Научная война в Антарктиде

Станция «Восток», февраль 2012 года
Гляциобуровой отряд
Глава Росгидромета Александр Фролов на станции «Восток»

Александр Фролов: «Это очень похоже на гонку в космосе, которая существовала раньше»

Руководитель Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) Александр Фролов поделился с «Совершенно секретно» результатами своей февральской экспедиции в Антарктиду и рассказал о некоторых особенностях освоения этого загадочного материка.
– Александр Васильевич, на Росгидромет возложены полномочия по руководству деятельностью Российской антарктической экспедиции. В чём была цель вашей недавней поездки в Антарктиду в феврале 2012 года?
– Российская станция «Восток» расположена в совершенно уникальном географическом месте – в районе Южного геомагнитного полюса Земли, который смещён относительно оси вращения планеты. Станция находится на высоте 3 тысячи 487 метров над уровнем моря. Именно в районе станции «Восток» возможно проведение уникальных геофизических исследований, представляющих исключительный интерес по сравнению с меняющими своё положение дрейфующими станциями в Северном Ледовитом океане. Здесь в ионосфере наблюдаются возмущения, отражающие явления, происходящие в удалённых областях хвоста магнитосферы.
Это место труднодоступное, чрезвычайно холодное. Здесь в 1983 году был зафиксирован абсолютный температурный минимум на планете – минус 89,2 градуса Цельсия. В этом районе сильные ветры, чрезвычайно низкие температуры и крайне низкое содержание кислорода создают экстремальные условия для жизни людей. Случалось, что сотрудники экспедиции не могли адаптироваться к тамошним условиям, и их приходилось эвакуировать из-за того, что они страдали горной болезнью. По прибытии на станцию учёные и специалисты Российской антарктической экспедиции, как правило, в течение нескольких дней проходят адаптацию. В зимний период, когда наступает полярная ночь, усиливается психологическая нагрузка для зимовщиков.
Таким образом, открытие станции «Восток» в декабре 1957 года стало выдающимся достижением Советского Союза. Кроме того, руководством страны была поставлена задача об открытии внутриконтинентальной станции на полюсе относительной недоступности. С большим трудом полярники достигли этой точки на санно-гусеничном поезде, однако обеспечить постоянную работу станции на полюсе относительной недоступности оказалось технически невозможным.
А целью моей недавней поездки было посещение станции «Восток», на которой завершались работы по бурению сверхглубокой ледовой скважины и проникновению в подледниковое озеро с одноимённым названием. Учитывая большой интерес к данному российскому проекту, необходимо было зафиксировать это событие.
– Как возникла идея добраться до озера Восток, и как она была осуществлена?
– Россия начала бурение льда в Антарктиде на станции «Восток» в 1990 году. До 1998 года бурение проводилось в рамках российско-франко-американского проекта реконструкции палеоклимата по данным ледяного керна. На основе данных, полученных в результате анализа образцов льда из скважины, впервые в мире была восстановлена температура воздуха за последние 420 тысяч лет. Эта информация представляет огромный интерес для специалистов в области климата, поскольку свидетельствует о существовании за указанный отрезок времени, по крайней мере, четырёх периодов с различными климатическими характеристиками. Это говорит о способности климата Земли существенно изменяться под воздействием различных природных факторов. Для современного человечества, деятельность которого начинает во всё большей степени сказываться на климате, эти данные могут служить в качестве важной информации о естественном состоянии климатической системы без антропогенной нагрузки. Данные по температуре были позднее подтверждены независимыми измерениями колебаний уровня мирового океана, полученными американскими морскими геологами. В период потеплений уровень океана повышался за счёт таяния ледников в Антарктиде, а в период похолоданий – снижался.

Приоритет Андрея Капицы
Но исследования Антарктики начались гораздо раньше, в период проведения Международного геофизического года, 1957–1958 гг. В частности, в конце 50-х годов российские учёные с участием члена-корреспондента РАН Андрея Петровича Капицы по профилям распространения радиолокационных волн в ледовом покрове на станции «Восток» обнаружили границы с материком – переходную зону. Вначале её трактовали как осадочные породы подо льдом. Однако в 1960 году видный отечественный гляциолог И.А. Зотиков математически рассчитал возможность плавления ледника при больших величинах давления для антарктического ледяного покрова. При таком давлении меняются свойства льда (на поверхности минус 50, а по мере продвижения в глубь температура льда падает), и можно ожидать, что подо льдом существует вода. И могут существовать подлёдные озёра. С 1957 года проводились сейсмические работы, мы накопили ряд эмпирических данных, и никто не говорил о возможности существования воды или озера подо льдом на станции «Восток».
В 1994 году член-корреспондент Российской Академии наук А.П. Капица на сессии Научного комитета по антарктическим исследованиям (СКАР) в Риме сделал сообщение о расположении в районе отечественной антарктической станции «Восток» большого подледникового пресноводного озера. Свои выводы он объяснял данными радиолокационных авиационных съёмок и единичного сейсмического зондирования в районе станции «Восток». И по названию станции, находящейся над ним, предложил назвать его – озеро Восток. Этот доклад произвёл большой фурор. Была проведена британо-американская авиационная радиолокационная съёмка. При помощи спутников определена высота ледового покрова этой территории, и, действительно, оказалось, что на этой территории есть прогиб. И по данным съёмки, полученным из космоса, мы смогли определить, что озеро Восток имеет очерченные контуры.
Старые данные были заново подняты, и в 1995 году международным коллективом авторов, среди которых были И.А. Зотиков и А.П. Капица, в британском научном журнале «Nature» была сделана первая публикация, описывающая этот уникальный природный феномен. В статье говорилось, что существует озеро, которое по величине сравнимо с Ладожским или озером Онтарио. Сейчас таких озёр в Антарктиде открыли довольно много. И нами они изучены хорошо, и мы теперь знаем глубины, контуры этих озёр. В память об Андрее Петровиче Капице, который скончался в прошлом году, мне бы хотелось подчеркнуть, его приоритет в этом выдающемся открытии.
При бурении были применены уникальные отечественные разработки Санкт-Петербургского государственного горного университета: специальный буровой снаряд, технологии бурения сверхглубоких ледовых скважин. Это позволило пробурить самую глубокую ледовую скважину до глубины 3769,4 метра и вскрыть подледниковое озеро Восток.

Чистота эксперимента
– Почему другие страны не пользуются такими технологиями?
– Сама идея бурения с использованием заливочной жидкости, которая компенсирует боковое сжатие ствола скважины, не является секретом. Аналогичная технология была задействована при бурении в Гренландии. Но на гораздо меньших глубинах. Ни одна страна не смогла пробурить глубже, чем 3000-3200 метров. В частности, американцы применили технологию быстрого бурения с использованием горячей воды в качестве заливочной жидкости. При этом, однако, нет возможности получить ледяной керн для научных анализов, и, самое главное, нельзя проводить бурение, если температура воздуха на поверхности ниже, чем минус тридцать пять градусов. Иначе потребуется построить целую электростанцию. Что, очевидно, невозможно в условиях центральной Антарктиды.
Но когда речь зашла о проникновении в подледниковое озеро, то у зарубежных коллег возникли претензии экологического характера. Было высказано предположение, что все озёра в Антарктиде между собой связаны. В журнале «Nature» была опубликована статья, где говорилось, что, мол, «если будет загрязнено хотя бы одно из таких озёр, то тем самым, поскольку озёра связаны друг с другом, будет загрязнена вся подледниковая вода в Антарктиде». И даже самые малые концентрации могут нанести вред, потому что эти озёра много миллионов лет не контактировали с внешним миром и являются по сути реликтовыми.
Конечно, всё, что есть в Антарктиде, – уникально, в том числе подледниковые озёра. Поэтому важно исследовать их, для того, чтобы узнать об иных процессах эволюции жизни и сравнить их с эволюцией жизни на поверхности Земли. Безусловно, малейшее загрязнение нарушит чистоту эксперимента. На каждом этапе бурения Россия представляла оценки воздействия на окружающую среду. Российские учёные и специалисты регулярно докладывали на международных совещаниях результаты работ. Международное антарктическое сообщество во время каждого из таких докладов высказывало новые критические замечания по российской технологии бурения. На все эти вопросы и замечания были даны компетентные и исчерпывающие разъяснения на основе специальных лабораторных и натурных экспериментов. В результате международное сообщество признало наше право вести бурение таким способом.
Но реализовать эту задачу на практике оказалось очень трудным делом.
– Почему?
– Сначала это был международный проект. Российская антарктическая экспедиция в девяностые годы не могла самостоятельно поддерживать в силу финансовых и логистических ограничений круглогодичную работу станции «Восток». Нам в это время помогали в решении этих вопросов другие национальные антарктические экспедиции, прежде всего американские и французские коллеги. При этом каждая страна получала одну треть керна для своих национальных исследовательских программ. Однако на этапе защиты технологии на международном уровне наши взгляды на перспективы продолжения бурения разошлись, что поставило Российскую антарктическую экспедицию (РАЭ) в очень трудное положение. Пришлось без помощи извне обеспечивать решение всех логистических вопросов. В результате один раз пришлось прервать бурение из-за отсутствия финансовых средств, и ещё два раза – из-за аварий на буровой, связанных с обрывом троса при попытке извлечения зажатого в стволе скважины бурового снаряда.
Во всех случаях были найдены приемлемые решения. Правительством России были выделены необходимые финансовые средства, а специалистами под руководством заведующего кафедрой бурения скважин Санкт-Петербургского горного университета профессора Н.И. Васильева были разработаны способы извлечения аварийного снаряда или его обхода бурением бокового ствола.

Есть ли жизнь в глубинах Антарктиды
– Не могли бы вы рассказать, что всё-таки удалось достать из озера?
– По данным радиолокационного профилирования и сейсмического зондирования определены границы озера и его глубина – 1,2 километра. Озеро вытянуто с юго-запада на северо-восток и по форме напоминает Байкал. Начиная с глубины 3535 метров по данным изотопных анализов было установлено, что ниже этой отметки лёд образован из замёрзшей воды озера, а не за счёт уплотнения выпавшего на поверхность снега. По мере увеличения глубины отмечался рост кристаллов льда, которые в нижней части скважины достигали диаметра 1,5-3,0 метра, что сильно затрудняло бурение.
В пробах, извлечённых из озерного льда, были найдены молекулы ДНК бактерий-термофилов, обитающих в горячей воде с температурой более 60 градусов Цельсия.
Откуда они могли взяться? Оказывается, в океане такие бактерии существуют. Их среда обитания в разломах земной коры, в Срединно-Атлантическом хребте, там, где образуются рифтовые разломы. А в них – повышенная сейсмичность, в том числе вулканическая деятельность и термальные источники. В том числе выходы горячей воды типа гейзеров. Они даже получили название «подводные курильщики». Поэтому возникла гипотеза, что озеро Восток ещё и находится в месте рифтового разлома. Кстати, Байкал тоже такого же рифтового происхождения. А значит, на той глубине есть выходы каких-то гейзеров или источников и, значит, и какая-то жизнь, проявления которой мы уже находим. В будущем году мы намерены опустить зонд, который определит процессы, происходящие в озере, и скорости течений. Возьмём пробы воды, грунта.
Самое интересное – определить, существует ли в озере жизнь. И даже если её нет, это тоже результат. Это поможет нам отработать возможности поиска жизни на других планетах, в чём мы сотрудничаем с НАСА.
– Чего больше в Антарктиде между странами, ведущими исследования, – сотрудничества или соперничества?
– Научные исследования Антарктики, начатые с Международного геофизического года, 1957–1958 годов, положили начало сотрудничеству и взаимопомощи представителей разных стран, работающих на шестом континенте. Вместе с тем, продолжается соревнование по получению новых научных результатов и знаний. Это очень похоже на гонку в космосе, которая существовала раньше. Так же, как поначалу не было практической пользы от гонки в космосе, так и здесь не было практического применения в явном виде.
Важно отметить, что в 1959 году в Вашингтоне представителями двенадцати государств, включая нашу страну, был подписан Договор об Антарктике – основополагающий документ, определивший режим управления этим регионом планеты. В одной из статей указывается, что использование Антарктики возможно исключительно в мирных целях. Договор заморозил все территориальные претензии в Антарктике, предотвратив, таким образом, возможные международные конфликты. Позднее был принят ряд документов, составивших систему Договора об Антарктике, в том числе Конвенция о сохранении тюленей Антарктики, Конвенция о сохранении морских живых ресурсов Антарктики и Протокол по охране окружающей среды к Договору об Антарктике, который предъявляет жёсткие экологические требования ко всем видам деятельности, выполняемым в Антарктике.
Таким образом, государство, которое планирует проводить свои работы в этом регионе планеты, должно присоединиться к Договору. Сейчас участниками Договора об Антарктике являются 48 стран, из них статус Консультативной стороны имеют 28 стран. Статус консультативной стороны даёт государству право участвовать в принятии решений, содействующих осуществлению целей и принципов Договора. Для его получения государство должно продемонстрировать свой интерес в Антарктике, проводить там значительные научные исследования. Естественно, всё это требует больших затрат, поэтому «Антарктический клуб» до сих невелик.
Учитывая высокие финансовые затраты на организацию национальных антарктических исследований, страны стараются оказывать друг другу возможную логистическую поддержку, в том числе в авиационном и морском обеспечении. Американская антарктическая программа привлекает к обеспечению своих станций российские ледоколы. На американскую станцию «Мак-Мёрдо», которая представляет собой маленький городок, идут сухогрузы, танкеры, и им, соответственно, необходим ледокол. Российская антарктическая экспедиция использует иной подход к логистике – с использованием универсальных кораблей, таких, как научно-экспедиционное судно «Академик Фёдоров», имеющее ледокольный класс и являющееся многофункциональным.
Воды Антарктики чрезвычайно богаты биоресурсами, ценными сортами рыб, крилем, креветками. В этих районах добывают очень дорогую рыбу – клыкача. В прибрежных водах Антарктики, по сути дела, началась добыча генного материала – губок, грибов, которые являются очень ценным сырьём и используются в фармацевтике и косметологии.
– Недавно сообщалось, что Россия и США провели совместную инспекцию антарктических станций на предмет наличия на станциях оружия. Вы можете об этом рассказать?
– Да, инспекции проводятся регулярно представителями разных государств для проверки соответствия проводимой странами деятельности требованиям международных документов системы Договора об Антарктике. По предложению американской стороны в этом году была проведена совместная инспекция, в которой принимали участие по четыре представителя каждой стороны. Инспекционная группа посетила станции «Марио Зуччелли» (Италия), «Конкордия» (Франция–Италия) и «Скотт» (Новая Зеландия). Отчёт об инспекции будет представлен на следующем Консультативном совещании сторон Договора об Антарктике.
– Можно ли считать, что в наши дни Россия «капитально» вернулась в Антарктиду?
– В 1990-е годы был тяжелейший момент, когда встал вопрос о том, что России надо уйти из Антарктики. Вопрос рассматривался на заседании правительства. Довод, который мы всегда приводили, сводился к тому, что нам дешевле остаться, чем уйти. У нас есть геополитические интересы, потенциально экономические интересы. Ведь в Антарктиде находятся самые большие запасы пресной воды, и, может быть, это окажется кому-то интересным. Наши учёные прекрасно представляют себе, какие запасы минеральных ресурсов хранит Антарктида. Были попытки бурения на шельфе. Может быть там и нефть есть. Но пока всякая хозяйственная деятельность в Антарктиде запрещена.
Чтобы возродить окончательно деятельность в Антарктиде, нам нужен новый лыжно-колёсный самолёт. Такой самолёт был, но его производство осталось в Ташкенте. Если мы приобретём самолёты для Российской антарктической экспедиции, тогда сможем делать внутриантарктические перелёты и у нас появится мощный мост на станции «Новолазаревская» и «Прогресс». К тому же у нас спущен на воду (29.03.11) и войдёт в строй новый корабль «Академик Трешников», построенный на Адмиралтейских верфях в Санкт-Петербурге. Это будет первое научно-исследовательское судно, построенное в России. Вместе с судном «Академик Фёдоров» оно будет работать в Антарктике.