, научный мир замер в ожидании чуда.

Тайна ледяного пылесоса

Первую скважину глубиной 40 метров пробурил с помощью термобура в 1959 году В. С. Игнатов, начальник станции "Восток". Изучая слои льда, научный специалист хотел установить, как протекал процесс эволюции климата на нашей планете последние 400 тысяч лет.

Спустя год посредством специально сконструированного термобура И. А. Зотиков углубился на 50 метров. Однако из-за предельно низких температур, царящих на поверхности материка, серьезно улучшить результаты бурения он так и не смог. Лишь после изготовления особого бура в Ленинградском горном институте дело сдвинулось с мертвой точки.

Принцип работы термобура был схож с работой пылесоса. Нагревательный элемент в виде кольца опускался в скважину и плавил лед, в это время по трубе, прикрепленной к нагревательному кольцу, с помощью вакуумного насоса талая вода вытягивалась на поверхность. Таким способом удалось достичь отметки в 952 метра к 1972 году. Постепенно методы бурения совершенствовались и появлялись новые рекорды: в 1985 году — 2 202 метра, 1989 году — 2 546 метров, 1993-м — 2 755 метров, 1998-м — 3 623 метра. Эта отметка стала абсолютным рекордом погружения в ледяной панцирь планеты. Так глубоко не проникали ученые ни одной страны мира. Россия стала первой. До вод самого таинственного озера на нашей планете оставалось не более 120-130 метров.

85 метров до тайны

В сезон 2006-2007 годов 52-я Российская антарктическая экспедиция продолжила бурение льдов, разделяющих современный мир и древнюю фауну реликтового озера. Но на глубине 3 665 метров, за 85 метров до вод озера, термобур неожиданно сломался. Работы возобновили только на следующий год. Но и в 2008-2009 годах ученых продолжал преследовать злой рок — оборвалась лебедка с буровым снарядом. Проникновение в озеро не состоялось. Поднять керн с водами озера удалось лишь в январе 2012 года. Повторное проникновение в озеро Восток состоялось в 2015 году.

Параллельный мир

Что же обнаружили ученые в образцах воды, поднятой из озера, на протяжении более 400 тысяч лет отделенного от экосистемы планеты многокилометровым панцирем изо льда и снега. К счастью, ни загадочные монстры, ни смертельные бактерии не поднялись в наш мир по пробуренному шурфу. Но существование жизни в озере Восток тем не менее было доказано. Его жителями оказались термофильные бактерии, содержащиеся в ледяном керне с глубины 3 551-3 607 метров. При этом самое интересное заключается в том, что эти бактерии развиваются и живут только в среде, имеющей температуру +40-60 градусов Цельсия. Следовательно, если в озере есть места со столь теплой водой, его воды могут таить самые невероятные организмы, вплоть до доисторических существ.

Второе удивительное открытие, сделанное учеными, касается магнитной аномалии близ одного из берегов озера: магнитная стрелка здесь не показывает направления Север-Юг, а беспрестанно вращается. Подобные явления возникают в районе либо больших залежей железа, либо мощной электромагнитной установки. В данной связи стоит вспомнить легенды времен войны о созданном в полостях материка секретного немецкого города Новый Берлин.

В настоящее время ученые с нетерпением ожидают третьего проникновения в озеро Восток. Причем на этот раз предполагается достигнуть дна озера. Полученные данные могут стать настоящей сенсацией: в том случае, если будут найдены живые существа, выжившие в водах подземного озера, несколько сотен тысяч лет изолированного от поверхности планеты. И не исключено, что жители озера окажутся разумными, но будут иметь совершенно фантастическую внешность.

Видео дня. Кот вымыл пол и отругал хозяина

Читайте также

weekend.rambler.ru

Кто обитает в озере Восток

В озере Восток под ледовым щитом Антарктиды есть жизнь — но нам до нее не так легко добраться.

Если бы мы показали ДНК организма, обнаружение которого мы подтвердили в 2016 году, не предупредив о том, откуда он… Нас бы спросили, с этой ли он планеты", — говорит генетик-микробиолог Сергей Булат. Микробиота антарктического озера Восток должна быть уникальна, как и само озеро, миллионы лет отрезанное от мира многокилометровым слоем льда. Из-за своих размеров оно вызывает интерес астробиологов, поскольку может служить моделью потенциально обитаемых подледных водоемов спутников Юпитера и Сатурна — Европы и Энцелада.


Озеро Восток

Координаты: 78°28' ю.ш., 106°48'в.д.

Тип: подледное рифтовое озеро

Расстояние до побережья: 1260 км

Толщина ледового покрова: 3750−4200 м

Площадь: 15 800 км2

Максимальная глубина: 1220 м

Связь с другими водоемами: отсутствует

Время изоляции: 14 млн лет

Температура воды: -2,65 °C

Открытие: 1996 г.

Первое проникновение: 2012 г.

По случайности самым близким к Востоку жильем оказалась советская, а затем российская станция «Восток», поэтому до 2015 года исследованием озера занимались в основном российские ученые. По этой же причине пробы озерной воды хранятся в России. И по той же самой причине продолжать исследования становится все сложнее. По мере того как российское правительство сокращает финансирование антарктических исследований и не поддерживает международное сотрудничество в науке, шансов узнать, как устроена странная жизнь в озере Восток, становится все меньше.

Подледных озер в Антарктиде обнаружено больше четырехсот, все они похожи: жидкая вода под многокилометровым ледяным панцирем. Но Восток обширнее прочих: площадь оценивается в 15 800 км2 — это больше Онежского озера. В 1994-м Восток нашли, в конце перестройки начали бурить скважину, и только в 2012 году получили первые образцы воды. Из-за недокомпенсации давления в скважине (специальная технология, гарантирующая незагрязнение озера) вода попала к ученым в виде намерзшего на буровой коронке льда. Сразу после получения пробы в 2012 году начались микробиологические исследования. Львиная доля усилий ученых ушла на отсеивание контаминантов — микроорганизмов и их ДНК, попавших в озерный лед с жидкостью для бурения и позднее. К 2015 году были обнаружены фрагменты ДНК двух бактерий, насчет которых ученые были уверены: они — из Востока. Первая оказалась совершенно незнакомой биологам; ее ДНК совпала с известными последовательностями всего на 86%. Это о ней Булат говорит, что она вполне могла бы сойти за инопланетянку. Вторая бактерия, родственная Herminiimonas glaciei, оказалась более-менее знакомой ученым по ледникам Гренландии. В 2015 году ждали новых проб воды из озера, чтобы подтвердить результаты и получить новые данные. Но не дождались.

Три километра вниз Пробуренная российскими полярниками скважина позволила взять пробы льда, который прирастает на «потолке» озера из озерной воды. О том, что происходит ниже — в толще воды и тем более возле дна, можно только предполагать. Возможно, там находятся геотермальные источники, дающие пищу обитателям озера.

Зимой 2015−2016 года у российской антарктической экспедиции начались проблемы: правительство, ранее планировавшее антарктические исследования по крайней мере до 2020 года, перестало выделять средства. Это решение связывают с «поворотом к северу» — интересом российского правительства к Арктике в ущерб другим направлениям деятельности. Даже памятная дата — 200-летие открытия Антарктиды Беллинсгаузеном и Лазаревым — не помогла привлечь в российскую Антарктиду деньги.

Выжимая последнее

Все, что осталось Сергею Булату — крупному специалисту по организмам, живущим при низких температурах, — пробы озерного льда, добытые в 2012—2015 годах. К счастью, в НИЦ КИ ПИЯФ есть оборудование и технологии, позволяющие изучать замерзшую воду Востока, не допуская загрязнения. Ученые усовершенствовали методику работы, составили библиотеки контаминантов. В этих библиотеках хранятся данные о микроорганизмах из жидкости, которой омывали пробы льда, организмах, обитающих в чистых комнатах, в реагентах и материалах, которые используются для анализа. В ходе исследования старых проб в 2018 году обнаружили третьего возможного обитателя Востока — бактерию (бациллу) marini Lactobacillus sp. Но вопросов об этой бактерии больше, чем ответов. Бациллы — гетеротрофные организмы, то есть питаются органикой, которой в воде Востока почти нет. Может быть, в глубине озера есть области, более насыщенные питательными веществами? Может быть, жизнь там более разнообразна, чем полагают?

Холодно, но жить можно

Условия в озере Восток очень специфические. Огромное давление (около 400 атмосфер) не позволяет воде замерзать при постоянной температуре на 2−3 градуса ниже нуля. Эти условия некомфортны для людей, но для жизни вообще вполне нормальны. Нижний температурный порог для деления клеток — 255 К (-18 °C), а метаболизм может продолжаться даже при охлаждении до -33 °C. Что касается давления, то глубоководные организмы справляются и не с такими его значениями.

Главным фактором, ограничивающим жизнедеятельность в воде Востока, должен быть недостаток источников энергии. В озеро никогда не проникает солнечный свет, а значит, там не могла сложиться обычная для неглубоких водоемов экосистема с фотосинтезирующими организмами в начале пищевой цепи. Органики в озерной воде почти нет — по крайней мере по результатам анализа кернов озерной воды. То живое, что может там жить, должно уметь питаться растворенными в воде минеральными веществами, которых в Востоке тоже мало. Организмы, которые получают энергию, окисляя неорганические вещества, встречаются во многих (буквально) темных уголках планеты — на большой глубине в океане, в почве, в пещерах. Поэтому обнаружение гетеротрофной marini Lactobacillus sp. так смутило ученых.

Туманные перспективы

Узнать больше об уже обнаруженных в озере Восток организмах можно было бы, вырастив их в лаборатории. Однако сделать это очень сложно: нужно создать и поддерживать очень специфические условия — давление, температуру, состав воды, благоприятные для этих существ в природе. В России лабораторий, которые могли бы взяться за эту работу, нет, а поделиться льдом Востока с зарубежными коллегами пока не удается — мешают бюрократия и ограничения на работу с иностранными учеными.

Пока прогресса в этой области не предвидится, на самой станции «Восток» готовятся большие изменения к лучшему. После затишья 2016−2018 годов заговорили о модернизации станции, нашлись деньги на строительство новых жилых модулей, были испытаны аэросани, которые должны доставить модули вглубь континента. Все это должно улучшить жизнь полярников, но вряд ли поможет возобновить исследование озера Восток. Скважина, пробуренная в 1989—2012 годах, предположительно непригодна для проникновения в озеро. Вероятно, к воде нужно бурить новую скважину и использовать при этом новую, стерильную жидкость для бурения. Заниматься этим пока никто не планирует. Озеро Восток со своими неведомыми обитателями останется нетронутым в ближайшее время.

Но есть и хорошие новости. Годы работы микробиологов и генетиков над льдом Востока дали больше, чем три бактерии: они дали методику работы с деликатным материалом и технологию обнаружения контаминантов. Если однажды к заповедному озеру снова пробурят скважину, ученые будут готовы искать в новых пробах жизнь. И если когда-нибудь межпланетная станция привезет на Землю воду подледного океана Европы или Энцелада, те же методы можно будет применить, чтобы проверить, окажется ли в них что-нибудь живое и внеземное.

www.popmech.ru

Озеро Восток - крупнейший водоем в Антарктиде

Антарктида скрывает в себе множество загадок, как спрятанных под громадной толщей льда, так и на поверхности. Ученые всего мира проводят там исследования. которые, возможно могут переломить ход нашей истории. Причем, еще Адольф Гитлер проявлял небывалый интерес к этому континенту. Здесь вы узнаете про крупнейшее подземное озеро Антарктиды — озеро Восток, ведь именно до его поверхности 5 февраля 2012 года добрались российские ученые, пробурив более 3769 метров льда, за более чем четверть века. Что же ждет нас в глубинах этого «законсервированного» на 14 млн. лет озера?

Длина озера — 250 км, ширина — 50 км, максимальная глубина — более 1000 метров, лишь немногим уступая Танганьике и Байкалу. Как высказался начальник Российской антарктической экспедиции Валерий Лукин, таким образом «была открыта «форточка» в неизвестный мир подледникового озера Восток». Исследователь сравнил это событие с первым полётом человека в космос.


Под ледовым панцирем Антарктиды скрыты десятки водоёмов, но озеро Восток в Антарктиде — наибольшее из них. Оно имеет 250 км в длину и 50 км в ширину, максимальная глубина превышает 1000 метров. Наличие этого озера было предвидено теоретически в ­50-е годы прошлого века, а официальное доказательство гипотеза получила в 1996 году, хотя глубочайшее бурение в этом районе инициировали ещё в конце 80-х. Работы осложнялись претензиями со стороны мирового научного общества: высказывались опасения, что чистота водоёма будет нарушена, туда могут быть занесены чуждые ему мельчайшие организмы или даже керосиново-фреоновая смесь, которая употребляется при бурении. Пришлось усовершен­ствовать технологию.

«Мы создали уникальный метод, ранее нигде не применявшийся, — рассказывает Валерий Лукин. — Как только бур достиг воды, он мгновенно ушёл наверх. Так как давление в озере достигает 375 атмосфер, вода сразу вознеслась в скважине на 40 метров».

Кстати, выдвигалась версия, что ненормально высокое давление разорвёт скважину и поток воды снесёт полярную станцию «Восток». Технология дала возможность избежать такого сценария. Теперь эксперты извлекут замёрзшую озёрную воду и изучат её состав. А в следующем сезоне приступят к изучению самого озера. Для этого уже изобретена специальная аппаратура. «Созданы приборы, которые смогут проникнуть в глубины водоёма и даже на дно, — утверждает Лукин. — Мы получим неповторимую информацию о его природной среде. Это несомненно поможет нам больше узнать о климате прошлого».

Озеро Восток: ящик Пандоры или нет?

В течении буровых работ уже отыскалось кое-что интересное. В скважине обнаружены бактерии-термофилы, способные жить при температуре свыше +60°С. Подобные микроорганизмы встречаются на дне океанов вокруг гидротермических источников — так именуемых «чёрных курильщиков». Эта форма жизни может существовать без кислорода и в совершенной темноте. Организмам (порой достаточно необычным) для получения нужных веществ довольно сероводорода — газа с запахом тухлых яиц, способного разъедать металлы. Кстати, недавно международная группа учёных нашла в прилегающей к Антарктиде части Атлантического океана некоторые виды ракообразных, моллюсков, червей и даже десятиногого краба — вся эта живность отлично чувствует себя при температуре в сотню градусов!


Учёные делают вывод: скорее всего, на дне озера Восток существует своя геотермальная активность и там живут необыкновенные виды животных. Правда, основная часть специалистов в оценках сдержанна, полагая, что подлёдная фауна ограничена лишь бактериями, а микробиолог Сергей Булат уже придумал им название — оксигенофилы. «В переводе с латыни это означает «любящие кислород», — поясняет он. — Дело в том, что вода озера Восток должна быть перенасыщена этим газом. Если бактерии будут отысканы, это станет базовым открытием в области развития жизни».


Но не произойдет ли так, что подлёдное озеро Восток выступит в роли ящика Пандоры и оттуда вылезет нечисть, которая покончит с этой самой эволюцией в обычном для нас понимании? И в итоге человечество окажется вытеснено с лица Земли какими-нибудь десятиногими крабами-мутантами? Полярник Михаил Воронцов, зимовавший на станции «Восток» в 2005 г., такой возможности не исключает: «Там могут существовать вирусы, которые миллионы лет находились под замком. Возможно, эти микроорганизмы были принесены на планету из космоса и теперь законсервированы под покровом льда в 4 км. И тогда американский фильм ужасов «Нечто», где полярники сталкиваются с внеземной тварью, всех убивающей, покажется нам дет­ской сказкой». Под стать озеру и другие загадки Антарктиды — ледяной палец смерти и кровавый водопад.

А криптозоолог Александр Фомин считает, что в озере могут обитать не только микроорганизмы, но и более сложная форма жизни. Возможно, даже разумная: «Предполагать можно всё что угодно, самые дивные сценарии. Существует гипотеза, что у фашистской Германии была секретная база в Антарктиде. Якобы нацисты намеревались там укрыться в конце войны. Некоторые ученые уверены, что база располагалась как раз на берегах подлёдного озера Восток. Третий рейх был известен своими экспериментами на живых существах. Почему бы не предположить, что некий неизвестный науке вид был выведен эсэсовскими учёными и приспособился к жизни в этих условиях?»

Кстати, Михаил Воронцов вспоминает, как во время его присутствия на «Востоке» личный состав станции в течение двух недель замечал странные огни. Судя по компасу, они горели прямо там, где была гипотетическая база нацистов. Каждый день огни смещались в сторону, пока не исчезли совсем. Примечательно, что ни одной научной экспедиции в том направлении в это время не было. Никакого осмысленного объяснения этому явлению полярники не нашли. И утвердились во мнении: от ледяного континента можно ждать любых сюрпризов.

Источник

Похожие чудеса:

chydesa-mira.ru

Озеро Восток в Антарктиде - описание и географическое расположение

Антарктида всегда скрывала множество тайн, которыми интересовались ученые, исследователи и другие деятели истории и науки. Неведомое находится, как на поверхности, так и подо льдом. Об одной из таких тайн – озере Восток в Антарктиде – стало известно всего несколько десятков лет назад. Озеро находится подо льдом, толщина которого не позволяла добраться до самого водного источника. Так продолжалось до недавнего времени.

Географическое положение

Географическое положение озера Восток в Антарктиде

В Антарктиде на 77° Ю. Ш. и 105° В. Д. располагается российская действующая научная станция «Восток». В этом же месте, только под огромным слоем льда, толщина которого составляет около четырех километров, находится большое озеро. Находка получила такое же название – Восток.

Известны примерные параметры озера Восток – длина двести пятьдесят километров, ширина пятьдесят километров, максимальная глубина может составлять 1200 м, площадь гиганта – 15,5 тысяч квадратных километров.

Российский ученый Валерий Лукин, являющийся начальником антарктической экспедиции, сказал по поводу обнаруженной загадки, что так открыли форточку в неизведанный мир, который скрывает подледниковое озеро Восток.

Открытия озера в Антарктиде

Ледовый панцирь скрывает десятки водных источников, а одним из самых больших является ледяное озеро Восток. Теоретические предположения относительно существования водоема были выдвинуты еще в пятидесятых годах прошлого столетия. Официальное подтверждение эти версии получили только в 1996 году.

Работы по бурению глубочайшей скважины в Антарктиде начались под конец восьмидесятых. Исследование осложнялось претензиями, выдвигаемыми мировым научным обществом. Среди претензионных высказываний были такие:

Подледное озеро Восток в Антарктиде открыто 1996 году

  • вода в озере загрязнится;
  • есть риск занесения чуждых для озерной среды микроорганизмов;
  • риск заражения воды керосиново-фреоновой смесью, которую использовали во время бурильных работ.

Для возможности продолжить научные исследования технологию бурения усовершенствовали. Попытки добраться до воды претерпевали неудачи, много раз процесс проникновения сквозь толщу льда останавливали, потом снова возобновляли. В последний раз остановка произошла в 2011 году из-за недостаточности финансирования. Тогда до озера Антарктиды оставалось всего сто двадцать метров.

В это же время было сделано сенсационное открытие – оказывается озеро Восток не является единственным одиночным водным объектом подо льдом. Антарктида известна своей уникальной природной средой. Некоторые зоны соприкасаются со льдом, в результате чего сформировались целые острова, расположенные под многокилометровым слоем льда. Ученые Антарктиды выяснили, что имеются образования полой конструкции – карманы – содержащие воду разного уровня.

Уникальные факты

Выяснилось, что в Антарктиде есть участки с образованиями, где глубина достигает более километра, а это намного больше, чем ученые предполагали раньше. Удивительной находкой является аномалия магнитного характера, которая была обнаружена в юго-восточной части водоема Восток.

Озеро Антарктиды находилось в полнейшей изоляции в течении огромного количества лет. Четырехкилометровый слой льда служит для «Востока» естественным изоляционным слоем. По предположениям исследователей, вода может содержать живые организмы, так как в ней есть необходимые для этого факторы:

Тайны озера Восток в Антарктиде

  • вода без содержания соли;
  • наличие кислорода превышает уровень обычной воды в 50 раз, что стало возможным благодаря опускающемуся в глубины льду;
  • температура около десяти градусов;
  • несмотря на давление толщи льда, микроорганизмы приспособились к жизни;
  • живые существа могут владеть уникальными особенностями, так как длительное время находились в полной изоляции от внешней биосферы.

Антарктический континент до сих пор остается малоизученным на большей части территории. По отношению к открытому озеру Восток сохраняется множество загадок. Относительно жизни в нем сомнения начинают развеиваться – были обнаружены бактерии, обладающие способностью к жизнедеятельности при высокой температуре, в темноте и без кислорода.

Загадочный хозяин озера

Вблизи «Востока» были обнаружены магнитные колебания – что-то вызывало невыясненные сигналы, исходящие из-подо льда. Существуют смелые предположения, что магнитные сигналы могут подавать какие-то существа, обладающие разумом, такие исследователи владеют доказательствами.

Антарктида изучается из космоса. Через некоторое время после прекращения научно-исследовательских работ засняли рельеф местности. На поверхности, над озером Восток, были обнаружены круги. Полученные данные изучали ученые из лондонского института.

Британские специалисты проанализировали всю территорию, которая окружает водный объект «Восток». Они пришли к сенсационным выводам – рисунки на ледяной покров нанесены изнутри, что говорит о существовании неизвестной цивилизации. Есть вероятность того, что под водой могут находиться базы. По отношению к озеру в Антарктиде у полярников остается еще множество невыясненных вопросов.

Тайны озера

Ученые, работающие на антарктических станциях, сообщили о перемещающихся источниках непонятного света, исходящего из-подо льда. Информация была экстренной, поэтому ученые забеспокоились о безопасности людей на станциях. Что-то должно было привлечь внимание российских и американских представителей правительств, что они послали для изучения подземного озера Антарктиды целые экспедиции с дорогими, засекреченными приборами и оборудованием.

С самого начала американские исследования проводили ученые в составе международной команды. Затем управлять работами стало Управление по безопасности США. Приборы показали, что вода в «Востоке» имеет температуру около 18° С, что может свидетельствовать о наличии геотермальной активности. Есть предположение о самоочищающейся атмосфере между льдом и водой, в которой могут существовать растения.

Обнаруженные сенсации

В скважине, которую пробурили исследователи ледяного озера Восток, нашли бактерий, способных существовать при высокой температуре. Организмы подобного рода находят в океанах, где они живут около источников с горячей водой. Эти существа прекрасно живут без света и кислорода, им достаточно сероводорода.

Совсем недавно в Антарктиде и ближайшей области Атлантического океана нашли моллюсков, ракообразных и червей – все они обитали в среде с очень высокой температурой.

Одни ученые придерживаются мнения о существовании чуть ли не параллельной цивилизации, другие считают, что под станцией «Восток» на протяжении долгих лет ведет активную деятельность секретная база, третьи предполагают найти подо льдом НЛО. Основная часть исследователей, причастных к открытиям Антарктиды, более сдержанна в своих заключениях. Они считают, что жизнь в озере Восток ограничивается только бактериями.

Такие разные предположения в отношении подземного озера Антарктиды наводят на мысль, что там может быть все что угодно. Один из полярников сказал, что лед может скрывать неизвестные вирусы, закрытые толщей льда на протяжении миллионов лет. Возможно они когда-то попали в это место из космоса, а сейчас запечатаны четырехкилометровым слоем ледяного панциря.

Другой ученый выдвинул версию, что микроорганизмами жизнь подо льдом может не ограничиться. Есть гипотеза о существовании формы жизни, возможно, разумной. Согласно некоторым данным, нацисты построили в Антарктиде засекреченную базу, которая располагалась именно на месте современной станции «Восток».

Фашисты прославились тем, что ставили опыты на различных существах. Можно предположить, что до сих пор существует некий искусственно выведенный вид, приспособившийся к таким условиям жизни в Антарктиде.

Видео: Озеро Восток оказалось ядовитым

ecology-of.ru

кто живет в озере Восток подо льдом Антарктиды

Подледные озера открыли в XX веке, и исследования самого крупного из них — озера Восток — велись под эгидой российских ученых. Изучение погребенного подо льдами Антарктиды водоема помогают представить условия в инопланетных озерах Юпитера и Энцелада, спутника Сатурна. Образцы с подошвы ледника старше 420 тыс. лет, а это значит, что само озеро затянулось льдом более 500 тыс. лет назад. Это минимальная цифра: по смелым подсчетам подледная вода старше 15 млн лет. Точный возраст Востока пока не выяснен.

Фото: NASA

После отделения от Индийского субконтинента Антарктида стала частью Австралии, континента с жарким субтропическим климатом. Гористый ландшафт, много впадин и расщелин — пейзаж Антарктиды 66 млн лет назад. Там, где были углубления в самой поверхности, формировались водоемы, реликтовые озера, в которых могли содержаться доисторические бактерии. Дно у озера не плоское. Есть небольшой остров, который занимает около 1% площади водоема, а на глубине предполагается горячий ключ, нагревающий воду.


Условия в озере Восток близки к тем, что были на Земле 543–750 млн лет назад, в период протерозоя. Тогда на планете несколько раз начинались процессы глобального оледенения, которые длились до 10 млн лет.


Озеро Восток занимает площадь в 15,7 тыс. кв. км, его объем — 6 100 куб. км. Этот гигант обгоняет даже Ладожское озеро по своей протяженности. Показатели водоема рекордны не только для Антарктиды: глубина Востока на 8 м больше, чем у Байкала. Сегодня лед продолжает таять с высокой северной стороны озера и намерзать на южном склоне, поэтому расстояние от поверхности воды до ледника разнится: от 150 м в южной части до 600 м в северной. Озерная вода не застаивается: она колеблется с амплитудой 1–2 см. Предполагается, что такое перемешивание может быть жизненно важным для живых микроорганизмов.

Человек в снежной пустыне

Озеро получило название от станции, стоящей над ним. Пункт «Восток» был основан на координатах 78,5° южной широты и 106° восточной долготы почти случайно. Полярник Алексей Трехов разбил первый внутриконтинентальный лагерь в предполагаемом секторе южного геомагнитного полюса. Это произошло 61 год назад — 16 декабря 1957-го — и позволило обнаружить самое крупное подледное озеро Антарктиды.

Контур озера Восток. Фото: NASA

«Восток» называют местом более экстремальным, чем околоземную орбиту, и не без причин. Сегодня это единственная российская станция, удаленная от береговой линии на 1 260 км и недоступная восемь месяцев в году. Максимальная температура холода –89,2 °С, абсолютный зафиксированный минимум на Земле. Станция расположена на высоте 3 600 м над уровнем моря, и работники «Востока» совершают бесконечное восхождение на гору. Давление на этой высоте — 450 мм рт. ст., поэтому у некоторых полярников смена не успевает начаться: развивается горная болезнь. Тех, кто остается на станции, ждет 12 месяцев ежедневной работы с одними и теми же людьми. Работа на полярной станции — проверка на прочность для психики и организма. Полная изоляция от внешних контактов большую часть года и белоснежная пустыня с сухим, разреженным воздухом вокруг: тем не менее, результаты исследований стоят усилий ученых-полярников.

Существование озера Восток стало научным фактом в XX веке. Открытию огромного по площади водоема с объемом в 6 тыс. куб. км предшествовал долгий путь. Впервые теорию о существовании подледных озер выдвинул Петр Кропоткин, больше известный как анархист и революционер: он считал, что температура в ледниках повышается так же, как в горных породах — с увеличением глубины.


Петр Кропоткин — русский революционер-анархист, ученый географ и геоморфолог. Исследователь тектонического строения Сибири и Средней Азии, а также ледникового периода. Известный историк, философ и публицист, создатель идеологии анархо-коммунизма и один из самых влиятельных теоретиков анархизма. Заложил основу теории четвертичных оледенений и ввел термин «вечная мерзлота».


Петр Кропоткин

Критическая толщина ледника — размер ледника, из-за которого огромное давление сверху создает температуру, достаточную для плавления льда. Этот термин, придуманный океанологом Николаем Зубовым, объясняет существование жидкой воды под максимальной толщиной в 4 200 м, несмотря на постоянную минусовую температуру.

Антарктические летчики сообщали о странном покрове льда на некоторых участках маршрутов. Такие участки называли озерами, чем они и оказались. Развивая теорию Кропоткина, советский гляциолог Игорь Зотиков рассчитал, что некоторый процент тепла из недр Земли уходит на подогрев толщи льда. Талая вода поднимается на поверхность там, где ледяной покров меньше. Вновь замерзая, она создает иной ландшафт территорий, который и замечали советские авиаторы.


В 70-х годах британские ученые провели масштабную радиоразведку ледников Антарктиды. Они обнаружили кусочные участки, на которых лед принимал необычные формы. Такие результаты говорили о больших скоплениях подледниковых вод. Позднее снимки спутника ERS-1 подтвердили догадку: на исследованных территориях находятся озера, подобные Востоку.


Теория подтверждалась экспериментом. В 60-х годах географ Андрей Капица провел сейсмические исследования с помощью отражательного сигнала. На поверхности проводились взрывы, звуковая волна которых уходила в нижние слои льда. Она отталкивалась от слоев с разной плотностью, позволяя тем самым изучать возраст и структуру покрова. Ученый зафиксировал два пика отражения сигнала там, где находится озеро Восток: на отметках 3 730 и 4 130 м. Предполагалось, что сейсмические волны «обнаружили» неизвестный слой осадочных отложений, но именно эта находка стала событием века.

Перипетии бурения

Открытие озера Восток –– история счастливых случайностей для российской науки. Удачное расположение станции позволило начать бурение прямо над водоемом. Тем не менее, само бурение скважины 5Г-1 начиналось не ради озерной воды. В 1989 году советские, американские и французские ученые начали подготовку к работам по изучению палеоклимата — доисторических условий на Земле.

Бур установки на станции «Восток» устроен как полый цилиндр, на конце которого есть острые лезвия. При поднятии на поверхность снаряд бура наполняется льдом и вытаскивает за собой фрагмент керна. Такие цилиндрические остатки изучаются гляциологами — специалистами по льду. Абсолютно чистая и без примесей –– такой водой нельзя напиться. Зато она дает исчерпывающую информацию об антарктическом леднике. Бурение продолжалось ради образцов с более глубоких слоев, когда в 1994 году выяснилось, что скважина идет прямо к подледному озеру.


Бурение приостановили в 1999 году, когда до озера оставалось около 120 м. Вопросы вызывала технология бурения с использованием фреона, керосина, этиленгликоля: это биологические вещества, которые могли разрушить экосистему водоема. В 2003 сотрудники Санкт-Петербургского горного института разработали новую технологию, и через три года работы продолжились.


После разморозки скважины бурение было продолжено с небольшим отклонением, потому что на предыдущем участке исследователи потеряли снаряд, достать который не получилось. Изменение курса не дало занести в озеро остатки топлива от предыдущего бурения. Создание скважины и подъем керна –– постепенный процесс. Один рейс длится пять часов, за которые бур проходит примерно 3 м, а затем поднимается на поверхность.

Работа шла без осложнений до того момента, пока ученые не достигли «теплого льда», который начинает плавиться при малейшем повышении температуры. Ледяные частицы могли налипнуть на забойную буровую установку, поэтому ученые разработали технологии очистки снаряда без дополнительного воздействия на лед.

Поверхность озера была достигнута 5 февраля 2012 года. Бур прошел путь в 3 769,3 м, чтобы поднять по скважине холодную воду озера Восток. Исследователи создают в скважине специальную разницу давлений, благодаря которой жидкость поднимается вверх, замерзает на высоте и легче извлекается. Для того, чтобы забрать повторную пробу воды, озеро вскрыли во второй раз в январе 2015 года. Ученые исследовали состав воды, чтобы обнаружить или опровергнуть наличие жизни.

Жизнь вопреки

Предположения о существовании жизни в подледном озере Антарктиды в научном сообществе вызывали скепсис. Условия не соответствуют нашим представлениям о тех, что подходят живым организмам. «В экстремальных условиях при давлении до 400 бар и температуре, близкой к точке замерзания, без света, без растворенного в воде органического углерода, вероятно, при избытке растворенного кислорода», — так описывает в статье среду озера Восток Сергей Булат, заведующий лабораторией криоастробиологии Петербургского института ядерной физики имени Б. П. Константинова. В воде есть кварц и кальцит, она насыщена ионами кальция, поэтому «мягкой» ее не назовешь.


Возможных обитателей озера предлагают называть оксигенофилами: концентрация кислорода подледной воды в 50 раз выше, чем в обычной питьевой. Такие организмы выживают при низких температурах и высоком давлении. Скорее всего, эти бактерии или многоклеточные используют неорганический углерод, «поедая камни».


Лед озера делят на два типа. У верхнего есть минеральные вкрапления, глина. Такие кусочки были принесены ледником, царапающим горную породу и перемещающим ее остатки по ходу своего движения. Это очень небольшие, миллиметрового размера частички, которые распределены в объеме 0–20 частиц на 1 м льда. Второй тип керна — замерзшая вода, покрывающая «берега» озера. В нем вкраплений нет. Первый тип насыщен газами от 100 до 1 тыс. раз больше, чем лед вокруг озера.

Микроорганизмы, обнаруженные в ледяном керне. Фото: sciencephoto.com

Предварительные результаты исследований озерной воды стали научной сенсацией: ученые сообщали о более чем 3,5 тыс. видов, успешно развивающихся в экстремальных условиях. Дальнейшая расшифровка данных буквально разбила ледовые замки предположений о внеземной жизни, которая может существовать в океане спутника Юпитера, Европы. Такое разнообразие одноклеточных и эукариот родилось из загрязнения воды буровой установкой. Содержание изначальных клеток в озерной воде куда скромнее: 0–24 на миллилитр во льду первого типа и в два раза меньше во льду второго. Иными словами, в озере нет практически ничего. Но «практически»  не означает полное отсутствие жизни.

Еще до вскрытия озера, на отметках 3 561 и 3 607 м ученые зафиксировали сигналы бактерии-термофила Hydrogenophilus thermoluteolus, которая нашлась и во льду первого типа. Она встречается в термальных источниках Японии, где температура, наоборот, выше комфортной для жизни. Это не инородный организм, поэтому его существование во льдах Антарктиды расширяет представление о выживаемости термофилов. Бактерия не может жить у поверхности воды: ей требуется водород для окисления. Термофилы наверняка развиваются возле тектонического разлома или источника на дне. Значит, ученым нужно проникнуть в глубины озера Восток, где, возможно, обитают и другие организмы.

Но зачем бурить там, где поиски практически кажутся безнадежными? Обнаружение организмов на дне озера может помочь в поиске инопланетной жизни в подледном океане Европы, спутнике Юпитера. Если результаты окажутся одинаковыми, то появятся новые теории о происхождении земной жизни. Она может найтись только на дне, образцов которого пока не получено. Поэтому поиски должны продолжаться.

Оборудование, финансирование и земные проблемы

Добраться до дна озера оборудованием, которое использовали для бурения в прошлом веке, нельзя. Снаряд не поднимет со дна быстро замерзающую воду, но застрянет либо в самом озере, либо в скважине. Такая потеря чревата загрязнением водоема, после которого исследование исконных форм жизни станет проблемой. Новые инструменты должны исключить контакт воды Востока и, например, топлива.

Разработка и производство установок требуют больших затрат, чем использование советских машин, поэтому в 2016-2017 годах шла речь о приостановке исследований. Год назад, 16 декабря 2017 года, на станции «Восток» начались работы по подготовке скважины к следующему сезону, но пока информации по повторному вскрытию озера нет.

Изображение: ФГБУ «ААНИИ»

Зато есть научная статья, опубликованная в журнале Geophysical Research Letters. При изучении Антарктиды геологи опираются на газы и элементы в извлекаемых образцах керна. Содержание изотопов зависит от их источника. Во льдах под станцией «Восток», взятых с глубин на 2–160 м выше озерной воды, не нашли высокой концентрации радиоактивного изотопа 3He. Значит, источник под озером Восток неактивен. По расчетам авторов, от поверхности Земли в озеро поступает около 51 мВт на квадратный метр –– показатель для остывшего участка.

Это, вкупе с приостановленными исследованиями, добавляет пессимизма и ученым, и наблюдателям. Человек всегда спрашивает: что еще я мог найти, если бы не остановился? Для озера Восток вопрос пока открыт.

hightech.fm

Восток (озеро) — Википедия

Восто́к[1] — крупнейшее подлёдное озеро в Антарктиде[2][3][4][5][6].

Озеро Восток расположено в районе антарктической станции «Восток» (77° южной широты, 105° восточной долготы) под ледяным щитом толщиной около 4000 м и имеет размеры приблизительно 250×50 км. Предполагаемая площадь 15,5 тыс. км². Глубина более 1200 м.

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:

  • Пресная вода, содержание кислорода в которой примерно в 50 раз выше, чем в обычной пресной воде[источник не указан 1483 дня]. Кислород в воду озера доставляют постепенно опускающиеся в глубины верхние слои льда.
  • Температура воды весьма высокая — до 10 °C в глубине[источник не указан 1688 дней]. Тепло озеро получает, скорее всего, от подземных геотермальных источников. Температура на границе вода-лёд составляет −3 °C.[7]
  • Давление воды в озере, согласно расчётам, более 300 атмосфер (давление создаётся толщей льда), но микроорганизмы могли приспособиться к таким условиям.
  • Микроорганизмы, приспособленные к жизни в таких условиях, могут обладать уникальными свойствами, поскольку были изолированы от земной биосферы в течение очень длительного срока, а значит и эволюционные процессы там протекали независимо.

Название озеро получило от советской (теперь российской, с международным экипажем) научной станции Восток, работающей в этом районе с 1957 года.

Открытие озера Восток — одно из крупнейших географических открытий второй половины XX века.

Всего на 2007 год в Антарктике обнаружено более 140 подледниковых озёр.

История открытия

Существование этого озера, как и других подлёдных озёр, опираясь на данные исследований и теоретические обоснования, было предсказано Андреем Капицей ещё в 1955—1957 годах, но считается, что само открытие произошло относительно недавно, в 1996 году, усилиями российских полярников.

Теоретические обоснования

Мысль о том, что при очень большой толщине ледника температура у его нижней границы может стать равной температуре плавления льда, известна с конца XIX века. Она следовала из представлений Петра Кропоткина, полагавшего, что в толще крупных, холодных сверху ледников, где не сказываются временные колебания температуры, последняя линейно повышается с глубиной, как это происходит в скважинах, пробурённых в других горных породах.

Исходя из этого положения, уже в 1950-х годах океанолог Николай Зубов ввёл понятие критической толщины ледника, при которой у его дна достигается температура плавления льда (при соответствующем давлении). Он был первым, кто высказал предположение о том, что необычайно большая толщина ледниковых щитов в удалённых от берегов местах, обнаруженная при первых сейсмических исследованиях ледников в Антарктиде, может послужить причиной существования воды в нижних частях, даже когда температура льда на поверхности очень низка.

В 1955 году английский гляциолог Гордон Робин опубликовал ставшую классической работу, в которой показал, что поле температуры формируется в толстых антарктических ледниках под сильным воздействием вертикального переноса холода опускающимися вниз частичками льда, и отнюдь не линейно. Поэтому использовать подход Зубова для оценки условий в глубинах таких ледников нельзя.

В 1961 году Игорем Зотиковым были проведены теплофизические расчёты, основанные на решении уравнения теплопроводности в леднике, рассматриваемом как движущаяся жидкость. Учтён был и конвективный перенос холода сверху вниз. На этой основе проанализированы данные о ледниковом покрове центральной части Восточной Антарктиды, полученные в первых четырёх советских антарктических экспедициях (САЭ), и показано, что по профилю от станции Мирный к станции Восток и далее к Южному географическому полюсу центральные области ледникового покрова Антарктиды находятся в условиях, когда отвод тепла от нижней поверхности ледника вверх из-за большой его толщины очень мал. В связи с этим часть геотермического потока должна постоянно затрачиваться на непрерывное таяние у границы лёд — твёрдое ложе. В тех же работах было приведено рассчитанное из указанных выше соображений поле температур по всей толщине льда под станцией Восток и показано, что температура льда у его нижней границы равна температуре плавления (−2 °C) при давлении у ложа более 300 атмосфер. Вывод: талая вода в виде сравнительно тонкой плёнки выдавливается в те места, где толщина ледника меньше, и намерзает там вновь, двигаясь к краям ледника уже в виде льда. В отдельных углублениях подлёдного ложа эта вода может скапливаться в виде озёр под самой толстой центральной частью Антарктического ледяного щита.

Таким образом, возникла гипотеза, что подо льдом Антарктиды, на площади, почти равной площади Европы, разливается море пресной воды. Она должна быть богата кислородом, который доставляют постепенно опускающиеся в глубины верхние слои льда и снега. И очень может быть, что в этом подледниковом озере есть жизнь. Была составлена расчётная карта областей непрерывного таяния у ложа в центральной части ледникового покрова Антарктиды. Из карты следовало, что станции Восток, Амундсен-Скотт, Бэрд находятся в областях, где идёт непрерывное донное таяние, и можно ожидать, что здесь существуют подледниковые озера.

Впервые реальные подтверждения гипотезы И. А. Зотикова были получены в результате бурения самой глубокой в 1960-е годы скважины (два с лишним километра) на американской станции Бэрд, которая относилась к области, где должно было происходить подледниковое таяние. Когда бур достиг дна ледника, в скважину хлынула пресная вода.

Признание факта постоянного донного таяния и подледниковой воды в центральной части Антарктиды в дальнейшем создало новые подходы к реконструкции четвертичных ледниковых покровов, поискам скоплений полезных ископаемых (в особенности нефти и газа), выдавливаемых к краям ледников водой, оно стало главным теоретическим фактором отклонения проекта захоронения радиоактивных отходов на дне ледникового покрова в Центральной Антарктиде.

Радиолокационное изображение, полученное со спутника RADARSAT (фото NASA)

Дистанционное зондирование в районе станции Восток

Сейсмическое зондирование ледникового щита под станцией Восток, проведённое под руководством Андрея Капицы в 1959 и 1964 годах, позволило определить его толщину. При этом оказалось, что помимо главного пика отражения от дна ледника в приёмном сигнале выявлялся ещё один. Тогда он был интерпретирован как отражение от нижней границы слоя осадочных пород под ледником. Позже возникло предположение, что это был сигнал отражения от границы льда с водой.

В период 1971—1978 годах Институтом полярных исследований имени Скотта было выполнено аэрорадиолокационное профилирование. Его данные чётко указывали на наличие подледникового водоёма неординарного размера. В сезон 33 РАЭ, 7 ноября 1987 года, в рамках аэрогеофизических работ ПМГРЭ мелкого масштаба в центральной Антарктиде, на самолёте Ил-18 был выполнен перелёт по маршруту станция Молодёжная — горы Принс-Чарльз — станция Восток — станция Молодёжная. На подлёте к станции Восток были зарегистрированы отражения, сходные с получаемыми над шельфовыми ледниками. В 1995 году (41 РАЭ) после совещания в Кембридже ПМГРЭ совместно с РАЭ начала планомерное изучение этого природного объекта посредством наземных геофизических методов. Начало положили сейсмические зондирования методом отражённых волн (МОВ), затем, с 1998 года в комплексе с ними начало выполняться наземное радиолокационное профилирование. Цель этих работ состояла в определении морфометрических характеристик озера Восток как географического объекта[8].

Попытки достичь озера

Начальный этап

Бурение скважины, получившей название 5Г, и предпринятой с целью палеоклиматических исследований, началось в 1989 году исследователями совместной экспедиции советских, французских и американских учёных на базе станции Восток. Начиная с глубины 3539 м, достигнутой к 1996, химический и изотопный состав льда и его кристаллографическая структура существенно изменились — оказалось, что этот лёд представляет собой замороженную воду подлёдного озера. В исследованиях участвуют шесть научных групп, в состав которых входят сотрудники НИИ и университетов двух стран — России и Франции. В 2004 году Россия подписала с Францией Соглашение о создании Европейского научно-исследовательского объединения (ЕНИО), цель которого — «создание архива климатических и биологических данных, выполнение экзобиологических исследований антарктических подледниковых озёр на основе изучения ледяных кернов Восточной Антарктиды»[9].

Бурение к 1999 году было проведено до глубины 3623 м. Образцы льда с этой глубины имели возраст около 430 тыс. лет, поэтому предполагается, что озеро было закупорено льдом не менее 500 тыс. лет назад.

Приостановка бурения (1999—2006)

Бурение было приостановлено в 1999 году приблизительно в 120 м от предполагаемой поверхности озера, чтобы не допустить загрязнения воды, которое может навредить уникальной экосистеме озера. Опасения в этом отношении по поводу применяемых методов бурения высказывались неоднократно, в основном иностранными организациями и учёными[10][11][12], в том числе по политическим мотивам[13]. Указывается на использование керосина, фреона и этиленгликоля при бурении скважины и возможность их попадания в озеро. Российские специалисты возражают, что методика бурения безопасна, одобрена на 26-м Консультативном совещании договора по Антарктике в Мадриде в 2003 году[10] и уже прошла испытания в Гренландии[14].

В 2003 году в петербургском Горном институте была разработана новая технология, и в 2006 году работы по глубокому бурению были возобновлены.

Завершающий этап (2006—2013)

В рамках 52-й Российской антарктической экспедиции (2006—2007) в конце декабря 2006 было возобновлено бурение и получен первый ледяной керн с глубины 3650,43 метра.

Всего за сезонные работы в 2006—2007 гг. планировалось извлечь 75 метров ледового керна. Однако термобуровой снаряд из-за технической неисправности лебёдки и кабеля пришлось остановить на отметке 3665 метров — до поверхности озера осталось ещё около 85 метров (погрешность в расчётах плюс-минус 20 м). Забор проб воды из подледникового озера Восток планировалось провести в рамках Международного полярного года в сезоне 2008—2009 годов[9].

Схема бурения скважины озера Восток

В антарктическом сезоне 2008 года опять произошла авария — оборвался буровой снаряд. В январе 2009 года российские буровики, выполнив все необходимые подготовительные работы по расширению диаметра ледяной скважины, приступили к операции по «захвату» бурового снаряда с целью его подъёма на поверхность.

По информации 54-й Российской антарктической экспедиции от 22 января 2009 года, на станции Восток продолжались гляцио-буровые работы. После расширения ствола скважины до 138 мм в забойную зону доставлено 300 л этиленгликоля, подготовлено устройство для извлечения аварийного снаряда. Однако после этих мер подвижки аварийного снаряда пока не наблюдается. В случае если движения снаряда не произойдет, начнется бурение в обход с глубины 3580 м — до поверхности озера при этом останется 170 метров[15].

22 марта 2010 года начальник Росгидромета Александр Фролов отметил, что проникнуть в воды озера планируется зимой 2010—2011 года, когда в южном полушарии будет лето[16].

По состоянию на 3 февраля 2011 года глубина скважины составила 3714,24 м[17].

Точная глубина ледника неизвестна, примерная глубина составляет от 3730 до 3770 метров. При текущей скорости бурения, составляющей 2,2 метра в сутки, необходимо было потратить ещё от 16 до 32 дней для проникновения в озеро. Однако вместе с окончанием летнего сезона в Антарктике в конце февраля работы были отложены до декабря 2011 года, 7 февраля 2011 года скважина была законсервирована до следующего года. Буровой снаряд был остановлен на отметке 3720 метров[18].

Планировалось, что в декабре 2011 года ученые снова пробурят свежий лед, полученный непосредственно из озерной воды, отдадут его для анализа геохимикам, кристаллографам и микробиологам и на этом работы вновь прекратятся. В декабре 2011 года на место прибыла новая экспедиция под руководством профессора Николая Васильева[19].

На 11 часов 12 января 2012 года глубина скважины достигла 3737,5 метра. Бурение велось круглосуточно — в этом сезоне российские полярники рассчитывали вскрыть ледник и проникнуть в подледниковое озеро Восток. До цели оставалось чуть более десятка метров[20].

17-19 января бурение было остановлено с целью проведения геофизических измерений и вспомогательных работ. Специалисты выполнили видеосъёмку ствола скважины с помощью специальной глубоководной камеры с объективом типа «рыбий глаз» и ИК-подсветкой. Проводилось разбуривание нижнего участка ствола скважины и калибровка нижнего участка скважины в интервале 3680—3719 метров[21]. В конце января, к окончанию буровых работ, ожидалось прибытие на станцию «Восток» специального представителя президента РФ, члена Совета Федерации, известного полярника Артура Чилингарова[22].

5 февраля 2012 года, на глубине 3769,3 метров, учёные завершили бурение и достигли поверхности подлёдного озера[23].

Согласно новой технологии, предварительно создается эффект недокомпенсации давления столба заливочной жидкости в скважине, в результате чего за счет разницы давления вода из озера после проникновения поднимается наверх на величину недокомпенсации давления и благополучно замерзает в скважине. Потом, в следующем сезоне, она разбуривается, и эта свежезамороженная вода поступает для анализа в научные лаборатории.

Валерий Лукин[24]

10 января 2013 года получен первый керн из прозрачного озерного льда длиной 2 метра[25].

Дальнейшие исследования

Примёрзшую к буру воду озера доставили для анализа в Лабораторию генетики эукариот Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ). В сентябре 2012 Сергей Булат, заведующий группой криоастробиологии Лаборатории генетики эукариот, заявил: «Были найдены четыре вида бактерий, которые относятся к контаминантам (загрязняющим микроорганизмам). Такие же бактерии были найдены в буровой жидкости, а озёрная вода с бура была обмыта этой грязной буровой жидкостью, ещё два вида бактерий из образцов были найдены на человеке. То есть ничего интересного. Генеральное заключение такое: наверху (в снежном покрове) клеток нет, в озерном льду тоже нет клеточных популяций — там безжизненно. Вода может что-то содержать»[26].

В следующем антарктическом сезоне (декабрь 2012 — январь 2013 года) к середине мая 2013 года замёрзший ледяной керн был доставлен для анализа в Россию.

Международная группа исследователей

11 марта 2013 года Арктический и Антарктический НИИ Росгидромета (ААНИИ) после исследования образцов воды, полученных в мае 2012 года, выпустил заявление, в котором говорится об обнаружении неизвестного науке типа бактерий в подледниковом озере Восток в Антарктиде, которое в течение миллионов лет было изолировано от внешнего мира 4-километровым слоем льда и которое является единственным в своем роде земным аналогом подлёдных океанов спутников Юпитера (Европа, Ганимед, Каллисто) или Сатурна (Энцелад). В озере могут обитать микробы-хемолитоавтотрофы, извлекающие энергию из окислительно-восстановительных реакций, а не органических веществ. Если биологи подтвердят реальность своей находки (более чистые образцы воды будут доступны для исследований в мае 2013 года, а новые образцы воды из приповерхностных слоев озера Восток будут взяты не раньше декабря 2013 года), то научный мир впервые сможет приступить к изучению бактерий, способных существовать в самых экстремальных условиях, в том числе и в подледных океанах Европы и Энцелада[27].

В июле 2013 года были опубликованы результаты исследования проб льда из скважины методами метагеномики. Из проб удалось выделить 3507 уникальных последовательностей ДНК, для 1623 из которых была установлена таксономическая принадлежность (до рода или вида). Около 94 % последовательностей принадлежат бактериям, 6 % — эукариотам (большинство из них — грибам), и всего две — археям. Несколько последовательностей принадлежат многоклеточным животным (коловратки, моллюск, членистоногие). Поскольку некоторые из найденных бактерий являются паразитами рыб, исследователи предполагают, что в озере могут жить рыбы[28]. Критики (в их числе вышеупомянутый Сергей Булат) заявляют, что большая часть образцов, скорее всего, загрязнена или содержит остатки организмов, которые давно умерли и сохранились только благодаря толстому слою льда. Нахождение таких сложных животных, как рыбы, в экстремальных условиях озера они считают крайне маловероятным[29].

Следующий этап, проникновение в озеро с его исследованием приборами, планировали на 2013—2014 годы[24], однако повторное проникновение состоялось лишь 25 января 2015 года, в 13:12 мск. Вторая скважина получилась глубиной 3769,15 м, что на 15 сантиметров меньше первой. Расхождение объясняется некоторым отклонением от первоначального ствола. На этот раз озеро будет закупорено ледяной пробкой так, чтобы далее к нему имелся постоянный доступ. Планомерное исследование озера планируется начать в 2016 году[30].

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела.

Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

Рельеф в районе озера

Ледник в районе озера Восток имеет в десять раз меньший уклон, чем в соседних районах. Западнее плато находится резкий подъём (так называемый Ridge (Кряж) B-C), а восточнее — столь же резкий спуск. Такая структура характерна для шельфовых ледников. Это послужило ещё одним подтверждением гипотезы существования озера.

В 2008 году наземные геофизические работы, продолжавшиеся с 1995 г., были завершены. В ходе интерпретации всех имеющихся данных, в том числе материалов зарубежных исследований, была составлена наиболее подробная карта береговой линии озера, определены морфометрические характеристики его котловины и перекрывающего озеро ледника.

Толщина льда в разных частях озера составляет от 3800 м на севере до 4250 м на юге, перепад высот границы раздела составляет 450 м, тогда как на поверхности ледника перепад высот всего около 40 м. С более высокой северной стороны лёд тает, а с южной — намерзает. Абсолютные отметки раздела вода-лёд от −600 м в северной части до −150 м в южной.

Площадь подледникового озера Восток составляет 15790 км². В пределах его акватории выявлено 11 островов, общей площадью 365 км². Площадь наибольшего из них составляет 175 км². Попутно на окружающих оз. Восток территориях было выявлено 56 изолированных подледниковых водоёмов. Наибольший из них имеет площадь 129 км².[8]

Озеро разделено на две части подводным гребнем. Глубина северной части составляет около 400 м, южной — около 800 м; глубина над гребнем порядка 200 м.

Недавние исследования показали, что в результате действия приливных сил поверхность вода-лёд колеблется с амплитудой 1—2 см. Это явление вызывает перемешивание воды и может быть существенным для выживания микроорганизмов.

Олиготрофность экосистемы озера

Экосистема озера относится к субгляциальным (подлёдным) экосистемам, которые характеризуются крайне высокой степенью олиготрофности, то есть низкой концентрацией питательных веществ — такие экосистемы являются наиболее олиготрофными системами Земли. Причиной такого положения вещей являются следующие факторы:

  • В большинстве экосистем Земли началом пищевой цепи являются автотрофные фотосинтезирующие организмы, которые синтезируют органические соединения из углекислого газа, используя энергию Солнца. Особенностью озера Восток (в отличие от озёр сухих долин Антарктики) является невозможность использования экосистемой солнечной энергии из-за крайне толстого покрывающего озеро слоя льда.
  • Содержание органики в тающем льду крайне низко, то есть, в отличие от абиссальных экосистем (экосистем больших глубин океанов), в которых есть постоянный приток органики (детрита) из приповерхностной зоны фотосинтеза, гетеротрофы в субгляциальных системах не могут быть повсеместно распространены.

Таким образом, если жизнь в глубинах озера и есть, то образовать экосистему она может только при наличии притока энергии в химической форме (восстановленного неорганического субстрата), достаточных для нефотосинтезирующего синтеза органического вещества, то есть начальными звеньями пищевых цепей экосистемы должны быть хемосинтезирующие организмы. Возможным аналогом могут послужить экосистемы абиссальных выходов минерализованных гидротермальных флюидов (чёрных и белых курильщиков), привязанных к разломам земной коры.

Однако наличие или отсутствие источников таких субстратов весьма зависит от геологической природы Востока, которая в настоящий момент не ясна. Сейчас (2005) есть два предположения о его природе:

  • рифтовая впадина — флюиды могут поступать;
  • ледниковая эрозия — флюидов нет.

Бактериальные пробы

Особенность Востока — «замерзание сверху», то есть намерзание льда, образованного верхними слоями воды, на подошву покрывающего его ледника. Естественно, что эти намёрзшие слои стали объектом исследований для определения численности и состава микрофлоры озера.

Результаты анализа проб льда из таких намороженных слоёв весьма противоречивы: во многих отмечается концентрация бактериальных клеток в 10²—104 бактерий на см³, близкая к концентрации клеток в покрывающем намороженные слои льда, в некоторых отмечается более высокая концентрация.

Также неоднозначны и исследования ДНК-профилей. В некоторых пробах они аналогичны ДНК-профилям покрывающего льда, однако некоторые исследователи показали наличие ДНК-последовательностей, близких к ДНК термофильных и хемотрофных бактерий, что может указывать на наличие очагов геотермальной активности в озере.

Анализ первых проб воды озера осуществлялся около года, после чего, в марте 2013 года, было заявлено об обнаружении нового класса морозостойких бактерий[31].

Возможные аналоги экосистемы озера

Условия в подлёдном водоёме могут быть близки к условиям на Земле в период позднего протерозоя (750—543 млн лет назад), когда несколько раз происходили глобальные оледенения земной поверхности, продолжавшиеся до 10 млн лет (Земля-снежок).

Опыт исследования озера может быть полезен при исследовании спутников Юпитера Европы и Каллисто, а также спутника Сатурна Энцелада, на которых, по некоторым гипотезам, существуют аналогичные образования. Уже планируются миссии по исследованию внеземных подлёдных океанов, такие как JIME, EJSM, Лаплас — Европа П[32][33]. Это может стать одним из наиболее многообещающих проектов поиска внеземной жизни[34].

Озеро в культуре

В литературе

В фантастической повести Чарльза Стросса «Очень холодная война» часть действия происходит в озере Восток, где обнаружен межпланетный портал и необычные формы жизни.

В фантастическом романе Василия Головачёва «Атлантарктида» озеро Восток играет центральную роль, так как в нём обнаружено работоспособное сооружение древних антарктов-атлантов, способное глобально влиять на физическую реальность Земли, что вызывает конфликт интересов русских и американцев, каждый из которых пытается первым добраться до могущественного артефакта.

Примечания

  1. 1 2 3 Восто́к / Котляков В. М. // Великий князь — Восходящий узел орбиты. — М. : Большая российская энциклопедия, 2006. — С. 746. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 5). — ISBN 5-85270-334-6.
  2. ↑ Lake Vostok: Russian Scientists Claim Success in Antarctic (неопр.). abcnews.go.com. Дата обращения 4 декабря 2018.
  3. ↑ Lake Vostok drilling in Antarctic 'running out of time' By Katia Moskvitch Science reporter, BBC News (неопр.). www.bbc.co.uk. Дата обращения 4 декабря 2018.
  4. ↑ They Did It! Russians Expose Lake Vostok Secrets Feb 6, 2012 // by Christina Reed (неопр.). news.discovery.com. Дата обращения 4 декабря 2018.
  5. ↑ First Lake Vostok Samples 'Lifeless,' But American Scientist Says That’s Not Conclusive By Jason Koebler October 19, 2012 (неопр.) (недоступная ссылка). www.usnews.com. Дата обращения 4 декабря 2018. Архивировано 16 июля 2018 года.
  6. ↑ Russian Scientists Breach Antarctica’s Lake Vostok—Confirmed (неопр.). news.nationalgeographic.com. Дата обращения 4 декабря 2018.
  7. ↑ ИНСТИТУТ ГЕОЭКОЛОГИИ. АРКТИЧЕСКИЙ И АНТАРКТИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (неопр.). www.ats.aq. Дата обращения 4 декабря 2018.
  8. 1 2 Попов С. В., Масолов В. Н., Лукин В. В., Попков А. М. «Результаты отечественных дистанционных исследований подледникового озера Восток в Восточной Антарктиде»// Разведка и охрана недр. — 2012 — № 8
  9. 1 2 Тайну происхождения реликтового озера Восток в Антарктиде откроют через два года (рус.) (недоступная ссылка). www.nkj.ru. Журнал «Наука и жизнь». Дата обращения 4 декабря 2018. Архивировано 5 декабря 2018 года.
  10. 1 2 Скандал над озером Восток: Россию пытаются не допустить к глубинному бурению в Антарктиде (рус.). www.ng.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // Независимая газета, 11 августа 2004
  11. ↑ Антарктический договору не справиться с национальной гордостью (англ.). www.smh.com.au. Дата обращения 4 декабря 2018. // Sydney Morning Herald, 8 февраля 2011 г.
  12. ↑ Коалиция антарктических и южных морей: озеро Восток (неопр.). www.asoc.org. Дата обращения 4 декабря 2018.
  13. Лукин В. В. Подледниковое озеро Восток» (рус.) (недоступная ссылка). www.tv100.ru. Архивировано 5 декабря 2014 года.
  14. ↑ Тайны озера Восток (рус.). www.rg.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // Российская газета. Союз. Беларусь-Россия № 522 (38) 13 октября 2011 г.
  15. ↑ Новости (рус.). www.aari.nw.ru. ААНИИ. Дата обращения 4 декабря 2018.
  16. ↑ Антарктида «поведала» о температуре на Земле за минувшие 440 тыс. лет РИА-новости (рус.). www.rian.ru. Дата обращения 4 декабря 2018.
  17. ↑ Пресс-релиз 03.02.2011 г. Трудные заключительные шаги перед входом в озеро (рус.). www.aari.nw.ru. Дата обращения 4 декабря 2018.
  18. ↑ Пресс-релиз 07.02.2011 г. Озеро Восток: скважину законсервировали до следующего года (рус.) (недоступная ссылка). www.strf.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. Архивировано 18 августа 2017 года.
  19. ↑ Пресс-релиз 20.12.2011 (рус.). www.rg.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // «Российская газета» — Федеральный выпуск № 5662 (286)
  20. ↑ Озеро Восток: глубина скважины достигла 3737,5 метра (рус.) (недоступная ссылка). www.strf.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. Архивировано 18 августа 2017 года. // strf.ru — Наука и технологии России
  21. ↑ Озеро Восток: глубина скважины достигла 3738,5 метра (рус.). strf.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // strf.ru — Наука и технологии России
  22. ↑ Бурение на озере Восток возобновится после уточнения диаметра скважины (неопр.). ecoportal.su. Дата обращения 4 декабря 2018. // ЭкоПортал
  23. ↑ Российские ученые проникли в подледниковое озеро Восток в Антарктиде (рус.). eco.ria.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // РИА Новости, 6 февраля 2012
  24. 1 2 Валерий Лукин. Глубиной сорок лет. Валерий Лукин рассказал о подледном антарктическом озере Восток (рус.). lenta.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // Lenta.ru
  25. ↑ Получены первые пробы воды из озера Восток в Антарктиде (рус.). ria.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // РИА Новости, 10 января 2013
  26. ↑ Эксперимент по поиску жизни в озере под Антарктидой буксует (рус.). izvestia.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // Известия
  27. ↑ ААНИИ официально заявил о находке в озере Восток нового типа бактерий (неопр.) (11.03.2012). Архивировано 15 марта 2013 года.
  28. Yu. M. Shtarkman et al. Subglacial Lake Vostok (Antarctica) Accretion Ice Contains a Diverse Set of Sequences from Aquatic, Marine and Sediment-Inhabiting Bacteria and Eukarya (англ.) // PLoS One. — 2013. — Vol. 8(7). — P. e67221. — DOI:10.1371/journal.pone.0067221.
  29. ↑ Claims of Lake Vostok fish get frosty response (неопр.). www.nature.com. Дата обращения 4 декабря 2018. // nature.com — Nature News & Comment
  30. ↑ Российские исследователи пробурили скважину до подледникового озера Восток (неопр.). ИТАР-ТАСС (25.01.2015).
  31. ↑ Российские ученые в Антарктиде нашли неизвестные ранее формы жизни (неопр.) (недоступная ссылка). www.itar-tass.com. ИТАР-ТАСС. Дата обращения 4 декабря 2018. Архивировано 28 марта 2013 года.
  32. Jia-Rui C. Cook, Dwayne C. Brown. NASA and JPL Contribute to European Jupiter Mission (неопр.). NASA (February 21, 2013). Дата обращения 25 ноября 2015.
  33. ↑ Europa Mission (неопр.). NASA. Дата обращения 25 ноября 2015.
  34. Владимир Котляков. В ста метрах от тайны // Вокруг света. — 2004. — № 2 (1 февраля).

Ссылки

  • Озеро Восток (неопр.). web.archive.org. Дата обращения 4 декабря 2018. // «Вокруг света»
  • Озеро Восток и его обитатели (рус.). elementy.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // Элементы.ру
  • Отчёт конференции по озеру Восток, 1998 (неопр.). www.ldeo.columbia.edu. Дата обращения 4 декабря 2018.
  • С. В. Попов, В. Н. Масолов, В. В. Лукин. Озеро Восток, Восточная Антарктида: мощность ледника, глубина озера, подлёдный и коренной рельеф (рус.). ice-snow.igras.ru. Дата обращения 4 декабря 2018.
  • С. Сысоев. Восток — дело тонкое (рус.). elementy.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // «Популярная механика» № 3, 2011
  • Восток — дело толстое. В Антарктиде закончен очередной этап уникального бурения подледного озера (рус.). www.nvspb.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // «Невское Время»
  • Интервью гляциолога 56-й РАЭ ст. Восток А. Екайкина (неопр.). www.bbc.co.uk. Дата обращения 4 декабря 2018. Севе Новгородцеву (аудио), 13 января 2011
  • В. М. Котляков. В ста метрах от тайны (об антарктическом подлёдном озере Восток) (рус.). www.vokrugsveta.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // «Вокруг света», № 2 (2761). Февраль 2004
  • Константин Гурдин. Подлёдное время (рус.). ice.tsu.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. // «Аргументы Недели», 25 августа 2010
  • Зотиков И. А. Антарктический феномен — озеро Восток (рус.). ice.tsu.ru. Дата обращения 4 декабря 2018. «Природа», № 2, 2000 г.
  • Subglacial Lake Literature (неопр.). salegos-scar.montana.edu. Дата обращения 4 декабря 2018.

wikipedia.bio

Восток (озеро) — Википедия

Восто́к[1] — крупнейшее подлёдное озеро в Антарктиде[2][3][4][5][6].

Озеро Восток расположено в районе антарктической станции «Восток» (77° южной широты, 105° восточной долготы) под ледяным щитом толщиной около 4000 м и имеет размеры приблизительно 250×50 км. Предполагаемая площадь 15,5 тыс. км². Глубина более 1200 м.

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:

  • Пресная вода, содержание кислорода в которой примерно в 50 раз выше, чем в обычной пресной воде[источник не указан 1181 день]. Кислород в воду озера доставляют постепенно опускающиеся в глубины верхние слои льда.
  • Температура воды весьма высокая — до 10 °C в глубине[источник не указан 1386 дней]. Тепло озеро получает, скорее всего, от подземных геотермальных источников. Температура на границе вода-лёд составляет −3 °C.[7]
  • Давление воды в озере, согласно расчётам, более 300 атмосфер (давление создаётся толщей льда), но микроорганизмы могли приспособиться к таким условиям.
  • Микроорганизмы, приспособленные к жизни в таких условиях могут обладать уникальными свойствами, поскольку были изолированы от земной биосферы в течение очень длительного срока, а значит и эволюционные процессы там протекали независимо.

Название озеро получило от советской (теперь российской, с международным экипажем) научной станции Восток, работающей в этом районе с 1957 года.

Открытие озера Восток — одно из крупнейших географических открытий второй половины XX века.

Всего на 2007 год в Антарктике обнаружено более 140 подледниковых озёр.

История открытия

Существование этого озера, как и других подлёдных озёр, опираясь на данные исследований и теоретические обоснования, было предсказано Андреем Капицей ещё в 1955—1957 годах, но считается, что само открытие произошло относительно недавно, в 1996 году, усилиями российских полярников.

Теоретические обоснования

Мысль о том, что при очень большой толщине ледника температура у его нижней границы может стать равной температуре плавления льда, известна с конца XIX века. Она следовала из представлений Петра Кропоткина, полагавшего, что в толще крупных, холодных сверху ледников, где не сказываются временные колебания температуры, последняя линейно повышается с глубиной, как это происходит в скважинах, пробурённых в других горных породах.

Исходя из этого положения, уже в 1950-х годах океанолог Николай Зубов ввёл понятие критической толщины ледника, при которой у его дна достигается температура плавления льда (при соответствующем давлении). Он был первым, кто высказал предположение о том, что необычайно большая толщина ледниковых щитов в удалённых от берегов местах, обнаруженная при первых сейсмических исследованиях ледников в Антарктиде, может послужить причиной существования воды в нижних частях, даже когда температура льда на поверхности очень низка.

В 1955 году английский гляциолог Гордон Робин опубликовал ставшую классической работу, в которой показал, что поле температуры формируется в толстых антарктических ледниках под сильным воздействием вертикального переноса холода опускающимися вниз частичками льда, и отнюдь не линейно. Поэтому использовать подход Зубова для оценки условий в глубинах таких ледников нельзя.

В 1961 году Игорем Зотиковым были проведены теплофизические расчёты, основанные на решении уравнения теплопроводности в леднике, рассматриваемом как движущаяся жидкость. Учтён был и конвективный перенос холода сверху вниз. На этой основе проанализированы данные о ледниковом покрове центральной части Восточной Антарктиды, полученные в первых четырёх советских антарктических экспедициях (САЭ), и показано, что по профилю от станции Мирный к станции Восток и далее к Южному географическому полюсу центральные области ледникового покрова Антарктиды находятся в условиях, когда отвод тепла от нижней поверхности ледника вверх из-за большой его толщины очень мал. В связи с этим часть геотермического потока должна постоянно затрачиваться на непрерывное таяние у границы лёд — твёрдое ложе. В тех же работах было приведено рассчитанное из указанных выше соображений поле температур по всей толщине льда под станцией Восток и показано, что температура льда у его нижней границы равна температуре плавления (−2 °C) при давлении у ложа более 300 атмосфер. Вывод: талая вода в виде сравнительно тонкой плёнки выдавливается в те места, где толщина ледника меньше, и намерзает там вновь, двигаясь к краям ледника уже в виде льда. В отдельных углублениях подлёдного ложа эта вода может скапливаться в виде озёр под самой толстой центральной частью Антарктического ледяного щита.

Таким образом, возникла гипотеза, что подо льдом Антарктиды, на площади, почти равной площади Европы, разливается море пресной воды. Она должна быть богата кислородом, который доставляют постепенно опускающиеся в глубины верхние слои льда и снега. И очень может быть, что в этом подледниковом озере есть жизнь. Была составлена расчётная карта областей непрерывного таяния у ложа в центральной части ледникового покрова Антарктиды. Из карты следовало, что станции Восток, Амундсен-Скотт, Бэрд находятся в областях, где идёт непрерывное донное таяние, и можно ожидать, что здесь существуют подледниковые озера.

Впервые реальные подтверждения гипотезы И. А. Зотикова были получены в результате бурения самой глубокой в 1960-е годы скважины (два с лишним километра) на американской станции Бэрд, которая относилась к области, где должно было происходить подледниковое таяние. Когда бур достиг дна ледника, в скважину хлынула пресная вода.

Признание факта постоянного донного таяния и подледниковой воды в центральной части Антарктиды в дальнейшем создало новые подходы к реконструкции четвертичных ледниковых покровов, поискам скоплений полезных ископаемых (в особенности нефти и газа), выдавливаемых к краям ледников водой, оно стало главным теоретическим фактором отклонения проекта захоронения радиоактивных отходов на дне ледникового покрова в Центральной Антарктиде.

Радиолокационное изображение, полученное со спутника RADARSAT (фото NASA)

Дистанционное зондирование в районе станции Восток

Сейсмическое зондирование ледникового щита под станцией Восток, проведённое под руководством Андрея Капицы в 1959 и 1964 годах, позволило определить его толщину. При этом оказалось, что помимо главного пика отражения от дна ледника в приёмном сигнале выявлялся ещё один. Тогда он был интерпретирован как отражение от нижней границы слоя осадочных пород под ледником. Позже возникло предположение, что это был сигнал отражения от границы льда с водой.

В период 1971—1978 годах Институтом полярных исследований имени Скотта было выполнено аэрорадиолокационное профилирование. Его данные чётко указывали на наличие подледникового водоёма неординарного размера. В сезон 33 РАЭ, 7 ноября 1987 года, в рамках аэрогеофизических работ ПМГРЭ мелкого масштаба в центральной Антарктиде, на самолёте Ил-18 был выполнен перелёт по маршруту станция Молодёжная — горы Принс-Чарльз — станция Восток — станция Молодёжная. На подлёте к станции Восток были зарегистрированы отражения, сходные с получаемыми над шельфовыми ледниками. В 1995 году (41 РАЭ) после совещания в Кембридже ПМГРЭ совместно с РАЭ начала планомерное изучение этого природного объекта посредством наземных геофизических методов. Начало положили сейсмические зондирования методом отражённых волн (МОВ), затем, с 1998 года в комплексе с ними начало выполняться наземное радиолокационное профилирование. Цель этих работ состояла в определении морфометрических характеристик озера Восток как географического объекта[8].

Попытки достичь озера

Начальный этап

Схема бурения скважины озера Восток Международная группа исследователей

Бурение скважины, получившей название 5Г-1, и предпринятой с целью палеоклиматических исследований, началось в 1989 году исследователями совместной экспедиции советских, французских и американских учёных на базе станции Восток. Начиная с глубины 3539 м, достигнутой к 1996, химический и изотопный состав льда и его кристаллографическая структура существенно изменились — оказалось, что этот лёд представляет собой замороженную воду подлёдного озера. В исследованиях участвуют шесть научных групп, в состав которых входят сотрудники НИИ и университетов двух стран — России и Франции. В 2004 году Россия подписала с Францией Соглашение о создании Европейского научно-исследовательского объединения (ЕНИО), цель которого — «создание архива климатических и биологических данных, выполнение экзобиологических исследований антарктических подледниковых озёр на основе изучения ледяных кернов Восточной Антарктиды»[9].

Бурение к 1999 году было проведено до глубины 3623 м. Образцы льда с этой глубины имели возраст около 430 тыс. лет, поэтому предполагается, что озеро было закупорено льдом не менее 500 тыс. лет назад.

Приостановка бурения (1999—2006)

Бурение было приостановлено в 1999 году приблизительно в 120 м от предполагаемой поверхности озера, чтобы не допустить загрязнения воды, которое может навредить уникальной экосистеме озера. Опасения в этом отношении по поводу применяемых методов бурения высказывались неоднократно, в основном иностранными организациями и учёными[10][11][12], в том числе по политическим мотивам[13]. Указывается на использование керосина, фреона и этиленгликоля при бурении скважины и возможность их попадания в озеро. Российские специалисты возражают, что методика бурения безопасна, одобрена на 26-м Консультативном совещании договора по Антарктике в Мадриде в 2003 году[10] и уже прошла испытания в Гренландии[14].

В 2003 году в петербургском Горном институте была разработана новая технология, и в 2006 году работы по глубокому бурению были возобновлены.

Завершающий этап (2006—2013)

В рамках 52-й Российской антарктической экспедиции (2006—2007) в конце декабря 2006 было возобновлено бурение и получен первый ледяной керн с глубины 3650,43 метра.

Всего за сезонные работы в 2006—2007 гг. планировалось извлечь 75 метров ледового керна. Однако термобуровой снаряд из-за технической неисправности лебёдки и кабеля пришлось остановить на отметке 3665 метров — до поверхности озера осталось ещё около 85 метров (погрешность в расчётах плюс-минус 20 м). Забор проб воды из подледникового озера Восток планировалось провести в рамках Международного полярного года в сезоне 2008—2009 годов[9].

В антарктическом сезоне 2008 года опять произошла авария — оборвался буровой снаряд. В январе 2009 года российские буровики, выполнив все необходимые подготовительные работы по расширению диаметра ледяной скважины, приступили к операции по «захвату» бурового снаряда с целью его подъёма на поверхность.

По информации 54-й Российской антарктической экспедиции от 22 января 2009 года, на станции Восток продолжались гляцио-буровые работы. После расширения ствола скважины до 138 мм в забойную зону доставлено 300 л этиленгликоля, подготовлено устройство для извлечения аварийного снаряда. Однако после этих мер подвижки аварийного снаряда пока не наблюдается. В случае если движения снаряда не произойдет, начнется бурение в обход с глубины 3580 м — до поверхности озера при этом останется 170 метров[15].

22 марта 2010 года начальник Росгидромета Александр Фролов отметил, что проникнуть в воды озера планируется зимой 2010—2011 года, когда в южном полушарии будет лето[16].

По состоянию на 3 февраля 2011 года глубина скважины составила 3714,24 м[17].

Точная глубина ледника неизвестна, примерная глубина составляет от 3730 до 3770 метров. При текущей скорости бурения, составляющей 2,2 метра в сутки, необходимо было потратить ещё от 16 до 32 дней для проникновения в озеро. Однако вместе с окончанием летнего сезона в Антарктике в конце февраля работы были отложены до декабря 2011 года, 7 февраля 2011 года скважина была законсервирована до следующего года. Буровой снаряд был остановлен на отметке 3720 метров[18].

Планировалось, что в декабре 2011 года ученые снова пробурят свежий лед, полученный непосредственно из озерной воды, отдадут его для анализа геохимикам, кристаллографам и микробиологам и на этом работы вновь прекратятся. В декабре 2011 года на место прибыла новая экспедиция под руководством профессора Николая Васильева[19].

На 11 часов 12 января 2012 года глубина скважины достигла 3737,5 метра. Бурение велось круглосуточно — в этом сезоне российские полярники рассчитывали вскрыть ледник и проникнуть в подледниковое озеро Восток. До цели оставалось чуть более десятка метров.[20]

17-19 января бурение было остановлено с целью проведения геофизических измерений и вспомогательных работ. Специалисты выполнили видеосъёмку ствола скважины с помощью специальной глубоководной камеры с объективом типа «рыбий глаз» и ИК-подсветкой. Проводилось разбуривание нижнего участка ствола скважины и калибровка нижнего участка скважины в интервале 3680—3719 метров[21]. В конце января, к окончанию буровых работ, ожидалось прибытие на станцию «Восток» специального представителя президента РФ, члена Совета Федерации, известного полярника Артура Чилингарова[22].

5 февраля 2012 года, на глубине 3769,3 метров, учёные завершили бурение и достигли поверхности подлёдного озера[23].

Согласно новой технологии, предварительно создается эффект недокомпенсации давления столба заливочной жидкости в скважине, в результате чего за счет разницы давления вода из озера после проникновения поднимается наверх на величину недокомпенсации давления и благополучно замерзает в скважине. Потом, в следующем сезоне, она разбуривается, и эта свежезамороженная вода поступает для анализа в научные лаборатории.

10 января 2013 года получен первый керн из прозрачного озерного льда длиной 2 метра[24].

Дальнейшие исследования

Примёрзшую к буру воду озера доставили для анализа в Лабораторию генетики эукариот Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ). В сентябре 2012 Сергей Булат, заведующий группой криоастробиологии Лаборатории генетики эукариот, заявил: «Были найдены четыре вида бактерий, которые относятся к контаминантам (загрязняющим микроорганизмам). Такие же бактерии были найдены в буровой жидкости, а озёрная вода с бура была обмыта этой грязной буровой жидкостью, ещё два вида бактерий из образцов были найдены на человеке. То есть ничего интересного. Генеральное заключение такое: наверху (в снежном покрове) клеток нет, в озерном льду тоже нет клеточных популяций — там безжизненно. Вода может что-то содержать»[25].

В следующем антарктическом сезоне (декабрь 2012 — январь 2013 года) к середине мая 2013 года замёрзший ледяной керн был доставлен для анализа в Россию.

11 марта 2013 года Арктический и Антарктический НИИ Росгидромета (ААНИИ) после исследования образцов воды, полученных в мае 2012 года, выпустил заявление, в котором говорится об обнаружении неизвестного науке типа бактерий в подледниковом озере Восток в Антарктиде, которое в течение миллионов лет было изолировано от внешнего мира 4-километровым слоем льда и которое является единственным в своем роде земным аналогом подлёдных океанов спутников Юпитера (Европа, Ганимед, Каллисто) или Сатурна (Энцелад). В озере могут обитать микробы-хемолитоавтотрофы, извлекающие энергию из окислительно-восстановительных реакций, а не органических веществ. Если биологи подтвердят реальность своей находки (более чистые образцы воды будут доступны для исследований в мае 2013 года, а новые образцы воды из приповерхностных слоев озера Восток будут взяты не раньше декабря 2013 года), то научный мир впервые сможет приступить к изучению бактерий, способных существовать в самых экстремальных условиях, в том числе и в подледных океанах Европы и Энцелада[26].

В июле 2013 года были опубликованы результаты исследования проб льда из скважины методами метагеномики. Из проб удалось выделить 3507 уникальных последовательностей ДНК, для 1623 из которых была установлена таксономическая принадлежность (до рода или вида). Около 94 % последовательностей принадлежат бактериям, 6 % — эукариотам (большинство из них — грибам), и всего две — археям. Несколько последовательностей принадлежат многоклеточным животным (коловратки, моллюск, членистоногие). Поскольку некоторые из найденных бактерий являются паразитами рыб, исследователи предполагают, что в озере могут жить рыбы[27]. Критики (в их числе вышеупомянутый Сергей Булат) заявляют, что большая часть образцов, скорее всего, загрязнена или содержит остатки организмов, которые давно умерли и сохранились только благодаря толстому слою льда. Нахождение таких сложных животных, как рыбы, в экстремальных условиях озера они считают крайне маловероятным[28].

Следующий этап, проникновение в озеро с его исследованием приборами, планировали на 2013—2014 годы[29], однако повторное проникновение состоялось лишь 25 января 2015 года, в 13:12 мск. Вторая скважина получилась глубиной 3769,15 м, что на 15 сантиметров меньше первой. Расхождение объясняется некоторым отклонением от первоначального ствола. На этот раз озеро будет закупорено ледяной пробкой так, чтобы далее к нему имелся постоянный доступ. Планомерное исследование озера планируется начать в 2016 году[30].

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела.

Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

Рельеф в районе озера

Ледник в районе озера Восток имеет в десять раз меньший уклон, чем в соседних районах. Западнее плато находится резкий подъём (так называемый Ridge (Кряж) B-C), а восточнее — столь же резкий спуск. Такая структура характерна для шельфовых ледников. Это послужило ещё одним подтверждением гипотезы существования озера.

В 2008 году наземные геофизические работы, продолжавшиеся с 1995 г., были завершены. В ходе интерпретации всех имеющихся данных, в том числе материалов зарубежных исследований, была составлена наиболее подробная карта береговой линии озера, определены морфометрические характеристики его котловины и перекрывающего озеро ледника.

Толщина льда в разных частях озера составляет от 3800 м на севере до 4250 м на юге, перепад высот границы раздела составляет 450 м, тогда как на поверхности ледника перепад высот всего около 40 м. С более высокой северной стороны лёд тает, а с южной — намерзает. Абсолютные отметки раздела вода-лёд от −600 м в северной части до −150 м в южной.

Площадь подледникового озера Восток составляет 15790 км². В пределах его акватории выявлено 11 островов, общей площадью 365 км². Площадь наибольшего из них составляет 175 км². Попутно на окружающих оз. Восток территориях было выявлено 56 изолированных подледниковых водоёмов. Наибольший из них имеет площадь 129 км².[8]

Озеро разделено на две части подводным гребнем. Глубина северной части составляет около 400 м, южной — около 800 м; глубина над гребнем порядка 200 м.

Недавние исследования показали, что в результате действия приливных сил поверхность вода-лёд колеблется с амплитудой 1—2 см. Это явление вызывает перемешивание воды и может быть существенным для выживания микроорганизмов.

Олиготрофность экосистемы озера

Экосистема озера относится к субгляциальным (подлёдным) экосистемам, которые характеризуются крайне высокой степенью олиготрофности, то есть низкой концентрацией питательных веществ — такие экосистемы являются наиболее олиготрофными системами Земли. Причиной такого положения вещей являются следующие факторы:

  • В большинстве экосистем Земли началом пищевой цепи являются автотрофные фотосинтезирующие организмы, которые синтезируют органические соединения из углекислого газа, используя энергию Солнца. Особенностью озера Восток (в отличие от озёр сухих долин Антарктики) является невозможность использования экосистемой солнечной энергии из-за крайне толстого покрывающего озеро слоя льда.
  • Содержание органики в тающем льду крайне низко, то есть, в отличие от абиссальных экосистем (экосистем больших глубин океанов), в которых есть постоянный приток органики (детрита) из приповерхностной зоны фотосинтеза, гетеротрофы в субгляциальных системах не могут быть повсеместно распространены.

Таким образом, если жизнь в глубинах озера и есть, то образовать экосистему она может только при наличии притока энергии в химической форме (восстановленного неорганического субстрата), достаточных для нефотосинтезирующего синтеза органического вещества, то есть начальными звеньями пищевых цепей экосистемы должны быть хемосинтезирующие организмы. Возможным аналогом могут послужить экосистемы абиссальных выходов минерализованных гидротермальных флюидов (чёрных и белых курильщиков), привязанных к разломам земной коры.

Однако наличие или отсутствие источников таких субстратов весьма зависит от геологической природы Востока, которая в настоящий момент не ясна. Сейчас (2005) есть два предположения о его природе:

  • рифтовая впадина — флюиды могут поступать;
  • ледниковая эрозия — флюидов нет.

Бактериальные пробы

Особенность Востока — «замерзание сверху», то есть намерзание льда, образованного верхними слоями воды, на подошву покрывающего его ледника. Естественно, что эти намёрзшие слои стали объектом исследований для определения численности и состава микрофлоры озера.

Результаты анализа проб льда из таких намороженных слоёв весьма противоречивы: во многих отмечается концентрация бактериальных клеток в 10²—104 бактерий на см³, близкая к концентрации клеток в покрывающем намороженные слои льда, в некоторых отмечается более высокая концентрация.

Также неоднозначны и исследования ДНК-профилей. В некоторых пробах они аналогичны ДНК-профилям покрывающего льда, однако некоторые исследователи показали наличие ДНК-последовательностей, близких к ДНК термофильных и хемотрофных бактерий, что может указывать на наличие очагов геотермальной активности в озере.

Анализ первых проб воды озера осуществлялся около года, после чего, в марте 2013 года, было заявлено об обнаружении нового класса морозостойких бактерий[31].

Возможные аналоги экосистемы озера

Условия в подлёдном водоёме могут быть близки к условиям на Земле в период позднего протерозоя (750—543 млн лет назад), когда несколько раз происходили глобальные оледенения земной поверхности, продолжавшиеся до 10 млн лет (Земля-снежок).

Опыт исследования озера может быть полезен при исследовании спутников Юпитера Европы и Каллисто, а также спутника Сатурна Энцелада, на которых, по некоторым гипотезам, существуют аналогичные образования. Уже планируются миссии по исследованию внеземных подлёдных океанов, такие как JIME, EJSM, Лаплас — Европа П[32][33]. Это может стать одним из наиболее многообещающих проектов поиска внеземной жизни[34].

Озеро в культуре

В литературе

В фантастической повести Чарльза Стросса «Очень холодная война» часть действия происходит в озере Восток, где обнаружен межпланетный портал и необычные формы жизни.

В фантастическом романе Василия Головачёва «Атлантарктида» озеро Восток играет центральную роль, так как в нём обнаружено работоспособное сооружение древних антарктов-атлантов, способное глобально влиять на физическую реальность Земли, что вызывает конфликт интересов русских и американцев, каждый из которых пытается первым добраться до могущественного артефакта.

Примечания

  1. 1 2 3 Восто́к / Котляков В. М. // Великий князь — Восходящий узел орбиты. — М. : Большая российская энциклопедия, 2006. — С. 746. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 5). — ISBN 5-85270-334-6.
  2. ↑ Lake Vostok: Russian Scientists Claim Success in Antarctic
  3. ↑ Lake Vostok drilling in Antarctic 'running out of time' By Katia Moskvitch Science reporter, BBC News
  4. ↑ They Did It! Russians Expose Lake Vostok Secrets Feb 6, 2012 // by Christina Reed
  5. ↑ First Lake Vostok Samples 'Lifeless,' But American Scientist Says That’s Not Conclusive By Jason Koebler October 19, 2012
  6. ↑ Russian Scientists Breach Antarctica’s Lake Vostok—Confirmed
  7. ↑ ИНСТИТУТ ГЕОЭКОЛОГИИ. АРКТИЧЕСКИЙ И АНТАРКТИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
  8. 1 2 Попов С. В., Масолов В. Н., Лукин В. В., Попков А. М. «Результаты отечественных дистанционных исследований подледникового озера Восток в Восточной Антарктиде»// Разведка и охрана недр. — 2012 — № 8
  9. 1 2 Тайну происхождения реликтового озера Восток в Антарктиде откроют через два года | Журнал «Наука и жизнь»
  10. 1 2 Скандал над озером Восток: Россию пытаются не допустить к глубинному бурению в Антарктиде // Независимая газета, 11 августа 2004
  11. ↑ Антарктический договору не справиться с национальной гордостью (англ.) // Sydney Morning Herald, 8 февраля 2011 г.
  12. ↑ Коалиция антарктических и южных морей: озеро Восток
  13. Лукин В. В. «Подледниковое озеро Восток» Архивная копия от 5 декабря 2014 на Wayback Machine
  14. ↑ Тайны озера Восток // Российская газета. Союз. Беларусь-Россия № 522 (38) 13 октября 2011 г.
  15. ↑ Новости ААНИИ
  16. ↑ Антарктида «поведала» о температуре на Земле за минувшие 440 тыс. лет РИА-новости
  17. ↑ Пресс-релиз 03.02.2011 г. Трудные заключительные шаги перед входом в озеро
  18. ↑ Пресс-релиз 07.02.2011 г. Озеро Восток: скважину законсервировали до следующего года
  19. ↑ Пресс-релиз 20.12.2011 // «Российская газета» — Федеральный выпуск № 5662 (286)
  20. ↑ Озеро Восток: глубина скважины достигла 3737,5 метра // strf.ru — Наука и технологии России
  21. ↑ Озеро Восток: глубина скважины достигла 3738,5 метра // strf.ru — Наука и технологии России
  22. ↑ Бурение на озере Восток возобновится после уточнения диаметра скважины // ЭкоПортал
  23. ↑ Российские ученые проникли в подледниковое озеро Восток в Антарктиде // РИА Новости, 6 февраля 2012
  24. ↑ Получены первые пробы воды из озера Восток в Антарктиде // РИА Новости, 10 января 2013
  25. ↑ Эксперимент по поиску жизни в озере под Антарктидой буксует // Известия
  26. ↑ ААНИИ официально заявил о находке в озере Восток нового типа бактерий (11.03.2012). Архивировано 15 марта 2013 года.
  27. Yu. M. Shtarkman et al. Subglacial Lake Vostok (Antarctica) Accretion Ice Contains a Diverse Set of Sequences from Aquatic, Marine and Sediment-Inhabiting Bacteria and Eukarya (англ.) // PLoS One. — 2013. — Vol. 8(7). — P. e67221. — DOI:10.1371/journal.pone.0067221.
  28. ↑ Claims of Lake Vostok fish get frosty response // nature.com — Nature News & Comment
  29. ↑ Прогресс: Глубиной сорок лет // Lenta.ru
  30. ↑ Российские исследователи пробурили скважину до подледникового озера Восток. ИТАР-ТАСС (25.01.2015).
  31. ↑ Российские ученые в Антарктиде нашли неизвестные ранее формы жизни / ИТАР-ТАСС
  32. Jia-Rui C. Cook, Dwayne C. Brown. NASA and JPL Contribute to European Jupiter Mission. NASA (February 21, 2013). Проверено 25 ноября 2015.
  33. ↑ Europa Mission. NASA. Проверено 25 ноября 2015.
  34. Владимир Котляков. В ста метрах от тайны // Вокруг света. — 2004. — № 2 (1 февраля).

Ссылки

  • Озеро Восток // «Вокруг света»
  • Озеро Восток и его обитатели // Элементы.ру
  • Отчёт конференции по озеру Восток, 1998
  • С. В. Попов, В. Н. Масолов, В. В. Лукин. Озеро Восток, Восточная Антарктида: мощность ледника, глубина озера, подлёдный и коренной рельеф
  • С. Сысоев. Восток — дело тонкое // «Популярная механика» № 3, 2011
  • Восток — дело толстое. В Антарктиде закончен очередной этап уникального бурения подледного озера // «Невское Время»
  • Интервью гляциолога 56-й РАЭ ст. Восток А. Екайкина Севе Новгородцеву (аудио), 13 января 2011
  • В. М. Котляков. В ста метрах от тайны (об антарктическом подлёдном озере Восток) // «Вокруг света», № 2 (2761). Февраль 2004
  • Константин Гурдин. Подлёдное время // «Аргументы Недели», 25 августа 2010
  • Зотиков И. А. Антарктический феномен — озеро Восток «Природа», № 2, 2000 г.
  • Subglacial Lake Literature // salegos-scar.montana.edu

wikipedia.green

Восток (озеро) — Википедия. Что такое Восток (озеро)

Восто́к[1] — крупнейшее подлёдное озеро в Антарктиде[2][3][4][5][6].

Озеро Восток расположено в районе антарктической станции «Восток» (77° южной широты, 105° восточной долготы) под ледяным щитом толщиной около 4000 м и имеет размеры приблизительно 250×50 км. Предполагаемая площадь 15,5 тыс. км². Глубина более 1200 м.

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:

  • Пресная вода, содержание кислорода в которой примерно в 50 раз выше, чем в обычной пресной воде[источник не указан 1156 дней]. Кислород в воду озера доставляют постепенно опускающиеся в глубины верхние слои льда.
  • Температура воды весьма высокая — до 10 °C в глубине[источник не указан 1361 день]. Тепло озеро получает, скорее всего, от подземных геотермальных источников. Температура на границе вода-лёд составляет −3 °C.[7]
  • Давление воды в озере, согласно расчётам, более 300 атмосфер (давление создаётся толщей льда), но микроорганизмы могли приспособиться к таким условиям.
  • Микроорганизмы, приспособленные к жизни в таких условиях могут обладать уникальными свойствами, поскольку были изолированы от земной биосферы в течение очень длительного срока, а значит и эволюционные процессы там протекали независимо.

Название озеро получило от советской (теперь российской, с международным экипажем) научной станции Восток, работающей в этом районе с 1957 года.

Открытие озера Восток — одно из крупнейших географических открытий второй половины XX века.

Всего на 2007 год в Антарктике обнаружено более 140 подледниковых озёр.

История открытия

Существование этого озера, как и других подлёдных озёр, опираясь на данные исследований и теоретические обоснования, было предсказано Андреем Капицей ещё в 1955—1957 годах, но считается, что само открытие произошло относительно недавно, в 1996 году, усилиями российских полярников.

Теоретические обоснования

Мысль о том, что при очень большой толщине ледника температура у его нижней границы может стать равной температуре плавления льда, известна с конца XIX века. Она следовала из представлений Петра Кропоткина, полагавшего, что в толще крупных, холодных сверху ледников, где не сказываются временные колебания температуры, последняя линейно повышается с глубиной, как это происходит в скважинах, пробурённых в других горных породах.

Исходя из этого положения, уже в 1950-х годах океанолог Николай Зубов ввёл понятие критической толщины ледника, при которой у его дна достигается температура плавления льда (при соответствующем давлении). Он был первым, кто высказал предположение о том, что необычайно большая толщина ледниковых щитов в удалённых от берегов местах, обнаруженная при первых сейсмических исследованиях ледников в Антарктиде, может послужить причиной существования воды в нижних частях, даже когда температура льда на поверхности очень низка.

В 1955 году английский гляциолог Гордон Робин опубликовал ставшую классической работу, в которой показал, что поле температуры формируется в толстых антарктических ледниках под сильным воздействием вертикального переноса холода опускающимися вниз частичками льда, и отнюдь не линейно. Поэтому использовать подход Зубова для оценки условий в глубинах таких ледников нельзя.

В 1961 году Игорем Зотиковым были проведены теплофизические расчёты, основанные на решении уравнения теплопроводности в леднике, рассматриваемом как движущаяся жидкость. Учтён был и конвективный перенос холода сверху вниз. На этой основе проанализированы данные о ледниковом покрове центральной части Восточной Антарктиды, полученные в первых четырёх советских антарктических экспедициях (САЭ), и показано, что по профилю от станции Мирный к станции Восток и далее к Южному географическому полюсу центральные области ледникового покрова Антарктиды находятся в условиях, когда отвод тепла от нижней поверхности ледника вверх из-за большой его толщины очень мал. В связи с этим часть геотермического потока должна постоянно затрачиваться на непрерывное таяние у границы лёд — твёрдое ложе. В тех же работах было приведено рассчитанное из указанных выше соображений поле температур по всей толщине льда под станцией Восток и показано, что температура льда у его нижней границы равна температуре плавления (−2 °C) при давлении у ложа более 300 атмосфер. Вывод: талая вода в виде сравнительно тонкой плёнки выдавливается в те места, где толщина ледника меньше, и намерзает там вновь, двигаясь к краям ледника уже в виде льда. В отдельных углублениях подлёдного ложа эта вода может скапливаться в виде озёр под самой толстой центральной частью Антарктического ледяного щита.

Таким образом, возникла гипотеза, что подо льдом Антарктиды, на площади, почти равной площади Европы, разливается море пресной воды. Она должна быть богата кислородом, который доставляют постепенно опускающиеся в глубины верхние слои льда и снега. И очень может быть, что в этом подледниковом озере есть жизнь. Была составлена расчётная карта областей непрерывного таяния у ложа в центральной части ледникового покрова Антарктиды. Из карты следовало, что станции Восток, Амундсен-Скотт, Бэрд находятся в областях, где идёт непрерывное донное таяние, и можно ожидать, что здесь существуют подледниковые озера.

Впервые реальные подтверждения гипотезы И. А. Зотикова были получены в результате бурения самой глубокой в 1960-е годы скважины (два с лишним километра) на американской станции Бэрд, которая относилась к области, где должно было происходить подледниковое таяние. Когда бур достиг дна ледника, в скважину хлынула пресная вода.

Признание факта постоянного донного таяния и подледниковой воды в центральной части Антарктиды в дальнейшем создало новые подходы к реконструкции четвертичных ледниковых покровов, поискам скоплений полезных ископаемых (в особенности нефти и газа), выдавливаемых к краям ледников водой, оно стало главным теоретическим фактором отклонения проекта захоронения радиоактивных отходов на дне ледникового покрова в Центральной Антарктиде.

Радиолокационное изображение, полученное со спутника RADARSAT (фото NASA)

Дистанционное зондирование в районе станции Восток

Сейсмическое зондирование ледникового щита под станцией Восток, проведённое под руководством Андрея Капицы в 1959 и 1964 годах, позволило определить его толщину. При этом оказалось, что помимо главного пика отражения от дна ледника в приёмном сигнале выявлялся ещё один. Тогда он был интерпретирован как отражение от нижней границы слоя осадочных пород под ледником. Позже возникло предположение, что это был сигнал отражения от границы льда с водой.

В период 1971—1978 годах Институтом полярных исследований имени Скотта было выполнено аэрорадиолокационное профилирование. Его данные чётко указывали на наличие подледникового водоёма неординарного размера. В сезон 33 РАЭ, 7 ноября 1987 года, в рамках аэрогеофизических работ ПМГРЭ мелкого масштаба в центральной Антарктиде, на самолёте Ил-18 был выполнен перелёт по маршруту станция Молодёжная — горы Принс-Чарльз — станция Восток — станция Молодёжная. На подлёте к станции Восток были зарегистрированы отражения, сходные с получаемыми над шельфовыми ледниками. В 1995 году (41 РАЭ) после совещания в Кембридже ПМГРЭ совместно с РАЭ начала планомерное изучение этого природного объекта посредством наземных геофизических методов. Начало положили сейсмические зондирования методом отражённых волн (МОВ), затем, с 1998 года в комплексе с ними начало выполняться наземное радиолокационное профилирование. Цель этих работ состояла в определении морфометрических характеристик озера Восток как географического объекта[8].

Попытки достичь озера

Начальный этап

Схема бурения скважины озера Восток Международная группа исследователей

Бурение скважины, получившей название 5Г-1, и предпринятой с целью палеоклиматических исследований, началось в 1989 году исследователями совместной экспедиции советских, французских и американских учёных на базе станции Восток. Начиная с глубины 3539 м, достигнутой к 1996, химический и изотопный состав льда и его кристаллографическая структура существенно изменились — оказалось, что этот лёд представляет собой замороженную воду подлёдного озера. В исследованиях участвуют шесть научных групп, в состав которых входят сотрудники НИИ и университетов двух стран — России и Франции. В 2004 году Россия подписала с Францией Соглашение о создании Европейского научно-исследовательского объединения (ЕНИО), цель которого — «создание архива климатических и биологических данных, выполнение экзобиологических исследований антарктических подледниковых озёр на основе изучения ледяных кернов Восточной Антарктиды»[9].

Бурение к 1999 году было проведено до глубины 3623 м. Образцы льда с этой глубины имели возраст около 430 тыс. лет, поэтому предполагается, что озеро было закупорено льдом не менее 500 тыс. лет назад.

Приостановка бурения (1999—2006)

Бурение было приостановлено в 1999 году приблизительно в 120 м от предполагаемой поверхности озера, чтобы не допустить загрязнения воды, которое может навредить уникальной экосистеме озера. Опасения в этом отношении по поводу применяемых методов бурения высказывались неоднократно, в основном иностранными организациями и учёными[10][11][12], в том числе по политическим мотивам[13]. Указывается на использование керосина, фреона и этиленгликоля при бурении скважины и возможность их попадания в озеро. Российские специалисты возражают, что методика бурения безопасна, одобрена на 26-м Консультативном совещании договора по Антарктике в Мадриде в 2003 году[10] и уже прошла испытания в Гренландии[14].

В 2003 году в петербургском Горном институте была разработана новая технология, и в 2006 году работы по глубокому бурению были возобновлены.

Завершающий этап (2006—2013)

В рамках 52-й Российской антарктической экспедиции (2006—2007) в конце декабря 2006 было возобновлено бурение и получен первый ледяной керн с глубины 3650,43 метра.

Всего за сезонные работы в 2006—2007 гг. планировалось извлечь 75 метров ледового керна. Однако термобуровой снаряд из-за технической неисправности лебёдки и кабеля пришлось остановить на отметке 3665 метров — до поверхности озера осталось ещё около 85 метров (погрешность в расчётах плюс-минус 20 м). Забор проб воды из подледникового озера Восток планировалось провести в рамках Международного полярного года в сезоне 2008—2009 годов[9].

В антарктическом сезоне 2008 года опять произошла авария — оборвался буровой снаряд. В январе 2009 года российские буровики, выполнив все необходимые подготовительные работы по расширению диаметра ледяной скважины, приступили к операции по «захвату» бурового снаряда с целью его подъёма на поверхность.

По информации 54-й Российской антарктической экспедиции от 22 января 2009 года, на станции Восток продолжались гляцио-буровые работы. После расширения ствола скважины до 138 мм в забойную зону доставлено 300 л этиленгликоля, подготовлено устройство для извлечения аварийного снаряда. Однако после этих мер подвижки аварийного снаряда пока не наблюдается. В случае если движения снаряда не произойдет, начнется бурение в обход с глубины 3580 м — до поверхности озера при этом останется 170 метров[15].

22 марта 2010 года начальник Росгидромета Александр Фролов отметил, что проникнуть в воды озера планируется зимой 2010—2011 года, когда в южном полушарии будет лето[16].

По состоянию на 3 февраля 2011 года глубина скважины составила 3714,24 м[17].

Точная глубина ледника неизвестна, примерная глубина составляет от 3730 до 3770 метров. При текущей скорости бурения, составляющей 2,2 метра в сутки, необходимо было потратить ещё от 16 до 32 дней для проникновения в озеро. Однако вместе с окончанием летнего сезона в Антарктике в конце февраля работы были отложены до декабря 2011 года, 7 февраля 2011 года скважина была законсервирована до следующего года. Буровой снаряд был остановлен на отметке 3720 метров[18].

Планировалось, что в декабре 2011 года ученые снова пробурят свежий лед, полученный непосредственно из озерной воды, отдадут его для анализа геохимикам, кристаллографам и микробиологам и на этом работы вновь прекратятся. В декабре 2011 года на место прибыла новая экспедиция под руководством профессора Николая Васильева[19].

На 11 часов 12 января 2012 года глубина скважины достигла 3737,5 метра. Бурение велось круглосуточно — в этом сезоне российские полярники рассчитывали вскрыть ледник и проникнуть в подледниковое озеро Восток. До цели оставалось чуть более десятка метров.[20]

17-19 января бурение было остановлено с целью проведения геофизических измерений и вспомогательных работ. Специалисты выполнили видеосъёмку ствола скважины с помощью специальной глубоководной камеры с объективом типа «рыбий глаз» и ИК-подсветкой. Проводилось разбуривание нижнего участка ствола скважины и калибровка нижнего участка скважины в интервале 3680—3719 метров[21]. В конце января, к окончанию буровых работ, ожидалось прибытие на станцию «Восток» специального представителя президента РФ, члена Совета Федерации, известного полярника Артура Чилингарова[22].

5 февраля 2012 года, на глубине 3769,3 метров, учёные завершили бурение и достигли поверхности подлёдного озера[23].

Согласно новой технологии, предварительно создается эффект недокомпенсации давления столба заливочной жидкости в скважине, в результате чего за счет разницы давления вода из озера после проникновения поднимается наверх на величину недокомпенсации давления и благополучно замерзает в скважине. Потом, в следующем сезоне, она разбуривается, и эта свежезамороженная вода поступает для анализа в научные лаборатории.

10 января 2013 года получен первый керн из прозрачного озерного льда длиной 2 метра[24].

Дальнейшие исследования

Примёрзшую к буру воду озера доставили для анализа в Лабораторию генетики эукариот Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ). В сентябре 2012 Сергей Булат, заведующий группой криоастробиологии Лаборатории генетики эукариот, заявил: «Были найдены четыре вида бактерий, которые относятся к контаминантам (загрязняющим микроорганизмам). Такие же бактерии были найдены в буровой жидкости, а озёрная вода с бура была обмыта этой грязной буровой жидкостью, ещё два вида бактерий из образцов были найдены на человеке. То есть ничего интересного. Генеральное заключение такое: наверху (в снежном покрове) клеток нет, в озерном льду тоже нет клеточных популяций — там безжизненно. Вода может что-то содержать»[25].

В следующем антарктическом сезоне (декабрь 2012 — январь 2013 года) к середине мая 2013 года замёрзший ледяной керн был доставлен для анализа в Россию.

11 марта 2013 года Арктический и Антарктический НИИ Росгидромета (ААНИИ) после исследования образцов воды, полученных в мае 2012 года, выпустил заявление, в котором говорится об обнаружении неизвестного науке типа бактерий в подледниковом озере Восток в Антарктиде, которое в течение миллионов лет было изолировано от внешнего мира 4-километровым слоем льда и которое является единственным в своем роде земным аналогом подлёдных океанов спутников Юпитера (Европа, Ганимед, Каллисто) или Сатурна (Энцелад). В озере могут обитать микробы-хемолитоавтотрофы, извлекающие энергию из окислительно-восстановительных реакций, а не органических веществ. Если биологи подтвердят реальность своей находки (более чистые образцы воды будут доступны для исследований в мае 2013 года, а новые образцы воды из приповерхностных слоев озера Восток будут взяты не раньше декабря 2013 года), то научный мир впервые сможет приступить к изучению бактерий, способных существовать в самых экстремальных условиях, в том числе и в подледных океанах Европы и Энцелада[26].

В июле 2013 года были опубликованы результаты исследования проб льда из скважины методами метагеномики. Из проб удалось выделить 3507 уникальных последовательностей ДНК, для 1623 из которых была установлена таксономическая принадлежность (до рода или вида). Около 94 % последовательностей принадлежат бактериям, 6 % — эукариотам (большинство из них — грибам), и всего две — археям. Несколько последовательностей принадлежат многоклеточным животным (коловратки, моллюск, членистоногие). Поскольку некоторые из найденных бактерий являются паразитами рыб, исследователи предполагают, что в озере могут жить рыбы[27]. Критики (в их числе вышеупомянутый Сергей Булат) заявляют, что большая часть образцов, скорее всего, загрязнена или содержит остатки организмов, которые давно умерли и сохранились только благодаря толстому слою льда. Нахождение таких сложных животных, как рыбы, в экстремальных условиях озера они считают крайне маловероятным[28].

Следующий этап, проникновение в озеро с его исследованием приборами, планировали на 2013—2014 годы[29], однако повторное проникновение состоялось лишь 25 января 2015 года, в 13:12 мск. Вторая скважина получилась глубиной 3769,15 м, что на 15 сантиметров меньше первой. Расхождение объясняется некоторым отклонением от первоначального ствола. На этот раз озеро будет закупорено ледяной пробкой так, чтобы далее к нему имелся постоянный доступ. Планомерное исследование озера планируется начать в 2016 году[30].

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела.

Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

Рельеф в районе озера

Ледник в районе озера Восток имеет в десять раз меньший уклон, чем в соседних районах. Западнее плато находится резкий подъём (так называемый Ridge (Кряж) B-C), а восточнее — столь же резкий спуск. Такая структура характерна для шельфовых ледников. Это послужило ещё одним подтверждением гипотезы существования озера.

В 2008 году наземные геофизические работы, продолжавшиеся с 1995 г., были завершены. В ходе интерпретации всех имеющихся данных, в том числе материалов зарубежных исследований, была составлена наиболее подробная карта береговой линии озера, определены морфометрические характеристики его котловины и перекрывающего озеро ледника.

Толщина льда в разных частях озера составляет от 3800 м на севере до 4250 м на юге, перепад высот границы раздела составляет 450 м, тогда как на поверхности ледника перепад высот всего около 40 м. С более высокой северной стороны лёд тает, а с южной — намерзает. Абсолютные отметки раздела вода-лёд от −600 м в северной части до −150 м в южной.

Площадь подледникового озера Восток составляет 15790 км². В пределах его акватории выявлено 11 островов, общей площадью 365 км². Площадь наибольшего из них составляет 175 км². Попутно на окружающих оз. Восток территориях было выявлено 56 изолированных подледниковых водоёмов. Наибольший из них имеет площадь 129 км².[8]

Озеро разделено на две части подводным гребнем. Глубина северной части составляет около 400 м, южной — около 800 м; глубина над гребнем порядка 200 м.

Недавние исследования показали, что в результате действия приливных сил поверхность вода-лёд колеблется с амплитудой 1—2 см. Это явление вызывает перемешивание воды и может быть существенным для выживания микроорганизмов.

Олиготрофность экосистемы озера

Экосистема озера относится к субгляциальным (подлёдным) экосистемам, которые характеризуются крайне высокой степенью олиготрофности, то есть низкой концентрацией питательных веществ — такие экосистемы являются наиболее олиготрофными системами Земли. Причиной такого положения вещей являются следующие факторы:

  • В большинстве экосистем Земли началом пищевой цепи являются автотрофные фотосинтезирующие организмы, которые синтезируют органические соединения из углекислого газа, используя энергию Солнца. Особенностью озера Восток (в отличие от озёр сухих долин Антарктики) является невозможность использования экосистемой солнечной энергии из-за крайне толстого покрывающего озеро слоя льда.
  • Содержание органики в тающем льду крайне низко, то есть, в отличие от абиссальных экосистем (экосистем больших глубин океанов), в которых есть постоянный приток органики (детрита) из приповерхностной зоны фотосинтеза, гетеротрофы в субгляциальных системах не могут быть повсеместно распространены.

Таким образом, если жизнь в глубинах озера и есть, то образовать экосистему она может только при наличии притока энергии в химической форме (восстановленного неорганического субстрата), достаточных для нефотосинтезирующего синтеза органического вещества, то есть начальными звеньями пищевых цепей экосистемы должны быть хемосинтезирующие организмы. Возможным аналогом могут послужить экосистемы абиссальных выходов минерализованных гидротермальных флюидов (чёрных и белых курильщиков), привязанных к разломам земной коры.

Однако наличие или отсутствие источников таких субстратов весьма зависит от геологической природы Востока, которая в настоящий момент не ясна. Сейчас (2005) есть два предположения о его природе:

  • рифтовая впадина — флюиды могут поступать;
  • ледниковая эрозия — флюидов нет.

Бактериальные пробы

Особенность Востока — «замерзание сверху», то есть намерзание льда, образованного верхними слоями воды, на подошву покрывающего его ледника. Естественно, что эти намёрзшие слои стали объектом исследований для определения численности и состава микрофлоры озера.

Результаты анализа проб льда из таких намороженных слоёв весьма противоречивы: во многих отмечается концентрация бактериальных клеток в 10²—104 бактерий на см³, близкая к концентрации клеток в покрывающем намороженные слои льда, в некоторых отмечается более высокая концентрация.

Также неоднозначны и исследования ДНК-профилей. В некоторых пробах они аналогичны ДНК-профилям покрывающего льда, однако некоторые исследователи показали наличие ДНК-последовательностей, близких к ДНК термофильных и хемотрофных бактерий, что может указывать на наличие очагов геотермальной активности в озере.

Анализ первых проб воды озера осуществлялся около года, после чего, в марте 2013 года, было заявлено об обнаружении нового класса морозостойких бактерий[31].

Возможные аналоги экосистемы озера

Условия в подлёдном водоёме могут быть близки к условиям на Земле в период позднего протерозоя (750—543 млн лет назад), когда несколько раз происходили глобальные оледенения земной поверхности, продолжавшиеся до 10 млн лет (Земля-снежок).

Опыт исследования озера может быть полезен при исследовании спутников Юпитера Европы и Каллисто, а также спутника Сатурна Энцелада, на которых, по некоторым гипотезам, существуют аналогичные образования. Уже планируются миссии по исследованию внеземных подлёдных океанов, такие как JIME, EJSM, Лаплас — Европа П[32][33]. Это может стать одним из наиболее многообещающих проектов поиска внеземной жизни[34].

Озеро в культуре

В литературе

В фантастической повести Чарльза Стросса «Очень холодная война» часть действия происходит в озере Восток, где обнаружен межпланетный портал и необычные формы жизни.

В фантастическом романе Василия Головачёва «Атлантарктида» озеро Восток играет центральную роль, так как в нём обнаружено работоспособное сооружение древних антарктов-атлантов, способное глобально влиять на физическую реальность Земли, что вызывает конфликт интересов русских и американцев, каждый из которых пытается первым добраться до могущественного артефакта.

Примечания

  1. 1 2 3 Восто́к / Котляков В. М. // Великий князь — Восходящий узел орбиты. — М. : Большая российская энциклопедия, 2006. — С. 746. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 5). — ISBN 5-85270-334-6.
  2. ↑ Lake Vostok: Russian Scientists Claim Success in Antarctic
  3. ↑ Lake Vostok drilling in Antarctic 'running out of time' By Katia Moskvitch Science reporter, BBC News
  4. ↑ They Did It! Russians Expose Lake Vostok Secrets Feb 6, 2012 // by Christina Reed
  5. ↑ First Lake Vostok Samples 'Lifeless,' But American Scientist Says That’s Not Conclusive By Jason Koebler October 19, 2012
  6. ↑ Russian Scientists Breach Antarctica’s Lake Vostok—Confirmed
  7. ↑ ИНСТИТУТ ГЕОЭКОЛОГИИ. АРКТИЧЕСКИЙ И АНТАРКТИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
  8. 1 2 Попов С. В., Масолов В. Н., Лукин В. В., Попков А. М. «Результаты отечественных дистанционных исследований подледникового озера Восток в Восточной Антарктиде»// Разведка и охрана недр. — 2012 — № 8
  9. 1 2 Тайну происхождения реликтового озера Восток в Антарктиде откроют через два года | Журнал «Наука и жизнь»
  10. 1 2 Скандал над озером Восток: Россию пытаются не допустить к глубинному бурению в Антарктиде // Независимая газета, 11 августа 2004
  11. ↑ Антарктический договору не справиться с национальной гордостью (англ.) // Sydney Morning Herald, 8 февраля 2011 г.
  12. ↑ Коалиция антарктических и южных морей: озеро Восток
  13. Лукин В. В. «Подледниковое озеро Восток» Архивная копия от 5 декабря 2014 на Wayback Machine
  14. ↑ Тайны озера Восток // Российская газета. Союз. Беларусь-Россия № 522 (38) 13 октября 2011 г.
  15. ↑ Новости ААНИИ
  16. ↑ Антарктида «поведала» о температуре на Земле за минувшие 440 тыс. лет РИА-новости
  17. ↑ Пресс-релиз 03.02.2011 г. Трудные заключительные шаги перед входом в озеро
  18. ↑ Пресс-релиз 07.02.2011 г. Озеро Восток: скважину законсервировали до следующего года
  19. ↑ Пресс-релиз 20.12.2011 // «Российская газета» — Федеральный выпуск № 5662 (286)
  20. ↑ Озеро Восток: глубина скважины достигла 3737,5 метра // strf.ru — Наука и технологии России
  21. ↑ Озеро Восток: глубина скважины достигла 3738,5 метра // strf.ru — Наука и технологии России
  22. ↑ Бурение на озере Восток возобновится после уточнения диаметра скважины // ЭкоПортал
  23. ↑ Российские ученые проникли в подледниковое озеро Восток в Антарктиде // РИА Новости, 6 февраля 2012
  24. ↑ Получены первые пробы воды из озера Восток в Антарктиде // РИА Новости, 10 января 2013
  25. ↑ Эксперимент по поиску жизни в озере под Антарктидой буксует // Известия
  26. ↑ ААНИИ официально заявил о находке в озере Восток нового типа бактерий (11.03.2012). Архивировано 15 марта 2013 года.
  27. Yu. M. Shtarkman et al. Subglacial Lake Vostok (Antarctica) Accretion Ice Contains a Diverse Set of Sequences from Aquatic, Marine and Sediment-Inhabiting Bacteria and Eukarya (англ.) // PLoS One. — 2013. — Vol. 8(7). — P. e67221. — DOI:10.1371/journal.pone.0067221.
  28. ↑ Claims of Lake Vostok fish get frosty response // nature.com — Nature News & Comment
  29. ↑ Прогресс: Глубиной сорок лет // Lenta.ru
  30. ↑ Российские исследователи пробурили скважину до подледникового озера Восток. ИТАР-ТАСС (25.01.2015).
  31. ↑ Российские ученые в Антарктиде нашли неизвестные ранее формы жизни / ИТАР-ТАСС
  32. Jia-Rui C. Cook, Dwayne C. Brown. NASA and JPL Contribute to European Jupiter Mission. NASA (February 21, 2013). Проверено 25 ноября 2015.
  33. ↑ Europa Mission. NASA. Проверено 25 ноября 2015.
  34. Владимир Котляков. В ста метрах от тайны // Вокруг света. — 2004. — № 2 (1 февраля).

Ссылки

  • Озеро Восток // «Вокруг света»
  • Озеро Восток и его обитатели // Элементы.ру
  • Отчёт конференции по озеру Восток, 1998
  • С. В. Попов, В. Н. Масолов, В. В. Лукин. Озеро Восток, Восточная Антарктида: мощность ледника, глубина озера, подлёдный и коренной рельеф
  • С. Сысоев. Восток — дело тонкое // «Популярная механика» № 3, 2011
  • Восток — дело толстое. В Антарктиде закончен очередной этап уникального бурения подледного озера // «Невское Время»
  • Интервью гляциолога 56-й РАЭ ст. Восток А. Екайкина Севе Новгородцеву (аудио), 13 января 2011
  • В. М. Котляков. В ста метрах от тайны (об антарктическом подлёдном озере Восток) // «Вокруг света», № 2 (2761). Февраль 2004
  • Константин Гурдин. Подлёдное время // «Аргументы Недели», 25 августа 2010
  • Зотиков И. А. Антарктический феномен — озеро Восток «Природа», № 2, 2000 г.
  • Subglacial Lake Literature // salegos-scar.montana.edu

wiki.sc

Восток (озеро) — Википедия

Восто́к[1] — крупнейшее подлёдное озеро в Антарктиде[2][3][4][5][6].

Озеро Восток расположено в районе антарктической станции «Восток» (77° южной широты, 105° восточной долготы) под ледяным щитом толщиной около 4000 м и имеет размеры приблизительно 250×50 км. Предполагаемая площадь 15,5 тыс. км². Глубина более 1200 м.

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:

  • Пресная вода, содержание кислорода в которой примерно в 50 раз выше, чем в обычной пресной воде[источник не указан 1181 день]. Кислород в воду озера доставляют постепенно опускающиеся в глубины верхние слои льда.
  • Температура воды весьма высокая — до 10 °C в глубине[источник не указан 1386 дней]. Тепло озеро получает, скорее всего, от подземных геотермальных источников. Температура на границе вода-лёд составляет −3 °C.[7]
  • Давление воды в озере, согласно расчётам, более 300 атмосфер (давление создаётся толщей льда), но микроорганизмы могли приспособиться к таким условиям.
  • Микроорганизмы, приспособленные к жизни в таких условиях могут обладать уникальными свойствами, поскольку были изолированы от земной биосферы в течение очень длительного срока, а значит и эволюционные процессы там протекали независимо.

Название озеро получило от советской (теперь российской, с международным экипажем) научной станции Восток, работающей в этом районе с 1957 года.

Открытие озера Восток — одно из крупнейших географических открытий второй половины XX века.

Всего на 2007 год в Антарктике обнаружено более 140 подледниковых озёр.

История открытия

Существование этого озера, как и других подлёдных озёр, опираясь на данные исследований и теоретические обоснования, было предсказано Андреем Капицей ещё в 1955—1957 годах, но считается, что само открытие произошло относительно недавно, в 1996 году, усилиями российских полярников.

Теоретические обоснования

Мысль о том, что при очень большой толщине ледника температура у его нижней границы может стать равной температуре плавления льда, известна с конца XIX века. Она следовала из представлений Петра Кропоткина, полагавшего, что в толще крупных, холодных сверху ледников, где не сказываются временные колебания температуры, последняя линейно повышается с глубиной, как это происходит в скважинах, пробурённых в других горных породах.

Исходя из этого положения, уже в 1950-х годах океанолог Николай Зубов ввёл понятие критической толщины ледника, при которой у его дна достигается температура плавления льда (при соответствующем давлении). Он был первым, кто высказал предположение о том, что необычайно большая толщина ледниковых щитов в удалённых от берегов местах, обнаруженная при первых сейсмических исследованиях ледников в Антарктиде, может послужить причиной существования воды в нижних частях, даже когда температура льда на поверхности очень низка.

В 1955 году английский гляциолог Гордон Робин опубликовал ставшую классической работу, в которой показал, что поле температуры формируется в толстых антарктических ледниках под сильным воздействием вертикального переноса холода опускающимися вниз частичками льда, и отнюдь не линейно. Поэтому использовать подход Зубова для оценки условий в глубинах таких ледников нельзя.

В 1961 году Игорем Зотиковым были проведены теплофизические расчёты, основанные на решении уравнения теплопроводности в леднике, рассматриваемом как движущаяся жидкость. Учтён был и конвективный перенос холода сверху вниз. На этой основе проанализированы данные о ледниковом покрове центральной части Восточной Антарктиды, полученные в первых четырёх советских антарктических экспедициях (САЭ), и показано, что по профилю от станции Мирный к станции Восток и далее к Южному географическому полюсу центральные области ледникового покрова Антарктиды находятся в условиях, когда отвод тепла от нижней поверхности ледника вверх из-за большой его толщины очень мал. В связи с этим часть геотермического потока должна постоянно затрачиваться на непрерывное таяние у границы лёд — твёрдое ложе. В тех же работах было приведено рассчитанное из указанных выше соображений поле температур по всей толщине льда под станцией Восток и показано, что температура льда у его нижней границы равна температуре плавления (−2 °C) при давлении у ложа более 300 атмосфер. Вывод: талая вода в виде сравнительно тонкой плёнки выдавливается в те места, где толщина ледника меньше, и намерзает там вновь, двигаясь к краям ледника уже в виде льда. В отдельных углублениях подлёдного ложа эта вода может скапливаться в виде озёр под самой толстой центральной частью Антарктического ледяного щита.

Таким образом, возникла гипотеза, что подо льдом Антарктиды, на площади, почти равной площади Европы, разливается море пресной воды. Она должна быть богата кислородом, который доставляют постепенно опускающиеся в глубины верхние слои льда и снега. И очень может быть, что в этом подледниковом озере есть жизнь. Была составлена расчётная карта областей непрерывного таяния у ложа в центральной части ледникового покрова Антарктиды. Из карты следовало, что станции Восток, Амундсен-Скотт, Бэрд находятся в областях, где идёт непрерывное донное таяние, и можно ожидать, что здесь существуют подледниковые озера.

Впервые реальные подтверждения гипотезы И. А. Зотикова были получены в результате бурения самой глубокой в 1960-е годы скважины (два с лишним километра) на американской станции Бэрд, которая относилась к области, где должно было происходить подледниковое таяние. Когда бур достиг дна ледника, в скважину хлынула пресная вода.

Признание факта постоянного донного таяния и подледниковой воды в центральной части Антарктиды в дальнейшем создало новые подходы к реконструкции четвертичных ледниковых покровов, поискам скоплений полезных ископаемых (в особенности нефти и газа), выдавливаемых к краям ледников водой, оно стало главным теоретическим фактором отклонения проекта захоронения радиоактивных отходов на дне ледникового покрова в Центральной Антарктиде.

Радиолокационное изображение, полученное со спутника RADARSAT (фото NASA)

Дистанционное зондирование в районе станции Восток

Сейсмическое зондирование ледникового щита под станцией Восток, проведённое под руководством Андрея Капицы в 1959 и 1964 годах, позволило определить его толщину. При этом оказалось, что помимо главного пика отражения от дна ледника в приёмном сигнале выявлялся ещё один. Тогда он был интерпретирован как отражение от нижней границы слоя осадочных пород под ледником. Позже возникло предположение, что это был сигнал отражения от границы льда с водой.

В период 1971—1978 годах Институтом полярных исследований имени Скотта было выполнено аэрорадиолокационное профилирование. Его данные чётко указывали на наличие подледникового водоёма неординарного размера. В сезон 33 РАЭ, 7 ноября 1987 года, в рамках аэрогеофизических работ ПМГРЭ мелкого масштаба в центральной Антарктиде, на самолёте Ил-18 был выполнен перелёт по маршруту станция Молодёжная — горы Принс-Чарльз — станция Восток — станция Молодёжная. На подлёте к станции Восток были зарегистрированы отражения, сходные с получаемыми над шельфовыми ледниками. В 1995 году (41 РАЭ) после совещания в Кембридже ПМГРЭ совместно с РАЭ начала планомерное изучение этого природного объекта посредством наземных геофизических методов. Начало положили сейсмические зондирования методом отражённых волн (МОВ), затем, с 1998 года в комплексе с ними начало выполняться наземное радиолокационное профилирование. Цель этих работ состояла в определении морфометрических характеристик озера Восток как географического объекта[8].

Видео по теме

Попытки достичь озера

Начальный этап

Схема бурения скважины озера Восток Международная группа исследователей

Бурение скважины, получившей название 5Г-1, и предпринятой с целью палеоклиматических исследований, началось в 1989 году исследователями совместной экспедиции советских, французских и американских учёных на базе станции Восток. Начиная с глубины 3539 м, достигнутой к 1996, химический и изотопный состав льда и его кристаллографическая структура существенно изменились — оказалось, что этот лёд представляет собой замороженную воду подлёдного озера. В исследованиях участвуют шесть научных групп, в состав которых входят сотрудники НИИ и университетов двух стран — России и Франции. В 2004 году Россия подписала с Францией Соглашение о создании Европейского научно-исследовательского объединения (ЕНИО), цель которого — «создание архива климатических и биологических данных, выполнение экзобиологических исследований антарктических подледниковых озёр на основе изучения ледяных кернов Восточной Антарктиды»[9].

Бурение к 1999 году было проведено до глубины 3623 м. Образцы льда с этой глубины имели возраст около 430 тыс. лет, поэтому предполагается, что озеро было закупорено льдом не менее 500 тыс. лет назад.

Приостановка бурения (1999—2006)

Бурение было приостановлено в 1999 году приблизительно в 120 м от предполагаемой поверхности озера, чтобы не допустить загрязнения воды, которое может навредить уникальной экосистеме озера. Опасения в этом отношении по поводу применяемых методов бурения высказывались неоднократно, в основном иностранными организациями и учёными[10][11][12], в том числе по политическим мотивам[13]. Указывается на использование керосина, фреона и этиленгликоля при бурении скважины и возможность их попадания в озеро. Российские специалисты возражают, что методика бурения безопасна, одобрена на 26-м Консультативном совещании договора по Антарктике в Мадриде в 2003 году[10] и уже прошла испытания в Гренландии[14].

В 2003 году в петербургском Горном институте была разработана новая технология, и в 2006 году работы по глубокому бурению были возобновлены.

Завершающий этап (2006—2013)

В рамках 52-й Российской антарктической экспедиции (2006—2007) в конце декабря 2006 было возобновлено бурение и получен первый ледяной керн с глубины 3650,43 метра.

Всего за сезонные работы в 2006—2007 гг. планировалось извлечь 75 метров ледового керна. Однако термобуровой снаряд из-за технической неисправности лебёдки и кабеля пришлось остановить на отметке 3665 метров — до поверхности озера осталось ещё около 85 метров (погрешность в расчётах плюс-минус 20 м). Забор проб воды из подледникового озера Восток планировалось провести в рамках Международного полярного года в сезоне 2008—2009 годов[9].

В антарктическом сезоне 2008 года опять произошла авария — оборвался буровой снаряд. В январе 2009 года российские буровики, выполнив все необходимые подготовительные работы по расширению диаметра ледяной скважины, приступили к операции по «захвату» бурового снаряда с целью его подъёма на поверхность.

По информации 54-й Российской антарктической экспедиции от 22 января 2009 года, на станции Восток продолжались гляцио-буровые работы. После расширения ствола скважины до 138 мм в забойную зону доставлено 300 л этиленгликоля, подготовлено устройство для извлечения аварийного снаряда. Однако после этих мер подвижки аварийного снаряда пока не наблюдается. В случае если движения снаряда не произойдет, начнется бурение в обход с глубины 3580 м — до поверхности озера при этом останется 170 метров[15].

22 марта 2010 года начальник Росгидромета Александр Фролов отметил, что проникнуть в воды озера планируется зимой 2010—2011 года, когда в южном полушарии будет лето[16].

По состоянию на 3 февраля 2011 года глубина скважины составила 3714,24 м[17].

Точная глубина ледника неизвестна, примерная глубина составляет от 3730 до 3770 метров. При текущей скорости бурения, составляющей 2,2 метра в сутки, необходимо было потратить ещё от 16 до 32 дней для проникновения в озеро. Однако вместе с окончанием летнего сезона в Антарктике в конце февраля работы были отложены до декабря 2011 года, 7 февраля 2011 года скважина была законсервирована до следующего года. Буровой снаряд был остановлен на отметке 3720 метров[18].

Планировалось, что в декабре 2011 года ученые снова пробурят свежий лед, полученный непосредственно из озерной воды, отдадут его для анализа геохимикам, кристаллографам и микробиологам и на этом работы вновь прекратятся. В декабре 2011 года на место прибыла новая экспедиция под руководством профессора Николая Васильева[19].

На 11 часов 12 января 2012 года глубина скважины достигла 3737,5 метра. Бурение велось круглосуточно — в этом сезоне российские полярники рассчитывали вскрыть ледник и проникнуть в подледниковое озеро Восток. До цели оставалось чуть более десятка метров.[20]

17-19 января бурение было остановлено с целью проведения геофизических измерений и вспомогательных работ. Специалисты выполнили видеосъёмку ствола скважины с помощью специальной глубоководной камеры с объективом типа «рыбий глаз» и ИК-подсветкой. Проводилось разбуривание нижнего участка ствола скважины и калибровка нижнего участка скважины в интервале 3680—3719 метров[21]. В конце января, к окончанию буровых работ, ожидалось прибытие на станцию «Восток» специального представителя президента РФ, члена Совета Федерации, известного полярника Артура Чилингарова[22].

5 февраля 2012 года, на глубине 3769,3 метров, учёные завершили бурение и достигли поверхности подлёдного озера[23].

Согласно новой технологии, предварительно создается эффект недокомпенсации давления столба заливочной жидкости в скважине, в результате чего за счет разницы давления вода из озера после проникновения поднимается наверх на величину недокомпенсации давления и благополучно замерзает в скважине. Потом, в следующем сезоне, она разбуривается, и эта свежезамороженная вода поступает для анализа в научные лаборатории.

10 января 2013 года получен первый керн из прозрачного озерного льда длиной 2 метра[24].

Дальнейшие исследования

Примёрзшую к буру воду озера доставили для анализа в Лабораторию генетики эукариот Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ). В сентябре 2012 Сергей Булат, заведующий группой криоастробиологии Лаборатории генетики эукариот, заявил: «Были найдены четыре вида бактерий, которые относятся к контаминантам (загрязняющим микроорганизмам). Такие же бактерии были найдены в буровой жидкости, а озёрная вода с бура была обмыта этой грязной буровой жидкостью, ещё два вида бактерий из образцов были найдены на человеке. То есть ничего интересного. Генеральное заключение такое: наверху (в снежном покрове) клеток нет, в озерном льду тоже нет клеточных популяций — там безжизненно. Вода может что-то содержать»[25].

В следующем антарктическом сезоне (декабрь 2012 — январь 2013 года) к середине мая 2013 года замёрзший ледяной керн был доставлен для анализа в Россию.

11 марта 2013 года Арктический и Антарктический НИИ Росгидромета (ААНИИ) после исследования образцов воды, полученных в мае 2012 года, выпустил заявление, в котором говорится об обнаружении неизвестного науке типа бактерий в подледниковом озере Восток в Антарктиде, которое в течение миллионов лет было изолировано от внешнего мира 4-километровым слоем льда и которое является единственным в своем роде земным аналогом подлёдных океанов спутников Юпитера (Европа, Ганимед, Каллисто) или Сатурна (Энцелад). В озере могут обитать микробы-хемолитоавтотрофы, извлекающие энергию из окислительно-восстановительных реакций, а не органических веществ. Если биологи подтвердят реальность своей находки (более чистые образцы воды будут доступны для исследований в мае 2013 года, а новые образцы воды из приповерхностных слоев озера Восток будут взяты не раньше декабря 2013 года), то научный мир впервые сможет приступить к изучению бактерий, способных существовать в самых экстремальных условиях, в том числе и в подледных океанах Европы и Энцелада[26].

В июле 2013 года были опубликованы результаты исследования проб льда из скважины методами метагеномики. Из проб удалось выделить 3507 уникальных последовательностей ДНК, для 1623 из которых была установлена таксономическая принадлежность (до рода или вида). Около 94 % последовательностей принадлежат бактериям, 6 % — эукариотам (большинство из них — грибам), и всего две — археям. Несколько последовательностей принадлежат многоклеточным животным (коловратки, моллюск, членистоногие). Поскольку некоторые из найденных бактерий являются паразитами рыб, исследователи предполагают, что в озере могут жить рыбы[27]. Критики (в их числе вышеупомянутый Сергей Булат) заявляют, что большая часть образцов, скорее всего, загрязнена или содержит остатки организмов, которые давно умерли и сохранились только благодаря толстому слою льда. Нахождение таких сложных животных, как рыбы, в экстремальных условиях озера они считают крайне маловероятным[28].

Следующий этап, проникновение в озеро с его исследованием приборами, планировали на 2013—2014 годы[29], однако повторное проникновение состоялось лишь 25 января 2015 года, в 13:12 мск. Вторая скважина получилась глубиной 3769,15 м, что на 15 сантиметров меньше первой. Расхождение объясняется некоторым отклонением от первоначального ствола. На этот раз озеро будет закупорено ледяной пробкой так, чтобы далее к нему имелся постоянный доступ. Планомерное исследование озера планируется начать в 2016 году[30].

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела.

Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

Рельеф в районе озера

Ледник в районе озера Восток имеет в десять раз меньший уклон, чем в соседних районах. Западнее плато находится резкий подъём (так называемый Ridge (Кряж) B-C), а восточнее — столь же резкий спуск. Такая структура характерна для шельфовых ледников. Это послужило ещё одним подтверждением гипотезы существования озера.

В 2008 году наземные геофизические работы, продолжавшиеся с 1995 г., были завершены. В ходе интерпретации всех имеющихся данных, в том числе материалов зарубежных исследований, была составлена наиболее подробная карта береговой линии озера, определены морфометрические характеристики его котловины и перекрывающего озеро ледника.

Толщина льда в разных частях озера составляет от 3800 м на севере до 4250 м на юге, перепад высот границы раздела составляет 450 м, тогда как на поверхности ледника перепад высот всего около 40 м. С более высокой северной стороны лёд тает, а с южной — намерзает. Абсолютные отметки раздела вода-лёд от −600 м в северной части до −150 м в южной.

Площадь подледникового озера Восток составляет 15790 км². В пределах его акватории выявлено 11 островов, общей площадью 365 км². Площадь наибольшего из них составляет 175 км². Попутно на окружающих оз. Восток территориях было выявлено 56 изолированных подледниковых водоёмов. Наибольший из них имеет площадь 129 км².[8]

Озеро разделено на две части подводным гребнем. Глубина северной части составляет около 400 м, южной — около 800 м; глубина над гребнем порядка 200 м.

Недавние исследования показали, что в результате действия приливных сил поверхность вода-лёд колеблется с амплитудой 1—2 см. Это явление вызывает перемешивание воды и может быть существенным для выживания микроорганизмов.

Олиготрофность экосистемы озера

Экосистема озера относится к субгляциальным (подлёдным) экосистемам, которые характеризуются крайне высокой степенью олиготрофности, то есть низкой концентрацией питательных веществ — такие экосистемы являются наиболее олиготрофными системами Земли. Причиной такого положения вещей являются следующие факторы:

  • В большинстве экосистем Земли началом пищевой цепи являются автотрофные фотосинтезирующие организмы, которые синтезируют органические соединения из углекислого газа, используя энергию Солнца. Особенностью озера Восток (в отличие от озёр сухих долин Антарктики) является невозможность использования экосистемой солнечной энергии из-за крайне толстого покрывающего озеро слоя льда.
  • Содержание органики в тающем льду крайне низко, то есть, в отличие от абиссальных экосистем (экосистем больших глубин океанов), в которых есть постоянный приток органики (детрита) из приповерхностной зоны фотосинтеза, гетеротрофы в субгляциальных системах не могут быть повсеместно распространены.

Таким образом, если жизнь в глубинах озера и есть, то образовать экосистему она может только при наличии притока энергии в химической форме (восстановленного неорганического субстрата), достаточных для нефотосинтезирующего синтеза органического вещества, то есть начальными звеньями пищевых цепей экосистемы должны быть хемосинтезирующие организмы. Возможным аналогом могут послужить экосистемы абиссальных выходов минерализованных гидротермальных флюидов (чёрных и белых курильщиков), привязанных к разломам земной коры.

Однако наличие или отсутствие источников таких субстратов весьма зависит от геологической природы Востока, которая в настоящий момент не ясна. Сейчас (2005) есть два предположения о его природе:

  • рифтовая впадина — флюиды могут поступать;
  • ледниковая эрозия — флюидов нет.

Бактериальные пробы

Особенность Востока — «замерзание сверху», то есть намерзание льда, образованного верхними слоями воды, на подошву покрывающего его ледника. Естественно, что эти намёрзшие слои стали объектом исследований для определения численности и состава микрофлоры озера.

Результаты анализа проб льда из таких намороженных слоёв весьма противоречивы: во многих отмечается концентрация бактериальных клеток в 10²—104 бактерий на см³, близкая к концентрации клеток в покрывающем намороженные слои льда, в некоторых отмечается более высокая концентрация.

Также неоднозначны и исследования ДНК-профилей. В некоторых пробах они аналогичны ДНК-профилям покрывающего льда, однако некоторые исследователи показали наличие ДНК-последовательностей, близких к ДНК термофильных и хемотрофных бактерий, что может указывать на наличие очагов геотермальной активности в озере.

Анализ первых проб воды озера осуществлялся около года, после чего, в марте 2013 года, было заявлено об обнаружении нового класса морозостойких бактерий[31].

Возможные аналоги экосистемы озера

Условия в подлёдном водоёме могут быть близки к условиям на Земле в период позднего протерозоя (750—543 млн лет назад), когда несколько раз происходили глобальные оледенения земной поверхности, продолжавшиеся до 10 млн лет (Земля-снежок).

Опыт исследования озера может быть полезен при исследовании спутников Юпитера Европы и Каллисто, а также спутника Сатурна Энцелада, на которых, по некоторым гипотезам, существуют аналогичные образования. Уже планируются миссии по исследованию внеземных подлёдных океанов, такие как JIME, EJSM, Лаплас — Европа П[32][33]. Это может стать одним из наиболее многообещающих проектов поиска внеземной жизни[34].

Озеро в культуре

В литературе

В фантастической повести Чарльза Стросса «Очень холодная война» часть действия происходит в озере Восток, где обнаружен межпланетный портал и необычные формы жизни.

В фантастическом романе Василия Головачёва «Атлантарктида» озеро Восток играет центральную роль, так как в нём обнаружено работоспособное сооружение древних антарктов-атлантов, способное глобально влиять на физическую реальность Земли, что вызывает конфликт интересов русских и американцев, каждый из которых пытается первым добраться до могущественного артефакта.

Примечания

  1. 1 2 3 Восто́к / Котляков В. М. // Великий князь — Восходящий узел орбиты. — М. : Большая российская энциклопедия, 2006. — С. 746. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 5). — ISBN 5-85270-334-6.
  2. ↑ Lake Vostok: Russian Scientists Claim Success in Antarctic
  3. ↑ Lake Vostok drilling in Antarctic 'running out of time' By Katia Moskvitch Science reporter, BBC News
  4. ↑ They Did It! Russians Expose Lake Vostok Secrets Feb 6, 2012 // by Christina Reed
  5. ↑ First Lake Vostok Samples 'Lifeless,' But American Scientist Says That’s Not Conclusive By Jason Koebler October 19, 2012
  6. ↑ Russian Scientists Breach Antarctica’s Lake Vostok—Confirmed
  7. ↑ ИНСТИТУТ ГЕОЭКОЛОГИИ. АРКТИЧЕСКИЙ И АНТАРКТИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
  8. 1 2 Попов С. В., Масолов В. Н., Лукин В. В., Попков А. М. «Результаты отечественных дистанционных исследований подледникового озера Восток в Восточной Антарктиде»// Разведка и охрана недр. — 2012 — № 8
  9. 1 2 Тайну происхождения реликтового озера Восток в Антарктиде откроют через два года | Журнал «Наука и жизнь»
  10. 1 2 Скандал над озером Восток: Россию пытаются не допустить к глубинному бурению в Антарктиде // Независимая газета, 11 августа 2004
  11. ↑ Антарктический договору не справиться с национальной гордостью (англ.) // Sydney Morning Herald, 8 февраля 2011 г.
  12. ↑ Коалиция антарктических и южных морей: озеро Восток
  13. Лукин В. В. «Подледниковое озеро Восток» Архивная копия от 5 декабря 2014 на Wayback Machine
  14. ↑ Тайны озера Восток // Российская газета. Союз. Беларусь-Россия № 522 (38) 13 октября 2011 г.
  15. ↑ Новости ААНИИ
  16. ↑ Антарктида «поведала» о температуре на Земле за минувшие 440 тыс. лет РИА-новости
  17. ↑ Пресс-релиз 03.02.2011 г. Трудные заключительные шаги перед входом в озеро
  18. ↑ Пресс-релиз 07.02.2011 г. Озеро Восток: скважину законсервировали до следующего года
  19. ↑ Пресс-релиз 20.12.2011 // «Российская газета» — Федеральный выпуск № 5662 (286)
  20. ↑ Озеро Восток: глубина скважины достигла 3737,5 метра // strf.ru — Наука и технологии России
  21. ↑ Озеро Восток: глубина скважины достигла 3738,5 метра // strf.ru — Наука и технологии России
  22. ↑ Бурение на озере Восток возобновится после уточнения диаметра скважины // ЭкоПортал
  23. ↑ Российские ученые проникли в подледниковое озеро Восток в Антарктиде // РИА Новости, 6 февраля 2012
  24. ↑ Получены первые пробы воды из озера Восток в Антарктиде // РИА Новости, 10 января 2013
  25. ↑ Эксперимент по поиску жизни в озере под Антарктидой буксует // Известия
  26. ↑ ААНИИ официально заявил о находке в озере Восток нового типа бактерий (11.03.2012). Архивировано 15 марта 2013 года.
  27. Yu. M. Shtarkman et al. Subglacial Lake Vostok (Antarctica) Accretion Ice Contains a Diverse Set of Sequences from Aquatic, Marine and Sediment-Inhabiting Bacteria and Eukarya (англ.) // PLoS One. — 2013. — Vol. 8(7). — P. e67221. — DOI:10.1371/journal.pone.0067221.
  28. ↑ Claims of Lake Vostok fish get frosty response // nature.com — Nature News & Comment
  29. ↑ Прогресс: Глубиной сорок лет // Lenta.ru
  30. ↑ Российские исследователи пробурили скважину до подледникового озера Восток. ИТАР-ТАСС (25.01.2015).
  31. ↑ Российские ученые в Антарктиде нашли неизвестные ранее формы жизни / ИТАР-ТАСС
  32. Jia-Rui C. Cook, Dwayne C. Brown. NASA and JPL Contribute to European Jupiter Mission. NASA (February 21, 2013). Проверено 25 ноября 2015.
  33. ↑ Europa Mission. NASA. Проверено 25 ноября 2015.
  34. Владимир Котляков. В ста метрах от тайны // Вокруг света. — 2004. — № 2 (1 февраля).

Ссылки

  • Озеро Восток // «Вокруг света»
  • Озеро Восток и его обитатели // Элементы.ру
  • Отчёт конференции по озеру Восток, 1998
  • С. В. Попов, В. Н. Масолов, В. В. Лукин. Озеро Восток, Восточная Антарктида: мощность ледника, глубина озера, подлёдный и коренной рельеф
  • С. Сысоев. Восток — дело тонкое // «Популярная механика» № 3, 2011
  • Восток — дело толстое. В Антарктиде закончен очередной этап уникального бурения подледного озера // «Невское Время»
  • Интервью гляциолога 56-й РАЭ ст. Восток А. Екайкина Севе Новгородцеву (аудио), 13 января 2011
  • В. М. Котляков. В ста метрах от тайны (об антарктическом подлёдном озере Восток) // «Вокруг света», № 2 (2761). Февраль 2004
  • Константин Гурдин. Подлёдное время // «Аргументы Недели», 25 августа 2010
  • Зотиков И. А. Антарктический феномен — озеро Восток «Природа», № 2, 2000 г.
  • Subglacial Lake Literature // salegos-scar.montana.edu

wiki2.red

Ученые обнаружили в озере Восток неизвестный класс организмов

 

Исследование образцов воды, полученных в мае 2012 года из антарктического озера Восток, показало, что в нем обитают бактерии, которые нельзя отнести ни к одному из известных подцарств бактерий, сообщил РИА Новости сотрудник лаборатории генетики эукариот Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ) Сергей Булат.

«Неделю назад был закончен фактически последний анализ (будет еще один, но его результаты вряд ли что изменят). После исключения всех известных нам контаминантов (посторонних организмов)… была обнаружена ДНК бактерии, которая не совпала ни с одним из известных видов в мировых базах данных. Мы называем эту жизнь неидентифицируемой и неклассифицируемой. Приписать ее к какому-то известному подцарств бактерий не удалось», — сказал Булат.

Он пояснил, что ученые исследовали образцы воды, замерзшей на буровой коронке после проникновения в озеро. После исключения всех известных контаминантов осталось три вида бактерий, из них два также были «забракованы» как посторонние. «А вот третья находка оказалась интересной. Было выявлено семь клонов, то есть семь независимых фрагментов ДНК. Когда мы попытались идентифицировать эту ДНК, она не совпала ни с одним из известных видов. Уровень сходства составил меньше 86%. Это фактически «ноль» при работе с ДНК. Уровень 90% уже говорит о том, что организм неизвестный», — сказал Булат.

Затем ученые попытались отыскать «родственников» новой бактерии путем построения филогенетических деревьев — цепочек генетического родства. «И построение филогенетических деревьев не позволило… приписать ее ни к одному из известных около 40 подцарств», — сказал ученый. «Если бы ее (ДНК этой бактерии — ред.) нашли на Марсе, несомненно, заявили бы, что это жизнь с Марса. Хотя это земная ДНК», — добавил он.

Булат напомнил, что в мае из Антарктиды прибудут пробы чистой замерзшей воды. «Если из этой чистой воды мы снова выделим те же группы организмов, можно будет уверенно говорить, что мы нашли на Земле новую жизнь, которой нет нигде в базах данных», — сказал он.

Давайте вспомним немного подробней про это озеро …

 

Еще в начале 60-х годов наличие подледных озер было предсказано И. Зотиковым, который провел теплофизические расчеты, основанные на решении уравнения теплопроводности в леднике и показал, что по профилю от станции Мирный к станции Восток и далее к Южному географическому полюсу центральные области ледникового покрова Антарктиды находятся в условиях, когда отвод тепла от нижней поверхности ледника вверх из-за большой его толщины очень мал [Зотиков И.А.,1961] . В связи с этим часть геотермического потока должна постоянно затрачиваться на непрерывное таяние у границы лед-твердое ложе. Проще говоря ледяная шапка играет роль термоса, а тепло земли потапливает лед. Зотиков показал, что температура льда у его нижней границы равна температуре плавления (-2оС) при давлении у ложа более 300 атм. и следовательно талая вода в виде сравнительно тонкой пленки выдавливается в те места, где толщина ледника меньше, и намерзает там вновь, двигаясь к краям ледника уже в виде льда. В отдельных углублениях подледного ложа эта вода может скапливаться в виде озер под самой толстой центральной частью Антарктического ледяного щита. Эта вода должна быть богата кислородом, который доставляют постепенно опускающиеся в глубины верхние слои льда и снега. И очень может быть, что в этом подледниковом озере есть жизнь.

Через два года уже была составлена расчетная карта областей непрерывного таяния у ложа в центральной части ледникового покрова Антарктиды. Из карты следовало, что станции Восток, Амундсен-Скотт, Берд находятся в областях, где идет непрерывное донное таяние, и можно ожидать, что здесь существуют подледниковые озера [Zotikov I.A, 1963] и теория блестяще подтвердилась практикой.

Еще в 1959 и 1964 годах сейсмические исследования, проведенные молодым географом А.П. Капицей в Центральной Антарктиде, принесли неожиданные результаты. В районе станции «Восток» сигнал выдавал два пика отражения вместо одного — у отметок 3 730 и 4 130 м. Из этого можно было сделать вывод, что до глубины 3 730 м простирается толща ледника, а на глубине 4 130 м начинаются коренные горные породы Антарктиды. Но что находится между этими двумя отметками?Тогда эти 400 метров неизвестности решили считать менее плотными осадочными породами, нижнюю и верхнюю границы которых и зафиксировало «эхо» сейсмических волн. Теперь мы знаем уже наверняка, что сейсмические волны «наткнулись» не на осадочные отложения, а на водную толщу, превышающую 400 м.

 

Гусеничный тягач ДТ-30 («Ишимбай») с радиолокационным балком «Витязь»

 

В 1970-х годах Британский полярный институт имени Р. Скотта выполнил большую программу авиаполетов с зондированием радиоволнами ледников Центральной Антарктиды. На лентах радиозондирования маршруты в некоторых местах пересекали участки, где отражения подо льдом принимали своеобразный характер. Можно было предположить, что именно в этих точках полетные линии пересекали крупные скопления подледниковых вод, которые тогда, в 1970-х годах, и получили название подледных озер. А озеро, над которым располагалась станция Восток получило имя по имени станции.

Последующие годы исследований и сейсмологических измерений показали, что озеро Восток имеет огромные размеры. Длина озера около 250 км, ширина около 50 км, глубина до 750 м., площадь почти 20 тыс кв.км.

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.

Первоначальной, основной целью глубинного бурения было получение непрерывного ледяного керна — цилиндрической колонки льда — своеобразного среза ледника, изучение которого позволило реконструировать все изменения климата нашей планеты за последние 420 тыс. лет, записанную в слоях нараставшего льда. Еще в 1959 году начальник станции «Восток» В.С. Игнатов при помощи термобура сумел достичь 40-метровой глубины. Годом позже термобур, сконструированный И.А. Зотиковым, смог пройти на 10 метров больше. Из-за несовершенства техники достичь более впечатляющих результатов тогда не удалось — бур попросту вмерзал в лед. Ситуация изменилась с приходом в 1967 году специалистов Ленинградского горного института, которые три десятка лет занимались бурением льда на станции «Восток», сумев углубиться в ледяную толщу на 3 623 м. .

 

 

Однако лед с глубин 3 551 и 3 607 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. Найденные бактерии, по-видимому, обитают в горячих источниках на дне озера, используя для своей жизнедеятельности только 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

Другими словами, обнаружены все типичные признаки биологических процессов и ныне, возможно, протекающих в полностью изолированной экосистеме. То есть это уникальная «капсула из далекого прошлого», открыв которую ученые могли решить множество сложнейших нерешенных проблем в истории нашей планеты.

Для избежания загрязнения реликтового озера в 1998 г. на заседании SCAR (Scientific Counsil for Antarctic Research) — международного научного комитета по антарктическим исследованиям было принято решение о приостановке бурения до выработки экологически безопасного способа проникновения в подледный водоем.

 

Станция Восток. На переднем плане буровая вышка скважины 5-Г

 

До озера оставалось 130 метров. Иностранные учёные были против той жидкости, которую наши учёные использовали при бурении. Они боялись загрязнения озера токсичными веществами. Тогда российские специалисты разработали другую технологию, исключающую любое загрязнение. Были учтены все замечания международных экспертов и работы возобновились. С 2004 по настоящее время шли сложные работы по бурению. Решалось множество возникающих проблем, включая обрыв троса-кабеля и потерю снаряда.

Результатов ждал весь научный мир. Например, по мнению учёных озеро Восток в Антарктиде является аналогом гигантского водоёма открытого на спутнике Юпитера. Если в экстремальных условиях подо льдом Антарктики возможна жизнь, то и на спутнике Юпитера Европе она тоже возможна.
Для справки:  Учёными Петербургского института ядерной физики ведут испытания двух специальных зондов для физического и биохимического исследования воды из озера Восток. Кроме этого ими были разработаны озонаторы и гамма-излучатели, с помощью которых будут стерилизоваться научные инструменты и приборы погружаемые в скважину.
5 февраля 2012 года российские ученые, пробурив 3768 метров, наконец достигли поверхности подледникового озера.

Толщина льда над озером достигает трех с половиной — четырех километров. Водоем находится в 500 километрах от побережья материка, омываемого Индийским океаном.Точные координаты озера: 76 градусов и 30 минут южной широты, 102-106 градусов восточной долготы.Протяженность береговой линии озера составляет порядка тысячи километров, площадь водного зеркала составляет 15,5 тысячи квадратных километров. Объем озера — около 6,3 кубических километра.

Глубина варьируется от 650 метров до 1,2 километра.Ученые официально подтвердили факт проникновения в реликтовые воды и поделились подробностями Арктический и антарктический научно-исследовательский институт в среду официально подтвердил успех российских ученых в многолетней экспедиции по проникновению в подледниковое озеро «Восток», передает «Интерфакс».Как сообщила в среду пресс-служба Арктического и Антарктического научно-исследовательского института со ссылкой на начальника Российской антарктической экспедиции Валерия Лукина, проникновение в реликтовые воды подледникового озера Восток через глубокую ледяную скважину произошло 5 февраля в 20:25 по Москве.

 

Геофизический отряд Полярной экспедиции на озере Восток

«Накануне, 4 февраля на отметке глубины скважины 3 766 метров произошел контакт бурового снаряда с водной линзой. Свидетельством этому стал нижний участок ледяного керна, извлеченного с этой глубины — поверхность нижних 70 см керна была отглазирована так, как будто перед самым подъемом он был погружен в воду», — говорится в сообщении.

Следующий спуск бурового снаряда показал, что процесс бурения льда не продолжается: насос снаряда, предназначенный для откачки буровой жидкости, стал закачивать воду. При очередном подъеме снаряда в буровой комплекс было поднято около 30-40 литров воды, которая замерзла в процессе подъема.

Пробы свежезамороженной воды были собраны в специальную стерильную лабораторную посуду. После этой операции бурение ледника было продолжено, и на отметке 3769,3 метра на следующий день произошел контакт бурового снаряда с реальным водным телом подледникового озера, говорится в сообщении.

 

Радиолокационное зондирование на озере Восток

В момент контакта с водной поверхностью датчики зафиксировали резкий скачок давления на забое и момента упора при вращении буровой коронки снаряда, который срочно подняли на поверхность.

«Как это и предполагалось по разработанной в 2000 году в Санкт-Петербургском государственном Горном университете и Арктическом и антарктическом научно-исследовательском институте технологии экологически чистого проникновения в подледниковое озеро Восток, подъем воды из озера в призабойной части скважины произошел на высоте около 30-40 м от нижней поверхности ледника», — подчеркивают в ААНИИ.

При этом буровая жидкость, плотность которой меньше плотности озерной воды, стала быстро подниматься по стволу скважины. «В результате около полутора кубометров этой жидкости вылилось через верхнюю поверхность скважины в специальные поддоны, установленные в буровом комплексе, и затем было откачано в бочки.

Таким образом, теоретически предсказанные 11 лет назад результаты были полностью доказаны на практике», — говорится в сообщении.

 

 

Фотографии предоставлены Антарктической партией ПМГРЭ.

Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия - http://infoglaz.ru/?p=13842

masterok.livejournal.com


Смотрите также

Описание: