Нынешний заезд на научную станцию Восток станет самым массовым с советских времён. С учётом представителей Арктического и Антарктического НИИ, а также специалиста из Южной Кореи, сезонный состав полярников будет насчитывать 12 человек.
Судно «Академик Фёдоров» уже вышло из петербургского порта. Оно держит курс к берегам Белого материка и везёт на своём борту первую группу учёных, которым предстоит несколько месяцев жить и работать в тяжелейших климатических условиях. Именно в районе Востока была зафиксирована самая низкая в мире температура за всю историю метеонаблюдений – минус 89,2 °C. Конечно, в Южном полушарии вот-вот наступит лето, но жарко в это время года на «полюсе холода» всё равно не будет. В лучшем случае – около минус 20-25 градусов (на прошлой неделе стрелка термометра доходила до -74°C).
Впрочем, вечная стужа – далеко не самая большая проблема, с которой предстоит столкнуться пассажирам «Академика Фёдорова» и остальным исследователям (они присоединятся к своим коллегам чуть позже). В связи с тем, что конечная точка их маршрута находится на высокогорье, давление там аномально низкое – в среднем около 460 мм ртутного столба. Из-за этого содержание кислорода в воздухе гораздо меньше, чем в Петербурге. Акклиматизация может быть очень неприятной, обычно она занимает два-три дня, но у некоторых растягивается на несколько недель.
Основная задача специалистов Горного университета – провести ряд экспериментов, необходимых для бурения новой скважины доступа к озеру Восток, которое находится на глубине более 3700 метров под толщей льда. На протяжении миллионов лет оно было изолировано от внешнего мира, а потому образцы воды, взятые из этого водоёма, представляют огромную ценность. Ведь там могут быть обнаружены ранее неизвестные науке микроорганизмы.
В ходе предыдущих проникновений, которые произошли в 2012 и 2015 годах, нашим учёным удалось получить пробы с верхнего горизонта озера. Предстоящие работы должны стать гораздо более масштабными – они предполагают, в том числе, отбор донных отложений. Вести их будут именно представители петербургского вуза, за плечами которых пятидесятилетний опыт бурения в сложнейших климатических и геологических условиях Шестого континента.
Именно представители старейшего высшего технического учебного заведения России ещё в конце шестидесятых годов ХХ века разработали соответствующие технологии и создали на их основе прорывное на тот момент оборудование. А затем, на протяжении полувека не только совершенствовали его в лабораторных условиях, но и лично контролировали ход буровых работ, ежегодно участвуя в Российских Антарктических экспедициях.
«Проникновение в озеро Восток было научным достижением мирового уровня, - рассказывает руководитель научного направления «Технологии и техники бурения скважин в условиях станции Восток» Горного университета Алексей Большунов. – Сегодня перед нами стоит не менее амбициозная цель: исследование озера с отбором проб воды и донных отложений. Для её достижения необходимо пробурить новую скважину доступа к озеру с использованием экологически безопасных технологий, чтобы не нанести вред уникальному природному объекту. Прежде чем приступить к этой миссии мы должны провести ряд экспериментов, направленных на повышение эффективности работ».
О чём идёт речь? Верхний горизонт Антарктиды, например, представляет собой не сплошной лёд, а проницаемый снежно-фирновый слой, в котором при бурении с использованием заливочной жидкости происходят её катастрофические потери. Инновационный метод проходки первых ста метров с очисткой забоя воздухом требует дополнительного изучения процесса транспортировки ледяного шлама, чем и займутся полярники.
Другое исследование связано с применением теплового способа бурения, который позволяет эффективно расширять диаметр ствола скважины на какой-то определённой глубине. Это метод может быть полезен в ряде случаев, допустим, при поломке оборудования и необходимости отклониться в ходе дальнейших работ от аварийного участка.
Вторая задача (помимо проведения экспериментов), которую учёные Горного университета совместно с коллегами из ААНИИ решают ежегодно, - отбор кернов льда. В нынешнем сезоне он будет проведён в интервале 3300-3600 метров ниже поверхности. Почему это важно для науки? Покров Белого материка сложен из атмосферного льда, который образовался из кристаллов снега, год за годом и столетие за столетием падающих в твёрдом виде с неба. Несложно понять: чем ниже от поверхности континента взят керн, тем больше его возраст. Если, к примеру, достать его с глубины 3200 метров, то ему будет от 400 до 430 тысяч лет. Изучив его состав можно узнать, какие события происходили в то время в атмосфере Земли, к каким последствиям они привели и, отталкиваясь от этой информации, составить максимально точный по сравнению с любым другим методом прогноз изменения климата в будущем.
«Не менее важная миссия, которая перед нами стоит, – обеспечить смену поколений, - говорит доцент кафедры бурения скважин Санкт-Петербургского горного университета Андрей Дмитриев. – В Антарктиду едут сразу четверо наших сотрудников, которые ранее там не были. Трое из них – молодые люди в возрасте до 30 лет. Необходимо понять, готовы ли они работать в столь суровых условиях, способны ли к ним адаптироваться. Кроме того, нужно, чтобы ребята поработали на оборудовании, которое там установлено, а также в целом ознакомились с буровым комплексом. Он, кстати, носит имя профессора нашего вуза Бориса Кудряшова, это официальное название, нанесённое на все карты мира. Именно этот человек разработал теорию бурения горных пород плавлением, а также методы теплового и механического разрушения льда. Под его руководством начинались работы по строительству скважины над озером Восток».
В этом году в Антарктиде начнёт реализовываться ещё одного грандиозный проект. Специалисты Запсибгазпрома, ААНИИ и РАЭ на подготовленном снежном фундаменте начнут монтаж нового зимовочного комплекса, созданного НОВАТЭКОМ. Его презентация состоялась в августе прошлого года в Гатчине, он представляет собой трёхэтажное здание высотой 17 метров, стоящее на 36 опорах. Внутри – современные лаборатории, кабинеты, а также жилые комнаты для 25 человек. Система жизнеобеспечения полностью автономна и компьютеризирована. Для того, чтобы следить за работой генераторов, вентиляции и системой очистки воды достаточно одного оператора.
Учёные Санкт-Петербургского горного университета уверены, что этот комплекс превратит станцию в настоящий научный кластер, способный функционировать в режиме многозадачности. Это вне всяких сомнений позволит ускорить работы по бурению новой скважины доступа к подледниковому озеру Восток с использованием экологически безопасных технологий. И создаст предпосылки для получения новых фундаментальных знаний, позволяющих понять процессы, происходящие на планете миллионы лет назад, и дать прогнозы на будущее, в том числе связанные с актуальнейшими вопросами изменения климата.