Год у американских полярников

Я защитил докторскую диссертацию по Антарктиде и написал книгу о тепловом режиме ледников Антарктиды, ряд статей об этом. И когда вдруг получил предложение от руководства американской антарктической научной программы принять участие в специальном широком, многолетнем, комплексном «Проекте исследования шельфового ледника Росса», я был готов к этому.

Так начался для меня новый период, связанный с поездками в Антарктиду, теперь уже в центральную часть самого большого плавающего ледника Земли — шельфового ледника Росса. В то время внимание многих учёных обратилось к шельфовым ледникам, ведь они занимали очень большую часть береговой линии Антарктиды.

Что происходит в их толще? Существует ли жизнь в тьме морей под такими ледниками? Идёт ли там таяние у нижней поверхности или скованные льдом моря замерзают у границы ледников со льдом? Каков характер процессов в условиях подледниковых внутренних морей, отделённых от открытой воды иногда расстояниями до 500 километров? Действительно ли именно здесь образуются переохлаждённые придонные воды, оказывающие существенное влияние на жизнь всего Мирового океана? Правда ли, что шельфовые ледники в течение последних десятков тысяч лет то исчезали совсем, что приводило к сбросам льда с ледяной шапки Антарктиды в моря и «всемирным потопам», то быстро нарастали и становились такими толстыми, что вытесняли под собой моря и ложились на дно? Эти и многие другие вопросы стояли перед исследователями, и некоторые из них носили не только теоретический, но и прикладной характер.

Дело в том, что увеличивающееся за счёт хозяйственной деятельности человека количество углекислого газа в атмосфере Земли, по мнению многих учёных, должно привести к повышению её температуры. Через 50 — 100 лет она поднимется на 2 — 3 градуса в экваториальных широтах и на 10 — 15 градусов — в полярных областях. Как подействует этот эффект на шельфовые ледники? Ведь если они начнут таять, станут тоньше, всплывут в тех местах, где упирались в дно, и, расколовшись, уйдут в море, это откроет ранее запруженные пути стока льда из центральных областей Антарктиды. А оценки показывают, что если это произойдёт лишь на шельфовом леднике Росса, то и тогда уровень Мирового океана поднимется на 4 — 5 метров. Море затопит такие центры цивилизации, как Венеция, Бостон, Ленинград, сотни других портов и густонаселённых прибрежных областей разных стран. Произойдёт ли это — ответ мог быть найден на шельфовом леднике Росса, в исследовании которого я и принимал участие.

Я ещё не знал тогда, что мне и моим помощникам Вите Загороднову и Юре Райковскому, тоже сотрудникам Института географии АН СССР, очень повезёт. Нам удастся первыми обнаружить под ледником тёплое течение, пробурить 400 с лишним метров толщи этого ледника, «проткнув» его насквозь, извлечь по всей толщине этого ледника драгоценный ледяной керн, достать кусочек таинственного дна ледника, показать, что под ледником идёт намерзание, что предполагаемое в ближайшие 50 — 100 лет разрушение ледника, по-видимому, не произойдёт, а значит, и уровень Мирового океана не поднимется.

Совместно с коллегами из США и других стран я изучал полученные на леднике Росса данные. Эта работа велась во многих научных учреждениях США: в университете штата Мейн, в городе Бангоре, в местах, которые живописал Рокуэлл Кент, в Полярном институте в городе Колумбус, столице штата Огайо, в Институте высокогорных и альпийских исследований университета штата Колорадо, в быстро растущем научном центре «Дикого Запада» городе Болдер и расположенных рядом лабораториях национальной администрации океанологии и атмосферы, в университете штата Небраска, «кукурузного штата» Америки, в котором почему-то размещался штаб «Проекта ледника Росса», и в университете штата Нью-Йорк в городе Буффало, на берегу знаменитого озера Эри и всего в получасе езды на машине от ещё более знаменитого Ниагарского водопада (там размещался холодильник, в котором хранились мои образцы льда, полученные на Ледяном континенте). А главным, «постоянным» местом моего пребывания в США был городок Лебанон, откуда я осуществлял свои «набеги» на загадочную для меня Америку в странствиях за новыми сведениями по проблемам Антарктиды, читая лекции о Ледяном континенте.

И вот теперь, когда у меня за плечами уже не две, а шесть антарктических экспедиций, мне, сидящему сейчас за своим рабочим столом, кажется, что я ещё и не уезжал никуда, а только готовлюсь к своей первой экспедиции, не зная, с чего начать, чему отдать предпочтение в изучении. Ведь так много ещё не изученного! Можно было бы заняться исследованием теплообмена у нижней поверхности айсбергов и всем сложным комплексом вопросов, связанных с буксировкой их из Антарктики к берегам горячих пустынь, где они будут использоваться для орошения. Возникает множество проблем: исследование тепло— и массообмена айсбергов при буксировке, изучение способов быстрого их превращения в воду после доставки, выяснение того, как изменится местный и глобальный климат и водный баланс Земли, если такие мероприятия будут крупномасштабными и длительными.

Особо обсуждается возможность захоронения радиоактивных отходов атомной промышленности в леднике Антарктиды. Несколько лет назад эта проблема была поставлена американскими исследователями в связи с ростом опасности радиоактивного заражения при хранении этих отходов на других материках. В Антарктиде контейнеры с такими отходами рано или поздно протаяли бы путь до ложа. Обнаруженное таяние льда у нижней поверхности Антарктиды показало, что такое захоронение опасно, так как талая вода под ледником Антарктиды имеет сток в океан. Кроме того, оно противоречит Договору об Антарктике. Однако вопрос о влиянии тепла таких отходов на режим Антарктиды должен быть изучен более фундаментально. Он переплетается с более общим вопросом: могут ли тепловые или иные вызванные человеком воздействия привести к катастрофическим подвижкам ледникового покрова Антарктиды и связанным с ними подъёмам уровня Мирового океана?

А может быть, надо посвятить себя глубокому бурению в Центральной Антарктиде, всему комплексу грядущих исследований её подлёдного ложа? Ведь скважина на станции Восток уже достигла сейчас двух тысяч метров, а на Комсомольской — восьмисот. По всей вероятности, в Центральной Антарктиде можно будет получить скважину во льду глубиной в три с лишним километра, то есть до дна ледника, до таинственных подледниковых озёр.

Получить скважину? А нельзя ли отказаться от скважины? Что если протаивать лёд и позволить образующейся при этом воде снова замерзать, после того как нагреваемая головка бура уйдёт вниз? Но в этом случае все провода, которые соединяют буровой снаряд с поверхностью, тоже вмёрзли бы в лёд и не позволили бы снаряду двигаться вниз. Однако можно весь запас проводов и кабеля держать в специальном контейнере, который погружался бы в лёд вместе с буровой головкой. В этом случае буровой снаряд продвигался бы вниз, как паучок на своей паутинке, выпускаемой из животика.

А ведь можно сделать снаряд и полностью автономным. Когда-то, много лет назад, мы с Андреем Капицей предложили на заседании Междуведомственной комиссии по исследованию Антарктиды при АН СССР проект создания так называемой подлёдной автономной станции — сокращённо ПЛАС. По замыслу авторов, ПЛАС должна была содержать в себе комплекс различных автоматических измерительных приборов и устройств, помещённых в специальный контейнер, снабжённый автономной установкой для выработки энергии, необходимой для протаивания. ПЛАС под действием своего веса должна идти вниз в толщу ледника.

При обсуждении было высказано предложение использовать в качестве энергетической установки небольшой атомный реактор мощностью около 100 киловатт. Расчёты показали, что при такой мощности ПЛАС диаметром в один метр и длиной три-четыре метра сможет проникнуть на глубину в четыре тысячи метров, то есть к нижней поверхности ледника Антарктиды в его центральной области, за четыре месяца непрерывной работы. Научная информация при этом сможет передаваться к поверхности или по радио через лёд, или по проводам, которые будет выпускать из себя ПЛАС при погружении.

В течение ряда лет было, правда, не ясно, что делать с ПЛАС после того, как она достигнет нижней поверхности ледника. Простое решение пришло недавно. Ведь ПЛАС протаивает лёд вниз потому, что находится все время на дне каверны, заполненной талой водой, а вес станции больше, чем вес вытесняемой ею воды. Но если по окончании движения вниз сделать её вес меньше веса вытесняемой воды, например сбросив балласт, ПЛАС будет уже плавать в своей каверне и упираться в верхнюю её часть. Если сделать устройство, благодаря которому тепло реактора будет теперь выделяться в верхней части ПЛАС, аппарат начнёт протаивать себе путь вверх и возвратится к поверхности ледникового покрова. И нет особых трудностей, которые препятствовали бы переконструированию ПЛДС после накопления опыта по спусканию её и возвращению в станцию, способную опустить человека к ложу ледникового покрова и возвратить его обратно на поверхность. Ведь ясно, что, зная о существовании подледниковых озёр, возможных воздушных полостей, а может быть, и каких-то форм жизни под ледником, человек не сможет рано или поздно избежать искушения проникнуть туда. Но это будет лишь первым шагом. Важно составить представление о всем подлёдном ложе. И как интересно в этой связи воссоздать картину древних ледниковых покровов Европы и Америки и рассмотреть их следы на основе новых знаний и представлений. И очень возможно, что это даст ответ на вопрос о том, где искать некоторые полезные ископаемые или почему они расположены там, где они сейчас есть, а не в других местах. Чем, например, объяснить то, что нефтяные вышки на картах Европы и Америки, показывающие месторождения нефти и газа, почти точно оконтуривают область максимального распространения ледниковых покровов? Может быть, это гидростатическое давление талых подледниковых вод центральных областей древних ледниковых щитов выдавило нефть и газ к краям этих покровов? В таком случае и применительно к Антарктиде нефть и газ надо искать по внешней периферии ледникового покрова, то есть на морском шельфе Антарктиды.