Антарктида - база Схід та озеро Схід
Схід - станція та озеро
Автор: Наталія Данилівна Коваленко
Сьогодні понад 50 наукових станцій знаходиться в Антарктиді, одні з них цілорічні, інші функціонують лише у літній сезон, деякі законсервовані. Всі станції розташовані на узбережжі, крім двох, що знаходяться в глибині материка. Одна з них, Амундсен-Скотт (США), знаходиться на Південному геграфічному полюсі, Схід (радянсько-українська) розташована відразу на двох полюсах: Південному магнітному полюсі Землі та полюсі холоду.
1955 року, під час Міжнародного геофізичного року, представники Радянського союзу припускали організувати наукову станцію на Південному географічному полюсі, але запізнилися подати заявку. Лише на кілька годин раніше це встигли зробити американці. Тоді ж радянські представники погодилися започаткувати 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, віддаленої від узбережжя, нічого не знали.
Одні були впевнені, що слід готуватися до температури 100 градусів нижче нуля, інші з досвіду роботи за Північним полярним колом говорили про температури не нижче 40-50 градусів.
Друга Коплексна 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 вже 55 років ведуться безперервні наукові спостереження. Першим начальником станції став В.С.Сідорів, він багатороків працював в Арктиці, а потім чотири рази зимував на Антарктиді. Це йому довелося виміряти найнижчу на Землі температуру, що дорівнює 88,3 градусів нижче нуля. Незважаючи на те, що невдовзі було зафіксовано ще нижчу температуру -89,2 градуса, В.С.Сідорів шанується як першовідкривач полюса холоду.
Для умов Землі теоретично розрахована можлива температура не може бути нижчою за 90 або 92 градуси, так що можна сказати, що був відзначений абсолютний мінімум температури для нашої планети.
Антарктида отримує сонячного тепла навіть більше, ніж Північний полюс, а є найхолоднішим місцем 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 Землі. Євразія, що займає друге місце, має лише 900 м.
Станція Схід розташована на висоті майже 3500 метрів, тому дається взнаки розрядженість повітря, дуже низький тиск - 445 мм ртутного стовпа.
Низькі температури, сухість повітря, нестача кисню створюють найважчі умови перебування у глибинних областях Антарктиди.
У гірських умовах Паміру, Гіндукуша, Тянь-Шаню стійке звикання людини до висоти настає приблизно на другий місяць. Середній альпініст у добрій фізичній формі почувається 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 зношування.
Звичайно, багато залежить від індивідуальних особливостей та загартування організму людини.
Один з альпіністів світового класу, Р.Месснер, без кисневого приладу, поодинці робив сходження наЕверест. Він був першим, хто підкорив усі 14 восьмитисячників планети.
Карло Маурі, найсильніший альпініст, який здійснив 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 слідує нудота, блювання і, у разі неприйняття заходів, набряк легенів та мозку.
Гарун Тазієв, відомий учений-вулканолог, письменник, фотограф і кінооператор, який двічі побував на Еребусі писав: «Я не міг зрозуміти, чому людина, опинившись на висоті 4000 м на 78 пд. ш., (Еребус) настільки втрачає фізичні та інтелектуальні здібності? Холод, хай навіть непрохідний, не може бути єдиною причиною».
Сухість повітря, нестача кисню через висоту, у поєднанні з низькою температурою та вітром створюють найважчі умови для людини.
Кисневе голодування проявляється в короткочасному провалі пам'яті, спочатку при акліматизації взагалі доводиться більше лежати. Якщо потрібно перенести, скажімо вантаж, який здасться у звичайних умовах смішним, навіть на Мирному з ним впорається одна людина, наприклад, перекотити порожню бочку і поставити її на попа, то за нього обуряться вдвох-втрьох на Сході.
Якби непередбачене, допомоги чекати ні звідки, можна розраховувати тільки на себе і свій невеликий колектив. У літні часи до Мирного на тракторі можна дістатися за місяць, літаки можуть літати теж лише два місяці на рік — це район найсуворіших кліматичних умов. Решта часу — лише зв'язок по рації. У таких умовах треба не просто «виживати», а ще бути працездатним, виконувати наукові спостереження з метеорології, іоносфери, полярних сяйв, аерології, актинометрії, вимірювання магнітного тагравітаційних полів, проведення сейсмічних робіт, визначення радіоактивності повітря, насиченість його озоном.
І проводити буріння свердловин. Свердловини можна бурити лише влітку, протягом двох місяців на рік. Якось незвично називати «влітку» місяці, якщо температура тримається 30 градусів нижче нуля, а -20 це вже спека антарктичною міркою.
Під час бурових робіт свердловину доводиться постійно опікуватись, не можна залишити без уваги і на півгодини — замерзне, стовбур затягне льодом, прихопить снаряд, пиши пропало, починай нову свердловину, а це — втрачений час та великі гроші.
Про це розповів В.М.Котляков, академік, директор Інституту географії РАН, який зимував в Антарктиді: «Одразу ж (при бурінні) виникли суто технологічні проблеми, бо лід — це дуже пластична речовина. Адже він здається крихким тільки в окремих невеликих карстах, а у величезній масі є в'язко-пластичною 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 кригу свердловиною, то отвір у льоду миттєво затягнеться льодом; тому бурити лід непросто. Щоб не затискало буровий снаряд у свердловині, вона заливається рідиною, щільність якої повинна дорівнювати щільності льоду при даній температурі.»
При бурінні стовбур свердловини заливають сумішшю гасу і фреону, що має щільність близьку до щільності льоду, гідрофобна суміш, вона не змішується з водою.
Через технічні складності буріння льоду біля станції Схід довелося починати, припиняти і знову починати бурити в іншому місці чотири свердловини. Прохідку доводилося зупиняти на різних глибинах через аварії. Але з кожної свердловини регулярно через певніінтервали витягувався керн - приблизно 2-х метровий стовпчик льоду діаметром 10 см, дослідження якого і є одним із завдань буріння.
Відкриття існування води під льодовиками має, як будь-яке відкриття, свою історію. Перше припущення було висловлено П.А.Кропоткіним. Ну так, тим самим князем Кропоткіним, який відомий насамперед як революціонер, теоретик та організатор міжнародного анархічного руху. Менш відомі його наукові праці з географії, геоморфології Східного Сибіру, за які українське географічне товариство нагородило його золотою медаллю, а згодом обрало секретарем Відділу фізичної географії. Вивчаючи льодовики Сибіру, Кропоткін дійшов висновку про існування подледниковых озер, зокрема у Антарктиді. Іменем Кропоткіна названо гору (3176 м) у Східній частині Антарктиди, льодовики на трьох арктичних архіпелагах.
Ідея існування води під льодовиками і навіть через багато років не була беззастережно прийнята всіма гляціологами, занадто несподіваним було припущення, що температура під товщею холодного льоду може підвищуватися до температури його танення.
У районі станції Схід у 1959 та 1964 роках було проведено сейсморозвідувальні роботи для визначення товщини льоду. Сейсморозвідка - розділ геофізики, заснований на створенні та вивченні поширення пружних коливань. За допомогою приладів на поверхні землі отримують відбиті та заломлені пружні хвилі від пластів порід, що залягають на різних глибинах.
В результаті робіт під керівництвом А.П.Капіці були отримані сейсмограми, на яких видно були чіткі два відбиті імпульси, але їх помилково проінтерпретували як отримані від льодовикового ложа і від нижньої межі шару порід, що підстилає товщу льоду. Згодом розібралися, що одне відображення було від кордонульоду з поверхнею води, а другою від дна озера. Тоді ніхто не знав про існування величезного підльодовикового озера.
До складу експедиції до Антарктиди, організованої у 1956-1957 роках, входив І.А.Зотиков, «чистий фізик», який не має досвіду роботи в полярних умовах. Проте теоретично він побував у космосі, захистивши кандидатську дисертацію, тема якої присвячена проблемі згоряння ракет при вході в щільні шари земної атмосфери. Як теплофізик він побачив аналогію явищ у далекому космосі та ближчому, але також маловивченому, важкодоступному земному 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 вже було висловлено до нього: можливість існування незамерзаючих озер у місцях, де протягом мільйонів років температура не піднімалася вище нуля. І.А.Зотиков розрахував, що під товщею льоду в два-три кілометри має відбуватися танення нижньої кромки льоду. Невеликий потік тепла, що йде від ядра планети, затримується теплоізолюючою товщею льоду і не пропускає тепло.
Якщо геологічні умови такі, що під льодовиком знаходиться водонепроникний пласт, відбувається накопичення води і утворюються підльодовикові озера. Танення відбувається дуже повільно, всього 2-3 мм на рік, але й час вимірюється мільйонами років. Ось такий триває безперервний процес: зверху відкладення снігу, знизу підтаювання льоду.
У 1968 року И.А.Зотиков з урахуванням своїх розрахунків і висновків із цієї теми захищав докторську дисертацію в Арктичному інституті Ленінграді. На його роботу було отримано докладний відгукопонента на трьох десятках сторінок відомого гляціолога. Він був згоден із висновками І.А.Зотикова, відгук був негативний: під льодовиками води може бути. Були й інші негативні відгуки. Невідомо чим скінчився б захист, якби не рідкісний випадок дуже вдалого збігу «місця та часу». З Антарктиди надійшла телеграма з американської станції Берд. Там бурили свердловину на льодовику та на глибині понад дві тисячі метрів увійшли у воду.
І.А.Зотікову доводилося працювати на цій станції, він був знайомий із буровиками і, залишаючи станцію, попередив: «Будьте обережні, можете увійти у воду». Ось вони й надіслали телеграму, коли це сталося. Одна фраза перекреслила багатосторінковий розгромний відгук, захист дисертації пройшов успішно. Але навіть факт виявлення води під льодом не переконав опонентів на сто відсотків, дисертацію було затверджено лише через два роки.
Подія, що принесла успіх у захисті дисертації, для американських учених обернулася катастрофою. Вода, розкритого озера, під високим тиском кинулася в свердловину, гідравлічним ударом зруйнувала буровий снаряд, швидко замерзла і водночас 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 сказати, спільна робота радянських та англійських дослідників».
Англійці успішно визначення товщини крижаного покриву застосовували аерогеофізичний метод радіолокації, метод давав хороші чіткі результати.
Ну, а взагалі, чому буріння, аналізи льоду, наявність озер у далекій Антарктиді викликає такий підвищений інтерес у фахівців різного профілю? Які таємниці може містити крига?Відповідь вражаюча за діапазоном: від відомостей про давній клімат Землі до припущень про життя на інших планетах.
озеро Схід, РГО