Il lago Vostok, situato nelle immediate vicinanze del Polo Geomagnetico Sud della Terra, è forse uno degli ultimi gravi misteri del nostro mondo. L'acqua del lago, presa in cattività dal ghiaccio per 20-14 milioni di anni! indietro, ha salvato una "istantanea" informativa dello stato preistorico del pianeta Terra. E questo significa che le persone hanno l'opportunità di guardare in un passato così lontano, che non hanno il coraggio di sognare. Ad esempio, dallo stato dell'acqua sarà possibile giudicare la composizione dell'atmosfera antica, processi vulcanici che hanno scosso il pianeta all'inizio del periodo quaternario. E anche sulle forme di vita più antiche.
Ad oggi, 45 stati hanno le loro stazioni in Antartide e svolgono un lavoro scientifico attivo. E i russi hanno il palmo della mano nella scoperta della "reliquia" subglaciale, ossia il navigatore di bandiera del distaccamento di aviazione della 4a spedizione antartica sovietica R. V. Robinson. Lui, come altri piloti che in seguito volarono dalla stazione Mirny alla regione della stazione di Vostok, vide aree molto ampie della superficie, che differivano nettamente dal resto e venivano convenzionalmente chiamate "laghi".
Si incontravano sempre negli stessi posti, quindi venivano usati anche per la navigazione. Ma poi nessuno l'ha preso sul serio. Stessa sorte attendeva l'ipotesi del famoso glaciologo I. A. Zotnikov (ora Membro Corrispondente dell'Accademia Russa delle Scienze, Dottore in Scienze Geografiche), che suggerì la possibilità di sciogliersi dello spessore del ghiacciaio antartico durante il suo movimento.
Sembrerebbe, di che tipo di lago possiamo parlare quando la temperatura media in Antartide raggiunge i -57 ° C. L'acqua gela a questa temperatura senza dubbio. Tuttavia, il nocciolo della questione è che il lago non si trova in superficie, ma sotto uno strato di ghiaccio di 4 chilometri. A dire il vero, anche quando queste pianure furono scoperte dai piloti, le chiamarono laghi per una superficie che somiglia a un lago dall'alto. Accadde così che si trovasse sopra un lago del genere, senza nemmeno saperlo, che nel 1957 i partecipanti alla spedizione polare sovietica allestirono la stazione di Vostok (al lago fu dato lo stesso nome nel 1993).
Persino A. Kapitsa, allora un geografo alle prime armi, e più tardi un accademico, avendo ricevuto un segnale riflesso non standard durante il suono sismico nel 1959 e nel 1964, non osarono fare un'ipotesi così audace. Il segnale ha dato due picchi di riflessione invece di uno - a 3730 e 4130 m Da questo si è scoperto che gli strati del ghiacciaio si estendevano fino a una profondità di 3730 m, e le rocce del substrato roccioso dell'Antartide iniziavano a una profondità di 4130 m. Gli scienziati hanno quindi spiegato la forma misteriosa del segnale delle rocce sedimentarie che giacciono sotto il ghiaccio.
Ora hanno scoperto con certezza che le onde sismiche "sono inciampate" non su depositi sedimentari, ma su una colonna d'acqua di 400 metri. E negli anni '70, lo Scottish British Polar Institute realizzò un vasto programma di voli aerei con onde radio che scandagliavano i ghiacciai dell'Antartide centrale. Sulle registrazioni radiofoniche, i percorsi in alcuni punti attraversavano le zone dove i riflessi sotto il ghiaccio avevano un carattere piuttosto peculiare. È stato possibile ipotizzare che proprio in questi punti le linee di volo attraversassero grandi accumuli di acque subglaciali, che poi, negli anni '70, furono chiamati laghi subglaciali. E il lago, sopra il quale si trovava la stazione di Vostok, prese il suo nome. Ma tutto questo era ancora solo un'ipotesi scientifica.
E solo all'inizio degli anni '90, quando gli scienziati erano in possesso dei dati di altimetria laser, che erano stati realizzati dal satellite spaziale ERS-1, divenne ovvio: nell'area della stazione di Vostok c'è una grande pianura pianeggiante lunga fino a 280 km e fino a 70 km di larghezza. Questi dati hanno costretto A. Kapitsa ad aumentare i risultati del suo sondaggio sismico di lunga data. Dopo aver raccolto tutte le ricerche scientifiche disponibili, l'accademico ha realizzato un rapporto che è diventato una sensazione del mondo reale. Così nel 1994, il mondo ha imparato che all'interno del polo senza vita del freddo c'è un antico lago conservato. La scoperta di un gigantesco lago subglaciale in Antartide vicino alla stazione russa di Vostok è giustamente classificata tra le più grandi scoperte geografiche del XX secolo.
Le dimensioni del lago erano impressionanti: è lungo più di 280 km e largo 50 km. Quindi, l'area della superficie dell'acqua è superiore a 10.000 km? ed è paragonabile solo a laghi come Onega (Europa), Ciad e Rudolph (Africa), Nicaragua (America Centrale) e Titicaca (Sud America). La profondità media del lago è di 750 metri. Successivamente, gli specialisti sovietici della spedizione di esplorazione geologica marina polare hanno "sondato" a fondo il lago usando il metodo del sondaggio al suolo.
Video promozionale:
Negli anni sono state eseguite migliaia di sezioni sismiche continue in varie direzioni del lago. I risultati sono stati sbalorditivi: per la prima volta un uomo "ha visto" ciò che gli era nascosto sotto uno spesso strato di ghiaccio di 4 chilometri. Ad esempio, hanno scoperto che nella parte occidentale del lago Vostok ci sono molte baie, baie, penisole. È poco profondo, in contrasto con quello orientale, che ha un ripido bordo costiero in acque profonde.
Il fondo di questo bacino d'acqua dolce curvo con una mezzaluna ha un rilievo fortemente aspro, la profondità in alcuni punti raggiunge i 1200 m. La scansione termica della superficie ha mostrato che la temperatura dell'acqua nel lago è piuttosto alta - approssimativamente da + 10 ° a + 18 ° C. E studi recenti di scienziati giapponesi e americani mostrano che il lago è diviso da una barriera corallina in due aree indipendenti, ognuna delle quali può avere il proprio ambiente microbiologico unico.
Ora 77 laghi sono stati scoperti sotto il guscio di ghiaccio dell'Antartide. Ma il più grande di loro è il lago Vostok. E la sua particolarità sta nel fatto che le acque del lago sono state completamente tagliate fuori dal contatto diretto con l'atmosfera, con il sole, i venti e la vita in superficie per diversi milioni di anni dallo spessore del ghiaccio. Ciò significa che la composizione biologica e chimica dell'acqua durante questo periodo è rimasta invariata. Molti ricercatori ritengono che nell'acqua antica possano abitare forme di vita uniche. Il lago Vostok differisce per la forza di gravità: i ricercatori erano convinti che la gravità sia più debole sui corpi d'acqua di acque profonde, perché la densità dell'acqua è la metà della densità di una pietra.
Volando intorno al lago in aereo, gli scienziati hanno compilato una mappa del suo fondo. Il loro lavoro ha dimostrato che il lago contiene circa 5,4 mila chilometri cubi di acqua, circa il 5% della fornitura totale di acqua dolce del mondo. È stato anche suggerito che il lago Vostok si trova in una faglia spaccata nella crosta terrestre. Quindi è probabile che sul suo fondo avvengano processi vicini a quelli vulcanici, con l'eruzione di colate saline. Pertanto, negli strati inferiori, l'acqua può essere salata. E dall'alto, a causa dello scioglimento del ghiacciaio, l'acqua è molto probabilmente fresca.
I dati ottenuti hanno anche permesso agli scienziati di determinare l'altezza (livello) della superficie libera dell'acqua. Si è scoperto che si trova a 3100 m sul livello del mare, cioè l'acqua del lago Vostok non ha un contatto diretto con l'oceano che circonda l'Antartide su tutti i lati. Inoltre, sopra la superficie dell'acqua c'è una volta a cupola alta centinaia di metri, riempita di aria antica.
Perché i ghiacciai si stanno sciogliendo a una temperatura così bassa? La risposta scientifica per la persona inesperta può spiegare poco. Ma in breve sembra così. Seguendo il glaciologo russo I. Zotnikov, gli scienziati dell'Università di Bristol hanno effettuato nel 2000 un triplice rilevamento radar del lago.
Si è scoperto che vicino alla sua periferia occidentale e settentrionale, nonostante le basse temperature, ogni anno si scioglie uno strato di ghiaccio di quasi 10 centimetri (la temperatura di scioglimento è inferiore al solito a causa dell'alta pressione della calotta glaciale che giace sopra!). È ancora più semplice: la calotta di ghiaccio funge da thermos e il calore della Terra scioglie il ghiaccio. Successivamente, l'acqua di fusione gela nuovamente alla base della calotta di ghiaccio, aumentandola dal basso, ma già sulle sponde opposte. Pertanto, le acque del lago Vostok circolano lentamente e il ciclo completo del loro rinnovamento, secondo le stime dei ricercatori, richiede 15-30.000 anni.
All'inizio degli anni '70 del secolo scorso, quando c'erano solo supposizioni sull'esistenza del lago, un progetto per la perforazione profonda del ghiaccio iniziò alla stazione di Vostok. Inizialmente, lo scopo principale della perforazione profonda era quello di ottenere un nucleo di ghiaccio continuo - una colonna cilindrica di ghiaccio - una sorta di fetta di ghiacciaio, il cui studio ha permesso di ricostruire tutti i cambiamenti climatici sul nostro pianeta negli ultimi 420.000 anni, registrati in strati di ghiaccio accumulato.
Nel 1959, il capo della stazione di Vostok, VS Ignatov, riuscì a raggiungere una profondità di 40 metri con l'aiuto di un trapano termico. Un anno dopo, il trapano termico, progettato da I. A. Zotikov, è andato 10 metri in più. A causa della tecnologia imperfetta, non è stato possibile ottenere risultati più impressionanti allora: il trapano si è semplicemente bloccato nel ghiaccio. La situazione cambiò con l'arrivo di specialisti dell'Istituto minerario di Leningrado nel 1967, che per tre decenni perforavano il ghiaccio alla stazione di Vostok, essendo riusciti a penetrare in profondità negli strati di ghiaccio fino a 3623 m.
Gli scienziati hanno ottenuto dati accurati sui cambiamenti climatici negli ultimi 420.000 anni. Pertanto, abbiamo ricevuto informazioni su quattro cicli climatici completi sulla Terra. Ma è stato questo pozzo che è diventato oggetto di discussione. Quando i ricercatori russi hanno iniziato ad approfondire il pozzo, hanno scoperto che il ghiaccio di origine non atmosferica, secondo l'analisi isotopica, era al di sotto di una profondità di 3543 m. Come ha detto Valery Lukin, il ghiaccio atmosferico si forma a seguito della caduta della neve, che, sotto il suo stesso peso, si trasforma in firn e successivamente in ghiaccio. Ma il ghiaccio del pozzo si è chiaramente formato a causa del congelamento dell'acqua.
Sulla base di ciò, il già citato Igor Zotikov ha proposto una nuova teoria. Sulla base dell'ipotesi dell'esistenza del supercontinente Gondwana (comprendeva Africa, Sud America, Asia, Australia e, forse, l'Antartide, che, in seguito si è diviso, ha iniziato a vagare in tutto il mondo e successivamente ha assunto la posizione moderna), ha suggerito che il lago Vostok è apparso poco prima della glaciazione dell'Antartide, iniziata dopo che il continente è scivolato nel polo freddo. Le acque del lago appena formato erano coperte di ghiaccio insieme all'intero continente. Secondo i ricercatori russi, lo spessore del ghiaccio del lago sopra l'acqua è di 210 M. L'accademico Zotikov ha suggerito che questo è proprio il valore di equilibrio attraverso il quale un'onda fredda non può penetrare per 50 milioni di anni.
1994 - I glaciologi russi hanno perforato tre quarti della strada per il lago, studiando i 400 mila anni di storia climatica della Terra, registrati in strati di ghiaccio in crescita. Campioni prelevati molto vicino alla "cupola" mostrano la presenza di microbi (compresi quelli precedentemente sconosciuti alla scienza), nutrienti e vari gas, compreso il metano. In altre parole, tutti i segni tipici dei processi biologici sono stati trovati ora, forse, che si verificano in un ecosistema completamente isolato. Cioè, è una "capsula del mondo antico" unica, aprendola, gli scienziati saranno in grado di risolvere molti dei problemi irrisolti più complessi nella storia della Terra.
Il record russo di perforazioni superdeep non è ancora stato battuto: i russi sono riusciti a raggiungere la soglia proibitiva di 3623 m (gli specialisti di altri paesi non hanno ancora superato la barriera dei 2500). Tuttavia, i campioni di ghiaccio estratti nel 1998 da questa profondità sono stati divisi equamente da scienziati provenienti da Russia, America e Francia. Arrivati a questo punto, gli studi sono stati stabiliti. Le attrezzature russe avrebbero potuto avanzare ulteriormente, ma la perforazione è stata interrotta a causa del pericolo di campionamenti non sterili, che potrebbero danneggiare l'unico sistema relitto del lago. In effetti, in una nicchia naturale isolata per centinaia di migliaia di anni, si è sviluppato il proprio equilibrio biologico.
Cosa può accadere quando l'aria atmosferica satura di microflora moderna si precipita con i boeri? Un'espansione inaspettata porterebbe a conseguenze irreparabili? E alcuni paesi esortano persino a non invadere l'ignoto. E se da lì, dall'oscurità secolare, emergesse qualche "piaga del XXI secolo"?
Per una serie di ragioni fisiche, si presume che il lago Vostok sia saturo di gas (in particolare ossigeno) e che i microrganismi che si sono adattati a queste condizioni possano avere proprietà uniche. Una sbadata collisione di due mondi può portare a un conflitto, e non si sa chi possa uscirne vincitore: i microbi del lago Vostok possono subire l'invasione di microrganismi dalla biosfera terrestre, ma noi, in teoria, possiamo anche essere nel ruolo di una vittima.
Pertanto, nel 1998 in una riunione dello SCAR - il Comitato Scientifico Internazionale per la Ricerca sull'Antartide - fu deciso di interrompere le perforazioni. "Il lago è molto prezioso da sperimentare", avverte Keenan Ellis-Evans, un microbiologo con sede a Cambridge, nel Regno Unito.
Tuttavia, pur essendo completamente irrisolto, il lago Vostok ha già presentato alla scienza molte informazioni inestimabili. Ad esempio, il modello proposto ha colpito gli astronomi con una somiglianza con le condizioni naturali di Marte. È noto che anche il polo nord del pianeta rosso è coperto da un gigantesco ghiacciaio. E milioni di anni fa Marte, come la Terra, ha subito bruschi cambiamenti nell'inclinazione dell'asse di rotazione. In altre parole, le aree che ora sono i poli del freddo, su entrambi i pianeti avevano un clima molto più caldo in passato.
Quindi l'ipotesi che il nostro vicino spaziale abbia anche laghi polari simili al lago Vostok diventa abbastanza plausibile. E se la vita si trova sotto i ghiacciai dell'Antartide, perché non essere trovata su Marte? Anche l'Agenzia spaziale nazionale statunitense è seriamente interessata al problema del lago terrestre, confrontandolo con l'oceano di Europa, la luna di Giove.
Si scopre che il lago subglaciale sulla Terra è un banco di prova ideale per testare la tecnologia di penetrazione sotto il ghiaccio in Europa, dove l'oceano ha uno spessore di ghiaccio di almeno 20 km e il lago Vostok è spesso "solo" 4 km. Ma i problemi rimangono gli stessi. Come non portare "sporcizia" (batteri terrestri) alla luna di Giove, come rompere il ghiaccio, come garantire la trasmissione di un segnale dal veicolo sottomarino alla superficie?
Il nucleo antartico ha permesso di giudicare i cambiamenti climatici globali che si sono verificati sul pianeta nelle ultime centinaia di migliaia di anni. Secondo il rapporto tra gli isotopi dell'ossigeno nelle bolle d'aria, gli scienziati hanno determinato la variazione del contenuto di anidride carbonica nell'atmosfera negli ultimi mezzo milione di anni. È già noto in modo affidabile che è cambiato - e molto. E, cosa più importante, senza alcuna partecipazione umana! Ma è proprio l '"effetto serra" causato dallo sviluppo della civiltà umana che i fautori del riscaldamento globale spiegano l'aumento delle temperature atmosferiche medie. Gli studi hanno dimostrato che l'attività vulcanica o, diciamo, giganteschi incendi boschivi, ha emesso molto più monossido di carbonio nell'atmosfera.
Inoltre. Secondo l'accademico A. Kapitsa, all'inizio la temperatura dell'atmosfera è aumentata, quindi il contenuto di anidride carbonica in essa è aumentato, e non viceversa! In una parola, stanno già facendo scoperte sorprendenti! Tracce di DNA sono state trovate in un nucleo di ghiaccio antartico prelevato da una profondità di 3543 m. "I ricercatori si sono subito resi conto che avevano a che fare con una reliquia naturale unica", ha detto V. Lukin, capo della spedizione russa dell'Istituto dell'Artico e dell'Antartico. Il DNA trovato, che non coincide con gli organismi terrestri, ne è una conferma. Anche gli specialisti in biologia molecolare sono convinti che questo tipo di DNA non sia nei cataloghi della scienza mondiale ".
La ricerca è in pieno svolgimento e porta nuove scoperte. In un nucleo di ghiaccio del lago proveniente da un pozzo, i biologi molecolari dell'Istituto di fisica nucleare di San Pietroburgo hanno scoperto tre tipi di batteri morti termofili, sconosciuti alla scienza. Le loro controparti moderne si sviluppano in sorgenti idrotermali in regioni attive di oceani e continenti a temperature di + 40-60 ° C. Ne consegue che un tempo le acque del lago Vostok erano più calde di tutti i moderni mari meridionali.
Il microbiologo russo S. Abyzov, a seguito di studi di base dal pozzo più profondo in Antartide, ha dimostrato che i microrganismi esistono in uno stato di animazione sospesa nel ghiaccio fino agli orizzonti più profondi. Finora, si ritiene che la vita che può essere trovata nell'acqua del lago o nei suoi sedimenti di fondo sia limitata anche dai microrganismi. Allo stesso tempo, nessuno di quelli conosciuti oggi potrebbe esistere abbastanza a lungo in quest'acqua.
Secondo V. Lukin, questo evento, in termini di significato scientifico, può essere paragonato solo allo sbarco di un uomo sulla luna. Restano circa 130 metri alla superficie del lago. "Ci aspettiamo di coprire questa distanza in tre trimestri invernali", ha detto V. Lukin.
Lo strato d'acqua del lago separa solo 130 metri di ghiaccio dal fondo del pozzo. Cosa aspetta l'umanità dietro questo piccolo ponte?
V. Syadro, T. Iovleva
