Есть ли неземная жизнь в Антарктиде?

Мир, который оказался закрыт ледяной крышкой примерно 14 миллионов лет назад, в этом году откроется перед исследователями.

Я помню, как еще школьником услышал на уроке географии, что советские ученые из Ленинградского горного института создали уникальный термобур, с помощью которого и начали бурение льдов Антарктиды. Спустя годы, в университете, мы, студенты-геологи, уже знали, что бурение идет и получены первые интересные результаты. Ведь термобур не просто плавит лед — он позволяет получить керн — столбик льда, который законсервировал в себе частицы микрометеоритов, пыльцу растений, и пузырьки воздуха, того самого, который был десятки и сотни тысяч лет назад.

Уже тогда, в начале 80-х годов, было известно на основании сейсмического зондирования и радиозондирования ледников Центральной Антарктиды, что в районе советской станции “Восток” существует огромное подледное озеро. Позже появились и спутниковые данные, в том числе фотографии, на которых стало возможным увидеть очертания этого самого таинственного озера, получившего название “озеро Восток” — Lake Vostok.

Великий ледяной щит

Озеро Восток расположено в котловине, длиной примерно 300 на 100 километров, но само по себе оно несколько меньше — примерно 200 на 50 километров. Озеро достаточно глубокое, максимальная глубина превышает 1000 метров, толщина слоя жидкой воды может быть меньше — 500-700 метров. Это озеро имеет много общего с Байкалом, поскольку находится в рифтовой зоне — участке растяжения земной коры, для его берегов характерны крутые уступы, разломы и блоки. На дне озера сейсмическое зондирование показывает присутствие осадочных отложений мощностью не менее 200 м.

Когда-то это озеро и его окрестности кишели жизнью, а ледники скорее всего белели только на вершинах гор Гамбурцева. Постепенно ледники росли, спускались вниз, менялся и климат — из субтропического он становился умеренным, а, затем, и приполярным. Примерно 14 миллионов лет назад окончательно разорвалась перемычка между Южной Америкой и Антарктидой и возникло грандиозное циркумполярное течение, которое изолировало континент от влияния теплых течений из экваториальной зоны. Возможно, все произошло в одну из зим — озеро Восток покрылось льдом, а весной так и не вскрылось. Слой льда все рос, запечатав навсегда жившие там организмы. Поэтому то, что там живет до настоящего времени, — это уникальный мир, сформировавшийся в условиях полного отсутствия света, ультрафиолетового и прочих жестких космических излучений, без влияния посторонних живых систем. Этакие “консервы” на миллионы лет.

В наше время большая часть ледяного щита мощностью 3700 метров представляет собой льды, которые в нижней части имеют возраст более 420 000 лет. Сверху постоянно происходит процесс снежного отложения и льдообразования, снизу — крошения и плавления и льда. Этот эффект — плавления льда из-за огромного давления, достигающего 400 кг на квадратный сантиметр, был предсказан советским гляциологом Игорем Зотиковым и подтвержден практически британскими полярниками, которые в начале 60-х, пробурив ледник на глубину более 2 километров, в его подошве наткнулись на жидкую воду.

Непосредственно над озером Восток лед имеет особый характер — он образовался в том числе и из вод озера — в результате специфического перемешивания. Это стало ясно после того, как туда, на глубину свыше 3.5 километров, опустился термобур и пробоотборник.

Скважина длиной в 23 года

В 1989 году тогда еще советские, американские и французские ученые начали работы по бурению скважины 5Г-1. В 1996 году с глубины 3539 метров был поднят керн, который отличался от керна ледников, — это была вновь замерзшая вода озера Восток, — эта дата и считается датой его официального открытия. То, что это была другая вода, — стало ясно из-за изменения химического состава льда и его кристаллографической структуры. Были взяты микробиологические пробы, они показали крайне низкое содержание микрофлоры — 24 клетки на кубический сантиметр, что подтвердило мнение о том, что слой льда является своего рода крышкой, через которую не может прорваться жизнь. Поэтому непонятно, также, — а что вообще могло выжить в этом озере? Интерес представляют и донные отложения, в которых сохранились, по-видимому, останки древних животных и рыб.

Тем не менее, шансы на встречу с уникальной жизнью есть. По крайней мере, среди обнаруженных бактерий было выявлено три вида, как раз похожих на те, что живут в пучинах океанов, на больших глубинах, у горячих источников, используя для своей жизнедеятельности водород, углекислый газ и сульфаты. Им кислород не нужен вообще, и солнечный свет — тоже. Такие “инопланетяне” на Земле. Кстати, там им совсем не холодно — расчеты показывают, что температура воды в озере должна быть не ниже 10 градусов. За счет чего — тоже пока лишь одни гипотезы.

Скважина была законсервирована в 1999 году, из-за опасений, что в процессе бурения при вскрытии озера внутрь могут попасть современные бактерии, и кроме этого — специальные жидкости, которые использовались для бурения, — прежде всего, авиационный керосин. На протяжении нескольких лет шла дискуссия по поводу применимости российской методики — в том числе в ее модернизированном в 2003 году виде. Англичане предлагали свою методику — промывки горячей водой .

В итоге, дискуссия о науке стала походить на дискуссию о приоритете последнего “великого географического открытия”, — что дало повод говорить о примате национальной гордости россиян над экологическими интересами, — особенно — австралийцам, которые претендуют в будущем на 40% территории Антарктиды, и, кстати, — на озеро Восток. Тем не менее, россияне продолжили бурение, ссылаясь на уникальный опыт, который получили датчане в Гренландии, работая по российской методике.

О пользе недолива

При бурении ледяной толщи, которая скрывает озеро, необходимо не допустить попадания буровых жидкостей в воды озера. С одной стороны, чистый авиационный керосин, и утяжеляющий его фреон не являются слишком уж ядовитыми веществами, к тому же, они не растворяются в воде, и, тем не менее, мировое научное сообщество настаивало на том, что бы в момент входа в водную среду этого смешения не произошло.

Для этого в скважину уровень керосино-фреоновой смеси не доливают на 40 метров. Это соответствует международным требованиям к отбору проб. Секрет прост — поскольку столб буровой смеси меньше, чем толщина ледника, в момент пробоя его подошвы — воды озера хлынут в скважину и поднимутся вверх на эти самые 40 метров, и никакого смешения с керосином в самом озере не произойдет. Как показало аналогичное бурение в Гренландии датскими специалистами, толщина слоя смешения воды и керосина не превышает 10 сантиметров, и оно (смешение) будет происходить только в верхней части столба прорвавшейся воды. Сам же пробоотборник опустится глубже и возьмет образец воды озера Восток.

Зачем нам эти микробы?

Вопрос изучения жизни в озере Восток выходит за пределы сугубого интереса палеонтологов и биологов, которым не терпится посмотреть на доисторических зверюшек, — в существование какой-либо сложной жизни там никто не верит. Интерес есть у генетиков — насколько изменился генокод микрооганизмов за миллионы лет? Но еще это озеро привлекает астробиологов, которые будут ждать с особенным интересом результатов этих исследований, в свете обнаружения на спутнике Юпитера — Европе — подледных океанов, покрытых толщей льда мощностью порядка 3 километров. Глубина этого океана может составлять 100—160 километров, и подогревается он теплом, идущим от ядра Европы. Само же ядро разогревается за счет приливных сил, которые создает сам гигантский Юпитер и две соседних “луны” — Ио и Ганимед.

Таким образом, если в озере Восток жизнь будет найдена — можно будет надеяться встретить ее и на Европе, а может быть — и на Марсе. Если ее не удастся обнаружить — то это до небес поднимет ценность жизни на нашей планете, — поскольку станет ясно, что существуют пределы приспосабливаемости жизни даже на микроскопическом уровне, — в, вообще-то, не запредельных для жизни условиях. Это перевернет массу теорий о развитии жизни в далеком прошлом нашей планеты. И, возможно, мы поймем, что жизнь — это уникальный дар Вселенной, смысл которого нам еще непонятен. Первые керны из озера Восток должны лечь на стол биологов спустя год.

Константин РАНКС