Jezero Vostok, ki se nahaja v neposredni bližini južnega geomagnetnega pola Zemlje, je morda ena zadnjih resnih skrivnosti našega sveta. Voda v jezeru, vzeta v ledenem ujetništvu za 20 do 14 milijonov let! nazaj, shranil informativni "posnetek" prazgodovinskega stanja planeta Zemlja. In to pomeni, da imajo ljudje priložnost pogledati v tako daljno preteklost, o kateri si niso upali niti sanjati. Na primer, po stanju vode bo mogoče presojati sestavo starodavne atmosfere, vulkanskih procesov, ki so pretresli planet na začetku četverice. Pa še o najbolj starodavnih oblikah življenja.
Do danes ima 45 držav svoje postaje na Antarktiki in opravljajo aktivno znanstveno delo. In Rusi imajo dlan pri odkritju podglacialne »relikvije«, in sicer zastavnega poveljnika letalskega odreda 4. sovjetske antarktične ekspedicije R. V. Robinson. Tako kot drugi piloti, ki so pozneje leteli z postaje Mirny na območje postaje Vostok, je videl zelo velika območja površine, ki so se močno razlikovala od ostalih in so jih po navadi imenovali "jezera".
Vedno so se srečevali na istih krajih, zato so jih celo uporabljali za navigacijo. Toda potem ga nihče ni jemal resno. Enaka usoda je čakala na hipotezo znanega glaciologa I. A. Zotnikov (zdaj dopisni član Ruske akademije znanosti, doktor geografskih znanosti), ki je predlagal možnost taljenja debeline antarktičnega ledenika med njegovim gibanjem.
Zdi se, o kakšnem jezeru lahko govorimo, ko povprečna temperatura na Antarktiki doseže -57 ° C. Voda pri tej temperaturi brez dvoma zmrzne. Vendar je dejstvo, da jezero ni na površini, temveč pod 4-kilometrsko plastjo ledu. Resnici na ljubo, tudi ko so piloti odkrili te ravne ravnine, so jih poimenovali jezera za površino, ki z višine spominja na jezero. Tako se je zgodilo, da je bilo nad takim jezerom, ne da bi tega sploh vedel, da so leta 1957 udeleženci sovjetske polarne odprave postavili postajo Vostok (isto ime je jezero dobilo leta 1993).
Tudi A. Kapitsa, takrat novomeški geograf in pozneje akademik, ki je med potresnim sondiranjem v letih 1959 in 1964 prejel nestandardni odsevni signal, si ni upal narediti tako drznega ugibanja. Signal je namesto enega dal dva odbojna vrha - na 3730 in 4130 m. Iz tega se je izkazalo, da so se ledeniški sloji razširili do globine 3730 m, podnožje skale Antarktike pa se je začelo na globini 4130 m. Znanstveniki so nato skrivnostno obliko signala razložili s sedimentnimi skalami, ki ležijo pod ledom.
Zdaj so zagotovo ugotovili, da seizmični valovi "zataknejo" ne na sedimentne nanose, temveč na 400-metrski vodni stolpec. In v 70. letih prejšnjega stoletja je škotski britanski polarni inštitut izvedel obsežen program letalskih letov z radijskimi valovi, ki so zaslišali ledenike osrednje Antarktike. Na radijsko zvenečih trakovih so poti ponekod prečkale območja, kjer so odsevi pod ledom imeli precej svojevrsten značaj. Mogoče je bilo domnevati, da so na teh točkah letalske linije prečkale velike akumulacije podledeniških voda, ki so jih nato v 70. letih imenovali podglacialna jezera. In jezero, nad katerim je bila postaja Vostok, je dobilo ime po njej. A vse to je bila še vedno le znanstvena hipoteza.
In šele v začetku devetdesetih let prejšnjega stoletja, ko so znanstveniki dobili podatke laserske altimetrije, pridobljene s vesoljskega satelita ERS-1, je postalo očitno: na območju postaje Vostok je velika ravna ravnina dolga do 280 km in do 70 km širok. Ti podatki so prisilili A. Kapica, da je zbral rezultate svojega dolgoletnega potresnega sondiranja. Po zbiranju vseh razpoložljivih znanstvenih raziskav je akademik pripravil poročilo, ki je postalo prava svetovna senzacija. Tako je leta 1994 svet izvedel, da se v bregu brez življenja mrzli starodavno ohranjeno jezero. Odkritje velikanskega podglacialnega jezera na Antarktiki v bližini ruske postaje Vostok je upravičeno uvrščeno med največja geografska odkritja 20. stoletja.
Velikost jezera je bila impresivna: dolga je več kot 280 km in široka 50 km. Torej je površina vodne površine večja od 10.000 km? in je primerljiv le s takšnimi jezeri kot so Onega (Evropa), Čad in Rudolph (Afrika), Nikaragva (Srednja Amerika) in Titikaka (Južna Amerika). Povprečna globina jezera je 750 metrov. Po tem so sovjetski strokovnjaki iz polarne morske geološke raziskovalne odprave temeljito "preizkusili" jezero z metodo zemeljskega sondiranja.
Promocijski video:
Skozi leta je bilo v različnih smereh jezera izvedenih na tisoče neprekinjenih potresnih odsekov. Rezultati so bili osupljivi: človek je prvič "videl" tisto, kar se je skrivalo pred njim pod 4 kilometre debelo plastjo ledu. Na primer, ugotovili so, da je na zahodnem delu jezera Vostok veliko zalivov, zalivov, polotokov. V nasprotju z vzhodnim, ki ima strm globokomorski obalni rob, je plitvo.
Dno tega sladkovodnega bazena, ukrivljeno z polmesec, ima močno robustni relief, globina ponekod doseže 1200 m. Kot so pokazali rezultati termičnega skeniranja površine, je temperatura vode v jezeru precej visoka - približno od + 10 ° do + 18 ° C. A nedavne študije japonskih in ameriških znanstvenikov kažejo, da je jezero razdeljeno z grebenom na dva neodvisna habitata, od katerih ima lahko vsak svoje edinstveno mikrobiološko okolje.
Zdaj je bilo odkritih 77 jezer pod ledeno školjko Antarktike. Toda največje med njimi je jezero Vostok. In njena edinstvenost je v tem, da je bila voda jezera zaradi debeline ledu v celoti odrezana od neposrednega stika z atmosfero, soncem, vetrovi in življenjem na površju. To pomeni, da je biološka in kemična sestava vode ves ta čas ostala nespremenjena. Mnogi raziskovalci verjamejo, da edinstvene življenjske oblike lahko naselijo starodavno vodo. Jezero Vostok se razlikuje tudi v sili gravitacije: raziskovalci so bili prepričani, da je gravitacija šibkejša nad globokomorskimi vodnimi telesi, ker je gostota vode polovica gostote kamna.
Znanstveniki so letali okoli jezera z letalom in sestavili zemljevid njegovega dna. Njihovo delo je pokazalo, da jezero vsebuje približno 5,4 tisoč kubičnih kilometrov vode - približno 5% celotne svetovne oskrbe s sladko vodo. Predlagali so tudi, da se jezero Vostok nahaja v prelomi v zemeljski skorji. Potem je verjetno, da se na njegovem dnu pojavijo procesi blizu vulkanskim, pri čemer pride do izbruha solnih tokov. Zato je voda v spodnjih plasteh lahko slana. In od zgoraj je voda zaradi taljenja ledenika najverjetneje sveža.
Pridobljeni podatki so znanstvenikom omogočili tudi določitev višine (ravni) proste površine vode. Izkazalo se je, da je 3100 m nadmorske višine, torej voda jezera Vostok nima neposrednega stika z oceanom, ki obkroža Antarktiko na vse strani. Poleg tega je nad vodno gladino stopenjski svod, visok več sto metrov, napolnjen s starodavnim zrakom.
Zakaj se ledeniki topijo pri tako nizki temperaturi? Znanstveni odgovor za neizobraženo osebo lahko malo razloži. Toda na kratko je videti tako. Po ruskem glaciologu I. Zotnikovu so znanstveniki z univerze v Bristolu leta 2000 izvedli trikratni radarski pregled jezera.
Izkazalo se je, da se blizu njenega zahodnega in severnega obrobja kljub nizkim temperaturam vsako leto topi skoraj 10-centimetrska plast ledu (temperatura taljenja je nižja kot običajno zaradi visokega tlaka ledene plošče, ki leži na vrhu!). Še bolj preprosto je - ledena kapa deluje kot termos, toplota Zemlje pa topi led. Nato talna voda znova zmrzne na dnu ledene odeje in jo poveča od spodaj, vendar že na nasprotnih obalah. Tako vode jezera Vostok počasi krožijo in celotni cikel njihove obnove po ocenah raziskovalcev traja 15-30.000 let.
Še v zgodnjih 70. letih prejšnjega stoletja, ko so le obstajala ugibanja o obstoju jezera, se je na postaji Vostok začel projekt globinskega vrtanja ledu. Sprva je bil glavni cilj globinskega vrtanja pridobitev neprekinjenega ledenega jedra - valjastega stebra ledu - neke vrste ledeniške rezine, katere študija je omogočila rekonstrukcijo vseh podnebnih sprememb na našem planetu v zadnjih 420.000 letih, zabeleženih v plasteh nakopičenih ledu.
Leta 1959 je vodja postaje Vostok VS Ignatov s pomočjo toplotnega vrtalnika lahko dosegel 40-metrsko globino. Leto kasneje je toplotni vrtalnik, ki ga je zasnoval I. A. Zotikov, šel še 10 metrov več. Zaradi nepopolne tehnologije takrat ni bilo mogoče doseči bolj impresivnih rezultatov - vaja je preprosto zmrznila v led. Razmere so se spremenile s prihodom specialistov iz rudarskega inštituta Leningrad leta 1967, ki so tri desetletja vrtali led na postaji Vostok in se uspeli spustiti globoko v ledene sloje na 3623 m.
Znanstveniki so pridobili natančne podatke o podnebnih spremembah v zadnjih 420.000 letih. Tako smo dobili informacije o štirih popolnih podnebnih ciklih na Zemlji. Toda prav ta vodnjak je postal predmet razprave. Ko so ruski raziskovalci začeli poglabljati vodnjak, so ugotovili, da je led ne-atmosferskega izvora, glede na izotopske analize, pod globino 3543 m. Kot je dejal Valery Lukin, se atmosferski led oblikuje kot posledica sneženja, ki se pod lastno težo spremeni v jelko, kasneje pa v led. Toda led iz vodnjaka se je jasno oblikoval kot posledica zmrzovanja vode.
Na podlagi tega je že omenjeni Igor Zotikov predlagal novo teorijo. Na podlagi hipoteze o obstoju superkontinenta Gondwana (vključeval je Afriko, Južno Ameriko, Azijo, Avstralijo in morda tudi Antarktiko, ki se je pozneje razšla, začela se je plavati po vsem svetu in je pozneje zavzela sodoben položaj), je predlagal, da je jezero Vostok pojavila se je tik pred poledenitvijo Antarktike, ki se je začelo po tem, ko je celina zdrsnila na hladni pol. Vode novoustanovljenega jezera so bile skupaj s celotno celino prekrito z ledom. Po podatkih ruskih raziskovalcev je debelina jezerskega ledu nad vodo 210 m. Akademik Zotikov je predlagal, da je to ravnovesna vrednost, skozi katero hladen val ne more prodreti 50 milijonov let.
1994 - Ruski glaciologi so izvrtali tri četrtine poti do jezera in preučili 400-tisočletno klimatsko zgodovino Zemlje, posneto v plasteh rastočega ledu. Vzorci, odvzeti zelo blizu "kupole", kažejo na prisotnost mikrobov (vključno s tistimi, ki jih znanost doslej še ni poznala), hranilnih snovi in različnih plinov, vključno z metanom. Z drugimi besedami, vsi tipični znaki bioloških procesov so bili zdaj najdeni, morda se pojavljajo v popolnoma izoliranem ekosistemu. To je edinstvena "kapsula iz starodavnega sveta", odpiranje katere bodo lahko znanstveniki rešili številne najbolj zapletene nerešene težave v zgodovini Zemlje.
Ruskega rekorda za pregloboko vrtanje še niso podrli: Rusi so uspeli doseči prepovedni znak 3623 m (strokovnjaki iz drugih držav še niso premagali 2500 ovir). Kljub temu so vzorce ledu, odvzetega leta 1998 s te globine, enakovredno razdelili znanstveniki iz Rusije, Amerike in Francije. Ko smo dosegli to točko, so bile študije vzpostavljene. Ruska oprema bi lahko še napredovala, vendar je bilo vrtanje ustavljeno zaradi nevarnosti nesterilnega vzorčenja, kar bi lahko poškodovalo edinstven reliktni sistem jezera. V naravni niši, izolirani sto tisoč let, se je razvilo lastno biološko ravnovesje.
Kaj se lahko zgodi, ko atmosferski zrak, nasičen s sodobno mikrofloro, vdre z boerji? Bi nepričakovana širitev povzročila nepopravljive posledice? Nekatere države celo pozivajo, naj ne napadajo neznanega. Kaj pa, če od tam iz starodavne teme izstopi nekakšna »kuga XXI stoletja«?
Zaradi številnih fizičnih razlogov obstaja domneva, da je jezero Vostok prenasičeno s plini (zlasti s kisikom), mikroorganizmi, ki so se prilagodili tem pogojem, pa imajo lahko edinstvene lastnosti. Nepazljivo trčenje dveh svetov lahko privede do konflikta in ni znano, kdo iz njega lahko izhaja kot zmagovalec: mikrobi jezera Vostok lahko trpijo zaradi vdora mikroorganizmov iz zemeljske biosfere, vendar smo teoretično lahko tudi v vlogi žrtve.
Zato je bilo leta 1998 na sestanku SCAR - Mednarodnega znanstvenega odbora za antarktične raziskave - odločeno, da prenehajo s vrtanjem. "Jezero je zelo dragoceno z eksperimentiranjem," opozarja Keenan Ellis-Evans, mikrobiologinja iz mesta Cambridge v Veliki Britaniji.
Vendar pa je jezero Vostok, čeprav je povsem nerešeno, že predstavilo znanost z veliko neprecenljivih informacij. Na primer, njegov predlagani model je astronomov udaril s podobnostjo naravnim razmeram na Marsu. Znano je, da severni pol rdečega planeta pokriva tudi velikanski ledenik. In pred milijoni let je tudi Mars podobno kot Zemlja doživel ostre spremembe nagiba osi vrtenja. Z drugimi besedami, območja, ki so zdaj pol mraza, sta bila na obeh planetih v preteklosti precej toplejša.
Potem postane hipoteza, da ima naš vesoljski sosed tudi polarna jezera, podobna jezeru Vostok, precej verjetna. In če se življenje najde pod ledeniki na Antarktiki, zakaj potem ne bi našli na Marsu? Celo ameriško nacionalno vesoljsko agencijo resno zanima težava Zemljinega jezera in jo primerja z oceanom Evrope, luno Jupiter.
Izkazalo se je, da je podglacialno jezero na Zemlji idealno poligon za preizkušanje tehnologije prodora pod ledom v Evropi, kjer je ocean vsaj prekrit z 20-kilometrsko plastjo ledu, jezero Vostok pa je dolgo "le" 4 kilometre. Toda težave ostajajo enake. Kako ne prinesti "umazanije" (kopenskih bakterij) na Jupiterjevo luno, kako se prebiti skozi led, kako zagotoviti prenos signala s podvodnega vozila na površino?
Antarktično jedro je omogočilo presojo globalnih podnebnih sprememb, ki so se na planetu zgodile v zadnjih sto tisoč letih. Glede na razmerje kisikovih izotopov v zračnih mehurčkih so znanstveniki določili spremembo vsebnosti ogljikovega dioksida v atmosferi v zadnjih pol milijona let. Zanesljivo je že znano, da se je spremenilo - in to zelo. In kar je najpomembneje - brez kakršne koli človeške udeležbe! Povišanje povprečnih atmosferskih temperatur pa zagovorniki globalnega segrevanja razlagajo tisti "toplogredni učinek", ki ga povzroča razvoj človeške civilizacije. Študije so pokazale, da je vulkanska aktivnost ali recimo velikanski gozdni požari v ozračje izpuščali veliko več ogljikovega monoksida.
Nadalje več. Po besedah akademika A. Kapica se je sprva dvignila temperatura ozračja, nato pa se je vsebnost ogljikovega dioksida v njej povečala in ne obratno! Z eno besedo, že delajo neverjetna odkritja! V jedru antarktičnega ledu, odvzetega iz globine 3543 m, so našli sledi DNK. "Raziskovalci so takoj ugotovili, da imajo opravka z edinstveno naravno relikvijo," je dejal V. Lukin, vodja ruske odprave Inštituta za Arktiko in Antarktiko. "Možno je, da jezero skriva bakterijsko življenje, ki ni znano sodobni znanosti, stari približno pol milijona let. Najdba DNK, ki ne sovpada s kopenskimi organizmi, je potrditev tega. Strokovnjaki za molekularno biologijo so tudi prepričani, da take vrste DNK ni v katalogih svetovne znanosti."
Raziskave so v polnem razmahu in prinašajo nova odkritja. V jedru jezerskega ledu iz vodnjaka so molekularni biologi s St. Njihovi sodobni kolegi se razvijajo v hidrotermalnih izvirih v aktivnih območjih oceanov in celin pri temperaturah + 40–60 ° C. Iz tega izhaja, da so bile nekoč vode jezera Vostok toplejše od vseh sodobnih južnih morij.
Ruski mikrobiolog S. Abyzov je s pomočjo temeljnih raziskav iz najgloblje vrtine na Antarktiki dokazal, da mikroorganizmi obstajajo v stanju suspendirane animacije v ledu do najglobljih obzorij. Do zdaj velja, da je življenje, ki ga lahko najdemo v jezerski vodi ali njenih dnih usedlinah, omejeno tudi z mikroorganizmi. Hkrati pa nobena od teh, ki jih poznamo danes, ne bi mogla obstajati dovolj dolgo v tej vodi.
Kot je dejal V. Lukin, lahko ta dogodek po svojem znanstvenem pomenu primerjamo le s pristankom človeka na Luno. Na površino jezera je ostalo približno 130 metrov. "Pričakujemo, da bomo to razdaljo prehodili v treh zimskih četrtletjih," je dejal V. Lukin.
Vodna plast jezera loči le 130 metrov ledu od dna vodnjaka. Kaj čaka človeštvo za tem majhnim mostom?
V. Syadro, T. Iovleva