Реликтовые озера начинают открывать свои тайны
03.02.2013 14:12
—
Новости Hi-Tech
Различные группы ученых, работающих сейчас на Южном Полюсе нашей планеты с разницей буквально в несколько дней сообщили о значительных достижениях в области исследований подледниковых реликтовых антарктических озер. Российские ученые недавно сообщили, что им удалось получить первые пробы воды из озера Восток, британские ученые говорят, что они практически достали до подледникового озера Эллсворт, а американцы на прошлой неделе завершили бурение километрового слоя льда над озером Вилланс.
Строго говоря, последняя группа ученых сообщила даже не о достижении воды как таковой, а о падении давления и сопротивления в ледяном керне, что по идее должно говорить о том, что система бурения достала до того места, где лед уже не в чистом виде, а вперемешку с водой.
Российские ученые практически с начала года сообщают о том, что они подошли к озеру Восток, но пока здесь, к сожалению, не было сделано каких-то значительных находок или открытий. 5 февраля российские ученые заявили, что их буровой снаряд прошел границу лед-вода на глубине 3383 метров. До глубины 3406 м ледяной керн представлял собой сильно деформированные обломки, из которых для лабораторных исследований было пригодно только 2,5 м ледяного керна, неравномерно расположенного по глубине отдельными образцами. Цвет этого льда резко отличался от цвета боковых стенок скважины. Начиная с отметки 3406 м, буровые специалисты стали получать нормальный керн, в центре которого стал выделяться своеобразный "сердечник" белого цвета, который в последующем исчез, говорят ученые.
Одновременно с отечественными буровыми работами на станции Восток американские полярники проводили свои операции в подледном водном потоке Виланс по проекту "Виссард". Данный подледниковый водный объект по своему происхождению, характеристикам и методам исследований значительно отличается от подледникового озера Восток. Водоем расположен на юго-западной границе шельфового ледника Росса и представляет собой один из элементов обширной подледниковой гидрологической системы, направленной в море Росса. Один раз в 10 лет вода в этом водоеме полностью обновляется. Его объем составляет всего 0,5 км3, в то время как объем озера Восток – 6100 км3. Толщина ледника над водоемом составляет 801 м, а на станции Восток – 3769,3 м. Американские полярники использовали для проникновения в водоём метод бурения льда горячей водой с температурой около +90 С.
Напомним, что российские буровики бурят лед над озером Восток с помощью электромеханического бурового снаряда и заполняют скважину незамерзающей буровой жидкостью, состоящей из смеси керосина и фреона. Технология экологически чистого проникновения в подледниковое озеро Восток основана на создании искусственной разницы давления ледника и, соответственно, поверхностного слоя воды озера с давлением буровой жидкости в скважине. Плотность заливочной жидкости равняется плотности льда (0,91 г/см3), что меньше, чем плотность воды (1,00 г/см3). В любом случае, заливочная жидкость, являясь гидрофобной по своим свойствам, всегда будет легче воды и при любых условиях будет находиться над водным слоем озера, не проникая в него и не смешиваясь с ним. За счет указанной разницы давления вода из поверхностного слоя озера поднялась вверх по стволу скважины, вытесняя над собой более легкую заливочную жидкость и в течение 10- 11 месяцев от момента проникновения в озеро превратилась в лед за счет низких температур на боковых стенках скважины.
На первый взгляд, американская технология более эффективна и экологически более чиста, чем российская, однако, она абсолютно не пригодна для использования при бурении на станции Восток. Дело в том, что бурение горячей водой требует обеспечения вертикального перемешивания по всему стволу скважины. На поверхности ледника, где расположена станция Восток, наблюдается постоянная температура минус 55С, поэтому для обеспечения вертикальной циркуляции в стволе длиной более 3700 м потребуются колоссальные затраты электроэнергии, что предполагает огромные финансовые затраты и чрезвычайно высокую нагрузку на окружающую среду (использование дизельного топлива для получения электроэнергии). Кроме того, не ясно тепловое загрязнение подледникового водоема – влияние теплового потока от горячей воды в скважине на реликтовые воды подледникового водоема.
По словам ученых, несмотря на повышенные меры экологической безопасности, обеспеченные многоуровневой фильтрацией воды, применяемой для бурения, тепловое воздействие авторами проекта практически не оценивается. В связи с этим велика вероятность того, что проблема изучения микроорганизмов в подледниковом водоеме при использовании бурения методом горячей воды превратится в проблему изучения микробиологического разнообразия "супа", сваренного из этих микроорганизмов.
Так или иначе, но специалисты говорят, что подобные методики позволяют не только лучше понять нашу собственную планету, но и выработать методики бурения для будущих поколений исследователей, которые будут применять их для бурения на других планетах. К примеру, известно, что большие залежи подледной воды есть на спутниках Эцеладе и Европе. Причем, на последнем глубина льда достигает 50-100 км.
Строго говоря, последняя группа ученых сообщила даже не о достижении воды как таковой, а о падении давления и сопротивления в ледяном керне, что по идее должно говорить о том, что система бурения достала до того места, где лед уже не в чистом виде, а вперемешку с водой.
Российские ученые практически с начала года сообщают о том, что они подошли к озеру Восток, но пока здесь, к сожалению, не было сделано каких-то значительных находок или открытий. 5 февраля российские ученые заявили, что их буровой снаряд прошел границу лед-вода на глубине 3383 метров. До глубины 3406 м ледяной керн представлял собой сильно деформированные обломки, из которых для лабораторных исследований было пригодно только 2,5 м ледяного керна, неравномерно расположенного по глубине отдельными образцами. Цвет этого льда резко отличался от цвета боковых стенок скважины. Начиная с отметки 3406 м, буровые специалисты стали получать нормальный керн, в центре которого стал выделяться своеобразный "сердечник" белого цвета, который в последующем исчез, говорят ученые.
Одновременно с отечественными буровыми работами на станции Восток американские полярники проводили свои операции в подледном водном потоке Виланс по проекту "Виссард". Данный подледниковый водный объект по своему происхождению, характеристикам и методам исследований значительно отличается от подледникового озера Восток. Водоем расположен на юго-западной границе шельфового ледника Росса и представляет собой один из элементов обширной подледниковой гидрологической системы, направленной в море Росса. Один раз в 10 лет вода в этом водоеме полностью обновляется. Его объем составляет всего 0,5 км3, в то время как объем озера Восток – 6100 км3. Толщина ледника над водоемом составляет 801 м, а на станции Восток – 3769,3 м. Американские полярники использовали для проникновения в водоём метод бурения льда горячей водой с температурой около +90 С.
Напомним, что российские буровики бурят лед над озером Восток с помощью электромеханического бурового снаряда и заполняют скважину незамерзающей буровой жидкостью, состоящей из смеси керосина и фреона. Технология экологически чистого проникновения в подледниковое озеро Восток основана на создании искусственной разницы давления ледника и, соответственно, поверхностного слоя воды озера с давлением буровой жидкости в скважине. Плотность заливочной жидкости равняется плотности льда (0,91 г/см3), что меньше, чем плотность воды (1,00 г/см3). В любом случае, заливочная жидкость, являясь гидрофобной по своим свойствам, всегда будет легче воды и при любых условиях будет находиться над водным слоем озера, не проникая в него и не смешиваясь с ним. За счет указанной разницы давления вода из поверхностного слоя озера поднялась вверх по стволу скважины, вытесняя над собой более легкую заливочную жидкость и в течение 10- 11 месяцев от момента проникновения в озеро превратилась в лед за счет низких температур на боковых стенках скважины.
На первый взгляд, американская технология более эффективна и экологически более чиста, чем российская, однако, она абсолютно не пригодна для использования при бурении на станции Восток. Дело в том, что бурение горячей водой требует обеспечения вертикального перемешивания по всему стволу скважины. На поверхности ледника, где расположена станция Восток, наблюдается постоянная температура минус 55С, поэтому для обеспечения вертикальной циркуляции в стволе длиной более 3700 м потребуются колоссальные затраты электроэнергии, что предполагает огромные финансовые затраты и чрезвычайно высокую нагрузку на окружающую среду (использование дизельного топлива для получения электроэнергии). Кроме того, не ясно тепловое загрязнение подледникового водоема – влияние теплового потока от горячей воды в скважине на реликтовые воды подледникового водоема.
По словам ученых, несмотря на повышенные меры экологической безопасности, обеспеченные многоуровневой фильтрацией воды, применяемой для бурения, тепловое воздействие авторами проекта практически не оценивается. В связи с этим велика вероятность того, что проблема изучения микроорганизмов в подледниковом водоеме при использовании бурения методом горячей воды превратится в проблему изучения микробиологического разнообразия "супа", сваренного из этих микроорганизмов.
Так или иначе, но специалисты говорят, что подобные методики позволяют не только лучше понять нашу собственную планету, но и выработать методики бурения для будущих поколений исследователей, которые будут применять их для бурения на других планетах. К примеру, известно, что большие залежи подледной воды есть на спутниках Эцеладе и Европе. Причем, на последнем глубина льда достигает 50-100 км.