html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Открытие озера Восток

Гляциолог Мартин Сигерт о методах обнаружения подледных озер, сложностях антарктических исследований и их в роли в изучении эволюции жизни на Земле

В рамках нашего нового проекта «Капица — Резерфорд», посвященного отношениям российской и британской науки, гляциолог Мартин Сигерт рассказывает ПостНауке об исследованиях антарктических подледных озер. Лекция на английском языке, но для читателей ПостНауки мы сделали перевод транскрипта.

В 1996 году мне повезло быть задействованным в публикации статьи для журнала Nature, которая сообщала об обнаружении большого озера подо льдом в центре Восточной Антарктики, озера Восток. Размер озера — 250 км в длину, 80 км в ширину и около полукилометра в глубину. Все озеро находится под 3,7–4 км льда. Оно входит в число топ-10 самых больших озер мира как по размеру, так и по объему.

История открытия этого озера довольно интересна. Она началась в конце 1950-х годов во время российской экспедиции в Антарктиду, которая была частью глобальной программы «Международный геофизический год», также известный под названием «Международный полярный год». Российские ученые продвигались по льду Восточной Антарктики от края ледяного щита к его середине. В то же время американские ученые делали то же самое в другой части Антарктики. Россияне хотели добраться до самого сердца Восточно-антарктического ледяного щита. Для этого они использовали сейсмические методы.

Суть сейсмических методов заключается в том, что необходимо пробурить две дыры — одну для взрыва, а вторую — чтобы получать звуковую энергию. Весь процесс занимает около дня, вы используете геофон, чтобы измерить звуковые волны, а также контролируете взрыв. Звуковые волны проходят сквозь ледяной щит, отскакивают от его дна и снова поднимаются вверх на поверхность, где можно записать время этого движения. Так как нам известна скорость звука во льду, то понадобятся простые расчеты, чтобы конвертировать время прохождения звуковой волны в толщину льда. Этим и занимались российские ученые.

В 1957–1958 годах мы практически ничего не знали о толщине льда в Антарктиде. Российские исследования показали, что толщина льда в Восточной Антарктике достигает 2–3, а иногда 4 км. Каждый сбор данных занимал около дня. Потом они собирали своё снаряжение, грузили его на трактор и ехали 10–15 км до следующей точки. Путь до каждой новой точки занимает день, если повезет, а иногда — два-три дня. Таким образом, построение базы данных может занять недели, но российское исследование было организовано именно так. Они доехали до места, которое назвали станция «Восток» (она существует уже более 60 лет), а потом — дальше в ледники, в место, названное «Советская» (замечательное место с открытым доступом к полюсу), где они остановились и вернулись обратно.

Ведущей фигурой в российской экспедиции был Андрей Капица из Московского государственного университета. Он отвечал за сбор сейсмической базы данных в 1950-х и начале 1960-х годов. Целью экспедиции был сбор информации о толщине льда, и он успешно справился с ней.

В конце 1960-х британские ученые развивали новую технику — георадиолокацию (radio-echo sounding). Георадиолокация работает так же, как и сейсмические исследования, но использует радиоволны вместо звуковых. Важное преимущество использования радара состоит в том, что его не нужно ставить на лед, а можно просто поместить на самолет. Вы можете вести самолет на скорости 300 км/ч и собрать огромный объем информации.

Развитие георадиолокации позволило увеличить скорость сбора данных с точки зрения измерения толщины льда на пять порядков. Это был невероятный прорыв в наших возможностях измерять ледяной щит. Мы получаем отражение радиоволны от основания ледяного щита, и обычно видим холмы и долины покрытые льдом — это прекрасное зрелище. Но иногда основание щита оказывается невероятно плоским, как зеркало. В таких случаях мы имеем дело с водой под ледниками. Иногда вода скапливается в больших количествах и образует озера. Сейчас нам известно о существовании более 400 озер подо льдами Антарктиды. Мы также знаем, что самое большое из них — озеро Восток. Британская команда была в районе станции «Восток» несколько раз, но ни разу не смогла догадаться, что под ними было огромное озеро.

Новая техника измерения — дистанционное зондирование Земли - возникла только в конце 1980-х — начале 1990-х годов. В это Европейский спутник дистанционного зондирования позволил провести очень точные измерения поверхности Антарктиды. Он показал, что вокруг станции «Восток» поверхность ледяного щита была невероятно плоской.

Британские и российские ученые во главе с Андреем Капицей объединили свои базы данных и обнаружили, что место начала и конца большого озера, обозначенного плоской поверхностью, хорошо соотносится с данными георадиолокации. Так Андрей Капица понял, что под станцией «Восток» было большое озеро. За 30–40 лет до этого он знал только то, что у них было собрание сейсмической информации о тех местах. Андрей Капица, Гордон Робин, возглавляющий британскую экспедицию по георадиолокации, Джефф Риддли, отвечающий за дистанционное зондирование, и Игорь Зотиков, российский гляциолог, собрались в Кембридже в середине 1990-х годов и объединили всю информацию: сейсмические данные 1960-х годов, данные георадиолокации 1970-х, данные зондирования из 1990-х. Собрав все вместе, мы смогли показать, что озеро «Восток» существует, и оно огромно, как по размеру поверхности, так и по глубине (более полукилометра). Мы нашли одно из 10 самых больших озер в мире, расположенное подо льдами центральной части Восточной Антарктики.

Осмысление озера Восток и других 400 озер подо льдами Антарктики интересно с позиции целого ряда научных перспектив. Во-первых, на Земле где бы мы не нашли воду, мы находим жизнь. Эти озера были изолированы от атмосферы сотни тысяч или даже миллионы лет. Если в этих системах есть жизнь, то она будет адаптироваться и развиваться по отличному от остальной планеты пути. С точки зрения микробиологии было бы очень интересно изучить эти места и понять, что в них живет.

Также в этих озерах очень слабое движение воды. Любые наносы (седименты), которые накапливаются на дне, будут нетронуты. В таких случаях, когда наносы нетронуты, мы можем получить картину изменений прошлого, прошлого ледяных щитов и изменения климата. Поэтому мы очень заинтересованы в получении наносов, которые могут рассказать нам об истории антарктического континента. Эти изменения происходили миллионы лет назад, а ледяные керны не могут предоставить нам информацию о таком далеком прошлом. Итак, это были два главных научных мотива изучения этих озер.

В-третьих, в Антарктиде везде, где вода находится под основанием льда, лед начинает двигаться быстрей. Одна из основных задач гляциологии заключается в понимании подледной геологии Антарктики, потому что это дает представление о том, как движется лед и как будут меняться ледяные щиты в будущем.

Один из необычных фактов об озере Восток заключается в том, что станция «Восток» располагается прямо над ним. Станция «Восток» известна тем, что они извлекли ледяной керн из этого озера. Его размер около 3 км в длину, и он сообщает нам об изменениях климата за последние 400 000 лет. Это невероятно. В январе-феврале 2012 года российские инженеры под руководством гляциолога Валерия Лукина продлили этот ледяной керн дальше к озеру. В конце января 2012 года озеро Восток стало первым озером, к которому люди получили доступ, благодаря ледяному керну. Вода оттуда все еще не изучена достаточно тщательно. Однако существуют и другие озера, с которыми пытались проделать те же операции. Я вел британскую команду к озеру Элсуэрт. К сожалению, наш бур не сработал и мы не смогли сделать это. Американская программа занимается озером Уилланс, которое находится на краю Антарктиды под более тонким льдом. Им удалось это сделать.

Большие вопросы подледных озер Антарктиды — это есть ли там необычная форма жизни и есть ли в них следы истории климатических изменений? Это достаточно глупые вопросы, но они все еще требуют ответа. Мы изучаем антарктические подледные озера уже более 60 лет, но все еще не имеем ответов на эти вопросы. Говорить об изучение этих озер намного проще, чем на самом деле их исследовать. Сложно пробурить во льду дыру глубиною 3–4 км, внедрить в нее нужное оборудование, опустить его в озеро, провести необходимые измерения и взять пробы в глубинной океанической среде, а потом поднять их обратно на поверхность.

При этом мы сталкиваемся с двумя основными сложностями. Во-первых, температура на поверхности будет -20, -30 или даже -40 градусов. Это очень враждебная среда, которая осложняет работу в этих местах. Мы ограничены как в ресурсах, так и во времени. Вторая сложность состоит в том, что по двум причинам весь эксперимент должен происходить в полнейшей чистоте. Мы имеем дело с нетронутой средой, которую мы не хотим загрязнить. А во-вторых, уровень жизни и химикатов, которые мы хотим измерять в воде, достаточно низок. Если наше оборудование не будет совершенно чистым, мы можем оказаться в ситуации, когда будем измерять то, что сами туда занесли. Поэтому работать в направлении расширения понимания подледных озер — это одно из самых трудоемких и интересных направлений в области современной экологии. Даже в лучшие времена пробурить во льду посреди Антарктики дыру глубиною 3–4 км очень сложно. Нам же нужно сделать это максимально аккуратно, что добавляет сложности этому процессу. Именно поэтому мы все еще не ответили на главные вопросы.

Мы изучаем подледные антарктические озера уже более 60 лет. Организация «Научный комитет антарктических исследований» (Scientific Committee on Antarctic Research, SCAR), которая имеет множество международных партнеров, занимается исследованием подледных озер уже около 20-30 лет. Замечательная черта Комитета заключается в том, что различные народы собираются вместе и делятся своими планами. Иногда исследование подледных озер рассматривают как своего рода гонку, как космическая гонка или вроде того. Так действительно может показаться, если посмотреть на российскую программу бурения озера Восток, британскую программу озера Элсуэрт и американскую программу озера Уилланс. Также проявляют свой интерес китайские и корейские ученые — у разных стран разные интересы.

Комитет предоставляет площадку для обмена информацией. Когда меня спрашивают, смотрю ли я на это как на гонку, я отвечаю, что если бы это была гонка, мы бы не рассказывали друг другу о своих планах и достижениях. В rомитете любые результаты открыты, потому что у нас много общего, у нас есть информация, которой мы хотим поделиться. Мы организовываем большие международные симпозиумы (я организовывал один в Балтиморе в 2010 году и еще один недалеко от Лондона в 2016), на которых ученые со всего мира собираются, чтобы поделиться своими результатами. Так что это по-настоящему международное направление исследований.

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с postnauka.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • PostNauka
          • эволюция
          • ученые
          • университет
          • исследования
          • эксперименты
          • домен postnauka.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции