Валерий Лукин: «Задачи, которые мы решаем, выглядят фантастическими»

Академия «Файла-РФ». Начальник Российской Антарктической экспедиции Валерий Лукин: «Задачи, которые мы решаем, выглядят фантастическими»  29 марта 09:00   Арктический и Антарктический НИИ совместно с Петербургским институтом ядерной физики сообщили об обнаружении не известного ранее типа бактерий в подледниковом озере Восток, которое миллионы лет было изолировано от внешнего мира.

Валерий Лукин. Фото ИТАР-ТАСС.

Более полную информацию учёные надеются получить, исследуя керны замёрзшей воды, что прибудут с Шестого континента в мае на борту «Академика Фёдорова». О задачах Российской Антарктической экспедиции «Файлу-РФ» рассказал её начальник Валерий ЛУКИН.

– 5 февраля 2012 года на глубине 3769,3 метра наш буровой снаряд достиг поверхности подледникового озера Восток. Вода из него за счёт недокомпенсации давления заливочной жидкости, сознательно созданной в скважине, поднялась вверх по её стволу. Это – крупнейшее событие в изучении Земли, и оно стало возможным благодаря уникальной отечественной технологии.

Первую ампулу с реликтовой водой, миллионы лет не соприкасавшейся с атмосферой, вручили Владимиру Путину. Заледеневшие керны прошлого года проходят всестороннее комплексное исследование. Уже обнаружена уникальная бактерия, не поддающаяся классификации. В середине мая флагман полярного флота «Академик Фёдоров» доставит в Петербург новые образцы свежезамороженной воды, после их скрупулёзного анализа будут сделаны научные выводы.

Образцы из озера Восток.

Если основная задача прошлого сезона была в том, чтобы вскрыть озеро, то нынешней экспедиции – поднять замёрзшую в скважине воду для лабораторных исследований. Одновременно, мы убедились в абсолютной экологической чистоте проекта. Ни одна из микрочастиц заливочной жидкости в озеро не попала – российские методы бурения глубоких скважин во льду остаются самыми передовыми в мире.

Дело в том, что, начиная с глубины3000 метровна любых ледниках возникают серьёзные трудности. Есть даже такой термин: «бурение теплого льда». То есть чем глубже, тем его температура ближе к точке фазового перехода. При обычном давлении на отметке «лёд-вода» это был бы ноль градусов. Механически разрушать такую породу, которая при малейшем прикосновении начинает плавиться, очень сложно. Мы три года посвятили поиску решения этой проблемы. Получилось. Наша технология существенно опережает западные разработки. На глубинах после 3000 метров зарубежные коллеги просто останавливают бурение. Мы получили полную ясность, как надо работать, благодаря чему и добрались до водного слоя.

Бурение ведётся таким образом. За один раз снаряд может «пройти» не более трёх метров, после чего керн должен быть обязательно поднят на поверхность. Поэтому на таких глубинах «буровой рейс» продолжается примерно пять часов, с получением колонки льда длиной 2–2,5 метра.

Крупное научное открытие было сделано на подступах к озеру. Как оказалось, последние четыре метра льда сформированы единым гигантским монокристаллом. Учёные полагают, что он образовался за счёт намерзания воды со скоростью примерно пять миллиметров в год. В лабораторных условиях, где выращиваются искусственные кристаллы, такого результата не достичь – немыслимо проводить эксперимент в течение сотен тысяч лет. Так что это предмет отдельного исследования.

Флагман полярного флота «Академик Фёдоров».

И конечно, сенсацией станут микроорганизмы, обнаруженные в кернах. Причём следует различать «жизнь» в осадочном слое, в водном горизонте и во льду. В нижней части ледника уже были обнаружены термофильные бактерии. Теперь специалисты Института микробиологии РАН и Петербургского института ядерной физики изучают керны льда из озёрной воды. Гипотетически мы представляем, какие микроорганизмы там могут жить – те, что используют неорганический углерод, существуют при большом давлении, при низких температурах и, самое главное, при высокой концентрации кислорода.

Такое предсказание сделано на основе теоретических выкладок. В северной части озера лёд, вероятно, подтаивает, выделяя в воду много газа. В южной части, где происходит замерзание, он выталкивается, а поскольку система загерметизирована, газы аккумулируются. Расчёты показали: если озеро существует больше миллиона лет, концентрация растворённого кислорода там должна быть максимальной. Она в 50 раз больше чем в воде, что налита в стакан и находится в равновесии с атмосферным воздухом. Мы надеемся, что сможем уточнить концентрацию как раз по образцам льда из скважины. Организмы, способные адаптироваться к таким условиям, до сих пор не были известны науке.

В ближайшие годы нам предстоит проникнуть вглубь озера. Отрабатываем технологии обеспечения безопасности предстоящей операции, чтобы, с одной стороны, максимально гарантировать реликтовый водоём от попадания любых посторонних веществ, а с другой – чтобы стерильно чистое оборудование можно было не только ввести, но и беспрепятственно извлечь. Мы должны будем поддерживать в постоянно незамерзающем состоянии нижний участок скважины порядка 30 метров. Если канал начнёт сужаться, оборудование уже не поднимем. Обеспечив стабильный диаметр столба, опустим вниз специальное устройство, которое «зависнет» в нескольких метрах над поверхностью озера. Из этого доставочного контейнера с помощью внутренней микро-лебедки на тонком стальном тросе направим в озеро обеззараженные исследовательские модули. С их помощью планируется проводить непрерывные исследования вертикального распределения различных гидрофизических и биохимических параметров водной толщи, а также отбирать пробы с различных горизонтов.

Схема бурения подледникового озера Восток.

Для повышения надёжности этого уникального оборудования принято решение не объединять его в многофункциональный модуль, а наоборот – разделить по назначению. Так же, хотя это достаточно отдалённая перспектива, попробуем взять образцы донных отложений. Опустим миниатюрную буровую установку, которая и извлечёт керны грунта со дна. Толщина водного слоя в месте скважины порядка 700 метров, а максимальная в озере – около 1200, и поставленные задачи выглядят фантастическими. Но, с другой стороны, ведь и на Луне, и на Марсе уже бурили – тоже с помощью малогабаритной установки, которой управляли с Земли.

Исследования поднятых материалов позволят более точно определить возраст озера Восток. Сегодня многие специалисты считают, что оно образовалось вскоре после того, как покров Антарктиды принял свои современные размеры, около 18 миллионов лет назад, – за счёт донного таяния льда. Другие убеждены, что озеро возникло вообще до начала оледенения континента, т. е. 30–40 миллионов лет назад.

Работы в Антарктиде хватит не одному поколению. Основной потребитель исследований – научное сообщество, как нашей страны, так и зарубежное, но приоритеты, безусловно, отданы России. Обеспечивать столь масштабные работы под силу только государству. Российская Антарктическая экспедиция является правительственной структурой и содержится федеральным бюджетом. Это закреплено законом. К примеру, в прошлом году Российская Антарктическая экспедиция получила от государства 1,015 миллиарда рублей без учета стоимости научных проектов. Примерно 43% этой суммы потрачено на содержание станции «Восток».

Сейчас мы заканчиваем формирование предложений по бюджету на следующий сезон. Параллельно вместе с Минэкономразвития готовим проект Федеральной целевой программы «Мировой океан» с антарктической подпрограммой, где будут расписаны основные направления работ по 2018 год.

Идея возникла на встрече с Владимиром Путиным 19 апреля прошлого года, который поддержал наши предложения по продолжению научных исследований. В частности, предполагаются четыре крупных инвестиционных проекта. Один из них – строительство нового зимовочного комплекса на станции «Восток». Нынешний эксплуатируется с конца 70-х и морально устарел. Мы понимаем, что возведение станции, которая находится в глубине континента – очень сложная, дорогая задача, тем не менее, планируем приступить к её выполнению с 2014 года.

Антарктическая станция «Восток».

Кроме исследований, безусловно, важных для мировой науки, хочу обратить внимание на то, что наша деятельность в Антарктиде укрепляет престиж государства. Я бы сравнил эту миссию с исследованием космического пространства. Покорение вселенной началось с запуска искусственного спутника Земли в 1957 году, а в Антарктиде наша страна начала регулярные исследования в 1956-м. 12 апреля 1961-го полетел Гагарин, и в том же году мы стали активно заселять Шестой континент своими станциями. Сейчас страна серьёзно нацелена в космосе на другие объекты Солнечной системы, а в Антарктиде стали проводиться исследования, чтобы познать то, что невидимо человеческим глазом, спрятано под многокилометровыми ледниками, которыми она покрыта на 99 процентов. Понимание этой среды, бесспорно, расширит человеческие знания.

Наша справка:

На Шестом континенте действуют пять российских станций («Беллинсгаузен», «Восток», «Мирный», «Новолазаревская», «Прогресс») и пять сезонных полевых баз («Дружная-4», «Ленинградская», «Молодёжная», «Русская», «Союз»). Для работы в Тихоокеанском секторе Антарктики построено научно-экспедиционное судно «Академик Трёшников», которое завершило ледовые испытания в реальных условиях первого самостоятельного рейса. Планируется перевод сезонной полевой базы «Русская» в режим круглогодичной станции. В этом заинтересованы многие организации, в частности Роскосмос.

Сезонные работы в Антарктиде в нынешнем году завершены. На станции «Беллинсгаузен», «Восток», «Мирный», «Прогресс» заступили новые вахты зимовщиков, смена на «Новолазаревской» прошла в конце марта. Впереди у полярников год работы в «поле».