Vostok-søen, der ligger i umiddelbar nærhed af den sydlige geomagnetiske pol af jorden, er måske et af de sidste alvorlige mysterier i vores verden. Vandet i søen, taget i isfangenskap i 20 til 14 millioner år! tilbage, gemt et informativt "snapshot" af den forhistoriske tilstand på planeten Jorden. Og det betyder, at folk har mulighed for at se på en så fjern fortid, som de ikke turde drømme om. For eksempel vil det ved vandets tilstand være muligt at bedømme sammensætningen af den gamle atmosfære, vulkanske processer, der rystede planeten i begyndelsen af kvartærperioden. Og endda om de mest gamle livsformer.
Indtil videre har 45 stater deres stationer i Antarktis og udfører aktivt videnskabeligt arbejde. Og russerne har håndfladen i opdagelsen af den subglaciale "relik", nemlig flagnavigatoren for luftfartsudskillelsen af den 4. sovjetiske antarktiske ekspedition R. V. Robinson. Han, ligesom andre piloter, der senere fløj fra Mirny station til regionen Vostok station, så meget store områder af overfladen, som skarpt adskiller sig fra resten og traditionelt blev kaldt "søer".
De mødtes altid på de samme steder, så de blev endda brugt til navigation. Men så tog ingen det alvorligt. Den samme skæbne ventede på hypotesen fra den berømte glaciolog I. A. Zotnikov (nu korresponderende medlem af det russiske videnskabelige akademi, doktor i geografiske videnskaber), der foreslog muligheden for at smelte tykkelsen af den antarktiske gletsjer under dens bevægelse.
Det ser ud til, hvilken slags sø kan vi tale om, når gennemsnitstemperaturen i Antarktis når -57 ° C. Vand fryser ved denne temperatur uden tvivl. Kendsgerningen er imidlertid, at søen ikke er placeret på overfladen, men under et 4 kilometer islag. For at fortælle sandheden, selv når disse flade sletter blev opdaget af piloterne, kaldte de dem søer for en overflade, der ligner en sø fra en højde. Det skete så, at det var over en sådan sø uden at vide det, at deltagerne i den sovjetiske polekspedition i 1957 oprettede Vostok-stationen (søen fik samme navn i 1993).
Selv A. Kapitsa, dengang en begyndergeograf og senere en akademiker, der havde modtaget et ikke-standard reflekteret signal under seismisk lyd i 1959 og 1964, turde ikke at fremsætte en sådan dristig gæt. Signalet gav to refleksionstoppe i stedet for en - ved 3730 og 4130 m. Fra dette viste det sig, at gletsjertykkelsen strækker sig til en dybde på 3730 m, og bjerggrunden i Antarktis begynder på en dybde på 4130 m. Videnskabsfolk forklarede derefter den mystiske form af signalet af sedimentære klipper, der lå under isen.
Nu har de med sikkerhed fundet ud af, at seismiske bølger "snublede" ikke på sedimentære aflejringer, men på en 400 meter lang søjle. Og i 1970'erne gennemførte det skotske, britiske polarinstitut et stort program med luftflyvninger med radiobølger, der lyder på gletsjere i Central Antarktis. På radiobåndene, krydsede ruterne nogle steder de områder, hvor refleksioner under isen havde en temmelig ejendommelig karakter. Det var muligt at antage, at det var på disse punkter, at flylinierne krydsede store ophobninger af subglacial farvande, som derefter i 1970'erne blev kaldt subglacial søer. Og søen, som Vostok-stationen lå, blev opkaldt efter hende. Men alt dette var stadig kun en videnskabelig hypotese.
Og først i begyndelsen af 1990'erne, da forskere opnåede laser altimetridata opnået fra ERS-1-rumssatellitten, blev det åbenlyst: i Vostok-stationen er der en stor flad slette op til 280 km lang og op til 70 km bred. Disse data tvang A. Kapitsa til at hæve resultaterne af hans mangeårige seismiske lyd. Efter at have samlet al den tilgængelige videnskabelige forskning lavede akademikeren en rapport, der blev en sensation i den virkelige verden. Så i 1994 lærte verden, at der inden i den livløse kolde pol findes en eldgammel, bevaret sø. Opdagelsen af en kæmpe subglacial sø i Antarktis nær den russiske Vostok-station er rigtigt placeret blandt de største geografiske opdagelser i det 20. århundrede.
Størrelsen på søen var imponerende: den er mere end 280 km lang og 50 km bred. Således er vandoverfladens areal mere end 10.000 km? og kan kun sammenlignes med søer som Onega (Europa), Tchad og Rudolph (Afrika), Nicaragua (Mellemamerika) og Titicaca (Sydamerika). Den gennemsnitlige dybde i søen er 750 meter. Derefter "undersøgt" sovjetiske specialister fra den polære marine geologiske udforskningsekspedition søen ved hjælp af metoden til jordklodning.
Salgsfremmende video:
I årenes løb er tusinder af kontinuerlige seismiske sektioner blevet udført i forskellige retninger af søen. Resultaterne var forbløffende: for første gang "så" en mand, hvad der var skjult for ham under et 4 kilometer tykt lag is. For eksempel fandt de ud af, at i den vestlige del af Vostok-søen er der mange bugter, bugter, halvøer. I modsætning til den østlige, er den lavvandet, med en stejl kystkant på dybt vand.
Bunden af dette ferskvandsbassin, der er krummet med en halvmåne, har en kraftigt robust lettelse, dybden nogle steder når 1200 m. Termisk scanning af overfladen viste, at vandtemperaturen i søen er ret høj - ca. fra + 10 ° til + 18 ° C. Og nylige undersøgelser foretaget af japanske og amerikanske forskere viser, at søen er opdelt af et rev i to uafhængige områder, der hver især har sit eget unikke mikrobiologiske miljø.
Nu er der opdaget 77 søer under isskallen i Antarktis. Men den største af dem er Vostok-søen. Og dets unikke karakter ligger i det faktum, at søens farvande var fuldstændigt afskåret fra direkte kontakter med atmosfæren, med solen, vinden og livet på overfladen i flere millioner år af isens tykkelse. Dette betyder, at den biologiske og kemiske sammensætning af vand i hele denne periode forblev uændret. Mange af forskerne mener, at unikke livsformer kan bebo det gamle vand. Vostok-søen adskiller sig i tyngdekraften: Forskerne var overbeviste om, at tyngdekraften er svagere over dybvandsforekomster af vand, fordi vandtætheden er halvt tætheden af en sten.
Flyver rundt om søen med fly har forskere samlet et kort over dens bund. Deres arbejde viste, at søen indeholder omkring 5,4 tusind kubik kilometer vand - cirka 5% af verdens samlede ferskvandsforsyning. Det blev også antydet, at Vostok-søen befinder sig i en spaltfejl i jordskorpen. Derefter er det sandsynligt, at processer tæt på vulkaniske processer forekommer ved dens bund med udbruddet af saltstrømme. I bundlagene kan vandet derfor saltes. Og ovenfra er vandet sandsynligvis frisk på grund af glacierens smeltning.
De opnåede data gjorde det også muligt for forskere at bestemme højden (niveauet) på den frie overflade af vandet. Det viste sig, at det er 3100 m over havets overflade, det vil sige, at vandet i søen Vostok ikke har direkte kontakt med havet, der omgiver Antarktis på alle sider. Derudover er der over vandoverfladen et kuppelhvelv på hundreder af meter højt, fyldt med eldgamle luft.
Hvorfor smeltes gletsjere ved så lav temperatur? Det videnskabelige svar for den utrættede person kan ikke forklare lidt. Men kort sagt ser det sådan ud. Efter den russiske glaciologist I. Zotnikov gennemførte forskere fra University of Bristol i 2000 en tredobbelt radarundersøgelse af søen.
Det viste sig, at nær dens vestlige og nordlige udkant, til trods for de lave temperaturer, smelter næsten 10 centimeter islag hvert år (smeltetemperaturen er lavere end normalt på grund af det høje tryk på ispladen, der ligger på toppen!). Det er endnu enklere - iskappen fungerer som en termos, og jordens varme smelter isen. Derefter fryser smeltevandet igen ved bunden af isdækket, hvilket øger det nedenunder, men allerede ved de modsatte kyster. Således cirkulerer farvandet i søen Vostok langsomt, og den fulde cyklus af deres fornyelse tager ifølge forskernes skøn 15-30.000 år.
Tilbage i begyndelsen af 70'erne i det forrige århundrede, da der kun var gætter om søens eksistens, begyndte et projekt til dyb isboring på Vostok station. Oprindeligt var hovedmålet med dyb boring at opnå en kontinuerlig iskerne - en cylindrisk issøjle - en slags gletsjerskive, hvis undersøgelse gjorde det muligt at rekonstruere alle klimaændringer på vores planet i løbet af de sidste 420.000 år, registreret i lag med akkumuleret is.
Tilbage i 1959 var lederen af Vostok-stationen, VS Ignatov, i stand til at nå en 40 meters dybde ved hjælp af en termisk bor. Et år senere gik den termiske bor, designet af I. A. Zotikov, 10 meter mere. På grund af ufuldkommen teknologi var det ikke muligt at opnå mere imponerende resultater da - boret frøs simpelthen ned i isen. Situationen ændrede sig med ankomsten af specialister fra Leningrad Mining Institute i 1967, som havde boret is i tre årtier på Vostok-stationen, efter at have formået at gå dybt ned i islagene til 3623 m.
Forskere har indhentet nøjagtige data om klimaændringer i de sidste 420.000 år. Således modtog vi information om fire komplette klimacyklusser på Jorden. Men det var denne brønd, der blev genstand for diskussion. Da russiske forskere begyndte at uddybe brønden, fandt de ud af, at is af ikke-atmosfærisk oprindelse ifølge isotopanalyse var under en dybde på 3543 m. Som Valery Lukin sagde, dannes atmosfærisk is som et resultat af, at sne falder, som under sin egen vægt bliver til fyr og senere til is. Men isen fra brønden blev klart dannet som et resultat af vandfrysning.
Baseret på dette foreslog ovennævnte Igor Zotikov en ny teori. Baseret på hypotesen om eksistensen af superkontinentet Gondwana (det omfattede Afrika, Sydamerika, Asien, Australien og muligvis Antarktis, der senere splittede fra hinanden begyndte at køre rundt i kloden og derefter indtog den moderne position) foreslog han, at Vostok-søen optrådte lige før glacieringen i Antarktis, der begyndte efter, at kontinentet gled ned til den kolde pol. Vandene i den nydannede sø blev dækket med is sammen med hele kontinentet. Ifølge russiske forskere er tykkelsen af søisen over vandet 210 m. Akademikeren Zotikov antydede, at dette var den meget ligevægtsværdi, som en kold bølge ikke kan trænge igennem i 50 millioner år.
1994 - Russiske glaciologer borede tre fjerdedele af vejen til søen ved at studere den 400 tusind år lange klimahistorie, der er optaget i lag med voksende is. Prøver taget meget tæt på "kuppelen" viser tilstedeværelsen af mikrober (inklusive dem, der tidligere var ukendt for videnskaben), næringsstoffer og forskellige gasser, herunder metan. Med andre ord er alle de typiske tegn på biologiske processer fundet måske nu, der forekommer i et fuldstændigt isoleret økosystem. Det vil sige, det er en unik "kapsel fra den antikke verden", der åbner, som forskere vil være i stand til at løse mange af de mest komplekse uløste problemer i Jordens historie.
Den russiske rekord for superdeep-boring er endnu ikke brudt: Russerne var i stand til at nå det uoverkommelige mærke på 3623 m (specialister fra andre lande har endnu ikke overvundet barrieren på 2500). Ikke desto mindre blev prøverne af is, der blev udvundet i 1998 fra denne dybde, opdelt ligeligt af forskere fra Rusland, Amerika og Frankrig. Efter at have nået dette punkt blev undersøgelserne etableret. Russisk udstyr kunne have fremskredt yderligere, men boringen blev standset på grund af faren for ikke-steril prøveudtagning, hvilket kunne skade det unikke reliktsystem i søen. Faktisk i en naturlig niche isoleret i hundreder af tusinder af år har dens egen biologiske balance udviklet sig.
Hvad kan der ske, når den atmosfæriske luft, der er mættet med moderne mikroflora, trænger ind med boerne? Ville en uventet udvidelse føre til uoprettelige konsekvenser? Og nogle af landene opfordrer endda til ikke at invadere det ukendte. Hvad hvis derfra, ud af det ældgamle mørke, opstår en "pest i det XXI århundrede"?
Af en række fysiske grunde er der en antagelse om, at Vostok-søen er overmættet med gasser (især ilt), og mikroorganismer, der er tilpasset disse betingelser, kan have unikke egenskaber. En uforsigtig kollision af to verdener kan føre til en konflikt, og det vides ikke, hvem der kan komme ud af det som vinder: Mikroberne i Vostok-søen kan lide af invasionen af mikroorganismer fra jordens biosfære, men vi kan teoretisk set også være i rollen som et offer.
Derfor blev det i 1998 på et møde i SCAR - Den Internationale Videnskabelige Komité for Antarktisforskning - besluttet at stoppe boringen. "Søen er meget værdifuld at eksperimentere med," advarer Keenan Ellis-Evans, en mikrobiolog med base i Cambridge, England.
Selvom Vostok-søen selv er helt uopløst, har allerede præsenteret videnskaben med en masse uvurderlig information. For eksempel slog hans foreslåede model astronomer med en lighed med Mars naturlige forhold. Det vides, at nordpolen på den røde planet også er dækket af en kæmpe gletsjer. Og for millioner af år siden oplevede Mars, ligesom Jorden, skarpe ændringer i hældningen af rotationsaksen. Med andre ord, de områder, der nu er kulde polerne på begge planeter, havde et meget varmere klima i fortiden.
Så bliver hypotesen om, at vores rumnabo også har polære søer, der ligner Vostok-søen, ganske plausibel. Og hvis der findes liv under gletsjere i Antarktis, hvorfor så ikke findes på Mars? Selv det amerikanske nationale rumfartsagentur er alvorligt interesseret i problemet med jordens sø ved at sammenligne det med Europa i Ocean, Jupiters måne.
Det viser sig, at den subglacial sø på Jorden er en ideel prøveplads til at teste teknologien til at trænge igennem isen i Europa, hvor havet mindst er dækket med et 20 kilometer islag, og Vostok-søen er”kun” 4 kilometer lang. Men problemerne forbliver de samme. Hvordan man ikke bringer "snavs" (terrestriske bakterier) til den jupiteriske måne, hvordan man bryder igennem isen, hvordan man sikrer transmission af et signal fra undervandsvognen til overfladen?
Den antarktiske kerne gjorde det muligt at bedømme de globale klimaforandringer, der er sket på planeten i de sidste hundretusinder af år. I henhold til forholdet mellem iltisotoper i luftbobler har forskere bestemt ændringen i indholdet af kuldioxid i atmosfæren i løbet af en halv million år. Det er allerede pålideligt kendt, at det har ændret sig - og meget. Og vigtigst af alt - uden nogen menneskelig deltagelse! Men det er netop den "drivhuseffekt", der er forårsaget af udviklingen af den menneskelige civilisation, at fortalere for den globale opvarmning forklarer stigningen i de gennemsnitlige atmosfæriske temperaturer. Undersøgelser har vist, at vulkansk aktivitet eller, f.eks. Kæmpe skovbrande, udsendte meget mere kulilte i atmosfæren.
Desuden. Ifølge akademikeren A. Kapitsa steg temperaturen i atmosfæren først, og derefter steg indholdet af kuldioxid i det, og ikke omvendt! Med andre ord gør de allerede fantastiske opdagelser! Der blev fundet spor af DNA i en kerne af Antarktisis hentet fra en dybde på 3543 m.”Forskere indså straks, at de beskæftigede sig med en unik naturlig 'relikvie,” sagde V. Lukin, leder af den russiske ekspedition af Institut for Arktis og Antarktis.”Det er muligt, at søen har havne i bakterieliv, som er ukendt for moderne videnskab, som er omkring en halv million år gammel. Det fundne DNA, der ikke falder sammen med terrestriske organismer, er en bekræftelse af dette. Specialister i molekylærbiologi er også overbevist om, at denne type DNA ikke findes i katalogerne over verdensvidenskab."
Forskning er i fuld gang og bringer nye opdagelser. I en kerne af søis fra en brønd opdagede molekylærbiologer fra St. Petersburg Institute of Nuclear Physics tre typer termofile døde bakterier, ukendt for videnskaben. Deres moderne modstykker udvikler sig i hydrotermiske kilder i aktive områder af oceaner og kontinenter ved temperaturer på + 40-60 ° C. Det følger heraf, at Vostok-søens vand først var varmere end alle moderne sydhav.
Den russiske mikrobiolog S. Abyzov, som et resultat af kernestudier fra det dybeste borehul i Antarktis, beviste, at mikroorganismer findes i en tilstand af ophængt animation i is op til de dybeste horisonter. Indtil videre antages det, at liv, der kan findes i søvand eller dets bundbund, også er begrænset af mikroorganismer. På samme tid kunne ingen af dem, der er kendt i dag, eksistere længe nok i dette vand.
Ifølge V. Lukin kan denne begivenhed, hvad angår dens videnskabelige betydning, kun sammenlignes med landing af en mand på månen. Cirka 130 meter er tilbage til søens overflade.”Vi forventer at dække denne afstand i tre vinterkvarterer,” sagde V. Lukin.
Vandlaget i søen adskiller kun 130 meter is fra bunden af brønden. Hvad venter på menneskeheden bag denne lille bro?
V. Syadro, T. Iovleva