Открытия российских ученых в Антарктиде

При такой бедности наземной фауны Антарктика исключительно богата морскими и полусухопутными животными. Из млекопитающих многочисленны ластоногие и киты. Ластоногие представлены различными видами настоящих и ушастых тюленей. Из настоящих тюленей наиболее распространен тюлень Уэдделя, достигающий в длину 3 м. Он живет в поясе неподвижных льдов. Другие виды тюленей встречаются главным образом на плавучих льдах. Это тюлень-крабоед и хищный тюлень-леопард со своеобразно окрашенной пятнистой шкурой. Самый крупный из тюленей — морской слон в настоящее время сильно истреблен, все же его можно видеть иногда на побережьях субантарктических островов. Один взрослый морской слон дает до 500 кг жира.

Из представителей группы ушастых  тюленей по окраинам Антарктики встречается  морской лев, получивший такое название потому, что имеет хорошо выраженную гриву.

Раньше в Антарктике водились морские  котики, но их почти полностью истребили  еще в прошлом столетии.

В антарктических водах водятся  самые крупные из существующих в  настоящее время млекопитающих — китообразные, которые делятся на усатых (Mystacoceti) и зубатых (Odontoceti) китов. Первые являются главным объектом китобойного промысла и особенно хорошо изучены. Среди них выделяются синие киты, финвалы (Balaenoptera physalus), горбачи, сейвалы и настоящие киты. Синий кит, или блювал (Balaenoptera musculus), — самый крупный из китов, вместе с финвалом он имеет наибольшее промышленное значение. Длина самого большого из убитых в Антарктике синих китов достигала 35 м, средняя длина их примерно 26 м. Крупный кит дает до 20 т чистого жира и весит до 160 т. Питаются усатые киты главным образом мелкими ракообразными, которыми очень богаты холодные антарктические воды. Синий кит может поглотить одновременно до 1,5 т рачков-черноглазок. Детеныш кита, питающийся молоком матери, прибавляет в весе по 100 кг в сутки.

Представители других семейств усатых китов и зубатые киты в настоящее  время не имеют большого промыслового значения.

К зубатым китам Антарктики относятся  кашалоты, бутылконосы и касатки. Последние представляют собой опаснейших хищников, снабженных большим острым спинным плавником-косачом, который может нанести серьезное ранение даже киту.

Исключительно своеобразны птицы  Антарктики. Все они живут у  воды и питаются рыбой или мелкими  морскими животными. Из них самые замечательные — пингвины — птицы с короткими крыльями, похожими на ласты, которые дают им возможность прекрасно плавать, но не летать. Издали пингвины с их вертикальным положением тела на суше напоминают людей. Питаются пингвины рыбой, моллюсками и рачками. Пищу взрослые птицы принимают только в воде и вообще чувствуют себя в воде гораздо лучше, чем на суше. В Антарктике живет 17 видов пингвинов. Самый распространенный вид побережий Антарктиды и паковых льдов — небольшой пингвин Адели. Самый крупный — императорский пингвин, вес его до 50 кг. Эта большая птица выводит своих птенцов в самую суровую пору антарктической зимы.

Многие виды пингвинов селятся  по северной границе области, на побережьях субантарктических островов. К ним  относятся пингвин Склатера, златохохлый пингвин и некоторые другие.

В летнее время в Антарктику прилетают буревестники, чайки, бакланы. Из буревестников самые крупные  — альбатросы (Diomedeinae), размах их крыльев  достигает 3,5 м. Мелкие буревестники залетают в глубь материка дальше всех птиц и встречаются на отдельных нунатаках⁴.

ГЛАВА 2 Открытия российских ученых в Антарктиде

2.1 Исследования  Антарктиды

Первая, а затем вторая мировые  войны приостановили исследования Антарктиды. Возобновились они только в середине XX в. В 1955 г. специальным комитетом при ЮНЕСКО была создана программа антарктических исследований.

 В 1957-1958 гг. началось выполнение  программы Международного геофизического  года. За последующие десятилетия  собрано много данных о природе  материка, международное сотрудничество приобрело огромное научное и практическое значение. На материке и островах близ Антарктиды расположено около 100 научных станций разных государств. Исследование материка ведут ученые почти 20 стран⁵.

С 1957 года по 1959 год проходил Международный геофизический год, 65 стран договорились послать свои экспедиции в Антарктиду, построить научные станции и провести разнообразные исследования. В Антарктиде построено более 60 научно-исследовательских станций. Там работают ученые многих стан мира. В 1959 году был подписан международный договор об Антарктиде, согласно которому там запрещается строить промышленные и военные объекты. Весь континент предоставляется ученым для исследований, поэтому Антарктиду называют континентом ученых.

Первую советскую экспедицию в Антарктиду возглавил Герой Советского Союза М.М. Сомов. В начале января 1956 года, флагманский корабль экспедиции дизель-электроход “Обь” под командованием капитана И.А. Мана в густом тумане приблизился к леднику Хелен и через узкий проход между айсбергами прошел к востоку от устья ледника в бухту Депо моря Дейвиса.

Начались поиски места для строительства  научной станции. Подходящее место  было найдено в районе острова  Хасуэлла. В середине февраля 1956 года состоялось торжественное открытие первой советской обсерватории на берегу Антарктиды. Обсерватория получила название “Мирный“ - в честь одного из кораблей первой русской антарктической экспедиции Беллинсгаузена - Лазарева. С первых дней существования советской базы начались научные исследования на всех намеченных направлениях. Берег, где обосновалась экспедиция, был назван Берегом Правды.

Через несколько месяцев экспедиция предприняла санно-гусеничный поход в глубину “белого пятна” Восточной Антарктиды и организовала в 370 км от берега, на высоте 2700 м над уровнем моря внутриконтинентальную станцию “Пионерская”. На этом склоне ледникового купола даже в самую хорошую погоду дует смоковый ветер, переметающий снег.

Вторая советская антарктическая экспедиция под руководством А.Ф.Трешникова продвинулась еще дальше вглубь континента. Исследователи пришли к Южному геомагнитному  полюсу и на расстоянии1400 км от берега, на высоте 3500 м над уровнем моря, построили постоянную научную станцию “Восток”. Все необходимое для жизни и работы полярников доставляется с родины несколькими кораблями, кроме того, у зимовщиков есть трактора, тягачи, самолеты, вертолеты.

Благодаря легкому самолету АН-2 и  вертолету МИ-4, которые помогали быстро попадать в любые пункты побережья, геологи изучили за короткое время десятки скалистых гор - нунатаков, выступающих из ледникового покрова, провели съемку скал “Мирного” и оазиса Бангера - Хилс и его окрестностей. Биологи облетели на самолете многие прибрежные острова, производя описание флоры и фауны этих районов.

Третья советская антарктическая экспедиция работала в период Международного геофизического года. К этому времени  были построены еще две станции - “Комсомольская” и в области относительной недоступности - “Советская”. На станциях были организованы круглосуточные наблюдения за атмосферой. Был открыт Полюс холода нашей планеты. Он находится в районе станции “Восток”. Здесь отмечена среднемесячная температура августа -71С и зафиксирована минимальная температура -88,3 С. При таких температурах металл делается хрупким, солярка превращается в тестообразную массу, керосин не вспыхивает, даже если в него опустить горящий факел.

Во время работы Четвертой советской  антарктической экспедиции работала еще новая станция “Лазарева” на берегу Земли Королева Мод, но впоследствии ее переписали на 80 км вглубь континента и назвали “Новолазаревской”. Участники этой экспедиции совершили санно-гусеничный поход от станции “Восток” до Южного географического полюса.

В октябре 1958 года советские летчики  на самолете ИЛ-12 совершили трансконтинентальный полет из “Мирного”, через Южный  полюс, на американскую базу Мак - Мердо, расположенную у острова Росса. Это был первый советский самолет  над Южным полюсом.

В конце 1959 года во время Четвертой  советской антарктической экспедиции исследователи совершили выдающийся поход на вездеходах. Поход этот проходил в наиболее трудном секторе  Антарктиды по маршруту “Мирный”- “Комсомольская”- “Восток”- Южный полюс. 26 декабря 1959 года советский поезд из вездеходов прибыл к станции “Амундсен” - “Скотт”, где советские полярники были тепло встречены американцами. Участники похода совершили традиционное кругосветное путешествие вокруг земной оси, занявшее всего несколько минут. Во время этого похода наши ученые измеряли мощность ледникового покрова сейсмоакустическим методом. Оказалось, что под станцией “Восток” мощность ледника составляет 3700 м, а на Южном полюсе - 2810 м, от станции “Пионерская” до Южного полюса простирается обширная подледная равнина, лежащая на уровне моря. Ее назвали равниной Шмидта - в честь знаменитого советского полярника - Отто Юльевича Шмидта. Результаты исследований ученых разных стан мира были соединены в одну общую систему. На их основе были составлены карты подледного рельефа и мощности ледникового покрова Антарктиды.

Международное сотрудничество позволяет  объединить работу ученых, способствует лучшему изучению природы Антарктиды. На американской станции “Амундсен” - “Скотт”, например, часто бывают и работают советские ученые, а на советской станции “Восток”, расположенной на Южном геомагнитном полюсе, зимуют и работают американские ученые.

Теперь уже достижение Южного полюса - дело сравнительно простое. Здесь  всегда находятся американские исследователи, ежегодно сюда совершают десятки рейсов самолеты, прилетают корреспонденты, конгрессмены и даже туристы. Экспедиции отправляются в Антарктиду ежегодно. Построены новые станции - “Молодежная”, “Беллинсгаузен” в Западной Антарктиде, “Ленинградская” на Земле Виктория, недалеко от моря Росса.

2.2 Изучение  озера Восток

Вскоре после постройки таких основных станций как Новолазаревская и Мирный, вторая антарктическая экспедиция СССР открыла в 1957 г. на «Австралийской» территории самую высокогорную станцию Восток. Это название станции, находящейся на высоте около трех с половиной километров, было дано в честь корабля, на котором ходила первая успешная антарктическая экспедиция адмирала Фаддея Фаддеевича Беллинсгаузена.

Для приближенной оценки подледного грунта, параллельно с бурением льда, на станции Восток советские ученые впервые применили эхо-локацию. Результаты превзошли все ожидания, под более чем трехкилометровой толщей льда было обнаружено озеро. Название ему также дали Восток.

Эхо-локация показала, что его верхняя часть плотно соприкасается со льдом, образуя взвесь из переохлажденной воды. По мнению ученых, именно этот факт позволяет надеяться на гидравлическую герметичность озера, которая, возможно, позволила сохраниться живым микроорганизмам, с возрастом в миллионы лет.

С 1990 года к наземным исследованиям  было решено подключить спутниковое  зондирование, которое позволило  получить более точные геометрические формы и характеристики этого  озера.Результаты бурения на сегодня  уже дали интереснейшую информацию. Анализ глубинного льда уже позволил сделать массу открытий в микробиологии.

К этому году на станции Восток проработало уже более пятидесяти экспедиций, численность которых  составляла от 25 человек в летний период, до десятка зимовщиков в зимний. За это время удалось достичь глубины бурения более трех с половиной тысяч метров. Предварительные расчеты показывают, что тайны озера могут быть раскрыты уже ближайшими экспедициям. В это, как ни странно, международное антарктическое сообщество не верит, полагая, что бурение при таких температурах для российских специалистов будет нерешаемой задачей.

Стратегия изучения состояла в сборе  информации о происхождении и  параметрах озера и определение  оптимального места для непосредственного  проникновения в него. Затем прямое проникновение в озеро и его изучение⁶.

 Первый этап, включающий геофизические,  гляциологические и микробиологические  исследования, а также моделирование  характеристик оз. Восток, начался  около семи лет назад при  активном участии российских ученых. В течение последних пяти лет работы отечественных специалистов объединены в междисциплинарный научный проект "Провести исследование подледникового озера Восток" подпрограммы "Изучение и исследование Антарктики" Федеральной целевой программы "Мировой океан", что позволило России занять здесь лидирующее положение.

Наземные геофизические исследования оз. Восток были организованы Российской антарктической экспедицией Арктического и антарктического научно-исследовательского института и Полярной морской геолого-разведочной экспедицией. Сезонные полевые работы, проводимые с 1995 г., включали сейсмическое и радиолокационное (с 1998 г.) зондирование района озера.

Радиолокационные исследования в 1998-2001 гг. выполнялись в средней  и южной частях оз. Восток. При работах использовалась цифровая радиолокационная система,  состоящая из ледового локатора РЛС-60-98, блока цифровой обработки и спутниковой навигационной системы.

Проведенные в последние годы геофизические, гляциологические и микробиологические исследования в значительной степени улучшили наши представления о под ледниковом озере Восток и выявили перспективность дальнейшего изучения этого уникального природного объекта.

 Геофизические исследования  позволили охарактеризовать основные  параметры системы ледниковый покров-озеро Восток: мощность ледникового покрова над озером (от 3750 до 4260 м), протяженность озера в субмеридиональном (не менее 300 км) и субширотном (не менее 55 км) направлениях, толщину водного слоя (максимальная - до 1200 м), мощность доных осадков (до 300 м), морфологические особенности озерной котловины и плановые очертания озера (преимущественно его южной части).

 Гляциологические исследования  ледяного керна из скважины 5Г-1 со ст. Восток доказали конжеляционное⁷ происхождение льда, залегающего с глубины 3538 м до границы раздела ледник-озеро Восток. Анализ различных характеристик этого льда выявил его неоднородность по глубине залегания, а также предположить, что средний возраст воды в озере превышает 1 млн лет. Кроме того, применение термодинамического моделирования к полученным данным позволило предположить, что концентрации N₂ и O₂, растворенных в озере, достигли своего предела, а концентрация растворенного в озере кислорода равна или существенно превышает (в 50 раз!) концентрацию кислорода в перенасыщенных воздухом антарктических озерах с многолетним ледовым покровом.