53 миллиона лет назад Антарктида была лесной дикой местностью, пышной средой, где росли пальмы. Сейчас более 97 процентов самого южного континента в мире покрыто льдом.
Великолепный ледяной щит, покрывающий Антарктиду, содержит 6,4 миллиона кубических миль (27 миллионов кубических километров) замерзшей воды. Сверху вниз его толщина в некоторых местах превышает 2,2 мили (3,5 километра).
Наш глобальный уровень моря поднимется на 190 футов (58 метров), если весь этот лед растает. В нынешнем положении вещей холодный покров скрывает скрытый мир.
Более 379 «подледниковых озер» находятся между коренной породой Антарктики и ледяным щитом. Озера сохраняют жидкую воду, несмотря на мили (или, если хотите, километры) замерзшей воды над ними. Ученые выяснили, что они также часто взаимосвязаны.
Озеро Восток - самое большое из всех. Погребенная достопримечательность размером примерно с озеро Онтарио в Северной Америке вызывала любопытство и споры на протяжении десятилетий.
Наследие исследований
27 января 1820 года Фабиан Готлиб фон Беллинсгаузен, в то время капитан Российского императорского флота, впервые зарегистрировал антарктический континент. Он возглавлял экспедицию, флагманский корабль которой назывался «Восток», что в переводе с русского означает «восток».
СССР позже снял шляпу перед этим человеком. Примерно в 800 милях (1300 км) от географического Южного полюса находится (очень удаленный) исследовательский центр, построенный Советами в 1957 году. В честь приключения Беллинсгаузена он был назван станцией Восток.
Имя было выбрано удачно. Исследователи делят Антарктический ледяной щит на три меньшие части. Есть Западно-Антарктический ледяной щит, Ледяной щит Антарктического полуострова и, что не менее важно, Восточно-Антарктический ледяной щит.
Станция Восток находится на последнем из них. Поскольку (опять же) «Восток» означает «восток», это имеет смысл.
Просматривая сейсмические данные, собранные в 1950-х годах, российский географ Андрей Капица начал подозревать, что где-то вокруг станции Восток может скрываться огромное жидкое озеро, скрывающееся под восточно-антарктическим ледяным щитом.
Доказательства ждали долго.
В поисках озера Восток
Ученые могут использовать проникающий радар для измерения толщины ледяного покрова. Во-первых, высокоэнергетические радиоволны посылаются через ледники, ледяные щиты или ледяные шапки. Если какое-либо эхо отразится, оно может дать важную информацию о структурном составе замерзшей воды.
Еще в 1960-х и 1970-х годах с помощью этой технологии начали находить подледниковые озера в Антарктиде. Оказалось, Капица не ошибся в деньгах.
Радиоэхосъемка и измерения, проведенные через спутник, наконец подтвердили, что рядом со станцией Восток находится гигантское озеро. Журнал Nature сообщил об этом открытии 20 июня 1996 года.
Более 2 миль или почти 4 километра льда отделяют озеро Восток (как оно стало известно) от поверхности. Человеческие руки никогда не касались его, но сейсмометры и ледопроницающий радар дали нам достойную картину озера.
Мы знаем, что у него вытянутая форма. Несмотря на то, что озеро Восток составляет около 155 миль (250 километров) в длину, его ширина составляет всего от 31 до 50 миль (от 50 до 80 километров). Есть и северный, и южный бассейн. Эксперты говорят, что глубина озера в некоторых местах достигает 2600 футов (800 метров). И он содержит около 1 300 кубических миль (5 400 кубических километров) жидкой воды.
Кроме того, на озере Восток есть свой остров, и на нем могут возникать приливы.
Все это достаточно интересно, но вызывает принципиальный вопрос. Как может какое-либо озеро, большое или маленькое, оставаться подо льдом выше любого небоскреба, не замерзая?
Все разогрето
Подледниковые озера нуждаются в источниках тепла. Иногда его может предоставить сама Земля.
Наша планета высвобождает геотермальную энергию. Это тепло может излучаться вверх и таять ледниковый лед, соприкоснувшийся с коренной породой. Затем жидкая вода скапливается в долинах и других впадинах на каменистой поверхности.
Как бы странно это ни звучало, но некоторые ледяные щиты также обеспечивают тепло. Лед естественным образом растает при соответствующем давлении. И действительно толстый, очень тяжелый ледяной щит будет оказывать сильное давление на молекулы воды в его основании.
Доисторическое происхождение озера Восток немного туманно, но последние 15-20 миллионов лет (или около того) озеро было покрыто льдом.
В поисках жизни в озере
Еще в 1999 году микробы были обнаружены в образцах льда, взятых над озером Восток. Лед, о котором идет речь, возможно, когда-то был водой с поверхности озера, которая в какой-то момент примерзла к нависающему леднику.
Исследование, проведенное в 2013 году, обнаружило более 3000 «уникальных последовательностей генов» в подповерхностных льдах озера Восток. Почти половину этого генетического материала можно было идентифицировать; около 94 процентов пришлись на бактерии. Авторы заявили, что они также нашли свидетельства существования более сложных организмов, таких как грибы и мелкие ракообразные.
Критики статьи 2013 года обеспокоены тем, что буровые инструменты, используемые для сбора этих образцов льда, могли быть загрязнены. Если это правда, то последовательности генов, собранные у озера Восток, могли на самом деле происходить из чужой среды. Однако ведущий автор Скотт Роджерс выступил против этих аргументов.
5 февраля 2012 года российские ученые впервые проникли в озеро Восток, пробурив почти 4 километра льда. По воле судьбы Андрей Капица ушел из жизни менее чем за год до этого.
Исследование озера Восток и других подледниковых сред может рассказать нам кое-что о возможных условиях жизни на некоторых далеких спутниках, таких как Европа Юпитера или Энцелад Сатурна. В обоих мирах есть жидкие океаны под ледяной оболочкой, что делает их неотразимыми целями человечества в поисках внеземной жизни.
Интересно
Антарктический ледяной щит содержит колоссальные 70 процентов всей пресной воды на планете Земля.