Maa lõunapoolse geomagnetilise pooluse vahetus läheduses asuv Vostoki järv on võib-olla üks meie maailma viimaseid tõsiseid saladusi. Järve vesi on jäävangistuses võetud 20–14 miljonit aastat! tagasi, salvestas informatiivse "läbilõike" planeedi Maa eelajaloolisest seisundist. Ja see tähendab, et inimestel on võimalus uurida nii kaugesse minevikku, millest nad ei julgenud unistada. Näiteks vee seisundi järgi on võimalik hinnata muistse atmosfääri koostist, vulkaanilisi protsesse, mis raputasid planeeti Kvaternaari alguses. Ja isegi kõige iidsemate eluvormide kohta.
Praeguseks on Antarktikas asunud 45 osariigi jaamad, mis teostavad aktiivset teadustööd. Ja venelastel on peopesa subglakaalse "reliikvia" - nimelt 4. Nõukogude Antarktika ekspeditsiooni R. V. Robinsoni - lennunduse üksuse lipu navigaatoril. Tema, nagu ka teised piloodid, kes hiljem Mirny jaamast Vostoki jaama piirkonda lendasid, nägi ta pinna väga suuri alasid, mis erinesid järsult ülejäänutest ja mida tavapäraselt nimetati järvedeks.
Nad kohtusid alati samades kohtades, nii et neid kasutati isegi navigeerimiseks. Kuid siis ei võtnud keegi seda tõsiselt. Sama saatus ootas kuulsa glacioloogi I. A. Zotnikovi (nüüdseks Venemaa Teaduste Akadeemia korrespondentliige, geograafiateaduste doktor) hüpoteesi, kes pakkus välja Antarktika liustiku paksuse sulamise võimaluse selle liikumise ajal.
Näib, millisest järvest saab rääkida, kui Antarktika keskmine temperatuur ulatub -57 ° C-ni. Selles temperatuuris külmub vesi kahtlemata. Asi on aga selles, et järv ei asu pinnal, vaid 4-kilomeetrise jääkihi all. Tõtt öeldes kutsusid nad isegi siis, kui piloodid need tasased tasandikud avastasid, järvedeks pinnale, mis meenutab kõrgust. Juhtus nii, et sellise järve kohal, isegi seda teadmata, asutasid Nõukogude polaarrepeditsiooni osalejad 1957. aastal Vostoki jaama (järv sai sama nime 1993. aastal).
Isegi toonane algaja geograaf ja hiljem akadeemik A. Kapitsa, kes oli seismilise heli ajal 1959. ja 1964. aastal saanud mittestandardse peegeldussignaali, ei julgenud sellist julget arvata. Signaal andis ühe asemel kaks peegelduspiiki - 3730 ja 4130 m kõrgusel. Sellest selgus, et liustiku kihid ulatusid 3730 m sügavusele ja Antarktika aluspõhjakivimid said alguse 4130 m sügavuselt. Seejärel selgitasid teadlased signaali müstilist vormi jääkoobaste settekivimite abil.
Nüüd on nad kindlalt teada saanud, et seismilised lained "komistasid" mitte setteladestustele, vaid 400-meetrisele veesambale. Ja 1970. aastatel viis Šoti Briti Polaarinstituut läbi suure lennuliinide programmi raadiolainete abil, mis kõlasid Kesk-Antarktika liustikke. Raadiohelilintidel ületasid marsruudid mõnes kohas piirkondi, kus jää all olevad peegeldused olid üsna omapärase iseloomuga. Võimalik oli eeldada, et just nendes punktides ületasid lennuliinid suuri jääajaliste vete akumuleerumisi, mida siis 1970. aastatel hakati nimetama jääjärvejärvedeks. Ja järv, mille kohal Vostoki jaam asus, sai oma nime. Kuid see kõik oli ikkagi vaid teaduslik hüpotees.
Ja alles 1990ndate alguses, kui teadlaste valduses olid kosmosesatelliidist ERS-1 tehtud laserkõrguse mõõtmise andmed, sai ilmseks: Vostoki jaama piirkonnas on suur lame tasandik, mille pikkus on kuni 280 km ja kuni 70 km laiune. Need andmed sundisid A. Kapitsa tõstma oma pikaajalise seismilise kõla tulemusi. Pärast kõigi olemasolevate teaduslike uuringute kogumist tegi akadeemik ettekande, millest sai tõelise maailma sensatsioon. Nii sai maailm 1994. aastal teada, et elutu külmakülma sees on iidne konserveeritud järv. Venemaa Vostoki jaama lähedal Antarktikas asuva hiiglasliku subglacialjärve avastus on õigustatult 20. sajandi suurim geograafiline avastus.
Järve suurus oli muljetavaldav: see on enam kui 280 km pikk ja 50 km lai. Seega on veepinna pindala üle 10 000 km? ning on võrreldav ainult selliste järvedega nagu Onega (Euroopa), Tšaad ja Rudolph (Aafrika), Nicaragua (Kesk-Ameerika) ja Titicaca (Lõuna-Ameerika). Järve keskmine sügavus on 750 meetrit. Pärast seda sondeerisid merepolaarmere geoloogilise uuringu ekspeditsiooni Nõukogude spetsialistid põhjalikult järve, kasutades maapealse kõlamise meetodit.
Reklaamvideo:
Aastate jooksul on järve eri suundades teostatud tuhandeid pidevaid seismilisi lõike. Tulemused olid vapustavad: esimest korda "nägi" mees seda, mis ta eest 4 kilomeetri paksuse jääkihi all peidus oli. Näiteks selgusid nad, et Vostoki järve lääneosas on palju lahte, lahte, poolsaare. Vastupidiselt idapoolsele on madal, millel on järsk süvamere ranniku serv.
Selle poolkuuga kaardus mageveekogu põhja on järsult jäme, reljeefi sügavus ulatub mõnes kohas 1200 m-ni. Nagu pinna termilise skaneerimise tulemused näitasid, on vee temperatuur järves üsna kõrge - umbes + 10 ° kuni + 18 ° C. Ja Jaapani ja Ameerika teadlaste hiljutised uuringud näitavad, et järv jaotatakse rifiga kaheks iseseisvaks alaks, millest mõlemal võib olla oma ainulaadne mikrobioloogiline keskkond.
Nüüd on Antarktika jääkesta all avastatud 77 järve. Kuid suurim neist on Vostoki järv. Ja selle ainulaadsus seisneb selles, et järveveed olid jää paksuse tõttu mitme miljoni aasta jooksul täielikult välistatud otsestest kokkupuutest atmosfääriga, päikese, tuulte ja eluga pinnal. See tähendab, et vee bioloogiline ja keemiline koostis püsis kogu selle aja jooksul muutumatuna. Paljud teadlased usuvad, et iidses vees võivad elada ainulaadsed eluvormid. Vostoki järv erineb gravitatsioonijõu poolest: teadlased olid veendunud, et sügavate veekogude kohal on gravitatsioon nõrgem, kuna vee tihedus on poole kivi tihedusest väiksem.
Lennukiga ümber järve lennates on teadlased koostanud selle põhja kaardi. Nende töö näitas, et järv sisaldab umbes 5,4 tuhat kuupkilomeetrit vett - umbes 5% kogu maailma mageveevarust. Samuti tehti ettepanek, et Vostoki järv paikneb maapõue lõhenemises. Siis on tõenäoline, et selle põhjas toimuvad vulkaanilistele lähedased protsessid soolavoogude purskamisega. Seetõttu võib põhjakihtides vesi olla soolane. Ja ülaltpoolt on vesi liustiku sulamise tõttu tõenäoliselt värske.
Saadud andmed võimaldasid teadlastel kindlaks teha ka vee vaba pinna kõrguse (taseme). Selgus, et see asub 3100 m kõrgusel merepinnast, see tähendab, et Vostoki järve vesi ei oma otsest kontakti ookeaniga, mis ümbritseb Antarktikat igast küljest. Lisaks on veepinna kohal sadade meetrite kõrgune kuplikujuline võlv, mis on täidetud iidse õhuga.
Miks sulavad liustikud nii madalal temperatuuril? Väljaõppeta inimese teaduslik vastus võib seletada vähe. Aga lühidalt see näeb välja selline. Vene glacioloogi I. Zotnikovi järel viisid Bristoli ülikooli teadlased järve kolm korda läbi radariuuringu.
Selgus, et lääne- ja põhjapoolse ääreosa lähedal sulab madalatest temperatuuridest hoolimata igal aastal peaaegu 10 sentimeetrine jääkiht (sulamistemperatuur on tavapärasest madalam, sest peal asetseva jäälehe kõrgrõhkkond on kõrgem!). See on veelgi lihtsam - jääkork toimib termosena ja Maa kuumus sulatab jää. Seejärel külmub sulavesi uuesti jääkatte põhjas, suurendades seda altpoolt, kuid juba vastaskallastel. Seega ringlevad Vostoki järve veed aeglaselt ja nende uuendamise täielik tsükkel võtab teadlaste hinnangul 15-30 000 aastat.
Möödunud sajandi 70-ndate aastate alguses, kui järve olemasolust oli vaid aimusi, algas Vostoki jaamas sügava jää puurimise projekt. Algselt oli sügavpuurimise peamine eesmärk saada pidev jäätuum - silindriline jääkolonn - omamoodi liustikuviil, mille uurimine võimaldas rekonstrueerida kõik meie planeedi viimase 420 000 aasta kliimamuutused, mis on salvestatud kogunenud jääkihtidesse.
Veel 1959. aastal suutis Vostoki jaama juht VS Ignatov termopraami abil jõuda 40 meetri sügavusele. Aasta hiljem läks I. A. Zotikovi konstrueeritud termopuur 10 meetrit rohkem. Ebatäiusliku tehnoloogia tõttu polnud mul siis muljetavaldavamaid tulemusi võimalik saavutada - külvik külmutas lihtsalt jää. Olukord muutus koos 1967. aastal Leningradi kaevandusinstituudi spetsialistide saabumisega, kes olid Vostoki jaamas kolm aastakümmet puurinud jääd, olles suutnud sügavusele jääkihtidesse ulatuda 3623 m-ni.
Teadlased on saanud täpsed andmed kliimamuutuste kohta viimase 420 000 aasta jooksul. Nii saime teavet nelja täieliku kliimatsükli kohta Maal. Kuid just see kaev sai arutelu teemaks. Kui Vene teadlased hakkasid kaevu süvendama, leidsid nad, et atmosfäärivaba jää on isotoopse analüüsi kohaselt alla 3543 m sügavuse. Nagu Valeri Lukin ütles, moodustub atmosfääri jää lumesaju tagajärjel, mis oma raskuse all muutub kuuseoksteks ja hiljem jääks. Kuid kaevu jää tekkis vee külmumise tagajärjel selgelt.
Selle põhjal pakkus eelnimetatud Igor Zotikov välja uue teooria. Tuginedes superkontinendi Gondwana olemasolu hüpoteesile (see hõlmas Aafrikat, Lõuna-Ameerikat, Aasiat, Austraaliat ja võimalusel Antarktikat, mis hiljem laiali lagunes, hakkas triivima ümber maakera ja asus hiljem tänapäevasele positsioonile), soovitas ta Vostoki järvel ilmus vahetult enne Antarktika jäätumist, mis algas pärast mandri libisemist külma poolusele. Äsja moodustatud järve veed olid kogu mandriga kaetud jääga. Vene teadlaste sõnul on järvejää paksus vee kohal 210 m. Akadeemik Zotikov pakkus, et see on väga tasakaaluline väärtus, mille kaudu külm laine pole 50 miljoni aasta jooksul suutnud tungida.
1994 - Vene glacioloogid puurisid järve äärde kolmveerand teed, uurides Maa 400 tuhandeaastast kliimaajalugu, mida registreeriti kasvava jää kihtides. "Kupli" lähedalt võetud proovid näitavad mikroobide (sealhulgas teadusele varem tundmatute), toitainete ja mitmesuguste gaaside, sealhulgas metaani olemasolu. Teisisõnu, nüüd on leitud kõik tüüpilised bioloogiliste protsesside tunnused, mis esinevad täiesti isoleeritud ökosüsteemis. See tähendab, et see on ainulaadne "iidse maailma kapsel", mille avamisel saavad teadlased lahendada paljusid Maa ajaloo keerukamaid lahendamata probleeme.
Venemaa ülitäpse sügavuse puurimise rekord pole veel purustatud: venelased suutsid jõuda 3623 m keelava märgini (teiste riikide spetsialistid pole veel 2500 tõkkest üle saanud). Sellegipoolest jagasid sellest sügavusest 1998. aastal kaevandatud jääproovid Venemaa, Ameerika ja Prantsusmaa teadlased võrdselt. Sellesse punkti jõudes loodi uuringud. Vene varustus oleks võinud veelgi kaugemale jõuda, kuid puurimine peatati mittesteriilse proovivõtmise ohu tõttu, mis võib kahjustada järve ainulaadset reliktisüsteemi. Tõepoolest, sadade tuhandete aastate jooksul isoleeritud looduslikus nišis on välja kujunenud tema enda bioloogiline tasakaal.
Mis saab juhtuda, kui moodsa mikroflooraga küllastunud atmosfääriõhk tormab sisse keetjatega? Kas ootamatu laienemine tooks kaasa korvamatuid tagajärgi? Ja mõned riigid nõuavad isegi tungimist tundmatusse. Mis saab siis, kui sealt, vanusest pimedusest, tõuseb välja mõni "XXI sajandi katk"?
Mitmel füüsilisel põhjusel võib eeldada, et Vostoki järv on gaasidega (eriti hapnikuga) üleküllastunud ning nendel tingimustel kohanenud mikroorganismidel võivad olla unikaalsed omadused. Kahe maailma hooletu kokkupõrge võib viia konfliktini ja pole teada, kes sellest võitjana välja võib tulla: Vostoki järve mikroobid võivad kannatada mikroorganismide sissetungi all Maa biosfääri, kuid meie, teoreetiliselt, võime olla ka ohvri rollis.
Seetõttu otsustati 1998. aastal Antarktika uuringute rahvusvahelise teaduskomitee SCAR-i koosolekul puurimine lõpetada. “Järv on väga väärtuslik katsetamiseks,” hoiatab Suurbritannias Cambridge'is asuv mikrobioloog Keenan Ellis-Evans.
Isegi kui see on täielikult lahendamata, on Vostoki järv esitanud teadusele juba palju hindamatut teavet. Näiteks tabas tema pakutud mudel astronoome sarnaselt Marsi looduslike tingimustega. On teada, et punase planeedi põhjapoolust katab ka hiiglaslik liustik. Ja miljonid aastad tagasi kogesid Mars, nagu ka Maa, pöördetelje kalde järske muutusi. Teisisõnu - aladel, mis on praegu külma poolused, oli mõlemal planeedil minevikus palju soojem kliima.
Siis muutub üsna usutavaks hüpotees, et ka meie kosmosenaabril on Vostoki järvega sarnased polaarjärved. Ja kui elu leitakse Antarktika liustike all, siis miks mitte leida seda Marsil? Isegi USA riiklik kosmoseagentuur on Maa järve probleemist tõsiselt huvitatud, võrreldes seda Europa ookeaniga, Jupiteri kuuga.
Selgub, et Maa peal olev subglatsiaalse järv on ideaalne katsealune jää alla tungimise tehnoloogia katsetamiseks, kus ookean on vähemalt kaetud 20-kilomeetrise jääkihiga ja Vostoki järv on “vaid” 4 kilomeetrit pikk. Kuid probleemid jäävad samaks. Kuidas mitte viia "mustust" (maapealseid baktereid) Jupiteri kuule, kuidas murda läbi jää, kuidas tagada signaali edastamine veealusest sõidukist pinnale?
Antarktika tuum võimaldas hinnata planeedi viimase sadade tuhandete aastate jooksul toimunud globaalseid kliimamuutusi. Hapniku isotoopide suhte järgi õhumullides on teadlased kindlaks teinud atmosfääri süsinikdioksiidi sisalduse muutuse viimase poole miljoni aasta jooksul. Juba on usaldusväärselt teada, et see on muutunud - ja väga palju. Ja mis kõige tähtsam - ilma inimeste osaluseta! Keskmise õhutemperatuuri tõusu selgitavad aga just inimtsivilisatsiooni arengust põhjustatud kasvuhooneefekt. Uuringud on näidanud, et vulkaaniline aktiivsus või, näiteks hiiglaslikud metsatulekahjud, paiskas atmosfääri palju rohkem vingugaasi.
Veel edasi. Akadeemik A. Kapitsa sõnul tõusis algul atmosfääri temperatuur ja siis süsinikdioksiidi sisaldus selles tõusis, ja mitte vastupidi! Ühesõnaga, nad teevad juba hämmastavaid avastusi! Antarktika jää südamikust, mis võeti 3543 m sügavuselt, leiti DNA jälgi. "Teadlased mõistsid kohe, et tegemist on ainulaadse loodusliku 'reliikviaga," ütles Arktika ja Antarktika instituudi Venemaa ekspeditsiooni juht V. Lukin. Leitud DNA, mis ei lange kokku maapealsete organismidega, on selle kinnituseks. Ka molekulaarbioloogia spetsialistid on veendunud, et sellist DNA-d pole maailmateaduse kataloogides."
Uurimistöö on täies hoos ja toob uusi avastusi. Kaevu järvejää tuumas leidsid Peterburi tuumafüüsika instituudi molekulaarbioloogid teadusele tundmatuid kolme tüüpi termofiilseid surnud baktereid. Nende kaasaegsed kolleegid arenevad ookeanide ja mandrite aktiivsetes piirkondades asuvates hüdrotermilistes allikates temperatuuril + 40–60 ° C. Sellest järeldub, et kunagi olid Vostoki järve veed soojemad kui kõik kaasaegsed lõunamered.
Vene mikrobioloog S. Abõzov tõestas Antarktika sügavaimast puuraugust tehtud põhiuuringute tulemusel, et mikroorganismid eksisteerivad peatatud animatsiooni seisundis jääs kuni sügavaima silmaringini. Siiani arvatakse, et järveveest või selle põhjasetetest leiduvat elu piiravad ka mikroorganismid. Samal ajal ei saaks ükski neist, mida tänapäeval tuntakse, selles vees piisavalt kaua eksisteerida.
V. Lukini sõnul saab seda sündmust oma teadusliku olulisuse osas võrrelda ainult inimese maandumisega Kuule. Järve pinnale on jäänud umbes 130 meetrit. “Eeldatavasti peame selle vahemaa läbima kolmel talveveerandil,” sõnas V. Lukin.
Järve veekiht eraldab kaevu põhja vaid 130 meetrit jääd. Mis ootab inimkonda selle väikese silla taga?
V. Syadro, T. Iovleva
