У 2012 році російськими дослідниками під керівництвом академіка В.М.Котлякова була пробурена свердловина в унікальне підлідної озеро Схід, що знаходиться під півторакілометровій товщею льоду (присудження нагород колективу в зв'язку з проникненням в озеро Схід відбулося ще в серпні 2012 року, але нагорода з рук Президента РФ Путіна була отримана дослідниками лише 5 червня 2014 року в ході заходів в штаб-квартирі РГО, приурочених до дня еколога). Але чому буріння і аналізи кілометрової товщі льоду, наявність озер під льодом в далекій Антарктиді викликає настільки нестримний інтерес у ісследоватлей, заствляет працювати на базі Схід, де влітку мінус 30, а взимку - мінус 70? Заради чого вони долають нелюдські умови? Вражаючий відповідь криється в стародавній клімат Землі та інформації про життя на інших планетах ..
Схід - станція і озеро
Автор: Наталя Данилівна Коваленко
Сьогодні більше 50 наукових станцій знаходиться в Антарктиді, одні з них цілорічні, інші функціонують тільки в літній сезон, деякі законсервовані. Всі станції розташовані на узбережжі, крім двох, які перебувають в глибині материка. Одна з них, Амундсен-Скотт (США), знаходиться на Південному геграфических полюсі, Схід (радянсько-російська) розташована відразу на двох полюсах: Південному магнітному полюсі Землі і полюсі холоду.
У 1955 році, під час Міжнародного геофізичного року, представники Радянського союзу припускали організувати наукову станцію на Південному географічному полюсі, але опаздал подати заявку. Всього лише на кілька годин раніше це встигли зробити американці. Тоді ж радянські представники погодилися заснувати станцію на Південному магнітному полюсі. Вибір був досить випадковим, про місце розташування станції майже нічого не було відомо. Ні про геологічну будову, ні про кліматичні умови області, віддаленій від узбережжя, нічого не знали.
Одні були впевнені, що слід готуватися до температури 100 градусів С нижче нуля, інші з досвіду роботи за Північним полярним колом говорили про температурах не нижче 40-50 градусів.
Друга коплексного антарктична експедиція під керівництвом А. Ф. Трешнікова в 1956-57 роках здійснила похід (1415 км) від берегової станції Мирний до того місця, де зараз знаходиться Південний магнітний полюс (згодом його координати помітно змінюються), там і була заснована станція Схід.
На станції Схід ось уже 55 років ведуться безперервні наукові спостереження. Першим начальником станції став В.С.Сідоров, він багато років працював в Арктиці, а потім чотири рази зимував на Антарктиді. Це йому довелося виміряти найнижчу на Землі температуру, рівну 88,3 градуса нижче нуля. Незважаючи на те, що незабаром була зафіксована ще більш низька температура -89,2 градуса, В.С.Сідоров шанується як першовідкривач полюса холоду.
Для умов Землі теоретично розрахована можлива температура не може бути нижче 90 або 92 градусів, так що можна сказати, що був відзначений абсолютний мінімум температури для нашої планети.
Для станції Схід зимова звичайна температура від -60 до -75 & C, річна (грудень, січень, лютий) в межах від -30 до -50, на узбережжі зимова від -28 до -35, влітку 0-5 & С.
Антарктида отримує сонячного тепла навіть більше, ніж Північний полюс, а є найхолоднішим місцем на Землі. Причина полягає, по-перше, у відсутності теплих течій аналогічних потужному Гольфстріму. По-друге, середня висота континенту становить понад 2000 м, він є найвищим материком на Землі. Євразія, яка посідає друге місце, має всього лише 900 м.
Станція Схід розташована на висоті без малого 3500 метрів, тому дається взнаки разряженность повітря, дуже низький тиск - 445 мм ртутного стовпа.
Низькі температури, сухість повітря, недолік кисню створюють важкі умови для перебування в глибинних областях Антарктиди.
У гірських умовах Паміру, Гіндукушу, Тянь-Шаню стійке звикання людини до висоти настає приблизно до другого місяця. Середній альпініст в хорошій фізичній формі відчуває себе нормально в середніх широтах на висоті до 5 тисяч метрів.
Деякі фахівці вважають, що адаптація в центральних областях Антарктиди взагалі не настає, організм працює на знос.
Звичайно, багато що залежить від індивідуальних особливостей і загартованості організму людини.
Один з альпіністів світового класу, Р.Месснер, без кисневого приладу, поодинці здійснював сходження на Еверест. Він був першим, хто підкорив всі 14 восьмитисячники планети.
Карло Маурі, найсильніший альпініст, який учинив першосходження на другу після Евересту вершину (8620 м), на вулкані Еребус в Антарктиді відчув гострий напад гірської хвороби. Зазвичай гірська хвороба починається сильними головними болями, за якими слід нудота, блювота і, в разі невжиття заходів, набряк легенів і мозку.
Гарун Тазиев, відомий вчений-вулканолог, письменник, фотограф і кінооператор, двічі побував на Еребус писав: «Я не міг збагнути, чому людина, опинившись на висоті 4000 м на 78 ю. ш., (Еребус) до такої міри втрачає фізичні та інтелектуальні здібності? Холод, нехай навіть минаючий, не може бути єдиною причиною ».
Сухість повітря, недолік кисню через висоту, в поєднанні з низькою температурою і вітром створюють важкі умови для людини.
Кисневе голодування проявляється в короткочасному провалі пам'яті, перший час при акліматизації взагалі доводиться більше лежати. Якщо потрібно що-небудь перенести, скажімо вантаж, який здасться в звичайних умовах смішним, навіть на Мирному з ним впорається одна людина, наприклад, перекотити порожню бочку і поставити її «на попа», то за нього обурився вдоем-втрьох на Сході.
Якщо щось трапиться-небудь непередбачене, допомоги чекати нізвідки, можна розраховувати тільки на себе і свій невеликий колектив. У літні час до Мирного на тракторі можна дістатися за місяць, літаки можуть літати теж тільки два місяці на рік - це район найсуворіших кліматичних умов. В інший час - тільки зв'язок по рації. В таких умовах треба не просто «виживати», а ще бути працездатним, виконувати наукові спостереження з метеорології, іоносфері, полярних сяйв, аерології, актинометрії, вимірюванню магнітного і гравітаційних полів, проведення сейсмічних робіт, визначення радіоактивності повітря, насиченість його озоном.
І проводити буріння свердловин. Свердловини можна бурити тільки влітку, протягом двох місяців в році. Якось незвично називати «влітку» місяці, якщо температура тримається 30 градусів нижче нуля, а -20 це вже спека по-антарктичної міркою.
Свердловина 5-г
Під час бурових робіт свердловину доводиться постійно опікуватися, не можна залишити без уваги і на півгодини - замерзне, стовбур затягне льодом, прихопить снаряд, пиши пропало, починай нову свердловину, а це - втрачений час і великі гроші.
Про це розповів В.М.Котляков, академік, директор Інституту географії РАН, зимував в Антарктиді: «Відразу ж (при бурінні) виникли чисто технологічні проблеми, тому що лід - це дуже пластичне речовина. Адже він здається крихким тільки в окремих невеликих карстах, а в величезній масі є в'язко-пластичне тіло. І так само як тісто, покладене на стіл, починає розтікатися, так і величезний антарктичний льодовиковий покрив розтікається від свого центру до країв. І якщо почати протикати лід свердловиною, то отвір в льоду моментально затягнеться кригою; тому бурити лід не просто. Щоб не затискало бурової снаряд в свердловині, вона заливається рідиною, щільність якої повинна бути дорівнює щільності льоду при даній температурі. »
При бурінні ствол свердловини заливають сумішшю гасу і фреону, що має щільність близьку до щільності льоду, суміш гидрофобная, вона не змішується з водою.
Через технічні складнощі буріння льоду біля станції Схід довелося починати, припиняти і заново починати бурити в іншому місці чотири свердловини. Проходку доводилося зупиняти на різних глибинах через аварії. Але з кожної свердловини регулярно через певні інтервали витягувався керн - приблизно 2-х метровий стовпчик льоду діаметром в 10 см, дослідження якого і є одним із завдань буріння.
Останню свердловину, іменовану 5Г - п'ята глибока, почали бурити в грудні 1990 року неподалік від станції Схід. За минулі 23 роки буріння кілька разів зупинялося і не тільки через аварії. Міжнародний науковий комітет з антарктичних досліджень рекомендував зупинити буріння, коли підтвердилося наявність величезного озера якраз в районі буріння свердловини. Підставою для припинення робіт послужила небезпека потрапляння токсичних речовин у воду озера. Потім почалися всякі інтриги про передачу буріння американським фахівцям, продовжити буріння по їх технологіям, були і інші дійсні і надумані претензії.
Відкриття існування води під льодовиками має, як будь-яке відкриття, свою історію. Перше припущення було висловлено П.А.Кропоткин. Ну да, тим самим князем Кропоткиним, який відомий в першу чергу як революціонер, теоретик і організатор міжнародного анархічного руху. Менш відомі його наукові праці з географії, геоморфології Східного Сибіру, за які Російське географічне товариство нагородило його золотою медаллю, а потім обрало секретарем Відділу фізичної географії. Вивчаючи льодовики Сибіру, Кропоткін дійшов висновку про існування підльодовикових озер, в тому числі і в Антарктиді. Іменем Кропоткіна названа гора (3176 м) в Східній частині Антарктиди, льодовики на трьох арктичних архіпелагах.
Ідея існування води під льодовиками і навіть багато років по тому не була беззастережно прийнята всіма гляціології, занадто несподіваним було припущення, що температура під товщею холодного льоду може підвищуватися до температури його танення.
В районі станції Схід в 1959 і 1964 роках були проведені сейсморозвідувальні роботи для визначення товщини льоду. Сейсморозвідка - розділ геофізики, заснований на створенні і вивченні поширення пружних коливань. За допомогою приладів на поверхні землі отримують відображені і заломлені пружні хвилі від пластів порід, що залягають на різних глибинах.
В результаті робіт під керівництвом А.П.Капіци були отримані сейсмограмою, на яких видно було чіткі два відбитих імпульсу, але їх помилково проінтерпретувати як отримані від льодовикового ложа і від нижньої межі шару порід, підстилаючого товщу льоду. Пізніше розібралися, що одне відображення було від кордону льоду з поверхностю води, а другий від дна озера. Тоді ніхто не знав про існування величезного підльодовикового озера.
До складу експедиції в Антарктиду, організованої в 1956-1957 роках, входив І.А.Зотіков, «чистий фізик», який не має досвіду роботи в полярних умовах. Зате теоретично він побував в космосі, захистивши кандидатську дисертацію, тема якої присвячена проблемі згоряння ракет при вході в щільні шари земної атмосфери. Як теплофізик він побачив аналогію явищ в далекому космосі і ближчому, але також маловивченому, важкодоступному земній континенті: «Так, для мене центральна частина Антарктиди була повною аналогією з тим, чим я займався в космічній техніці, тому що в так званому безрозмірному вигляді рівняння , які визначають подібні процеси, в обох випадках виявилися абсолютно однаковими. »
Він повірив у парадоксальне припущення, яке було вже висловлено до нього: можливість існування незамерзающих озер в місцях, де протягом мільйонів років температура не піднімалася вище нуля. І.А.Зотіков розрахував, що під товщею льоду в два-три кілометри має відбуватися танення нижньої кромки льоду. Невеликий потік тепла, що йде від ядра планети, затримується теплоізолюючих товщею льоду і не пропускає тепло.
Якщо геологічні умови такі, що під льодовиком знаходиться водонепроникний шар, то відбувається накопичення води і утворюються підльодовикового озера. Танення відбувається дуже повільно, всього 2-3 мм в рік, але ж і час вимірюється мільйонами років. Ось такий йде безперервний процес: зверху відкладення снігу, знизу подтаіваніе льоду.
У 1968 році І.А.Зотіков на основі своїх розрахунків і висновків по цій темі захищав докторську дисертацію в Арктичному інституті в Ленінграді. На його роботу було отримано детальний огляд опонента на трьох десятках сторінок відомого гляціолога. Він не був згоден з висновками І.А.Зотікова, відгук був негативний: під льодовиками води не може бути. Були й інші негативні відгуки. Невідомо чим скінчилася б захист, якби не рідкісний випадок дуже вдалого збігу «місця і часу». З Антарктиди прийшла телеграма з американської станції Берд. Там бурили свердловину на льодовику і на глибині більше двох тисяч метрів увійшли в воду.
І.А.Зотікову доводилося працювати на цій станції, він був знайомий з буровиками і, залишаючи станцію, попередив: «Будьте обережні, можете увійти в воду». Ось вони і прислали телеграму, коли це сталося. Одна фраза перекреслила багатосторінковий розгромний відгук, захист дисертації пройшла успішно. Але навіть факт виявлення води під льодом не переконав опонентів на сто відсотків, дисертація була затверджена тільки через два роки.
Подія, яка принесла удачу в захисті дисертації, для американських вчених обернулося катастрофою. Вода, розкритого озера, під високим тиском кинулася в свердловину, гідравлічним ударом зруйнувала бурової снаряд, швидко замерзла і при цьому попутно і грунтовно заморозила в кабінетах керівників програму буріння на багато років.
Сам І. А.Зотіков не вважає себе першовідкривачем: «Озеро, яке зараз називається" Схід ", звичайно, я не відкрив. Відкрила його, якщо так можна висловитися, спільна робота радянських і англійських дослідників ».
Англійці успішно для визначення товщини крижаного покриву застосовували аерогеофізіческой метод радіолокації, метод давав хороші чіткі результати.
Тайнопис льоду.
Ну, а взагалі-то, чому буріння, аналізи льоду, наявність озер в далекій Антарктиді викликає такий підвищений інтерес у фахівців самого різного профілю? Які таємниці може містити лід? Відповідь вражаючий за діапазоном: від відомостей про стародавній клімат Землі до припущень про життя на інших планетах.
озеро Схід , РГО
SKOLKOVO
ЛІЦЕЮ "ФТШ" ПРИСВОЄНО ІМ'Я Жорес АЛФЬОРОВА!
Останній дзвоник пролунав 25 травня для учнів трьох 11-х класів Ліцею «Фізико-технічна школа», де закінчують навчання близько шістдесяти школярів. Цей день, як завжди в кінці травня, був урочистим і радісним, сповненим надій і хвилювань, пов'язаних з близьким початком дорослого життя.
Рік Японії в Росії / Інноваційне співробітництво / Семінар в Сколково
У технопарку «Сколково» пройшов семінар «Росія - Японія: комерціалізація технологічних інновацій - перспективи співпраці», організований Фондом «Сколково» і ROTOBO, Японською асоціацією з торгівлі з Росією і новими незалежними державами. Представники «Сколково» і РВК обговорили зі співробітниками японських стартапів, інкубаторів та інститутів розвитку особливості підходу до інноваційного бізнесу і перспективи виходу російських стартапів на ринок Країни висхідного сонця. 
RSS 
Архів "SKOLKOVO UNIT"
Еребус) до такої міри втрачає фізичні та інтелектуальні здібності?
Ну, а взагалі-то, чому буріння, аналізи льоду, наявність озер в далекій Антарктиді викликає такий підвищений інтерес у фахівців самого різного профілю?
Які таємниці може містити лід?
