Знание-сила, 2004 № 01 (919)

Посреди морозного лета

Символ Антарктиды - пингвины

Напрасно ледяные просторы Антарктиды называют «безмолвной стихией». Рассказать они могут многое. Антарктический лед — это необычный архив, летопись климата за сотни тысяч лет. Прочитывая ее в подробностях, мы можем вернее судить о том, как изменится климат.

В глыбах льда зафиксирован точный состав атмосферы в ту эпоху, когда он образовался. В воздушных пузырьках, заключенных в нем, содержатся углекислый газ и метан. Датируют слои льда по имеющимся примесям. Ведь их концентрация меняется в зимнее и летнее время года, в теплые и ледниковые периоды истории Земли.

В поисках ответа ученые регулярно берут пробы льда — так называемые керны. В Антарктиде самые крупные керны извлечены на российской станции «Восток» и французской станции «Конкордия». Они содержат сведения об истории климата почти за полмиллиона лет. Анализируя их, а также два таких же крупных керна, извлеченных в Гренландии, можно отметить следующее.

В последние 400 тысяч лет климат нашей планеты был преимущественно холодным. Однако через каждые 100 тысяч лет ледниковая эпоха сменялась коротким потеплением, продолжавшимся не более десяти-двадцати тысяч лет. Мы живем сейчас в период потепления, которое длится свыше 10 тысяч лет, а значит, через несколько тысячелетий наступит новый ледниковый период.

Замрет Гольфстрим. Его теплые воды перестанут омывать северное и западное побережье Европы. Обширные районы этой части света скует вечная мерзлота. Громадные языки ледника надвинутся с севера на священные камни Европы...

Зато где-нибудь в море Росса — не в пример России — станет заметно теплее. Сравнивая керны, ученые обнаружили любопытный феномен: его назвали «биполярными качелями». Если в Северном полушарии наблюдалось похолодание, то в Южном полушарии — потепление, и наоборот.

Очевидно, когда Гольфстрим прекращал свое движение, все накопленное им тепло оставалось в Южном полушарии. Северная часть планеты остывала Так что климат планеты оказался не таким стабильным, как предполагали ранее. Вместо постепенных перемен регулярно происходят катастрофы. Нам следует признать климат нелинейной системой, говорят ученые.

Сейчас представители L2 стран участвуют в европейском проекте исследования льда в Антарктиде (EPICA). Они задались целью сравнить историю климата Северного и Южного полушарий Земли. Особенно их интересует, что происходило в Антарктиде, когда в Евразии всего за одно поколение, по меркам человека, температура повышалась почти на 10 градусов.

В компьютерной модели, созданной учеными из Бременского университета, хорошо видно, что температура в Северном полушарии зависит от площади, занятой льдами в Антарктике. Там, в море Уэддела — огромном море, лежащем к востоку от Антарктического полуострова, — спрятан тот естественный «движитель» климата, роль которого ученые только начинают понимать: гигантский подводный «насос», поддерживающий всю систему течений на нашей планете. Холодная вода погружается в глубь моря Уэддела со скоростью 4 — 6 миллионов кубических метров в секунду, а затем поворачивает на север. Ежедневно этот «конвейер» переносит до 24 триллионов киловатт-часов энергии. Тщательно описав его работу, можно создать реалистичную схему циркуляции воды в Мировом океане, а значит, и модель климата на нашей планете.

Мир Антарктиды уникален: в нем нет, например, привычных для Арктики песцов

Когда шельфовые льды Антарктиды тают, в море Уэддела становится все больше пресной воды. Она не тонет в соленой морской воде, и подводный «насос» начинает работать с перебоями. Морские течения останавливаются. В Северном полушарии становится холоднее.

Наблюдения за этим подводным «механизмом» ведутся всего десять лет. Однако за это время зафиксировано повышение средней температуры воды на 0,1 градуса, и значит, «конвейер» стал двигаться еще энергичнее. Однако ученые пока не берутся сказать, как это изменение может повлиять на климат в Евразии. Они уверены лишь в одном: наш климат зарождается там, на далеком юге, где трехцветные российские знамена веют над станциями «Восток», «Молодежная», «Мирный», «Беллинсгаузен» и «Новолазаревская» — «островками» России в Южном полушарии.

В наши дни расхожие страхи людей, привыкающих к капризам погоды, нередко сводятся к одной боязливой фразе: «Что если лед в Антарктиде растает?» Тогда Океан поглотит Кирибати, Маршалловы острова, Нидерланды и многие побережья в придачу. Однако страхи напрасны.

По расчетам американского геолога Джона Стоуна, льды в Западной Антарктиде — а именно эта часть континента может остаться без привычного панциря — растают лишь через семь тысяч лет. Это вызовет повышение уровня Мирового океана самое большее на 4,8 метра За последнюю тысячу лет, отмечает Стоун, толщина ледяного панциря ежегодно уменьшалась примерно на 5 сантиметров. Этот процесс никак не связан с «глобальным потеплением», о котором стало модным говорить в последнее время. Постепенное таяние льдов Антарктида представляет собой часть естественного природного процесса, длящегося миллионы лет.

Антарктида — самый холодный, ветреный и сухой континент. Рабочий год здесь короток. Он начинается в декабре и заканчивается в середине февраля,, но и тогда столбик термометра редко поднимается выше «минус двадцати». Затем температура опускается ниже -50 градусов. Начинает дуть ураганный ветер. Его скорость превышает 200 километров в час. Солнце на месяцы скрывается за горизонтом.

Антарктида долго оставалась безлюдной Лишь в конце пятидесятых годов прошлого века ее начали заселять ученые. Открылись научно-исследовательские станции СССР, США и ряда других стран.

Путешествие во времени Антарктиды

250 миллионов лет назад Антарктида была частью Пангеи и лежала севернее, чем теперь.

160 миллионов лет назад в Антарктиде росли леса из цикадофитов, напоминавших пальмы, и древовидных папоротников, а в ручьях плескалась рыба. Это доказывают находки, сделанные на Антарктическом полуострове, где имеются участки, нескованные льдом.

100 миллионов лет назад Антарктида переместилась к Южному полюсу, однако еще миллионы лет она оставалась свободной от льдов.

50 миллионов лет назад температура в Антарктиде заметно понизилась.

33 миллиона лет назад исчез сухопутный перешеек, связывавший Австралию и Антарктиду. Еще ранее Антарктида отделилась от Южной Америки. Теперь Антарктида оказалась изолированной от остальных континентов. Образовалось циркумполярное течение, уносящее теплые воды от берегов Антарктиды.

(2 миллиона лет назад льдами покрылась Арктика.)

Январь 1820 года - российский офицер Фаддей Беллинсгаузен открывает Антарктиду.

Нейтринный телескоп «Аманда» (черными точками обозначены детекторы)

Особый интерес вызывал Антарктический полуостров. Он протянулся почти до оконечности Южной Америки — до границ Аргентины и Чили. Там легче всего было бы добывать полезные ископаемые. Ведь богатства Антарктиды велики. Геологи предполагают, что подо льдом можно найти уголь и железную руду, платину и никель, хром, кобальт, свинец и другие редкие металлы. У берегов Антарктиды встречаются месторождения нефти и природного газа. Так, запасы нефти в море Росса составляют примерно 45 миллиардов баррелей. Однако добыча ее крайне затруднена из-за скопившихся здесь айсбергов. Поэтому крупнейшие страны мира согласились на ближайшие полвека отказаться от любой разработки месторождений южнее 60 градуса южной широты. Шестой континент превратился в естественный заповедник. Это не вызвало споров, ведь

* добыча полезных ископаемых пока экономически невыгодна;

* китобойный промысел запрещен;

* надежды на массовый лов криля не оправдались.

Антарктида превратилась в научный центр. Ее вечные льды стали лабораторией под открытым небом. По данным на январь 2003 года, здесь действуют 44 исследовательские станции. Постоянное население континента составляет около тысячи человек, среди них — выходцы из Бразилии, Польши, ЮАР, Кореи, Китая, Индии.

Сотрудники российской станции «Восток» пробурили скважину глубиной 3630 метров

«Сегодня всем кажется, что никому и в голову не придет сражаться за айсберги и голые скалы, но точно так же никто не предполагал, что возможна серьезная война между Великобританией и Аргентиной из-за голых и пустынных Фолклендских островов»

(П. Дейниченко. «XXI век: история не кончается»)

Около 2,2 миллиона лет назад в море Беллинсгаузена рухнул астероид длиной более километра. Мощность удара была эквивалентна двум миллионам бомб, сброшенных на Хиросиму. Об этом катаклизме напоминают останки древних морских организмов, обнаруженные во льдах Антарктиды.

Шестой континент интересует не только метеорологов, но и медиков. Ведь организмы, населяющие Антарктиду, выдержали самые суровые испытания. Селекционный отбор был особенно строгим, зато и достижения здешних обитателей удивительны.

Так, пингвин в поисках пищи может нырять на глубину до 500 метров, осваивая новый ареал обитания.

А какие причудливые существа встречаются на глубине свыше 5000 метров! Здешние экземпляры губок достигают двухметровой длины, в то время как у берегов Канады их длина не превышает полуметра. Гигантские размеры животных объясняются замедленным обменом веществ в их клетках. При здешних низких температурах животные развиваются медленнее, но зато подолгу не старятся.

Так, одна из губок, выловленных в море Росса, родилась, по оценке немецких ученых, более десяти тысяч лет назад. Вот уж «мафусаил», которых нигде больше не сыскать. Это — самое старое существо, найденное когда-либо на Земле. Оно живет на холоде, но на спасительном холоде.

Жизнь в Антарктиде есть даже под толщей льда, на глубине свыше трех километров. Там, возле российской станции «Восток», скрывается огромное озеро под таким же названием. По глубине оно не уступит Байкалу. Вот уже 20 миллионов лет оно отрезано от внешнего мира. Российские ученые пробурили скважину над озером, но остановились в 120 метрах от воды, чтобы не загрязнить ее микробами. Исследовать озеро можно лишь с помощью абсолютно стерильной техники.

Сейчас в НАСА разрабатывают специальный бурильный агрегат, а через несколько лет его используют и при исследовании океана, раскинувшегося подо льдами Европы — одного из спутников Юпитера. «Ведь если в Солнечной системе есть живые организмы, то они вероятнее всего находятся там, на Европе», — считают многие ученые.

В Антарктиде, в образцах льда, взятых над озером Восток, уже найдены бактерии, грибы и водоросли. По словам российского ученого Сабита Абысова, после длительной «спячки» во льду они остались вполне жизнеспособными. В водах озера биологи рассчитывают найти уникальные популяции микробов, развившиеся в необычных условиях.

Более пятнадцати миллионов лет назад ледяной свод окончательно отгородил озеро от внешнего мира. Большинство его обитателей — черви, тихоходки и мелкие рачки — умерли голодной смертью, но, видимо, некоторые микроорганизмы выжили. Они питались органическим материалом, еще проникавшим сквозь ледяной панцирь, 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, нерастворенным в воде.

Их поисками занялись ученые России и Франции. В 2002 году Сергей Булат и Жан-Робер Пети сообщили, что в ледяной корке над озером обнаружены следы трех штаммов термофильных бактерий. Возможно, на дне озера имеются горячие источники, в которых и обитали эти микробы.

Теперь Антарктида вызывает большой интерес даже у физиков и астрономов. Здесь, на станции Амундсена- Скотта, то есть на Южном полюсе планеты, сооружается необычный телескоп «Аманда». Он предназначен для охоты на нейтрино, а потому нацелен не в небо, а на огромный ледяной куб объемом один кубический километр.

Самый большой в мире нейтринный телескоп будет состоять из 5477 детекторов, погруженных в лед на глубину более двух километров. Его строительство закончится в 2009 году. Для снабжения сотрудников телескопа прокладывают шоссе от побережья, от станции Мак-Мердо, к Южному полюсу. Его протяженность составит 1600 километров. Шоссе намечено построить к 2005 году. Пока что попасть на Южный полюс можно лишь воздушным путем.

Со временем сюда станет добираться все больше туристов, и, может быть, кто-то из читателей через несколько лет предпочтет южному круизу путешествие в Антарктиду. Уже сейчас около 15 тысяч туристов ежегодно прибывают на шестой континент, чтобы полюбоваться здешними красотами. Из нашей теплой зимы они переносятся в морозное лето. Белых пятен не осталось для них даже в этой далекой, снежной стране.