Jezero Vostok, koje se nalazi u neposrednoj blizini Južnog geomagnetskog pola Zemlje, možda je jedna od posljednjih ozbiljnih misterija našeg svijeta. Voda u jezeru, uzeta u zatočeništvu od leda za 20 do 14 milijuna godina! leđa, spremio informativni "snimak" pretpovijesnog stanja planeta Zemlje. A to znači da ljudi imaju priliku pogledati u tako daleku prošlost, o kojoj se nisu usudili ni sanjati. Na primjer, prema stanju vode, moguće je suditi o sastavu drevne atmosfere, vulkanskih procesa koji su potresli planet na početku kvartarnog razdoblja. Pa čak i o najstarijim oblicima života.
Do danas, 45 država ima svoje stanice na Antarktici i obavljaju aktivan znanstveni rad. A Rusi imaju dlan u otkriću potglacijalne "relikvije", naime zastavki mornar zrakoplovnog odreda 4. sovjetske antarktičke ekspedicije R. V. Robinson. I on je, kao i drugi piloti koji su kasnije odletjeli sa stanice Mirny u područje kolodvora Vostok, vidio vrlo velika područja površine koja se oštro razlikuju od ostalih i uobičajeno su ih nazivala "jezera".
Uvijek su se susretali na istim mjestima, pa su ih čak koristili i za navigaciju. Ali tada ga nitko nije shvatio ozbiljno. Ista sudbina dočekala je hipotezu slavnog glaciologa I. A. Zotnikova (sada član dopisnika Ruske akademije znanosti, doktor geografskih znanosti), koji je predložio mogućnost topljenja debljine antarktičkog ledenjaka tijekom njegovog kretanja.
Činilo bi se o kakvom jezeru možemo razgovarati kada prosječna temperatura na Antarktici dosegne -57 ° C. Voda zamrzava na ovoj temperaturi bez sumnje. Međutim, činjenica je da se jezero ne nalazi na površini, već pod slojem leda od 4 kilometra. Iskreno, čak i kad su pilote otkrili ove ravne ravnice, nazvali su ih jezerom zbog površine koja s visine nalikuje jezeru. Tako se dogodilo da je nad takvim jezerom, bez da su to znali, 1957. godine sudionici sovjetske polarne ekspedicije postavili postaju Vostok (isto ime je jezero dobilo 1993.).
Čak se i A. Kapitsa, tada početnik zemljopis, a kasnije akademik, primio je nestandardni reflektirani signal tijekom seizmičkog sondiranja 1959. i 1964. godine, nije se usudio tako smiono nagađati. Signal je davao dva vrška refleksije umjesto jednog - na 3730 i 4130 m. Iz toga se pokazalo da su se ledenjački slojevi proširili do dubine od 3730 m, a korita Antarktike počela su na dubini od 4130 m. Znanstvenici su zatim zagonetni oblik signala objasnili sedimentnim stijenama koje leže pod ledom.
Sada su sa sigurnošću otkrili da seizmički valovi „posrću“ne na sedimentnim naslagama, već na vodenom stupu od 400 metara. A 1970-ih škotski britanski Polarni institut izveo je veliki program zračnih letova s radio valovima koji su zvučali ledenjaci Središnjeg Antarktika. Na radijskim zvučnim vrpcama rute su na nekim mjestima prelazile područja u kojima su refleksije pod ledom imale prilično osebujan karakter. Bilo je moguće pretpostaviti da su upravo u tim trenucima linije leta prelazile velike akumulacije podglacijalnih voda koje su tada, u 1970-ima, nazvane podglacijalna jezera. A jezero, iznad kojeg se nalazila stanica Vostok, dobilo je ime po njoj. Ali sve je to još uvijek bila samo znanstvena hipoteza.
I tek početkom devedesetih, kada su znanstvenici posjedovali podatke laserske altimetrije, načinjene od svemirskog satelita ERS-1, postalo je očito: na području stanice Vostok nalazi se velika ravna ravnica dugačka do 280 km i do 70 km širok. Ti su podaci prisilili A. Kapicu da podigne rezultate svog dugogodišnjeg seizmičkog sondiranja. Prikupivši sva dostupna znanstvena istraživanja, akademik je napravio izvještaj koji je postao prava svjetska senzacija. Tako je 1994. godine svijet saznao da se unutar beživotnog stupa hladnoće nalazi drevno očuvano jezero. Otkriće divovskog podglacijalnog jezera na Antarktici u blizini ruske stanice Vostok s pravom se svrstava u najveća geografska otkrića 20. stoljeća.
Veličina jezera bila je impresivna: duga je više od 280 km i široka je 50 km. Dakle, površina vodene površine veća je od 10 000 km? i usporediva je samo s takvim jezerima kao što su Onega (Europa), Čad i Rudolph (Afrika), Nikaragva (Srednja Amerika) i Titicaka (Južna Amerika). Prosječna dubina u jezeru je 750 metara. Nakon toga sovjetski stručnjaci iz polarne ekspedicije o morskom geološkom istraživanju temeljito su "proučili" jezero metodom prizemnog sondiranja.
Promotivni video:
Tijekom godina provedene su tisuće kontinuiranih seizmičkih presjeka u raznim smjerovima jezera. Rezultati su bili zapanjujući: prvi put je čovjek "vidio" ono što je skriveno od njega ispod 4 kilometra debelog sloja leda. Primjerice, otkrili su da se na zapadnom dijelu jezera Vostok nalazi puno uvala, uvala, poluotoka. Plitka je, za razliku od istočne, koja ima obalni rub duboke vode.
Dno ovog slatkovodnog korita zakrivljeno polumjesecem ima oštro hrapav reljef, dubina na nekim mjestima doseže 1200 m. Toplinsko skeniranje površine pokazalo je da je temperatura vode u jezeru prilično visoka - otprilike od + 10 ° do + 18 ° C. A nedavna istraživanja japanskih i američkih znanstvenika pokazuju da je jezero podijeljeno grebenom na dva neovisna područja od kojih svako može imati svoje jedinstveno mikrobiološko okruženje.
Sada je otkriveno 77 jezera pod ledenom školjkom Antarktike. No najveće od njih je jezero Vostok. A njegova jedinstvenost leži u činjenici da su jezerske vode bile potpuno odsječene od izravnih dodira s atmosferom, sa suncem, vjetrovima i životom na površini nekoliko milijuna godina debljinom leda. To znači da je biološki i kemijski sastav vode kroz to vrijeme ostao nepromijenjen. Mnogi istraživači vjeruju da jedinstveni životni oblici mogu nastanjivati drevne vode. Jezero Vostok razlikuje se u sili gravitacije: istraživači su bili uvjereni da je gravitacija slabija u odnosu na vodna tijela duboke vode, jer je gustoća vode upola gušća od kamena.
Leteći avionom oko jezera, znanstvenici su sastavili kartu njegovog dna. Njihov rad pokazao je da jezero sadrži oko 5,4 tisuće kubičnih kilometara vode - što je otprilike 5% ukupne svjetske opskrbe slatkom vodom. Također je sugerirano da se jezero Vostok nalazi u rascjepu pukotina u zemljinoj kori. Tada je vjerojatno da se na njegovom dnu događaju procesi bliski vulkanskim, uz erupciju protoka soli. Stoga u donjim slojevima voda može biti slana. A odozgo, zbog topljenja ledenjaka, voda je najvjerojatnije svježa.
Dobiveni podaci omogućili su i znanstvenicima određivanje visine (razine) slobodne površine vode. Pokazalo se da se nalazi na 3100 m nadmorske visine, odnosno voda jezera Vostok nema izravan dodir s oceanom koji na svim stranama okružuje Antarktiku. Pored toga, iznad vodene površine nalazi se kupolasti svod visok stotine metara, ispunjen drevnim zrakom.
Zašto se ledenjaci tope na tako niskoj temperaturi? Znanstveni odgovor neobrazovane osobe može malo objasniti. Ali ukratko to izgleda ovako. Nakon ruskog glaciologa I. Zotnika, znanstvenici sa Sveučilišta u Bristolu 2000. godine proveli su trostruko radarsko snimanje jezera.
Pokazalo se da se blizu njegovog zapadnog i sjevernog oboda, unatoč niskim temperaturama, gotovo 10 centimetara sloj leda svake godine topi (temperatura taljenja je niža nego inače zbog visokog tlaka ledene plohe koja leži na vrhu!). Još je jednostavnije - ledena kapa djeluje kao termos, a toplina Zemlje topi led. Nakon toga, rastopljena voda ponovno se smrzava u dnu ledenog pokrova, povećavajući ga odozdo, ali već na suprotnim obalama. Tako vode jezera Vostok polako kruže i čitav ciklus njihova obnove, prema procjenama istraživača, traje 15-30.000 godina.
Još početkom 70-ih godina prošlog stoljeća, kada su se samo nagađale o postojanju jezera, na stanici Vostok započeo je projekt dubokog bušenja leda. U početku je glavni cilj dubokog bušenja bio dobiti kontinuiranu ledenu jezgru - cilindrični ledeni stup - neku vrstu kriške ledenjaka, čija je studija omogućila rekonstrukciju svih klimatskih promjena na našem planetu u posljednjih 420 000 godina, zabilježenih u slojevima akumuliranog leda.
Još davne 1959. godine šef vostočke stanice VS Ignatov uspio je doseći dubinu od 40 metara uz pomoć toplinske bušilice. Godinu dana kasnije, termalna bušilica, koju je dizajnirao I. A. Zotikov, otišla je 10 metara više. Zbog nesavršene tehnologije tada nije bilo moguće postići impresivne rezultate - bušilica se jednostavno smrznula u led. Situacija se promijenila dolaskom specijalista iz rudarskog instituta Lenjingrad 1967. koji su tri desetljeća bušili led na stanici Vostok, uspijevajući ući duboko u ledene slojeve na 3623 m.
Znanstvenici su dobili točne podatke o klimatskim promjenama u posljednjih 420 000 godina. Tako smo dobili informacije o četiri kompletna klimatska ciklusa na Zemlji. Ali upravo je ovaj bunar postao predmet rasprave. Kad su ruski istraživači počeli produbiti bunar, otkrili su da se led ne-atmosferskog porijekla, prema izotopskoj analizi, nalazio ispod dubine od 3543 m. Kako je rekao Valery Lukin, atmosferski led nastaje kao posljedica pada snijega, koji se pod vlastitom težinom pretvara u jelku, a kasnije i u led. No, led iz bunara se jasno stvorio kao posljedica smrzavanja vode.
Na temelju toga, gore spomenuti Igor Zotikov predložio je novu teoriju. Na temelju hipoteze o postojanju superkontinenta Gondwana (obuhvaćao je Afriku, Južnu Ameriku, Aziju, Australiju i, možda, Antarktiku, koja se nakon toga razdvojila, počela je lebdjeti diljem svijeta i nakon toga zauzela sadašnji položaj), predložio je da jezero Vostok pojavila se neposredno prije glacijacije Antarktike, koja je započela nakon što je kontinent skliznuo na hladni stup. Vode novoformiranog jezera bile su prekrivene ledom zajedno sa cijelim kontinentom. Prema ruskim istraživačima, debljina jezerskog leda iznad vode iznosi 210 m. Akademik Zotikov sugerirao je da je to vrlo ravnotežna vrijednost kroz koju hladni val ne može probiti kroz 50 milijuna godina.
1994. - Ruski glaciolozi izbušili su tri četvrtine puta do jezera, proučavajući klimatsku povijest Zemlje 400 tisuća godina, zabilježenu u slojevima rastućeg leda. Uzorci uzeti vrlo blizu "kupole" pokazuju prisutnost mikroba (uključujući one do tada nepoznate znanosti), hranjivih tvari i raznih plinova, uključujući i metan. Drugim riječima, svi tipični znakovi bioloških procesa nađeni su sada, možda, koji se odvijaju u potpuno izoliranom ekosustavu. To jest, riječ je o jedinstvenoj „kapsuli iz drevnog svijeta“, kojom će se znanstvenici moći riješiti mnogih najsloženijih neriješenih problema u povijesti Zemlje.
Ruski rekord za bušenje u super dubinama još nije srušen: Rusi su uspjeli dostići zabransku oznaku od 3623 m (stručnjaci iz drugih zemalja još nisu prevladali prepreku od 2500). Ipak, uzorke leda izvađenog 1998. godine s ove dubine podijelili su podjednako znanstvenici iz Rusije, Amerike i Francuske. Nakon što je dostigao točku, studije su uspostavljene. Ruska oprema mogla je napredovati dalje, ali bušenje je zaustavljeno zbog opasnosti od nesterilnog uzorkovanja, što bi moglo oštetiti jedinstveni reliktni sustav jezera. Doista, u prirodnoj niši koja je izolirana stotinama tisuća godina, razvila se vlastita biološka ravnoteža.
Što se može dogoditi kad atmosferski zrak zasićen modernom mikroflorom naleti na borove? Bi li neočekivano širenje dovelo do nepopravljivih posljedica? A neke zemlje čak pozivaju da ne upadaju u nepoznato. Što ako odatle, iz vjekovne tame, izvire neka "kuga XXI stoljeća"?
Iz više fizičkih razloga postoji pretpostavka da je jezero Vostok prenasićeno plinovima (posebno kisikom), a mikroorganizmi koji su se prilagodili ovim uvjetima mogu imati jedinstvena svojstva. Nepažljiv sudar dvaju svjetova može dovesti do sukoba i nije poznato tko iz njega može izaći kao pobjednik: mikrobi jezera Vostok mogu patiti od invazije mikroorganizama iz zemljine biosfere, ali mi, teoretski, možemo biti i u ulozi žrtve.
Stoga je 1998. na sastanku SCAR-a - Međunarodnog znanstvenog odbora za istraživanje antarktika - odlučeno da se prestane s bušenjem. "Jezero je vrlo vrijedno s kojim se eksperimentira", upozorava Keenan Ellis-Evans, mikrobiolog sa sjedištem u Cambridgeu u Velikoj Britaniji.
Međutim, iako je potpuno neriješen, jezero Vostok već je predočilo znanost s puno neprocjenjivih informacija. Primjerice, njegov predloženi model pogodio je astronoma sličnošću s prirodnim uvjetima na Marsu. Poznato je da je sjeverni pol crvenog planeta također prekriven džinovskim ledenjakom. I prije milijuna milijuna godina, Mars je poput Zemlje doživio oštre promjene nagiba osi rotacije. Drugim riječima, područja koja su sada motori hladnoće, na obje su planete u prošlosti imali mnogo topliju klimu.
Tada hipoteza da naš svemirski susjed ima i polarna jezera slična jezeru Vostok postaje prilično uvjerljiva. A ako se život nađe ispod ledenjaka Antarktike, zašto se onda ne nađe na Marsu? Čak je i američka Nacionalna svemirska agencija ozbiljno zainteresirana za problem Zemaljskog jezera, uspoređujući ga s oceanom Europe, mjesecom Jupiterom.
Ispada da je podglacijalno jezero na Zemlji idealno poligon za testiranje tehnologije prodora pod ledom u Europi, gdje je ocean barem prekriven 20-metarskim slojem leda, a jezero Vostok dugo je samo 4 kilometra. Ali problemi ostaju isti. Kako ne donijeti "prljavštinu" (zemaljske bakterije) na Jupiterov mjesec, kako probiti led, kako osigurati prijenos signala s podvodnog vozila na površinu?
Jezgro Antarktika omogućilo je prosudbu globalnih klimatskih promjena koje su se dogodile na planeti u posljednjih stotina tisuća godina. Prema omjeru izotopa kisika u mjehurićima zraka, znanstvenici su utvrdili promjenu sadržaja ugljičnog dioksida u atmosferi u posljednjih pola milijuna godina. Već se pouzdano zna da se promijenila - i to jako puno. I najvažnije - bez ikakvog ljudskog sudjelovanja! No, porast prosječnih atmosferskih temperatura objašnjavaju zagovornici globalnog zagrijavanja upravo „efekt staklenika“uzrokovan razvojem ljudske civilizacije. Studije su pokazale da vulkanska aktivnost ili, recimo, divovski šumski požari ispuštaju mnogo više ugljičnog monoksida u atmosferu.
Dalje više. Prema akademiku A. Kapicu, isprva je temperatura atmosfere porasla, a potom se povećao sadržaj ugljičnog dioksida u njoj, a ne obrnuto! Jednom riječju, oni već čine nevjerojatna otkrića! U jezgri antarktičkog leda pronađeni su tragovi DNK iz dubine od 3543 m. "Istraživači su odmah shvatili da se bave jedinstvenom prirodnom" relikvijom ", rekao je V. Lukin, voditelj ruske ekspedicije Instituta za Arktik i Antarktik." Moguće je da jezero skriva bakterijski život nepoznat modernoj znanosti, staroj oko pola milijuna godina. Pronađena DNK, koja se ne podudara sa zemaljskim organizmima, potvrda je toga. Stručnjaci za molekularnu biologiju također su uvjereni da takve vrste DNK nema u katalozima svjetske znanosti."
Istraživanje je u punom jeku i donosi nova otkrića. U jezgri jezerskog leda iz izvora, molekularni biolozi s Instituta za nuklearnu fiziku u Sankt Peterburgu otkrili su tri vrste termofilnih mrtvih bakterija, nepoznatih znanosti. Njihovi moderni parovi razvijaju se u hidrotermalnim izvorima u aktivnim područjima oceana i kontinenata na temperaturama od + 40–60 ° C. Iz toga proizlazi da su nekada jezera Vostok bile toplije od svih modernih južnih mora.
Ruski mikrobiolog S. Abyzov, kao rezultat temeljnih studija iz najdublje bušotine na Antarktici, dokazao je da mikroorganizmi postoje u stanju suspendirane animacije u ledu do najdubljih horizonata. Do sada se vjeruje da je život koji se može naći u jezerskoj vodi ili njenim podnim sedimentima također ograničen mikroorganizmima. U isto vrijeme, nitko od onih koji su danas poznati ne bi mogao postojati dovoljno dugo u ovoj vodi.
Prema V. Lukinu, ovaj se događaj po svom znanstvenom značaju može usporediti samo s slijetanjem čovjeka na Mjesec. Na površini jezera ostalo je oko 130 metara. "Očekujemo da ćemo u tri zimske četvrtine prijeći tu udaljenost", rekao je V. Lukin.
Vodeni sloj jezera odvaja samo 130 metara leda od dna bunara. Što čeka čovječanstvo iza ovog malog mosta?
V. Syadro, T. Iovleva