Какие значимые геологические открытия произошли в Антарктиде с начала 90-х гг., и что еще предстоит изучить в ближайшем будущем, – рассказываем в 4 части цикла по истории геофизических исследований Антарктиды.
К концу 1990-х гг. учеными был накоплен весьма значительный материал по радиолокации и сейсмике, охватывающий практически весь континент. Тем самым были созданы предпосылки для объединения данных в рамках единого международного проекта. Все логистически доступные районы были изучены, а дальнейшее закрытие «белых пятен» требовало гораздо бόльших усилий и кооперации чем раньше.
Революционные изменения в микроэлектронике в 90-х гг. прошлого века привели к её удешевлению и, как следствие, к бурному развитию и внедрению компьютерной техники и цифровых технологий в геофизику. Это не только улучшило качество получаемых данных, но и расширило возможности радиолокации за счёт цифровой регистрации данных и применения математических методов их обработки. В свою очередь, это вызвало смену приоритетов в научных работах.
На первое место вышли не картировочные задачи, а углублённое изучение строения ледника (например, по слоистости, выявляемой на основе радиолокационных данных), субгляциальных гидротермических процессов (донного таяния, формирования подледниковых водоёмов и их прорывов), эрозионных процессов и пр.
Видимо, по тем же причинам этот период совпал с качественными изменениями спутниковых систем, что привело к повышению точности планово-высотной привязки, а также к получению высокоточных альтиметрических данных. К сожалению, в силу известных причин, для нашей страны этот период совпал с сокращением работ в Антарктике.
Озеро Восток – величайшее открытие ХХ века
Самое грандиозное научное событие конца ХХ в. – это открытие подледникового озера Восток в районе одноимённой отечественной станции.
Немного истории
В 1993 г. в Гляциологическом журнале была опубликована статья «Идентификация подледниковых озёр посредством спутникового высотомера ERS-1». В ней говорилось, что спутниковые данные указывают на возможность существования обширного подледникового водоёма, расположенного к северу от российской внутриконтинентальной станции Восток. Именно в этой статье впервые прозвучало и новое географическое название – озеро Восток.
Это известие прогремело как гром среди ясного неба. И причина сенсации состояла вовсе не в том, что учёные предположили наличие какого-то подледникового водоёма, к тому времени само по себе это уже не было чем-то особенно выдающимся.
Причина небывалого энтузиазма учёных заключалась, во-первых, в том, что озеро Восток, по сравнению со всеми открытыми ранее подледниковыми водоёмами, имеет поистине грандиозные размеры: оно попадает в двадцатку крупнейших озёр нашей планеты и занимает промежуточное место между Онежским и Ладожским озёрами. Площади их акваторий составляют 9720 км2 и 17700 км2 соответственно.
Второе обстоятельство было весьма прагматичным. Дело в том, что отечественная зимовочная станция Восток со всей необходимой для исследований инфраструктурой располагалась на леднике как раз над акваторией озера, которое и было впоследствии обнаружено. Более того, начиная с 1970 г. специалистами Горного университета в то время института там осуществляется керновое бурение для изучения строения ледника, и на момент открытия озера Восток забой скважины располагался всего в 130 метрах от его поверхности.
Таким образом, имелись все предпосылки для проникновения в него через весьма непродолжительный период. Для этого требовалось уточнить мощность ледника в пункте бурения и выяснить, является ли водоём замкнутым. Последнее обстоятельство является важным, поскольку, если это так, то в случае гипотетического случайного загрязнения озера при проникновении в него, остальная подлёдная гидросеть Антарктиды осталась бы чистой.
Российские учёные успешно выполнили поставленную задачу, и 6 февраля 2012 г. в 0:25 минут по местному времени произошло историческое событие - первое в мире проникновение в подледниковый водоём, который был изолирован от окружающего мира на протяжении миллионов лет. Целый ряд важнейших для изучения водоёма геофизических исследований был проведён специалистами АО «Полярная морская геологоразведочная экспедиция» - дочернего предприятия Росгеологии.
Итак, в силу географического положения и возможностей логистического обеспечения уже в 1995 г. российские исследователи начали планомерное изучение этого района наземными дистанционными методами - сейсмическим МОВ (с 1995 г.) и радиолокационными зондированиями (с 1998 г.). Для этого в 1998 г. был специально разработан ледовый локатор РЛС-60-98, на смену которому в 2006 г. пришёл новый прибор РЛС-60-06. На начальном этапе работы были сосредоточены в районе станции, где с 1970 г. осуществлялось керновое бурение.
Задачи, стоящие перед геофизическими исследованиями, предусматривали определение мощности ледника с максимально возможной точностью, что было крайне важно для безопасного проникновения в озеро Восток, а также выяснение положения его береговой линии.
В процессе работ, продолжавшихся до 2008 г., было выполнено 318 сейсмозондирований МОВ и получено 5190 пог. км радиолокационных маршрутов. Для повышения эффективности сейсмических измерений на начальном этапе проводились специальные исследования по отработке и внедрению новой технологии: для формирования возбуждения использовался подрыв 5–6 линий детонирующего шнура длиной 50 м, которые укладывались на снежной поверхности.
Аэрогеофизические работы для решения задач картирования и изучения глубинного строения в районе озера Восток в это время выполняли и зарубежные специалисты. В 1999 г. итальянские исследователи провели маршрутную съёмку по нескольким маршрутам.
На следующий год, в сезон 2000-2001 гг., американские учёные осуществили масштабную комплексную аэрогеофизическую съёмку с межмаршрутным расстоянием 7,5 км в районе озера Восток на площади около 53 тыс. км2. Съёмка включала в себя лазерную альтиметрию, магнито- и гравиметрию, а также радиолокацию. Основная сеть профилей покрывает площадь 157 × 330 км. Кроме того, было выполнено несколько региональных маршрутов.
Что геофизикам удалось узнать в ходе изучения озера? Читайте продолжение статьи Сергея Попова — ведущего геофизика Антарктической геофизической партии АО «ПМГРЭ» и эксперта Коалиции авторов в медиа о геологии по этой ссылке.