Меню

Когда будет финальное проникновение в озеро восток

Ученые готовятся к вскрытию подледного антарктического озера Восток

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 16 января. /Корр. ТАСС Наталия Михальченко/. Бурение скважины к реликтовому озеру Восток в Антарктиде остановлено на отметке 3765 м — за 4 м до границы между льдом и водой. Началась подготовка ко второму в истории проникновению в озеро, сообщил ТАСС начальник Российской антарктической экспедиции (РАЭ) Валерий Лукин. По его словам, главная задача этого сезона — вскрыть озеро и законсервировать скважину ледяной пробкой в несколько метров до следующего сезона, когда начнется исследование водной толщи.

Сроки проникновения в озеро

Лукин сообщил, что «пройти» оставшиеся 4 м можно за день. Однако новое проникновение в озеро состоится по мере готовности всех систем к этому важному для науки событию под началом руководителя лаборатории изучения климата окружающей среды Арктического и Антарктического НИИ Росгидромета Владимира Липенкова и завкафедрой бурения скважин Национального минерально-сырьевого университета «Горный» Николая Васильева. «Мы рассчитываем, что это произойдет до конца января», — уточнил собеседник агентства.

По его словам, очень важно тщательно подготовиться к проникновению в озеро — обеспечить защиту уникального природного объекта от попадания туда заливочной жидкости (скважину заполняют незамерзающей жидкостью для сохранения диаметра отверстия) и возможность многолетнего научного исследования Востока через пробуренную скважину. Для этого ученые опустят видеокамеру в скважину и детально обследуют ее.

Плотность заливочной жидкости, которая состоит из фреона и керосина, должна быть одинаковой на всем протяжении пробуренной скважины и соответствовать плотности льда. Это обеспечивает нормальное прохождение бурового снаряда вверх и вниз. Если плотность жидкости будет меньше плотности льда, возникнет эффект горного давления, когда стенки отверстия сближаются и не дают буровому снаряду подняться на поверхность. Если плотность заливочной жидкости будет больше плотности льда, произойдет гидроразрыв — смесь фреона и керосина начнет проникать в боковые стенки скважины.

Прошлый опыт

Именно гидроразрыв не позволил поддерживать скважину в рабочем состоянии после первого проникновения в озеро Восток, которое российские ученые осуществили 5 февраля 2012 года. «Буровой снаряд вытащили очень быстро, возникло отрицательное давление, воду из озера буквально засосало в скважину на высоту 380 м. На глубине чуть выше 3300 м произошел гидроразрыв — заливочная жидкость сначала выплеснулась из скважины в объеме около 1,5 кубометров, а потом ее уровень резко упал — она ушла в стенки скважины», — рассказал Лукин.

В результате два следующих сезона скважину к озеру Восток пришлось разбуривать заново, зато в озеро не попало ни капли техногенной жидкости.

В РФ снимут фильм о работе 60-й российской антарктической экспедиции на озере Восток

«Новое проникновение в озеро будет отличаться от первого еще тем, что мы с точностью до метра знаем местонахождение границы лед-вода, — добавил Лукин. — Она лежит на глубине 3769 м от поверхности ледника. В 2012 году мы шли вслепую, так как сейсмические и радиолокационные методы, с помощью которых была определена граница льда и воды, дают информацию с погрешностью в 1 процент. Для почти четырехкилометровой скважины это означает погрешность в 37,5 м в ту и другую сторону. То есть на последних 75 м скважины проникновение в озеро могло произойти в любую минуту, при том, что скорость круглосуточного бурения не превышает 2-5 метров в сутки. В этот раз таких проблем не будет».

Об открытии озера

Озеро Восток было открыто геодезическим методом Советской антарктической экспедицией в 1987 году, оно лежит под почти четырехкилометровым слоем льда, его размеры достигают 250 на 50 км. Бурение скважины началось в 1989 году. 5 февраля 2012 года ученые достигли границы лед-вода на глубине 3769 м, были взяты первые пробы воды, в которой ученые обнаружили следы живых организмов. Ученые предполагают, что озеро было закупорено льдом около полумиллиона лет назад.

Озеро одноименно с круглогодичной российской антарктической станции Восток, удаленной от побережья 1260 км, в 480 км от южного полюса, откуда и ведется бурение. Это самое холодное место на Земле с летними температурами от минус 20 днем до минус 40 градусов ночью (зимой столбик термометра здесь опускается ниже минус 80) и минимальным количеством осадков. Буровые работы ведутся только на пике антарктического лета — в январе-феврале.

Источник



В Академии наук отчитались по озеру Восток. Проникновение в подледниковое озеро Восток

В Академии наук отчитались по озеру Восток. Проникновение в подледниковое озеро Восток стало одним из самых значительных научных событий уходящего года. Исследователи рассказали обо всем, что сделано, и планах на будущее. (подробнее в коментах)

Дубликаты не найдены

С сообщениями «Глубокое бурение в Центральной Антарктиде и проникновение в подледниковое озеро Восток» перед Президиумом РАН выступили академик Владимир Михайлович Котляков, кандидат географических наук Владимир Яковлевич Липенков (Арктический и антарктический научно-исследовательский институт Росгидромета), доктор технических наук Николай Иванович Васильев (Санкт-Петербургский государственный горный университет).

В феврале этого года произошло знаменательное событие: российские учёные первыми в мире проникли в знаменитое подлёдное озеро Восток. К настоящему времени удалось дешифрировать палеоклиматическую информацию до глубины 3360м, т.е. «уйти» в прошлое на 440 тыс. лет.

Читайте также:  Карта озера байкал с названиями заливов

История изучения толщи антарктического льда началась в середине прошлого века. В начале 1960-х годов в Институте географии АН СССР было научно обосновано заключение о том, что существует критическая толщина антарктического ледника, при превышении которой на ледниковом ложе начинается таяние льда. В результате расчётов выяснилось, что уже в 350 км от берега реальная толщина льда начинает превышать её критическое значение, так что почти во всей Центральной Антарктиде, несмотря на очень низкие средние годовые температуры, у ложа идёт непрерывное таяние, и под мощным ледниковым покровом должен быть слой жидкой воды.

Глубокое бурение льда на станции Восток было начато в 1970 г., техника и технология бурения льда разрабатывались в Ленинградском горном институте, а на начальном этапе изотопный анализ керна выполнялся в Москве в изотопной лаборатории Института географии АН СССР. Ледяной керн, получаемый из глубокой скважины, служит источником очень богатой информации: изотопы воды позволяют получить сведения о температуре окружающей среды в прошлом, газовые пузырьки свидетельствуют о составе древней атмосферы и пр. Само озеро было сначала предсказано Андреем Петровичем Капицей в 50-е годы прошлого века, а подтверждение предсказаний произошло в 1996 году. Озеро Восток лишь немногим уступает по площади водной поверхности крупнейшего в Европе Ладожского озера и составляет почти треть Байкала. По объёму воды озеро Восток занимает пятое место среди пресноводных водоёмов планеты.

Важным достижением проекта бурения на станции Восток стала реконструкция климата и газового состава атмосферы во время древнего межледникового периода, который переживала наша планета 410 тыс. лет назад и который хорошо известен под названием «морская изотопная стадия 11». Это единственный – из четырёх полностью зарегистрированных в керне станции Восток – межледниковый период, который был таким же тёплым и таким же продолжительным, как наш голоцен. Есть все основания рассматривать эту стадию как уникальную эпоху в истории Земли, изучение которой может дать ключ к пониманию современного климата.

В это время характеристики климата и газового состава атмосферы Земли испытывали значительные колебания. Значительная доля естественных климатических колебаний связана с циклическими изменениями прецессии равноденствий, наклона оси Земли и эксцентриситета её орбиты. Наиболее существенный вклад в глобальные изменения природной среды вносили колебания с периодом около 100 тыс. лет (соответствуют циклу изменения эксцентриситета земной орбиты), которые определяли время наступления ледниковых и межледниковых эпох на нашей планете. Исследования выявили тесную связь между глобальными изменениями климата и концентрацией двуокиси углерода (СО2) и метана (СН4) в атмосфере Земли. Благодаря изучению ледяных кернов Востока эта связь была впервые прослежена на протяжении четырёх больших (100-тысячелетних) климатических циклов и стала неопровержимым экспериментальным доказательством роли парниковых газов как усилителей первоначально слабых климатических изменений, вызванных циклическими колебаниями орбитальных параметров планеты и связанными с ними изменениями количества солнечной энергии.

Данные со станции Восток говорят о том, что «морская изотопная стадия 11» была подобна текущему межледниковью, и мы имеем, еще по крайней мере, несколько тысяч лет умеренно тёплого климата, а затем неизбежно начнется новое глобальное похолодание и наступит очередной ледниковый период.

К 2007 г. сформировалось представление о существовании под ледниковом покровом Антарктиды обширной подлёдной гидрологической системы, состоящей из крупных озёр тектонического происхождения (как озеро Восток) и соединяющих их «рек» и каналов, через которые постоянно или периодически происходит дренаж подледниковой воды. В настоящее время признано, что эта гидрологическая сеть оказывает существенное влияние на форму и размеры ледникового покрова Антарктиды.

До проникновения в озеро Восток единственным источником экспериментальных данных о его гидрологическом режиме служат образцы льда, образовавшегося при замерзании озерной воды. В озёрном льду содержание газовых, химических и биологических компонентов в 100–1000 раз меньше, чем в воде озера, где происходит аккумуляция газов и химических примесей, поступающих из атмосферы через ледник и из осадков на дне озера. Такая среда уникальна в биологическом плане. Она может оказать серьёзное сдерживающее влияние на развитие жизни в озере и требует специальной адаптации обитающих здесь микроорганизмов.

Поверхность озера была достигнута 5 февраля 2012 г на глубине 3769,3 м, которая, с учетом наклона скважины, соответствует вертикальному расстоянию от дневной поверхности ледника примерно 3759 м. Озёрная вода вошла в скважину под давлением не менее 4 атм, что полностью исключило возможность попадания заливочной жидкости в подледниковый водоём. Озёрная вода поднялась в скважине на 600 м от поверхности озера и, естественно, замёрзла. Однако достигший озера буровой снаряд, покрытый толстым слоем льда, удалось поднять на поверхность. В заранее подготовленные стерильные контейнеры был произведён отбор образцов замёрзшей озёрной воды для биологических, химических и изотопных анализов.

Читайте также:  Цунами в озере швейцария

Результаты подсчёта микробных клеток подтверждаются данными анализа ДНК, которые показывают, что озёрный лёд в целом – исключительно чистый материал, не содержащий ни бактериальную, ни архебактеральную ДНК. Тип микроорганизмов, которые потенциально могут существовать в воде озера – это оксигенофильные (любят кислород) хемоавтотрофные (перерабатывают неорганический углерод) пьезофильные (живут под высоким давлением) психрофилы (низкотемпературные организмы). Бактерии такого рода в озёрном льду не обнаружены и науке пока не известны. Предельно низкие концентрации микробных клеток в современном снеге на поверхности Антарктиды свидетельствуют о том, что перекрывающий озеро Антарктический ледниковый щит следует рассматривать как барьер, который на протяжении миллионов лет препятствовал контакту возможной озёрной биоты с поверхностью.

Разработкой и внедрением технологий кернового бурения льда занимается Санкт-Петербургский горный университет. Благодаря усовершенствованиям в конструкции снаряда и технологии бурения удалось сохранить высокую эффективность буровых работ даже на рекордных глубинах. На последнем этапе бурения выход керна за сутки работы составлял 2–2,4 м, что значительно превышает аналогичные показатели зарубежных буровых снарядов при бурении придонных слоёв антарктического ледника (но на меньших глубинах).

Сейчас сформулирован список фундаментальных проблем, которые необходимо и можно решить в ходе проведения прямых исследований водной толщи озера:
1) определить степень изолированности озера Восток от других элементов подледниковой гидрологической сети Антарктиды;
2) рассмотреть проблему стабильности озера Восток и оценить вероятность катастрофических сбросов воды из озера;
3) выяснить происхождение и оценить возраст озера как водного тела (в случае его изолированности);
4) определить концентрацию, видовой состав и механизмы адаптации микроорганизмов, населяющих водную толщу озера (или получить подтверждения её стерильности).

Верхний 50-метровый слой озера наиболее интересен с точки зрения уточнения термодинамических свойств озёрной воды, определения концентрации растворённых газов и получения данных, необходимых для идентификации гидродинамической модели циркуляции озера. Поэтому при проведении первых прямых измерений характеристик водной толщи озера Восток измерительное устройство будет опускаться в озеро на грузонесущем кабеле до глубины 50 м, что позволит производить измерения в режиме on-line. Для отбора проб воды с целью их последующего анализа пробоотборник будет погружаться до 500–700 м и, вероятно, достигнет придонных слоёв озера.

Источник

В озере Восток в Антарктиде найдена «инопланетная» бактерия

Четвертый вид древней бактерии обнаружили во льду антарктического озера Восток российские биологи. О своих результатах сотрудники лабораторией криоастробиологии Петербургского института ядерной физики сообщили на 3-й Всероссийской конференции по астробиологии, которая проходила в первых числах октября в Пущино.

Напомним, что члены Российской антарктической экспедиции впервые проникли под лед Востока в 2012 году. Толща льда составляла 4 километра. К 2016 году микробиологи подтвердили обнаружение первого, совершенно неизвестного ученым организма, существовавшего в озерной воде миллионы лет. Его генетическая последовательность не совпадала полностью ни с одной известной ДНК на Земле. За это завлабораторией криоастробиологии Петербургского института ядерной физики (относится к Курчатовскому институту) Сергей Булат назвал потенциальной «инопланетянкой», в том смысле, что если бы подобную нашли на другой планете, то ученые уверенно признали бы ее обитательницей иного мира, не имеющей родственных бактерий на Земле.

Вторая бактерия из Востока оказалась известна ученым только на уровне семейства – Herminiimonas glaciei. Этот вид ультрамикробактерий, представителя которого в 2009 году нашли только в леднике Гренландии. Его размеры составляют 0,5-0,9 на 0,3-0,4 микрометра (мкм), что примерно в 10-50 раз меньше кишечной палочки. Однако ни род, ни вид микробиологам, изучавшим антарктический аналог, установить пока не удалось.

В 2018 году, исследуя прежде добытый материал, специалисты нашли третью бактерию подледного древнего озера — Marini Lactobacillus. Такую находили японцы на территории своей страны во впадине на глубине 4 километра и под 4 метрами грунта. Однако установить вид новой представительницы, по словам Булата, исследователи тоже пока не смогли.

Четвертый организм, обозначенный пока лишь номером — 3721v34-24 — группа Сергея Булата открыла в мае 2020-го года. Она, как и самая первая бактерия, оказалась абсолютной незнакомкой. «Она ни на что не похожа, — сообщил Сергей Булат на конференции. — По ней мы не нашли сходных данных в мировой базе генетических данных. Если бы такая сейчас была найдена, к примеру, на Энцеладе (спутнике Сатурна), где мы с большей вероятностью ожидаем встретить жизнь, то мы признали бы ее жительницей Энцелада».

Источник

25 января 2015 г. Второе проникновение в озеро Восток

Оригинал взят у ekaykin в 25 января 2015 г. Второе проникновение в озеро Восток

Говорят, в одну реку нельзя войти дважды.
А в озеро?
Центральная Антарктида — возможно, самое стабильное место на планете, пейзаж тут не менялся как минимум 14 миллионов лет. Здесь под четырьмя километрами льда лежат озера и реки, не видевшие солнечного света на протяжении такого периода времени, по сравнению с которым «вечный покой седых пирамид» — кратчайший миг.
Но вечный покой не по сердцу человеку, и в 2012 году люди впервые прикоснулись к подледниковому озеру Восток. Слово «проникновение» — не совсем верное, ведь ничто из нашего мира не проникло в озеро. Вернее будет сказать, что часть озера проникла в наш мир в виде образцов воды.
И вот вчера состоялось второе вскрытие Озера.
Об этом я и расскажу сегодня.

Читайте также:  Лебеди в озере дали

Но сперва — предыстория событий.
Бурение на Востоке началось в январе 1970 года, когда про Озеро еще никто не знал. Целью буровых работ было получение ледяного керна и изучение палеоклимата — об этом я писал в прошлый раз.
Кто, когда и как открыл Озеро — это сложный вопрос, об этом я сейчас не буду. Заговорили о нем в середине 1990-х годов, тогда же началось и систематическое изучение Озера дистанционными геофизическими методами (сейсмика и радиолокация). В конце января 1998 года скважина 5Г достигла отметки 3623 метра. На этой глубине уже был не «обычный» атмосферный лёд, сформированный выпавшим много-много лет назад снегом, а «конжеляционный» лед — т.е., образованный из замерзшей озерной воды. До Озера по оценкам геофизиков оставалось немногим больше 200 м, и по решению ученых бурение скважины было приостановлено — до тех пор, пока не будет разработана технология экологически чистого проникновения в Озеро.
Целых 8 лет скважина простояла не тронутой. За это время была проведена чертова куча работы — разработка проекта проникновения, его экологическая экспертиза, оценка воздействия на окружающую среду, доклады на российских и международных конференциях разного уровня и т.д. Наконец — дано добро, и в декабре 2005 года бурение было возобновлено. Шло оно с большим трудом. Бурить приходилось «тёплый» (близкий к точке плавления) крупнокристаллический лед — такого опыта на тот момент не было ни у кого в мире.
До 2012 года для изучения Озера использовались разные методы — дистанционные геофизические, изучение озерного льда, моделирование. Известно было очень много — форма и размеры Озера, объем воды, гидрологический режим и (довольно приблизительно) экологические условия. Но не было известно главное — когда и как образовалось Озеро, и есть ли в нем жизнь. На эти вопросы можно ответить лишь проникнув в него, взяв образцы воды из разных глубин и исследовав донные осадки Озера.
5 февраля 2012 года скважина 5Г достигла озера Восток на глубине 3769,3 м. Именно тогда многие из вас благодаря публикациям в прессе впервые узнали и про Озеро, и про наши исследования на станции Восток :-). После вскрытия вода поднялась в скважину примерно на 360 метров и замерзла. На разбуривание ее ушло 3 сезона, а изучение замерзшей воды дало новые знания об Озере — теперь мы точно знаем изотопный состав воды, лучше знаем её химический состав. В замерзшей озерной воде даже нашли следы новых видов бактерий, но интерпретация этих данных (действительно ли найденные бактерии — из Озера?) по ряду причин затруднена.
И вот наконец вчера, 25 января 2015 года, буровой снаряд вновь подошел к поверхности Озера.
Те, кто честно дочитал до этого места — молодцы! 🙂

Особенностью нынешнего проникновения было то, что мы точно (в данном случае это означает «с точностью порядка 20 см») знали глубину Озера и давления воды в нем — то есть, могли надежно подготовить скважину к вскрытию, что и было сделано в предыдущие дни.
25 января было два рейса, и утренний остановился приблизительно в 50 см от Озера. Поскольку в предшествующих рейсах проходка была стабильной, около метра, вероятность достичь Озера в очередном рейсе была близка к 100%.
Бурение началось около 17 часов по местному времени (13 по Москве). На буровой собрался почти весь наш отряд. Управлял лебедкой опытнейший буровик Володя Зубков; начальник отряда, Профессор Николай Васильев, был рядом.

Хотя на буровой было много людей, стояла полная тишина, все разговоры утихли. Лишь звук работающей лебедки — очень громкий, на самом деле, но привыкшее к нему ухо «выключает» его. Какая-то деталь кабелеукладчика равномерно позвякивала — точь-в-точь, как метроном, и это здорово усиливало драматический эффект.
Но и сама буровая выглядела совсем не обычно! Единственная женщина на станции, кинорежиссер Катя Еременко, снимающая фильм «Озеро Восток», украсила буровую, приглушила верхний свет, подсветила софитами наиболее значимые места. Наша буровая, такая привычная за многие экспедиции, вдруг изменилась до неузнаваемости, превратившись не то в музей современного искусства, не то в театральную декорацию.

Источник