Lake Vostok, som ligger i umiddelbar nærhet av den sørlige geomagnetiske polen av jorden, er kanskje et av de siste alvorlige mysteriene i vår verden. Vannet i sjøen, tatt i isfangenskap i 20 til 14 millioner år! tilbake, lagret et informativt "øyeblikksbilde" av den forhistoriske tilstanden til planeten Jorden. Og dette betyr at folk har muligheten til å se på en så fjern fortid, som de ikke turte å drømme om. For eksempel av tilstanden i vannet vil det være mulig å bedømme sammensetningen av den gamle atmosfæren, vulkanske prosesser som rystet planeten i begynnelsen av kvartærperioden. Og til og med om de eldste livsformene.
Til dags dato har 45 stater sine stasjoner i Antarktis og utfører aktivt vitenskapelig arbeid. Og russerne har håndflaten i oppdagelsen av den subglacial "relikvien", nemlig flaggnavigatoren for luftfartsløsningen av den fjerde sovjetiske Antarktisekspedisjonen R. V. Robinson. Han, som andre piloter som senere fløy fra Mirny stasjon til regionen Vostok stasjon, så veldig store områder på overflaten, som skarpt skilte seg fra resten og ble konvensjonelt kalt "innsjøer".
De møttes alltid på de samme stedene, så de ble til og med brukt til navigering. Men så tok ingen det på alvor. Den samme skjebnen ventet på hypotesen til den berømte glaciologen I. A. Zotnikov (nå korresponderende medlem av det russiske vitenskapsakademiet, doktor i geografiske vitenskaper), som antydet muligheten for å smelte tykkelsen på Antarktisbreen under bevegelsen.
Det ser ut til, hva slags innsjø kan vi snakke om når gjennomsnittstemperaturen i Antarktis når -57 ° C. Vann fryser ved denne temperaturen uten tvil. Faktum er imidlertid at innsjøen ikke ligger på overflaten, men under et 4 kilometer islag. For å si sannheten, selv når disse flate slettene ble oppdaget av pilotene, kalte de dem innsjøer for en overflate som ligner en innsjø fra en høyde. Det hendte slik at det var over en slik innsjø, uten å vite det, at deltakerne i den sovjetiske polarekspedisjonen i 1957 opprettet Vostok-stasjonen (innsjøen fikk samme navn i 1993).
Til og med A. Kapitsa, den gang en nybegynter-geograf, og senere en akademiker, som hadde mottatt et ikke-standard reflektert signal under seismisk lyding i 1959 og 1964, turde ikke å gi et så dristig gjetning. Signalet ga to refleksjonstopper i stedet for en - ved 3730 og 4130 m. Fra dette viste det seg at brelagene strøk til en dybde på 3730 m, og berggrunnen i Antarktis begynte på en dybde på 4130 moh. Forskere forklarte deretter den mystiske formen for signalet av sedimentære bergarter som lå under isen.
Nå har de funnet ut med sikkerhet at seismiske bølger "snublet" ikke på sedimentære avsetninger, men på en 400 meter vannsøyle. Og på 1970-tallet gjennomførte det skotske, britiske polarinstituttet, et stort program med flyvninger med radiobølger som brøt isbreene i Sentral-Antarktis. På radiolydende bånd krysset rutene noen steder områdene der refleksjoner under isen hadde en ganske særegen karakter. Det var mulig å anta at det var på disse punktene at flylinjene krysset store ansamlinger av subglacial farvann, som da på 1970-tallet ble kalt subglacial innsjøer. Og innsjøen, som Vostok-stasjonen lå over, ble oppkalt etter henne. Men alt dette var fortsatt bare en vitenskapelig hypotese.
Og først på begynnelsen av 1990-tallet, da forskere innhentet data om laser altimetri hentet fra ERS-1-romsatellitten, ble det åpenbart: i Vostok stasjonsregion er det en stor flat slette opp til 280 km lang og opptil 70 km bred. Disse dataene tvang A. Kapitsa til å heve resultatene av hans mangeårige seismiske lyd. Etter å ha samlet all tilgjengelig vitenskapelig forskning, laget akademikeren en rapport som ble en sensasjon i den virkelige verden. Så i 1994 lærte verden at inne i den livløse kulde-polen er det en eldgammel bevart innsjø. Oppdagelsen av en gigantisk subglacial innsjø i Antarktis nær den russiske Vostok-stasjonen er med rette rangert blant de største geografiske funnene på 1900-tallet.
Størrelsen på innsjøen var imponerende: den er mer enn 280 km lang og 50 km bred. Dermed er området med vannoverflaten mer enn 10.000 km? og er bare sammenlignbare med slike innsjøer som Onega (Europa), Tsjad og Rudolph (Afrika), Nicaragua (Mellom-Amerika) og Titicaca (Sør-Amerika). Den gjennomsnittlige dybden i innsjøen er 750 meter. Etter dette "sovjetiske" spesialister fra den polare marine geologiske undersøkelsesekspedisjonen innsjøen grundig ved hjelp av metoden for bakkelyd.
Salgsfremmende video:
Gjennom årene har tusenvis av kontinuerlige seismiske seksjoner blitt utført i forskjellige retninger av innsjøen. Resultatene var fantastiske: for første gang "så" mannen hva som var skjult for ham under et 4 kilometer tykt islag. For eksempel fant de ut at på den vestlige delen av Vostok-sjøen er det mange bukter, bukter, halvøyer. Det er grunt, i motsetning til den østlige, som har en bratt kystkant på dypt vann.
Bunnen av dette ferskvannsbassenget buet med halvmåne har en kraftig robust lettelse, dybden noen steder når 1200 m. Termisk skanning av overflaten viste at vanntemperaturen i innsjøen er ganske høy - omtrent fra + 10 ° til + 18 ° C. Og nylige studier fra japanske og amerikanske forskere viser at innsjøen er delt av et skjær i to uavhengige områder, som hver kan ha sitt eget unike mikrobiologiske miljø.
Nå er 77 innsjøer blitt oppdaget under isskjellet til Antarktis. Men den største av dem er Vostok-sjøen. Og dets unike ligger i det faktum at sjøfarvannet ble fullstendig avskåret fra direkte kontakter med atmosfæren, med solen, vindene og livet på overflaten i flere millioner år av isens tykkelse. Dette betyr at den biologiske og kjemiske sammensetningen av vann gjennom denne tiden forble uendret. Mange av forskerne mener at unike livsformer kan bebo det eldgamle vannet. Innsjøen Vostok skiller seg ut i tyngdekraften: Forskerne var overbevist om at tyngdekraften er svakere i forhold til dypt vannmasser, fordi tettheten av vann er halvparten av tettheten til en stein.
Flyvende rundt sjøen med fly, har forskere samlet et kart over dens bunn. Arbeidet deres viste at innsjøen inneholder rundt 5,4 tusen kubikk kilometer vann - omtrent 5% av verdens totale ferskvannsforsyning. Det ble også antydet at Vostok-sjøen befinner seg i en riftfeil i jordskorpen. Da er det sannsynlig at prosesser nær vulkaniske skjer på bunnen av dette, med utbruddet av saltstrømmer. Derfor, i bunnlagene, kan vannet være salt. Og ovenfra, på grunn av isbreenes smelting, er vannet mest sannsynlig friskt.
De innhentede dataene gjorde det også mulig for forskere å bestemme høyden (nivået) på den frie overflaten på vannet. Det viste seg at det er 3100 moh, det vil si at vannet i Vostok-sjøen ikke har direkte kontakt med havet som omgir Antarktis på alle sider. I tillegg er det over vannoverflaten et kuppelhvelv på hundrevis av meter høyt, fylt med eldgammel luft.
Hvorfor smelter isbreer ved så lav temperatur? Det vitenskapelige svaret for den utrente personen kan forklare lite. Men kort fortalt ser det slik ut. Etter den russiske glaciologen I. Zotnikov gjennomførte forskere fra University of Bristol i 2000 en tredoblet radarundersøkelse av innsjøen.
Det viste seg at nær den vestlige og nordlige utkanten, til tross for de lave temperaturene, smelter nesten 10 centimeter islag hvert år (smeltetemperaturen er lavere enn vanlig på grunn av det høye trykket til isisen som ligger på toppen!). Det er enda enklere - iskappen fungerer som en termos, og jordens varme smelter isen. Deretter fryser smeltevannet igjen ved bunnen av isdekket, og øker det nedenfra, men allerede ved motsatte bredder. Dermed sirkulerer vannene i Vostok-sjøen sakte, og hele syklusen for fornyelse av dem, ifølge forskernes estimater, tar 15-30 000 år.
På begynnelsen av 70-tallet av forrige århundre, da det bare var gjetninger om innsjøen, begynte et prosjekt for dypisboring på Vostok stasjon. Opprinnelig var hovedmålet med dyp boring å oppnå en kontinuerlig iskjerne - en sylindrisk iskolonne - en slags isbre, der studien gjorde det mulig å rekonstruere alle klimaendringer på planeten vår de siste 420 000 årene, registrert i lag med akkumulert is.
Tilbake i 1959 var sjefen for Vostok-stasjonen, VS Ignatov, i stand til å nå en dybde på 40 meter ved hjelp av en termisk drill. Et år senere gikk den termiske boren, designet av I. A. Zotikov, 10 meter mer. På grunn av ufullkommen teknologi var det ikke mulig å oppnå mer imponerende resultater da - boren frøs rett og slett ned i isen. Situasjonen endret seg med ankomsten av spesialister fra Leningrad Mining Institute i 1967, som hadde boret is i tre tiår på Vostok-stasjonen, etter å ha klart å gå dypt ned i islagene til 3623 moh.
Forskere har innhentet nøyaktige data om klimaendringer de siste 420 000 årene. Dermed fikk vi informasjon om fire komplette klimasykluser på jorden. Men det var denne brønnen som ble gjenstand for diskusjon. Da russiske forskere begynte å utdype brønnen, fant de ut at is av ikke-atmosfærisk opprinnelse, ifølge isotopanalyse, var under en dybde på 3543 moh. Som Valery Lukin sa, dannes atmosfærisk is som et resultat av at snø faller, som under sin egen vekt blir til fyr og senere til is. Men isen fra brønnen ble tydelig dannet som et resultat av frysing av vann.
Basert på dette foreslo nevnte Igor Zotikov en ny teori. Basert på hypotesen om eksistensen av superkontinentet Gondwana (den inkluderte Afrika, Sør-Amerika, Asia, Australia og muligens Antarktis, som senere splittet seg, begynte å drive rundt i kloden og deretter inntok den nåværende posisjonen), foreslo han at Lake Vostok dukket opp like før ishavet av Antarktis, som begynte etter at kontinentet gled til den kalde polen. Vannet i den nydannede innsjøen var dekket med is sammen med hele kontinentet. Ifølge russiske forskere er tykkelsen på innsjøen over vannet 210 m. Akademikeren Zotikov antydet at dette er selve likevektsverdien som en kald bølge ikke kan trenge gjennom i 50 millioner år.
1994 - Russiske glaciologer boret tre fjerdedeler av veien til sjøen, og studerte den 400 tusen år lange klimahistorien til Jorden, registrert i lag med voksende is. Prøver tatt veldig nær "kuppelen" viser tilstedeværelsen av mikrober (inkludert de som tidligere var ukjent for vitenskapen), næringsstoffer og forskjellige gasser, inkludert metan. Med andre ord, alle typiske tegn på biologiske prosesser er kanskje funnet nå, som forekommer i et fullstendig isolert økosystem. Det vil si at det er en unik "kapsel fra den eldgamle verden", der forskere vil kunne løse mange av de mest komplekse uløste problemene i jordens historie.
Russerekorden for superdeep-boring er ennå ikke brutt: Russerne klarte å nå det uoverkommelige merket på 3623 m (spesialister fra andre land har ennå ikke overvunnet barrieren på 2500). Ikke desto mindre ble prøvene av is som ble trukket ut i 1998 fra denne dybden delt likt av forskere fra Russland, Amerika og Frankrike. Etter å ha nådd dette punktet, ble studiene etablert. Russisk utstyr kunne ha avansert videre, men boringen ble stoppet på grunn av faren for ikke-steril prøvetaking, noe som kan skade det unike reliktsystemet i innsjøen. I en naturlig nisje isolert i hundretusenvis av år har den biologiske balansen utviklet seg.
Hva kan skje når den atmosfæriske lufta mettet med moderne mikroflora suser inn med boerne? Ville en uventet utvidelse føre til uopprettelige konsekvenser? Og noen av landene oppfordrer til og med til ikke å invadere det ukjente. Hva om derfra, ut av det eldgamle mørket, dukker opp en "pest i XXI-tallet"?
Av en rekke fysiske grunner er det en antakelse at Vostok-sjøen er overmettet med gasser (spesielt oksygen), og mikroorganismer som har tilpasset seg disse forholdene kan ha unike egenskaper. En uforsiktig kollisjon av to verdener kan føre til en konflikt, og det er ikke kjent hvem som kan komme ut av det som en vinner: mikroberne i Vostok-sjøen kan lide av invasjonen av mikroorganismer fra jordens biosfære, men vi, teoretisk sett, kan også være offeret.
I 1998 ble det derfor besluttet å stoppe boringen i 1998 på et møte i SCAR - Den internasjonale vitenskapelige komité for antarktisk forskning. "Innsjøen er veldig verdifull å eksperimentere med," advarer Keenan Ellis-Evans, en mikrobiolog med base i Cambridge, Storbritannia.
Men selv om det er helt uløst, har Lake Vostok allerede gitt vitenskapen mye uvurderlig informasjon. For eksempel slo hans foreslåtte modell astronomer med en likhet med Mars naturlige forhold. Det er kjent at nordpolen til den røde planeten også er dekket av en gigantisk bre. Og for millioner av år siden opplevde Mars, som jorden, skarpe endringer i skråningen av rotasjonsaksen. Med andre ord, områdene som nå er kulde-polene, på begge planetene, hadde et mye varmere klima i fortiden.
Da blir hypotesen om at vår romnabo også har polare innsjøer som ligner på Vostok-sjøen ganske plausibel. Og hvis det finnes liv under isbreene i Antarktis, hvorfor ikke bli funnet på Mars? Til og med det amerikanske romfartsorganisasjonen er alvorlig interessert i problemet med jordens innsjø, og sammenligner det med havet i Europa, månen til Jupiter.
Det viser seg at den subglacial innsjøen på jorden er en ideell prøveplass for å teste teknologien for å trenge gjennom isen i Europa, der havet i det minste er dekket med et 20 kilometer islag, og Vostok-sjøen er “bare” 4 kilometer lang. Men problemene forblir de samme. Hvordan ikke å bringe "skitt" (terrestriske bakterier) til den jupiteriske månen, hvordan bryte gjennom isen, hvordan sikre overføringen av et signal fra undervannsfarkosten til overflaten?
Den antarktiske kjernen gjorde det mulig å bedømme de globale klimaendringene som har skjedd på planeten de siste hundretusenvis av år. I henhold til forholdet mellom oksygenisotoper i luftbobler, har forskere bestemt endringen i innholdet av karbondioksid i atmosfæren de siste halv million årene. Det er allerede pålitelig kjent at det har endret seg - og veldig mye. Og viktigst av alt - uten menneskelig deltakelse! Men det er nettopp "drivhuseffekten" forårsaket av utviklingen av den menneskelige sivilisasjonen som talsmenn for global oppvarming forklarer økningen i gjennomsnittlige atmosfæriske temperaturer. Studier har vist at vulkansk aktivitet eller, for eksempel, gigantiske skogbranner, avgav mye mer karbonmonoksid i atmosfæren.
Dessuten. I følge akademiker A. Kapitsa steg temperaturen i atmosfæren først, og deretter økte innholdet av karbondioksid i den, og ikke omvendt! Med andre ord gjør de allerede fantastiske oppdagelser! Spor av DNA ble funnet i en kjerne av Antarktis-is hentet fra en dybde på 3543 moh. "Forskerne innså umiddelbart at de hadde å gjøre med en unik naturlig 'relikvie," sa V. Lukin, leder for den russiske ekspedisjonen til Institutt for Arktis og Antarktis. Det funnet DNA som ikke sammenfaller med terrestriske organismer er en bekreftelse på dette. Spesialister i molekylærbiologi er også overbevist om at denne typen DNA ikke er i verdensvitenskapens kataloger."
Forskning er i full gang og bringer nye funn. I en kjerne av innsjø fra en brønn oppdaget molekylærbiologer fra St. Petersburg Institute of Nuclear Physics tre typer termofile døde bakterier, ukjent for vitenskapen. Deres moderne kolleger utvikler seg i hydrotermiske kilder i aktive regioner av hav og kontinenter ved temperaturer + 40–60 ° C. Det følger av dette at en gang vannet i Vostok-sjøen var varmere enn alle moderne sørhav.
Den russiske mikrobiologen S. Abyzov, som et resultat av kjernestudier fra det dypeste borehullet i Antarktis, beviste at mikroorganismer eksisterer i en tilstand av suspendert animasjon i is opp til de dypeste horisonter. Så langt antas det at liv som kan finnes i vann i innsjøen eller dets bunnsedimenter også er begrenset av mikroorganismer. På samme tid kunne ingen av de som er kjent i dag eksistere lenge nok i dette vannet.
I følge V. Lukin kan denne hendelsen, når det gjelder den vitenskapelige betydningen, bare sammenlignes med landing av en mann på månen. Rundt 130 meter er igjen til overflaten av innsjøen. "Vi regner med å dekke denne distansen i tre vinterkvelder," sa V. Lukin.
Vannlaget i innsjøen skiller bare 130 meter is fra bunnen av brønnen. Hva venter på menneskeheten bak denne lille broen?
V. Syadro, T. Iovleva
