Меню

Уникальное озеро восток антарктиде

Восток и его обитатели: тайны подледного озера Антарктиды

Если бы мы показали ДНК организма, обнаружение которого мы подтвердили в 2016 году, не предупредив о том, откуда он… Нас бы спросили, с этой ли он планеты», — говорит генетик-микробиолог Сергей Булат. Микробиота антарктического озера Восток должна быть уникальна, как и само озеро, миллионы лет отрезанное от мира многокилометровым слоем льда. Из-за своих размеров оно вызывает интерес астробиологов, поскольку может служить моделью потенциально обитаемых подледных водоемов спутников Юпитера и Сатурна — Европы и Энцелада.

По случайности самым близким к Востоку жильем оказалась советская, а затем российская станция «Восток», поэтому до 2015 года исследованием озера занимались в основном российские ученые. По этой же причине пробы озерной воды хранятся в России. И по той же самой причине продолжать исследования становится все сложнее. По мере того как российское правительство сокращает финансирование антарктических исследований и не поддерживает международное сотрудничество в науке, шансов узнать, как устроена странная жизнь в озере Восток, становится все меньше.

Подледных озер в Антарктиде обнаружено больше четырехсот, все они похожи: жидкая вода под многокилометровым ледяным панцирем. Но Восток обширнее прочих: площадь оценивается в 15 800 км2 — это больше Онежского озера. В 1994-м Восток нашли, в конце перестройки начали бурить скважину, и только в 2012 году получили первые образцы воды. Из-за недокомпенсации давления в скважине (специальная технология, гарантирующая незагрязнение озера) вода попала к ученым в виде намерзшего на буровой коронке льда. Сразу после получения пробы в 2012 году начались микробиологические исследования. Львиная доля усилий ученых ушла на отсеивание контаминантов — микроорганизмов и их ДНК, попавших в озерный лед с жидкостью для бурения и позднее. К 2015 году были обнаружены фрагменты ДНК двух бактерий, насчет которых ученые были уверены: они — из Востока. Первая оказалась совершенно незнакомой биологам; ее ДНК совпала с известными последовательностями всего на 86%. Это о ней Булат говорит, что она вполне могла бы сойти за инопланетянку. Вторая бактерия, родственная Herminiimonas glaciei, оказалась более-менее знакомой ученым по ледникам Гренландии. В 2015 году ждали новых проб воды из озера, чтобы подтвердить результаты и получить новые данные. Но не дождались.

Три километра вниз Пробуренная российскими полярниками скважина позволила взять пробы льда, который прирастает на «потолке» озера из озерной воды. О том, что происходит ниже — в толще воды и тем более возле дна, можно только предполагать. Возможно, там находятся геотермальные источники, дающие пищу обитателям озера.

Зимой 2015−2016 года у российской антарктической экспедиции начались проблемы: правительство, ранее планировавшее антарктические исследования по крайней мере до 2020 года, перестало выделять средства. Это решение связывают с «поворотом к северу» — интересом российского правительства к Арктике в ущерб другим направлениям деятельности. Даже памятная дата — 200-летие открытия Антарктиды Беллинсгаузеном и Лазаревым — не помогла привлечь в российскую Антарктиду деньги.

Все, что осталось Сергею Булату — крупному специалисту по организмам, живущим при низких температурах, — пробы озерного льда, добытые в 2012—2015 годах. К счастью, в НИЦ КИ ПИЯФ есть оборудование и технологии, позволяющие изучать замерзшую воду Востока, не допуская загрязнения. Ученые усовершенствовали методику работы, составили библиотеки контаминантов. В этих библиотеках хранятся данные о микроорганизмах из жидкости, которой омывали пробы льда, организмах, обитающих в чистых комнатах, в реагентах и материалах, которые используются для анализа. В ходе исследования старых проб в 2018 году обнаружили третьего возможного обитателя Востока — бактерию (бациллу) marini Lactobacillus sp. Но вопросов об этой бактерии больше, чем ответов. Бациллы — гетеротрофные организмы, то есть питаются органикой, которой в воде Востока почти нет. Может быть, в глубине озера есть области, более насыщенные питательными веществами? Может быть, жизнь там более разнообразна, чем полагают?

Холодно, но жить можно

Условия в озере Восток очень специфические. Огромное давление (около 400 атмосфер) не позволяет воде замерзать при постоянной температуре на 2−3 градуса ниже нуля. Эти условия некомфортны для людей, но для жизни вообще вполне нормальны. Нижний температурный порог для деления клеток — 255 К (-18 °C), а метаболизм может продолжаться даже при охлаждении до -33 °C. Что касается давления, то глубоководные организмы справляются и не с такими его значениями.

Главным фактором, ограничивающим жизнедеятельность в воде Востока, должен быть недостаток источников энергии. В озеро никогда не проникает солнечный свет, а значит, там не могла сложиться обычная для неглубоких водоемов экосистема с фотосинтезирующими организмами в начале пищевой цепи. Органики в озерной воде почти нет — по крайней мере по результатам анализа кернов озерной воды. То живое, что может там жить, должно уметь питаться растворенными в воде минеральными веществами, которых в Востоке тоже мало. Организмы, которые получают энергию, окисляя неорганические вещества, встречаются во многих (буквально) темных уголках планеты — на большой глубине в океане, в почве, в пещерах. Поэтому обнаружение гетеротрофной marini Lactobacillus sp. так смутило ученых.

Узнать больше об уже обнаруженных в озере Восток организмах можно было бы, вырастив их в лаборатории. Однако сделать это очень сложно: нужно создать и поддерживать очень специфические условия — давление, температуру, состав воды, благоприятные для этих существ в природе. В России лабораторий, которые могли бы взяться за эту работу, нет, а поделиться льдом Востока с зарубежными коллегами пока не удается — мешают бюрократия и ограничения на работу с иностранными учеными.

Читайте также:  Горнолыжные курорты башкирии озеро банное

Пока прогресса в этой области не предвидится, на самой станции «Восток» готовятся большие изменения к лучшему. После затишья 2016−2018 годов заговорили о модернизации станции, нашлись деньги на строительство новых жилых модулей, были испытаны аэросани, которые должны доставить модули вглубь континента. Все это должно улучшить жизнь полярников, но вряд ли поможет возобновить исследование озера Восток. Скважина, пробуренная в 1989—2012 годах, предположительно непригодна для проникновения в озеро. Вероятно, к воде нужно бурить новую скважину и использовать при этом новую, стерильную жидкость для бурения. Заниматься этим пока никто не планирует. Озеро Восток со своими неведомыми обитателями останется нетронутым в ближайшее время.

Но есть и хорошие новости. Годы работы микробиологов и генетиков над льдом Востока дали больше, чем три бактерии: они дали методику работы с деликатным материалом и технологию обнаружения контаминантов. Если однажды к заповедному озеру снова пробурят скважину, ученые будут готовы искать в новых пробах жизнь. И если когда-нибудь межпланетная станция привезет на Землю воду подледного океана Европы или Энцелада, те же методы можно будет применить, чтобы проверить, окажется ли в них что-нибудь живое и внеземное.

Источник

Уникальное озеро Восток в Антарктиде

Озеро Восток

Впервые гипотезу о существовании группы озер под ледяным четырехметровым покровом Антарктиды высказал Игорь Алексеевич Зотиков – автор теории теплового режима крупных ледников. Он произвел расчеты и сделал предположение о том, что температура льда в районе станции Восток может достигать температуры плавления (–2 ºС) при давлении более 300 атм. Следовательно, талая вода в этом месте в отдельных углублениях способна скапливаться в виде озер.

В 1959 и 1964 годах сейсмические исследования в районе станции Восток проводил Андрей Петрович Капица . Ему удалось выявить наличие водной толщи, превышающей 400 м, между ледником и коренными породами. Но тогда эти 400 м поверхности посчитали менее плотными осадочными породами.

Озеро было открыто в 1994 году в результате сопоставления данных сейсмического зондирования в районе станции Восток, авиационного радиолокационного профилирования и данных альтиметрических измерений высоты дневной поверхности ледника. В том же году А. П. Капица выступил с докладом об открытии озера. В следующем году появилась первая публикация, а с сезона 1995–1996 годов (40-я РАЭ) начались работы по исследованию озера, получившего свое название в честь станции Восток. Эти исследования продолжаются и сейчас.

Температура воды в озере довольно высокая – от 10 до 18 ºС , что свидетельствует о наличии подземного источника тепла. Озеро является крупнейшим подледным водоемом в Антарктиде. Оно полностью отрезано от прямых контактов с солнцем, ветрами и с жизнью на поверхности. По некоторым подсчетам, озеро находится в изоляции около 14 миллионов лет . Над поверхностью воды находится куполообразный свод высотой в несколько сотен метров, заполненный воздухом.

Основным методом исследования озера и ледяного купола над ним является глубинное бурение. Первую скважину в этом районе пробурили еще в 1957 году. В полученных с глубин 3551 и 3607 м кернах были обнаружены три вида термофильных бактерий, аналоги которых развиваются в гидротермальных источниках активных областей океанов и континентов при температуре 40–60 ºС. Образцы льда с глубины 3623 м имели возраст около 430 тысяч лет. В 1991 году бурение приостановили, чтобы не допустить загрязнения водоема керосином, фреоном и тому подобными веществами. К 2003 году была разработана новая, экологичная схема бурения, и в 2006 году работы возобновились. 5 февраля 2012 года на глубине 3769,3 мученые достигли поверхности озера . Условия в подледном водоеме, предположительно, близки к условиям на Земле в период позднего протерозоя (750–543 миллиона лет назад), когда происходили глобальные оледенения земной поверхности, продолжавшиеся до 10 миллионов лет. Изучение озера Восток может принести еще немало удивительных открытий.

Если Вас заинтересовала статья, то предлагаем Вашему вниманию книгу издательства «Паулсен» — «Озеро «Восток» .

Источник

Озеро Восток: уникальное реликтовое озеро в Антарктиде

Озеро Восток: уникальное реликтовое озеро в Антарктиде

Антарктида — очень загадочное место на Земле. Это единственный незаселенный континент. В Антарктиде в очень непростых условиях находится передний край мировой науки. Какие формы жизни могут присутствовать на протяжении миллионов лет подо льдом, и каким образом это сможет помочь предупредить климатические катаклизмы, которые могут возникнуть на плане Земля?

станция Восток

В середине 20-го века советский исследователь, полярник – Андрей Капица изучал ледниковый щит около антарктической станции Восток. Изучая сигналы, которые отражались ото льда, он смог заметить, что под ледником скрывается что-то еще. Но только по прошествии сорока лет, после множества проведенных исследований, он выяснил следующее: под ледяной толщей в Антарктиде есть большое неизвестное озеро.

Озеро Восток Антарктида

Данное озеро стало серьезным испытанием для ученых. Исследователям удалось выяснить, что в подводном мире могли остаться следы того, каким образом происходило развитие планеты Земля.

Ученые могут узнать об истории Земли до оледенений, получить информацию касаемо физических, химических и микробиологических характеристиках воды, которая на протяжении столетий не контактировала с земной атмосферой. Появилась возможность узнать о полностью на данный момент неизученных микроорганизмах.

Исследователи считают, что антарктическое озеро сможет помочь человечеству не только получить информацию о тайнах прошлого, но и позволит узнать будущее, помочь освоить другие планеты.

Что из себя представляет озеро Восток?

Ладожское озеро является огромнейшим водоемом на территории Европы. В длину оно достигает примерно 250 км, а в ширину около 100 км. Трудно вообразить, что на другом конце Земли, в Антарктиде, под 4-х километровым ледником располагаться сравнимое по масштабам озеро.

Читайте также:  Озеро черное в москве карта

Озеро Восток находится в центре Антарктиды. Наибольшая глубина Востока составляет порядка 1200 м. Таким образом, оно находится на третьем месте в списке самых глубоких озер на планете Земля.

реликтовое озеро Восток в Антарктиде

Толщина слоя льда над озером выше 4-х км! Этот купол изо льда может сравниться с самыми высокими горами на Земле. Если бы Эльбрус мог попасть на дно Востока, его бы всецело перекрыл ледяной слой, который составляет порядка 4-х км.

Ледяная шапка над озером Восток поражает не только масштабами, она представляет собой лабораторию. Лед сохраняет в себе частицы атмосферы, которая была в этом месте сотни веков назад. По нему можно исследовать уровень содержания парникового газа в прошлом, получая количественные свойства изменений в климате и факторы, ставшие их причиной.

Каким образом образовался ледник?

Естественный процесс появления льда очень сложный и долговременный. Антарктида является сухим материком. За год здесь выпадает примерно 20 мм осадков в виде снега. Это просто мизер. Со временем снег спрессовывается и преобразуется в крупу, а потом в лед.

Лед – это вещество, которому свойственно вязко пластическое течение. Как только его масса достигает критической отметки, ледяное тело начинает течь, тем самым создастся медленно движущийся лед, другими словами, ледник.

Ученые бурят лед над Востоком и из возникшей скважины добывают его образцы. Они представляют собой цилиндрические ледяные колонки. После в условиях лаборатории с использованием современных способов определяется их возраст, который может составлять как сотни тысяч, так и миллионы тысяч лет. Исследования позволяют выяснить, каков был климат на Земле до момента, когда на него начало оказывать влияние человечество.

Не обращая внимания на глобальное потепление человечество находится на пороге цикла похолодания. Но когда точно оно наступит? Чтобы прогнозировать будущее, ученые в Антарктиде добывают самый древний лед, который есть на Земле. Его возраст составляет 2 млн лет.

Около миллиона лет назад произошли серьезные изменения в климатической системе нашей планеты. Это стало причиной того, что климатические циклы, длящиеся 40 тыс. лет, стали длиться в 2 раза дольше. Причину такого явления на данный момент выяснить не удалось.

Озерный лед возникнет почти таким же образом, как лед на любых других водоемах. Холод источается в воду с поверхности, создавая на ней тонкую корку изо льда. Намерзание льдов в озере Восток происходит снизу. Подо льдом создастся слой переохлажденной воды. Ее температура близка к критическому значению. Молекулы из данного слоя образуют кристаллическую решетку. Согласно расчетам, за 1000 лет скапливается около 0,01 мм такого льда. Так, по прошествии миллионов лет толщина его составила лишь 200 метров.

Средняя температура в Антарктиде составляет -55 градусов. Однако при таких условиях озеро Восток под очень толстым ледяным слоем не замерзает. Состояние воды находится в зависимости от соотношения давления и температуры. На поверхности земли, где давление составляет 1 атмосферу, вода замерзает, при 0 градусов. При увеличении давления температура замерзания будет снижаться.

Восток почти под 4-х километровым ледяным слоем не замерзает. Ведь давление там в 360 раз больше, чем на поверхности. Температура замерзания воды на такой глубине составляет -3 градуса. Невероятно, но вместе с этим озеро вдобавок подогревается. Это неповторимая комбинация, которую нельзя встретить больше нигде на нашей планете. Такие условия подходят для присутствия жизни, которая по прошествии миллионов лет могла пойти совершенно по другому эволюционному пути.

Что удалось обнаружить ученым?

Какие формы жизни могут находиться в озере Восток? В 2013 году произошел долгожданный прорыв: российские ученые в пробах замерзшей воды из озера по анализу ДНК смогли найти незнакомую ранее микробную жизнь. На данный момент эта бактерия не является идентифицированной и классифицированной. Данная находка может изменить большинство представлений в мире науки. Это делает озеро Восток единственной на Земле площадкой для отработки способов разыскивания внеземных форм жизни. Условия нахождения в нем напоминает данные о некоторых планетах, где с огромной вероятностью может присутствовать жизнь. При изучении внеземных подледных океанов тоже понадобятся знания об изучении озера Восток.

пробы льда с озера Восток

У российских полярников получилось добраться до озера Восток. Они пробурили около 4 км в глубину. По сложности сравнить это явления можно лишь с получением образцов льда на Эльбрусе.

Добравшись до озера Восток, учеными была решена одна из самых сложных инженерных задач на Земле. Лед в озере имеет совершено необыкновенную структуру. Он всецело представляет собой гигантские единые кристаллы. Ранее такое не было обнаружено нигде.

Прежде чем первый раз вскрывать озеро, ученые смогли решить невообразимую задачу в области науки: пробраться к озеру и при этом не оставить в нем следов присутствия людей. Для этого годами создавалась особая технология, гарантирующая, что скважина не причинит вред водоему.

Талая вода, которая была получена из озера Восток, на данный момент находится в музее горного института. Для получения пробы, объем которой меньше 1 литра, 50 лет трудилось множество людей. На сегодняшний день одна из основных целей – научиться добывать чистую воду в незамерзшем состоянии. В Петербургском институте ядерной физики изготавливают установку, которая уже в скором времени подарить возможность опустить специальные приборы в озеро Восток.

Источник



Подземное озеро Восток в Антарктиде

Антарктида скрывает в себе множество загадок, как спрятанных под громадной толщей льда, так и на поверхности. Ученые всего мира проводят там исследования. которые, возможно могут переломить ход нашей истории. Причем, еще Адольф Гитлер проявлял небывалый интерес к этому континенту. Здесь вы узнаете про крупнейшее подземное озеро Антарктиды – озеро Восток, ведь именно до его поверхности 5 февраля 2012 года добрались российские ученые, пробурив более 3769 метров льда, за более чем четверть века. Что же ждет нас в глубинах этого «законсервированного» на 14 млн. лет озера?

Читайте также:  Как правильно ставить рыболовные сети в озере

Озеро Восток в Антарктиде

Длина озера – 250 км, ширина – 50 км, максимальная глубина – более 1000 метров, лишь немногим уступая Танганьике и Байкалу. Как высказался начальник Российской антарктической экспедиции Валерий Лукин, таким образом «была открыта «форточка» в неизвестный мир подледникового озера Восток». Исследователь сравнил это событие с первым полётом человека в космос.

Под ледовым панцирем Антарктиды скрыты десятки водоёмов, но озеро Восток в Антарктиде — наибольшее из них. Оно имеет 250 км в длину и 50 км в ширину, максимальная глубина превышает 1000 метров. Наличие этого озера было предвидено теоретически в ­50-е годы прошлого века, а официальное доказательство гипотеза получила в 1996 году, хотя глубочайшее бурение в этом районе инициировали ещё в конце 80-х. Работы осложнялись претензиями со стороны мирового научного общества: высказывались опасения, что чистота водоёма будет нарушена, туда могут быть занесены чуждые ему мельчайшие организмы или даже керосиново-фреоновая смесь, которая употребляется при бурении. Пришлось усовершен­ствовать технологию.

«Мы создали уникальный метод, ранее нигде не применявшийся, — рассказывает Валерий Лукин. — Как только бур достиг воды, он мгновенно ушёл наверх. Так как давление в озере достигает 375 атмосфер, вода сразу вознеслась в скважине на 40 метров».

Озеро-Восток в Антарктиде

Кстати, выдвигалась версия, что ненормально высокое давление разорвёт скважину и поток воды снесёт полярную станцию «Восток». Технология дала возможность избежать такого сценария. Теперь эксперты извлекут замёрзшую озёрную воду и изучат её состав. А в следующем сезоне приступят к изучению самого озера. Для этого уже изобретена специальная аппаратура. «Созданы приборы, которые смогут проникнуть в глубины водоёма и даже на дно, — утверждает Лукин. — Мы получим неповторимую информацию о его природной среде. Это несомненно поможет нам больше узнать о климате прошлого».

Озеро Восток: ящик Пандоры или нет?

В течении буровых работ уже отыскалось кое-что интересное. В скважине обнаружены бактерии-термофилы, способные жить при температуре свыше +60°С. Подобные микроорганизмы встречаются на дне океанов вокруг гидротермических источников — так именуемых «чёрных курильщиков». Эта форма жизни может существовать без кислорода и в совершенной темноте. Организмам (порой достаточно необычным) для получения нужных веществ довольно сероводорода — газа с запахом тухлых яиц, способного разъедать металлы. Кстати, недавно международная группа учёных нашла в прилегающей к Антарктиде части Атлантического океана некоторые виды ракообразных, моллюсков, червей и даже десятиногого краба — вся эта живность отлично чувствует себя при температуре в сотню градусов!

озеро восток в Антарктиде фото

Учёные делают вывод: скорее всего, на дне озера Восток существует своя геотермальная активность и там живут необыкновенные виды животных. Правда, основная часть специалистов в оценках сдержанна, полагая, что подлёдная фауна ограничена лишь бактериями, а микробиолог Сергей Булат уже придумал им название — оксигенофилы. «В переводе с латыни это означает «любящие кислород», — поясняет он. — Дело в том, что вода озера Восток должна быть перенасыщена этим газом. Если бактерии будут отысканы, это станет базовым открытием в области развития жизни».

Но не произойдет ли так, что подлёдное озеро Восток выступит в роли ящика Пандоры и оттуда вылезет нечисть, которая покончит с этой самой эволюцией в обычном для нас понимании? И в итоге человечество окажется вытеснено с лица Земли какими-нибудь десятиногими крабами-мутантами? Полярник Михаил Воронцов, зимовавший на станции «Восток» в 2005 г., такой возможности не исключает: «Там могут существовать вирусы, которые миллионы лет находились под замком. Возможно, эти микроорганизмы были принесены на планету из космоса и теперь законсервированы под покровом льда в 4 км. И тогда американский фильм ужасов «Нечто», где полярники сталкиваются с внеземной тварью, всех убивающей, покажется нам дет­ской сказкой». Под стать озеру и другие загадки Антарктиды – ледяной палец смерти и кровавый водопад.

А криптозоолог Александр Фомин считает, что в озере могут обитать не только микроорганизмы, но и более сложная форма жизни. Возможно, даже разумная: «Предполагать можно всё что угодно, самые дивные сценарии. Существует гипотеза, что у фашистской Германии была секретная база в Антарктиде. Якобы нацисты намеревались там укрыться в конце войны. Некоторые ученые уверены, что база располагалась как раз на берегах подлёдного озера Восток. Третий рейх был известен своими экспериментами на живых существах. Почему бы не предположить, что некий неизвестный науке вид был выведен эсэсовскими учёными и приспособился к жизни в этих условиях?»

Кстати, Михаил Воронцов вспоминает, как во время его присутствия на «Востоке» личный состав станции в течение двух недель замечал странные огни. Судя по компасу, они горели прямо там, где была гипотетическая база нацистов. Каждый день огни смещались в сторону, пока не исчезли совсем. Примечательно, что ни одной научной экспедиции в том направлении в это время не было. Никакого осмысленного объяснения этому явлению полярники не нашли. И утвердились во мнении: от ледяного континента можно ждать любых сюрпризов.

Источник

Adblock
detector