Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №2 за 2004 год

В 1959 и 1964 годах сейсмические исследования, проведенные молодым географом А.П. Капицей в Центральной Антарктиде, принесли неожиданные результаты. В районе станции «Восток» сигнал выдавал два пика отражения вместо одного – у отметок 3 730 и 4 130 м. Из этого можно было сделать вывод, что до глубины 3 730 м простирается толща ледника, а на глубине 4 130 м начинаются коренные горные породы Антарктиды. Но что находится между этими двумя отметками?

Тогда эти 400 метров неизвестности решили считать менее плотными осадочными породами, нижнюю и верхнюю границы которых и зафиксировало «эхо» сейсмических волн. Теперь мы знаем уже наверняка, что сейсмические волны «наткнулись» не на осадочные отложения, а на водную толщу, превышающую 400 м.

В 1970-х годах Британский полярный институт имени Р. Скотта выполнил большую программу авиаполетов с зондированием радиоволнами ледников Центральной Антарктиды. На лентах радиозондирования маршруты в некоторых местах пересекали участки, где отражения подо льдом принимали своеобразный характер. Можно было предположить, что именно в этих точках полетные линии пересекали крупные скопления подледниковых вод, которые тогда, в 1970-х годах, получили название подледных озер.

Плотность полетных галсов в антарктические летние сезоны 1971/72 и 1974/75 годов с зарегистрированными «водными отражениями» от дна ледника в районе станции «Восток» была столь велика, что британские ученые предположили существование в центральной части Восточной Антарктиды большого подледного озера с центром примерно в 150 км к северо-западу от станции «Восток».

Надо сказать, что еще в 1959 году флаг-штурман авиационного отряда 4-й Советской антарктической экспедиции Р.В. Робинсон при полетах в районе станции «Восток» обратил внимание на значительные участки ледника, резко отличавшиеся от остальной поверхности в тот момент, когда самолет пролетал в стороне от них и угол зрения наблюдателя по отношению к поверхности ледового щита был очень мал. На монотонной белой ледяной равнине вырисовывались темные пятна, которые летчики окрестили «озерами». Наши пилоты, убедившись в том, что эти приметные участки всегда находятся в одних и тех же местах, даже использовали их для навигации. Теперь понятно, что летчики видели именно тот участок, где впоследствии было обнаружено огромное подледное озеро.

Еще через некоторое время удалось получить данные со спутника ERS-1, орбита которого позволяла провести радарную съемку большей части Антарктического материка. На картине, полученной со спутника, обозначилась крупная необычная форма рельефа в районе станции «Восток» – это на ледниковом щите проступали очертания огромного водоема.

В 1960-х годах широко обсуждалась идея о захоронении в Антарктиде опасных, и в частности радиоактивных, отходов. Предполагалось, что за время движения вместе со льдом к побережью эти отходы полностью распадутся и станут безопасными. Однако это далеко не так. Основным требованием к любой идее захоронения в ледниковом покрове веществ с высоким уровнем радиации должна быть уверенность в том, что окружающие океаны или атмосфера не будут заражены в результате неконтролируемой утечки радиоактивных отходов.

Однако этого нельзя гарантировать, если хранящие устройства выйдут из строя и радиоактивный материал начнет, вытаивая, опускаться к ложу ледника.

Для решения вопроса о захоронении в Антарктиде тепловыделяющих веществ очень важно определить степень устойчивости ее ледникового покрова. За последние 250 тыс. лет ледниковые покровы Северного полушария появлялись и исчезали под действием естественных процессов, в то время как размеры Антарктического ледникового щита изменялись лишь на 10—20%. Наши знания о механизме возникновения и исчезновения ледниковых покровов, изменении солнечной постоянной, геотермическом потоке тепла и последствиях влияния человеческой деятельности на изменения климата пока еще недостаточны, чтобы предсказать будущее ледникового покрова Антарктиды.

Поскольку во многих районах Центральной Антарктиды в обширных областях ледниковое ложе имеет температуру таяния, под ледниковым покровом могут существовать подледные резервуары воды, а подо льдом – каналы, по которым происходит сток воды в океан за очень короткий промежуток времени. Таким образом, хотя сейчас можно более твердо, чем ранее, говорить о мерзлом состоянии некоторых областей подледникового ложа, эти области все же относительно малы, и нет никакой уверенности в том, что они и впредь будут оставаться мерзлыми. Стоит добавить, что к настоящему времени выяснена большая чувствительность ледникового покрова, а следовательно, и глобальная опасность, к захоронению тепловыделяющих радиоактивных материалов даже в его верхних слоях.

В стационарных условиях частицы льда или термически инертные загрязнения будут находиться в некоторых районах Восточной Антарктиды в течение 100 тыс. лет. Мы можем предсказать время пребывания частицы в ледниковом покрове на тысячу или десять тысяч лет вперед, но пока не имеем возможности предвидеть поведение самого ледникового покрова.

Таким образом, Антарктический ледниковый покров не должен служить местом захоронения опасных веществ, которые необходимо изолировать от биосферы на период в несколько сотен тысяч лет. Однако для определенного ответа на этот вопрос с научных позиций наших знаний о физике и термодинамике ледниковых покровов пока еще не хватает.

На новейших картах Антарктиды хорошо видна пологая, пониженная часть ледникового покрова, под которой, очевидно, и находится подледное озеро. В настоящее время исследуются все косвенные сведения, свидетельствующие о наличии озера. С их помощью мы можем составить представление об этом уникальном водоеме.

Анализ разнообразных данных, собранных за четыре десятка лет, позволяет с уверенностью сказать, что озеро Восток расположено под мощной (до 3 500—4 000 м) толщей материкового льда на значительном (более 500 км) удалении от окраины континента (местоположение водоема 76°30’ ю.ш., 102°—106° в.д.).

Озеро занимает обширное понижение земной коры длиной около 300 км, шириной от 40 до 80 км, которое вытянуто в меридиональном направлении и имеет слегка изогнутую, коленчатую, форму. Средняя глубина водоема, по сейсмическим данным, составляет около 1 000 м ниже уровня моря и около 1 500 м относительно его берегов, то есть толщина воды в озере превышает 500 м.

Восточный берег озера имеет почти прямолинейную форму, тогда как западный берег осложнен многочисленными заливами и выступами коренного ложа. На возвышенности западного побережья обнаружены глубокие (более 400 м) и узкие (до 2 км) каньоны. Береговые склоны с обеих сторон озера представляют собой крутые уступы высотой до 1 500 м, часто осложняющиеся небольшими ступенями. Такие же уступы замечены и внутри самого озера на сейсмическом профиле, пересекающем самую южную его оконечность. В этой части на дне озера с помощью сейсмических исследований обнаружена осадочная толща мощностью до 300—400 м. Во всяком случае, возможная мощность осадков на дне озера составляет не менее 100—200 м.

Особенности строения озера Восток обнаруживают много общего с другим уникальным водоемом – Байкалом. Как известно, воды Байкала заполняют рифтовый участок литосферы – узкую глубокую впадину, образовавшуюся на месте растяжения земной коры – зародыш будущего океана. Все говорит о том, что в схожей структуре земной коры разместилось и озеро Восток – ширина впадины, составляющая десятки километров, значительная амплитуда смещений блоков горных пород, ограничивающих озеро, и их ступенчатая форма, очевидно, связанная с растяжением земной коры, так же как и коленчатая конфигурация и картина развития разломов – на западном берегу озера.

О существовании рифтовых зон в Антарктике известно давно. Так, рифт обнаружен в районе ледников Ламберта—Эймери и залива Прюдс. Эта рифтовая зона продолжается в глубь континента вдоль восточного подножия гор Гамбурцева до 110° в.д. Здесь выявлена протяженная долина шириной 50—100 км и глубиной до 500 м ниже уровня моря, внутри которой коренной (не подвергавшийся изменениям) фундамент материка опущен местами на 5 км.

Впадина озера Восток, расположенная в 400 км от продолжения зоны ледника Ламберта параллельно ее основному направлению, может представлять собой отдельное звено единой крупной рифтовой системы, возникшей еще на древнем материке Гондвана 150 млн. лет назад.

Южнополярная станция «Восток» – полюс холода Земли (здесь зарегистрирована самая низкая на нашей планете температура воздуха –89,2°С) находится в глубине антарктического материка, в тысячах километров от побережья и других станций, на высоте 3 488 метров от уровня моря. Вокруг «Востока» на тысячи километров – ничего, кроме льда и снега. Сюда из «Мирного» саннотракторный поезд добирается более чем за месяц, самолет долетает за 5 часов. Единственным ориентиром для летчиков служит тракторная колея. Если самолет проскочил «Восток», по правилам ему дается 20 минут на поиски станции. По прошествии этого времени нужно возвращаться.