Реликтовые озера начинают открывать свои тайны

Ученые активно занимаются изучением подледных антарктических озер, воды которых были значительное время изолированы от атмосферы Земли. Российские исследователи занимаются бурением подледного озера «Восток»; американцы уже завершили бурение над озером Уилланс; британцы потерпели фиаско в попытке достичь вод озера Эллсуорт.

Несмотря на то, что российские полярники еще год назад прошли границу лед-вода на глубине 3383 метра, до сих пор не было сделано сколь-нибудь значительных находок или открытий. До глубины 3406 метров ледяной керн не позволял отобрать приемлемые для исследования пробы льда. Лишь только после прохождения этой глубины в руки исследователей попали нормальные пробы, в центре которых стал выделяться сердечник белого цвета, который позже исчез.

Американцы успешно пробурили 800 метров льда, добравшись до озера Уиланс, которое по своему происхождению, характеристикам и методам исследования в корне отличается от озера Восток. Уиланс расположен в юго-западной части шельфового ледника Росса, представляя собой элемент обширной подледниковой гидросистемы, в которой каждые 10 лет происходит полное обновление воды. Объем Уиланса составляет скромные 0,5 км3, в то время, как объем озера Восток — 6100 км3. Также разнится и глубина залегания озер: Уилланс — 801 метр; Восток — 3770 метров. Различались и способы бурения. Американцы использовали метод бурения льда горячей водой, разогретой до температуры 90 градусов. Россияне использовали технологию экологически чистого проникновения в подледное озеро при помощи электромеханического бурового снаряда, заполняя скважину незамерзающей буровой жидкостью, которая состоит из смеси фреона и керосина. Данная технология основана на создании искусственной разницы давления ледника и поверхностного слоя воды озера с давлением буровой жидкости в скважине. Плотность заливочной жидкости равняется плотности льда (0,91 г/см3), что меньше, чем плотность воды (1,00 г/см3). В этом случае заливочная жидкость всегда будет находиться над водным слоем озера не смешиваясь с ним, поскольку легче него. В силу разницы плотностей вода из верхнего слоя озера поднялась вверх по стволу скважины, вытеснив более легкую заливочную жидкость и в течение 10- 11 месяцев от момента проникновения в озеро превратилась в лед за счет низких температур на боковых стенках скважины.

Американцы же попросту растапливали лед горячей водой. На первый взгляд американская технология более эффективна, однако, она совершенно непригодна для бурения Востока, поскольку требует обеспечения вертикального перемешивания по всему стволу скважины. Учитывая тот факт, что на поверхности температура составляет минус 55 градусов Цельсия, а глубина скважины более 3 км, то для обеспечения условия вертикального перемешивания потребовались бы колоссальные энергозатраты, что в свою очередь повлекло огромные финансовые вложения и чрезвычайно высокую нагрузку на окружающую среду.

Вторым минусом бурения горячей водой является потенциально возможное тепловое загрязнение подледникового водоема, поскольку тепловое воздействие воды, применяемой для бурения, до сих пор никак не оценивалось, хотя оно существует. Поэтому, не исключено, что американцы вместо изучения микроорганизмов в подледниковом водоеме будут изучать микробиологическое разнообразие «супа», который был сварен из этих микроорганизмов в процессе бурения.

В любом случае, ученые получили бесценный опыт, который может им пригодиться в будущем, когда будет стоять задача бурения на других планетах. Например, известно, что большие залежи подледной воды есть на спутниках Эцеладе и Европе, где глубина льда составляет 50-100 км.