Антарктида… Забытое слово советской науки. Как же, как же! Слыхали. Давно… Ледоколы, пингвины, «Восток» и «Мирный», мороз и солнце летнего январского дня. А наука и в этих суровых условиях процветает, пусть слово «Антарктида» давно не поминается нами. В канун наступившего века здесь было сделано крупное географическое открытие — обнаружено неизвестное озеро, в котором могла сохраниться реликтовая жизнь. Исследовать это озеро предстоит ученым XXI века.

Антарктида, Южный полюс Земли

Напрасно ледяные просторы Антарктиды называют «пустыней». Жизнь не только приспособилась к невыносимому здешнему климату, но и готова терпеть его тысячелетиями. Жизнь приютилась даже под толщей льда, на глубине свыше трех с половиной километров. Там, близ российской станции «Восток», скрывается огромное озеро под тем же названием. Миллионы лет оно отрезано от внешнего мира. Российские ученые пробурили скважину над озером, — эта работа продолжалась почти тридцать лет и началась по счастливой случайности еще до того, как было открыто озеро Восток, — но остановились на отметке 3623метра, примерно в 120метрах от воды, чтобы не загрязнить ее микробами. Это решение было принято в 1998 году на заседании SCAR (Scientific Counsilfor Antarctic Research) — Международного научного комитета по антарктическим исследованиям.

Исследовать озеро можно лишь с помощью абсолютно стерильной техники, иначе оно будет загрязнено обычными земными бактериями. Неслучайно многие выступают против планов возобновить бурение в ближайшие годы. «Чтобы сохранить научную и экологическую ценность озера, следовало бы отложить бурение на неопределенный срок», — полагает Рикардо Рура, руководитель Антарктической и Южноокеанской коалиции, объединяющей 240 негосударственных организаций. Ведь пока еще никто не сформулировал, что значит «абсолютно стерильная техника». Каким должен быть показатель стерильности? «Так почему бы не оставить озеро Восток в его мифической тьме?» — задается вопросом австрийский ученый Роланд Пзеннер.

Никто не видел воочию это уникальное озеро. Это — последний крупный водоем, не затронутый деятельностью человека. Здесь нет ни капли промышленных стоков, ни нефтяного пятна; этот уголок планеты еще не отвоеван нами, не испорчен цивилизацией — здесь безраздельно властвует Природа.

 

Антарктида, Байкал, Балхаш, Восток…

Еще в начале шестидесятых годов советские исследователи предположили, что подо льдами Антарктиды может находиться… море пресной воды. В 1963 году советский географ И.А. Зотиков составил карту донного таяния антарктических льдов. На ней хорошо было видно, что в районе станций «Восток», «Амундсен-Скотт», «Берд» идет непрерывное донное таяние, а значит, здесь должны образоваться подледниковые озера. Поначалу эта идея была встречена скептически.

Однако в 1970-е годы британские ученые, проводя радиолокационные исследования, обратили внимание на аномальные сигналы. Очевидно, в Восточной Антарктиде, в 150 километрах к северо-западу от станции Восток, где-то глубоко во льдах скрывалось озеро.

В те же годы советские летчики, совершавшие полеты со станции «Мирный» в район станции «Восток», вспоминает И.А. Зотиков, также «видели довольно большие участки поверхности, резко отличавшиеся от остальных. Летчики называли их “озерами”. Они встречались всегда в одних и тех же местах, поэтому их даже использовали для навигации. Озера обладали одной особенностью: были видны с летящих низко над поверхностью ледника самолетов, в стороне от них, то есть когда угол зрения наблюдателя по отношению к поверхности был очень мал. Когда же самолет пролетал над самим озером, его поверхность и границы ничем не отличались от других мест».

В начале 1990-х годов за этим гипотетическим озером закрепляется название «Восток», а в 1996 году, после публикации «Nature», известие об озере Восток — «гигантском озере под антарктическим льдом», — стало мировой сенсацией.

В Антарктиде обнаружились и другие озера, но это — самое крупное. По своей площади оно ненамного уступает озеру Балхаш, а по глубине — лишь таким озерам, как Байкал и Танганьика; в отдельных местах глубина озера Восток, по-видимому, превышает тысячу метров. Как и Байкал, это озеро, пишет на страницах журнала «Вокруг света» российский исследователь В.М. Котляков, «заполняет рифтовый участок литосферы — узкую глубокую впадину, образовавшуюся на месте растяжения земной коры — зародыш будущего океана».

Длина озера Восток — около 250 километров; ширина — 50 километров. По оценкам российского исследователя А. П. Капицы и его английского коллеги Мартина Сиджерта, площадь поверхности озера Восток составляет 14 тысяч квадратных километров. По словам В.М. Котлякова, «оно настолько велико, что его контуры просматриваются в планетарном масштабе, со спутников видна поверхность ледникового щита».

Это озеро содержит примерно в 36 раз больше воды, чем Боденское озеро. Вода здесь пресная или малосоленая (по сравнению с обычной морской водой). Как показали результаты термического сканирования, температура воды в озере довольно высока — примерно от 10 до 18° по Цельсию. Часть озера мелководная — российские полярники назвали эти участки «болотами».

Посредине озера находится «остров», где земля непосредственно соприкасается со льдом. Этот каменистый «остров», как явствует из недавних радиолокационных исследований (их результаты были опубликованы в 2004 году), делит озеро на две практически не соединяющиеся части, препятствуя водообмену между ними. Поэтому химический и биологический состав в обеих частях озера — северной и южной — может разниться. «Южный водоем» занимает примерно две трети всей площади озера. Он заметно глубже «Северного водоема», чья глубина, пожалуй, не превышает 400 метров.

Нижний край ледяного панциря, сковавшего озеро, лежит прямо на воде, но поверхность его вовсе не горизонтальна. На севере озера лед на несколько сотен метров толще, чем на юге.

 

Навстречу неизвестной жизни

Почти двадцать миллионов лет назад (а по некоторым предположениям, 25 миллионов лет назад) ледяной панцирь окончательно отгородил озеро Восток от внешнего мира. Большинство его обитателей умерли голодной смертью, но, видимо, некоторые микроорганизмы выжили. Они питались органическим материалом, еще проникавшим сквозь слой льда, и пожирали останки погибших ранее животных. Впоследствии давление ледяного свода возросло настолько, что кислород из подтаявшего льда перестал растворяться в водах озера. Многие микроорганизмы задохнулись, но остальные научились дышать воздухом, не растворенным в воде. Компьютерные расчеты показывают, что озеро Восток в сотни раз беднее питательными веществами, чем Ладожское или Онежское. Однако для бактерий этого достаточно.

Вода в озере циркулирует, происходит ее горизонтальное и вертикальное перемешивание. Благодаря этому толща озера насыщается кислородом.

Между водой и ледяным панцирем идет постоянный обмен веществом. По словам американского ученого Майкла Стьюдингера, проводившего радиолокационное исследование озера Восток в 2004 году, этот процесс протекает так. В «Северном водоеме» нижняя часть ледяного панциря подтаивает, и талая вода стекает в озеро. В это же время в «Южном водоеме» вода намерзает на лед. По оценке Стьюдингера, капля воды, замерзшая где-нибудь на юге озера, попадает в его северную часть примерно за 55 — 110 тысяч лет.

Судя поданной схеме, «Северный водоем» загрязнен донными отложениями — частичками горной породы, соскобленными толщей льда со скал, окружающих озеро. Когда лед подтаивает, эта каменистая пыль попадает в воду. Зато «Южный водоем», вероятно, выглядит примерно так же, как и многие миллионы лет назад, когда озеро было отрезано от внешнего мира.

Кстати, последние 80 метров керна, извлеченного из скважины российскими исследователями, представляли собой замерзшую воду озера, превратившуюся в лед. Предполагалось, что в ней присутствуют следы жизни. В самом деле, в образцах льда, взятых над озером Восток, уже найдены бактерии, грибы и водоросли. По словам российского ученого С.С. Абызова, возраст этих примитивных организмов достигает 240 тысяч лет, но после длительной «спячки» во льду они остались вполне жизнеспособными.

По оптимистичной оценке швейцарского географа Альфреда Вюста, в каждом миллиметре воды озера Восток может находиться до миллиона бактерий. В водах озера биологи рассчитывают найти не только привычных нам тихоходок или туфелек, но и уникальные популяции микробов, развившиеся в необычных условиях. Их эволюция протекала независимо от внешнего мира.

Контуры озера Восток удалось определить с помощью радиолокатора 

Американские микробиологи Дэвид Карл и Джон Приску обнаружили в образцах льда, взятых на глубине более 3539 метров (здесь начинается слой замерзшей озерной воды), не только бактерии, но и обильные включения органического углерода. Это — лишнее свидетельство того, что в озере существует жизнь и здесь сложилась особая экосистема. (Впрочем, опубликованные результаты вызвали недоверие у специалистов. По словам французского геолога Жана-Робера Пети, «согласно собранным нами данным, углерода здесь в десятки, а то и в сотни раз меньше, чем заявляют американцы».)

Продолжают поиски и ученые России и Франции. По сообщению Сергея Булата и Жана-Робера Пети, в ледяной корке над озером обнаружены следы трех видов термофильных бактерий, напоминающих те одноклеточные организмы, что обитают в гидротермальных источниках при температуре выше +50 °С. Здесь же их нашли на полюсе холода. Возможно, на дне озера имеются горячие источники, в которых и обитали эти микробы, используя для своей жизнедеятельности только неорганические соединения, — например, водород или серноватистокислые соли. «По всей видимости, развитие одноклеточных организмов в Антарктиде шло иным путем, чем в остальных районах планеты», — считает немецкий геофизик Хайнц Миллер.

Результаты недавних радиолокационных исследований, возможно, заставят ученых изменить стратегию изучения озеpa Восток. Судя по всему, желательно пробурить две скважины в северной и южной части озера, чтобы досконально познакомиться с его загадочной фауной.

По оценкам исследователей, в ближайшие пять лет, очевидно, удастся проникнуть в озеро Восток в поисках организмов, которые, может быть, вымерли в других районах планеты. По мнению ученых из НАСА, опыт исследования озера Восток поможет при поиске жизни на других планетах. Мощный ледяной панцирь, укрывший это озеро, напоминает толщи льда, встречающиеся на некоторых планетах. Не удивительно, что исследование озера Восток, а также работы по созданию необходимой для этого аппаратуры финансируют теперь космические агентства.

 

Восток — Европа — далее везде?

Сейчас специалисты из Санкт-Петербургского горного института и Арктического и Антарктического научно-исследовательского института разработали новую экологически чистую технологию, основанную на использовании безопасных кремнийорганических заливочных жидкостей. Это позволит избежать загрязнения озера чужеродными микробами при проникновении в него.

В НАСА также разрабатывают специальный бурильный агрегат для исследования озера Восток — криобот, снабженный электрическим нагревателем. Предусмотрено и устройство для плавания в подледниковом озере. Этот робот-зонд — разговоры о нем ведутся еще с 1996 года — сделает анализ воды, поищет микроорганизмы и доставит на поверхность образцы грунта (толщина слоя осадочных отложений на дне озера достигает, очевидно, 100 — 300 метров).

Как отмечает руководитель проекта Фрэнк Карей, «основная идея заключается в том, чтобы пробурить с помощью горячей воды скважину глубиной примерно 3,5 километра, а затем запустить в нее криобот». Вода в скважине замерзнет, и криобот стерилизует себя, а потом, разогревшись, расплавит столб льда, отделяющий его от озера.

Впрочем, окончательно решение об этом эксперименте пока не принято. Как пишет ветеран исследований Антарктиды ИА. Зотиков, «мне кажется, что гораздо более рациональным и, главное, справедливым, было бы проникновение в озеро российской буровой установки — у наших ученых из Санкт-Петербурга бесценный опыт глубокого бурения в Антарктиде».

Так Антарктида выглядит из Космоса

В любом случае криобот найдет применение. Вероятно, через несколько лет его используют при исследовании системы озер или даже океана, раскинувшегося подо льдами Европы — второго по величине спутника Юпитера. «Ведь если в Солнечной системе есть живые организмы, то они, вероятнее всего, находятся там, на Европе», — считают многие ученые.

Действительно, почему бы там не прижиться микробам? На Земле, в окрестностях подводных вулканов, куда не проникает ни один луч света, все равно теплится жизнь. Здесь обитают трубчатые черви и креветки, питаясь микроорганизмами, которых вокруг видимо-невидимо. И если будет найдена жизнь в озере Восток, то почему подобному сообществу не прижиться и на Европе? Ученые полагают, что на дне тамошнего океана тоже есть вулканы. Под действием притяжения Юпитера каменная мантия спутника деформируется, трескается, смещается. В этих зонах активной тектонической деятельности вполне могли прижиться бактерии. Ведь вода, тепло и органические молекулы — это основные составляющие жизни.

Люди давно задаются вопросом: «Есть ли жизнь во Вселенной?» Быть может, ответ на него таится буквально «у порога Земли». Если это так, то наши представления о Вселенной во многом изменятся. Неужели Космос и впрямь изобилует жизнью? В последние два десятилетия мы как-то отвыкли от этой мысли. Вселенная стала казаться нам безжизненной ледяной пустыней. Пример Европы убеждает нас, что даже подо льдом может теплиться жизнь.

 

Вместо постскриптума: последние планы

Когда книга выйдет из печати, работы в Антарктиде будут уже в разгаре. В середине января 2005 года российским полярникам разрешили возобновить исследование озера Восток. По сообщению Валерия Лукина, одного из руководителей российской антарктической экспедиции, в ближайший сезон, в конце 2005 — начале 2006 годов, намечено пробурить еще 50 метров, а на рубеже 2007/2008 годов проникнуть в озеро.