Jazero Vostok, ktoré sa nachádza v bezprostrednej blízkosti južného geomagnetického pólu Zeme, je pravdepodobne jedným z posledných vážnych záhad nášho sveta. Voda v jazere, zachytená v zajatí ľadu na 20 až 14 miliónov rokov! späť, uložil informačnú „snímku“prehistorického stavu planéty Zem. A to znamená, že ľudia majú možnosť nahliadnuť do takej vzdialenej minulosti, o ktorej sa neodvažovali snívať. Napríklad podľa stavu vody bude možné posúdiť zloženie starodávnej atmosféry, vulkanické procesy, ktoré otriasali planétou na začiatku kvartérneho obdobia. A dokonca aj o najstarších formách života.
K dnešnému dňu má v Antarktíde svoje stanice 45 štátov a vykonávajú aktívnu vedeckú prácu. A Rusi majú dlaň pri objavovaní subglaciálnej „pamiatky“, menovite vlajkového navigátora leteckého oddelenia 4. sovietskej antarktickej expedície R. V. Robinsona. Podobne ako iní piloti, ktorí neskôr odleteli zo stanice Mirny do oblasti stanice Vostok, videl veľmi veľké plochy povrchu, ktoré sa výrazne líšili od ostatných a bežne sa nazývali „jazerá“.
Vždy sa stretli na rovnakých miestach, takže sa dokonca používali na navigáciu. Ale potom to nikto nebral vážne. Rovnaký osud očakával hypotézu známeho glaciológa I. A. Zotnikova (teraz korešpondenta člena Ruskej akadémie vied, doktora geografických vied), ktorý navrhol možnosť roztavenia hrúbky antarktického ľadovca počas jeho pohybu.
Zdalo by sa, o akom type jazera môžeme hovoriť, keď priemerná teplota v Antarktíde dosiahne -57 ° C. Pri tejto teplote voda bezpochyby zamrzne. Skutočnosť je však taká, že jazero sa nenachádza na povrchu, ale pod 4 kilometrovou vrstvou ľadu. Aby sme povedali pravdu, aj keď piloti objavili tieto roviny, volali ich jazerami na povrch, ktorý pripomína jazero z výšky. Stalo sa tak, že bolo nad takýmto jazerom, bez toho aby o tom vedelo, že v roku 1957 účastníci sovietskej polárnej expedície založili stanicu Vostok (jazero bolo v roku 1993 pomenované).
Dokonca ani A. Kapitsa, vtedy začínajúci geograf a neskôr akademik, ktorý dostal neštandardný odrazený signál počas seizmického ozvučenia v rokoch 1959 a 1964, sa neodvážil urobiť taký odvážny odhad. Signál dal dva vrcholy odrazu namiesto jedného - pri 3730 a 4130 m. Z tohto sa ukázalo, že ľadovcová vrstva sa rozšírila do hĺbky 3730 m a skalné podložie Antarktídy sa začalo v hĺbke 4130 m. Vedci potom vysvetlili záhadnú formu signálu pomocou sedimentárnych hornín ležiacich pod ľadom.
Teraz sa s istotou dozvedeli, že seizmické vlny „narazili“nie na sedimentárne usadeniny, ale na 400-metrový vodný stĺpec. A v 70. rokoch 20. storočia uskutočnil Škótsky britský polárny inštitút rozsiahly program leteckých letov s rádiovými vlnami, ktoré zneli na ľadovcoch strednej Antarktídy. Na rozhlasových kazetách prechádzajú trasy v niektorých miestach oblasti, kde odrazy pod ľadom mali dosť zvláštny charakter. Dalo sa predpokladať, že práve v týchto bodoch letecké trate prešli cez veľké akumulácie subglaciálnych vôd, ktoré sa v 70. rokoch nazývali subglaciálne jazerá. A jazero, nad ktorým sa nachádzala stanica Vostok, bolo pomenované podľa nej. To všetko však bola iba vedecká hypotéza.
A až začiatkom 90. rokov, keď mali vedci k dispozícii údaje o laserových výškach, ktoré boli vyrobené z kozmického satelitu ERS-1, sa ukázalo, že v oblasti stanice Vostok je veľká plochá planina až do 280 km a do 70 rokov. km široký. Tieto údaje prinútili A. Kapitsu zvýšiť výsledky svojho dlhotrvajúceho seizmického ozvučenia. Po zhromaždení všetkého dostupného vedeckého výskumu urobil akademik správu, ktorá sa stala senzáciou v reálnom svete. V roku 1994 sa svet dozvedel, že vo vnútri neživého studeného pólu je starodávne konzervované jazero. Objav obrovského subglaciálneho jazera v Antarktíde neďaleko ruskej stanice Vostok je právom zaradený medzi najväčšie geografické objavy 20. storočia.
Veľkosť jazera bola pôsobivá: je dlhšia ako 280 km a šírka 50 km. Rozloha vodnej plochy je teda viac ako 10 000 km? a je porovnateľná iba s takými jazerami ako Onega (Európa), Čad a Rudolf (Afrika), Nikaragua (Stredná Amerika) a Titicaca (Južná Amerika). Priemerná hĺbka jazera je 750 metrov. Následne sovietski špecialisti z expedície na polárne morské geologické prieskumy dôkladne „preverili“jazero metódou sondáže zeme.
Propagačné video:
V priebehu rokov sa v rôznych smeroch jazera uskutočňovali tisíce nepretržitých seizmických úsekov. Výsledky boli ohromujúce: prvýkrát muž "uvidel", čo sa pred ním skrývalo pod 4 kilometrovou vrstvou ľadu. Napríklad zistili, že v západnej časti jazera Vostok sa nachádza veľa zátok, zátok a polostrovov. Je to plytké, na rozdiel od východnej, ktoré má strmý hlbokomorský pobrežný okraj.
Spodná časť sladkovodnej kotliny zakrivená kosáčikom má výrazne členitý reliéf, hĺbka v niektorých miestach dosahuje 1200 m. Tepelné skenovanie povrchu ukázalo, že teplota vody v jazere je pomerne vysoká - približne od + 10 ° do + 18 ° C. Nedávne štúdie japonských a amerických vedcov ukazujú, že jazero je rozdelené útesom na dve nezávislé oblasti, z ktorých každá môže mať svoje vlastné jedinečné mikrobiologické prostredie.
Teraz sa pod ľadovou škrupinou Antarktídy objavilo 77 jazier. Najväčší z nich je však jazero Vostok. Jeho jedinečnosť spočíva v tom, že jazerné vody boli úplne prerušené priamym kontaktom s atmosférou, slnkom, vetrom a životom na povrchu niekoľko miliónov rokov hrúbkou ľadu. To znamená, že biologické a chemické zloženie vody zostalo počas tohto obdobia nezmenené. Mnoho vedcov verí, že starodávna voda môže obývať jedinečné formy života. Jazero Vostok sa líši gravitačnou silou: vedci boli presvedčení, že gravitácia je slabšia v hlbokomorských vodách, pretože hustota vody je polovica hustoty kameňa.
Vedci lietali lietadlom okolo jazera a zostavili mapu dna. Ich práca ukázala, že jazero obsahuje asi 5,4 tisíc kubických kilometrov vody - približne 5% z celkového množstva sladkej vody na svete. Bolo tiež navrhnuté, že jazero Vostok sa nachádza v zlomovej časti zemskej kôry. Potom je pravdepodobné, že procesy v blízkosti vulkanických procesov sa vyskytujú na spodnej časti s erupciou tokov soli. Preto môže byť v spodných vrstvách slaná voda. A zhora, z dôvodu topenia ľadovca, je voda pravdepodobne čerstvá.
Získané údaje tiež umožnili vedcom určiť výšku (hladinu) voľného povrchu vody. Ukázalo sa, že je 3100 m nad morom, to znamená, že voda jazera Vostok nemá priamy kontakt s oceánom obklopujúcim Antarktídu zo všetkých strán. Okrem toho nad vodnou hladinou je klenutá klenba stovky metrov vysoká, naplnená starým vzduchom.
Prečo sa topia ľadovce pri takej nízkej teplote? Vedecká odpoveď pre netrénovanú osobu môže vysvetliť len málo. Ale v skratke to vyzerá takto. Po ruskom glaciológovi I. Zotnikovovi vedci z University of Bristol vykonali v roku 2000 trojnásobný radarový prieskum jazera.
Ukázalo sa, že v blízkosti jeho západného a severného okraja sa napriek nízkym teplotám každoročne topí takmer 10 centimetrových vrstiev ľadu (teplota topenia je nižšia ako obvykle kvôli vysokému tlaku ľadovej pokrývky ležiacej na vrchu!). Je to ešte jednoduchšie - ľadová čiapka funguje ako termoska a teplo Zeme topí ľad. Následne topená voda opäť zamrzne na spodnej strane ľadovej pokrývky a zvyšuje ju zdola, ale už na opačných brehoch. Voda Vostokského jazera teda pomaly cirkuluje a celý cyklus ich obnovy podľa odhadov výskumníkov trvá 15 až 30 000 rokov.
Začiatkom 70. rokov minulého storočia, keď existovali iba dohady o existencii jazera, sa na stanici Vostok začal projekt hlbokého vŕtania ľadu. Hlavným cieľom hlbokého vŕtania bolo spočiatku získať nepretržité ľadové jadro - valcovitý stĺpec ľadu - druh ľadovcového plátku, ktorého štúdia umožnila rekonštruovať všetky klimatické zmeny na našej planéte za posledných 420 000 rokov, zaznamenané vo vrstvách nahromadeného ľadu.
V roku 1959 sa vedúci stanice Vostok, VS Ignatov, pomocou tepelnej vŕtačky dostal do hĺbky 40 metrov. O rok neskôr išla tepelná vŕtačka navrhnutá I. A. Zotikovom o ďalších 10 metrov. V dôsledku nedokonalej technológie nebolo možné dosiahnuť pôsobivejšie výsledky - vŕtačka jednoducho zamrzla do ľadu. Situácia sa zmenila príchodom odborníkov z Leningradského banského inštitútu v roku 1967, ktorí v stanici Vostok vŕtali ľad po tri desaťročia a podarilo sa im dostať hlboko do ľadovej vrstvy na 3623 m.
Vedci získali presné údaje o zmenách podnebia za posledných 420 000 rokov. Dostali sme teda informácie o štyroch úplných klimatických cykloch na Zemi. Ale práve táto téma sa stala predmetom diskusie. Keď ruskí vedci začali prehlbovať studňu, zistili, že ľad ne-atmosférického pôvodu je podľa izotopovej analýzy pod hĺbkou 3543 m. Ako povedal Valery Lukin, atmosférický ľad sa vytvára v dôsledku padania snehu, ktorý sa svojou vlastnou hmotnosťou zmení na oheň a neskôr na ľad. Ľad zo studne sa však jasne vytvoril v dôsledku zamrznutia vody.
Na základe toho vyššie uvedený Igor Zotikov navrhol novú teóriu. Na základe hypotézy o existencii superkontinentu Gondwana (zahŕňala Afriku, Južnú Ameriku, Áziu, Austráliu a prípadne Antarktídu, ktorá sa neskôr rozpadla, začala sa unášať po celom svete a následne zaujala moderné postavenie), a preto navrhol, aby jazero Vostok sa objavil tesne pred zaľadnením Antarktídy, ktorá sa začala po tom, ako kontinent skĺzol k studenému pólu. Vody novovytvoreného jazera boli pokryté ľadom spolu s celým kontinentom. Podľa ruských vedcov je hrúbka ľadového jazera nad vodou 210 m. Akademik Zotikov navrhol, že ide o veľmi rovnovážnu hodnotu, cez ktorú nemôže studená vlna preniknúť 50 miliónov rokov.
1994 - Ruskí glaciológovia vŕtali tri štvrtiny cesty k jazeru a študovali 400 000 ročnú klimatickú históriu Zeme zaznamenanú vo vrstvách rastúceho ľadu. Vzorky odobraté veľmi blízko „kupoly“ukazujú prítomnosť mikróbov (vrátane tých, ktoré predtým neboli pre vedu známe), živín a rôznych plynov vrátane metánu. Inými slovami, všetky typické znaky biologických procesov sa teraz našli pravdepodobne v úplne izolovanom ekosystéme. To znamená, že ide o jedinečnú „kapsulu zo starovekého sveta“, ktorá otvára vedcom schopnosť vyriešiť mnohé z najzložitejších nevyriešených problémov v histórii Zeme.
Ruský rekord pre vrtuľníkové vrty ešte nebol prelomený: Rusi boli schopní dosiahnuť prohibitívnu značku 3623 m (špecialisti z iných krajín ešte neprekonali bariéru 2500). Vzorky ľadu extrahovaného v roku 1998 z tejto hĺbky však boli rovnomerne rozdelené vedcami z Ruska, Ameriky a Francúzska. Po dosiahnutí tohto bodu boli štúdie zavedené. Ruské vybavenie sa mohlo ďalej rozvíjať, ale vŕtanie bolo zastavené z dôvodu nebezpečenstva nesterilného odberu vzoriek, čo by mohlo poškodiť jedinečný reliktný systém jazera. V prirodzenom výklenku izolovanom stovky tisíc rokov sa skutočne vyvinula jeho vlastná biologická rovnováha.
Čo sa môže stať, keď sa atmosférický vzduch nasýtený modernou mikroflórou vrhne do kotlov? Viedlo by neočakávané rozšírenie k nenapraviteľným následkom? A niektoré krajiny dokonca naliehajú na to, aby neútočili na neznáme. Čo keď odtiaľ z dávnej tmy vznikne „mor 21. storočia“?
Z mnohých fyzikálnych dôvodov sa predpokladá, že jazero Vostok je presýtené plynmi (najmä kyslíkom) a mikroorganizmy, ktoré sa prispôsobili týmto podmienkam, môžu mať jedinečné vlastnosti. Neopatrná kolízia dvoch svetov môže viesť ku konfliktu a nie je známe, kto z nej môže vyjsť ako víťaz: mikróby jazera Vostok môžu trpieť inváziou mikroorganizmov z pozemskej biosféry, ale my teoreticky tiež môžeme byť v úlohe obete.
Preto sa v roku 1998 na stretnutí SCAR - Medzinárodného vedeckého výboru pre antarktický výskum - rozhodlo o zastavení vŕtania. „Jazero je veľmi cenné na experimentovanie,“varuje Keenan Ellis-Evans, mikrobiológ so sídlom v Cambridge vo Veľkej Británii.
Jazero Vostok, aj keď je úplne nevyriešené, už predstavilo vedu s množstvom cenných informácií. Napríklad jeho navrhovaný model zasiahol astronómov s podobnosťou s prírodnými podmienkami na Marse. Je známe, že severný pól červenej planéty je tiež pokrytý obrovským ľadovcom. A pred miliónmi rokov Mars, podobne ako Zem, zažil ostré zmeny sklonu osi rotácie. Inými slovami, oblasti, ktoré sú v súčasnosti pólmi chladu, na oboch planétach mali v minulosti oveľa teplejšie podnebie.
Potom sa hypotéza, že náš vesmírny sused má tiež polárne jazerá podobné jazeru Vostok, stáva celkom hodnovernou. A ak sa život nachádza pod ľadovcami Antarktídy, tak prečo sa nenašiel na Marse? Dokonca aj americká národná vesmírna agentúra sa vážne zaujíma o problém zemského jazera v porovnaní s oceánom Európy, mesiaca Jupiter.
Ukazuje sa, že subglaciálne jazero na Zemi je ideálnym testovacím miestom na testovanie technológie prieniku pod ľad v Európe, kde je oceán pokrytý aspoň 20 kilometrovou vrstvou ľadu a jazero Vostok je „dlhé“iba 4 kilometre. Problémy však zostávajú rovnaké. Ako nepriniesť na jupiteriánsky mesiac „špinu“(pozemské baktérie), ako preraziť ľad, ako zabezpečiť prenos signálu z podvodného vozidla na povrch?
Antarktické jadro umožnilo posúdiť globálne klimatické zmeny, ku ktorým došlo na tejto planéte za posledných stovky tisíc rokov. Podľa pomeru kyslíkových izotopov vo vzduchových bublinách vedci určili zmenu obsahu oxidu uhličitého v atmosfére za posledných pol milióna rokov. Je už spoľahlivo známe, že sa zmenilo - a veľmi. A čo je najdôležitejšie - bez akejkoľvek ľudskej účasti! Avšak práve zástancovia globálneho otepľovania vysvetľujú nárast priemerných atmosférických teplôt „skleníkový efekt“spôsobený rozvojom ľudskej civilizácie. Štúdie ukázali, že sopečná aktivita alebo, napríklad, obrovské lesné požiare, emitovala do atmosféry oveľa viac oxidu uhoľnatého.
Ďalej. Podľa akademika A. Kapitsa teplota atmosféry najprv vzrástla a potom sa obsah oxidu uhličitého v nej zvýšil, a nie naopak! Jedným slovom, už robia úžasné objavy! V jadre antarktického ľadu odobratého z hĺbky 3543 m sa našli stopy DNA. "Vedci si okamžite uvedomili, že sa zaoberajú jedinečnou prírodnou pamiatkou," uviedol V. Lukin, vedúci ruskej expedície Inštitútu Arktídy a Antarktídy. Potvrdzuje to nájdená DNA, ktorá sa nezhoduje s pozemskými organizmami. Špecialisti v oblasti molekulárnej biológie sú tiež presvedčení, že tento typ DNA nie je v katalógoch svetovej vedy. ““
Výskum je v plnom prúde a prináša nové objavy. V jadre ľadového jazera zo studne molekulárni biológovia z Petrohradského ústavu jadrovej fyziky objavili tri typy termofilných mŕtvych baktérií, ktoré veda neznáme. Ich moderné náprotivky sa vyvíjajú v hydrotermálnych prameňoch v aktívnych oblastiach oceánov a kontinentov pri teplotách + 40–60 ° C. Z toho vyplýva, že kedysi boli vody jazera Vostok teplejšie ako všetky moderné južné moria.
Ruský mikrobiológ S. Abyzov v dôsledku hlavných štúdií z najhlbšieho vrtu v Antarktíde preukázal, že mikroorganizmy existujú v stave pozastavenej animácie v ľade až po najhlbšie horizonty. Doteraz sa predpokladá, že život, ktorý sa nachádza v jazernej vode alebo v jej spodných sedimentoch, je tiež obmedzený mikroorganizmami. Zároveň však v tejto vode nemohol existovať žiadny z tých, čo sú dnes známe.
Podľa V. Lukina možno túto udalosť z hľadiska vedeckého významu porovnávať iba s pristátím človeka na Mesiaci. Asi 130 metrov je ponechaných na povrch jazera. "Očakávame, že táto vzdialenosť bude trvať v troch zimných štvrtiach," uviedol V. Lukin.
Vodná vrstva jazera oddeľuje od dna studne iba 130 metrov ľadu. Čo čaká ľudstvo za týmto malým mostom?
V. Syadro, T. Iovleva