Покорители земных недр

Первая Советская Антарктическая экспедиция (САЭ) под руководством известного полярника М. М. Сомова высадилась здесь в 1956 г. Доставили ее сюда, как и 23 последующие САЭ, морские суда. Больше месяца в одну сторону и столько же обратно — таково время морского пути в Антарктиду. В феврале 1980 г. был налажен воздушный мост Москва — Антарктида, а в ноябре 1981 г. — Ленинград — Антарктида. Таким образом, начиная с 25-й САЭ полярники могут через 30 часов, пролетев 17 с лишним тысяч километров, оказаться на «рабочем месте». Этот второй мост понадобился потому, что в городе на Неве расположен центр полярных исследований — Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт. Здесь же находится и Советская Антарктическая экспедиция, координирующая работу в Антарктиде всех семи постоянных и нескольких сезонных станций, над которыми развевается флаг нашей Родины.

Какие же исследования ведутся в Антарктиде и как используется в этой работе бурение? Рассмотрим этот вопрос на примере двух программ: гляциологической и микробиологической.

Гляциологическая программа, которой руководит участник первой САЭ доктор географических наук, Герой Социалистического Труда Евгений Сергеевич Короткевич, — одно из основных направлений научных исследований в Антарктиде. Гляциологи установили, что имеющиеся сегодня в их распоряжении способы реконструкции климата отдаленного прошлого весьма перспективны. Упрощенная схема выглядит следующим образом. Всесторонним анализом ледяного керна определяется возраст льда; учитываются размеры кристаллов, ориентация в них оптических осей, содержание изотопов кислорода, газовый состав воздушных включений и многое другое… в результате воссоздается климат прошлого. Но, пожалуй, самое трудное звено в этой цепи — добыть ледяной керн. Единственный способ проникнуть на большие глубины ледникового покрова — бурение скважин.

Советские ученые с помощью оборудования, разработанного в Ленинградском горном институте имени Г. В. Плеханова, успешно проводят работу, конечная цель которой — оценка абсолютного возраста антарктического льда.

Традиционное оборудование (которое мы описывали в этой книге раньше) в условиях Антарктиды не пригодно. Да и современную буровую установку для глубокого бурения, весящую десятки тонн, весьма затруднительно, а то и вообще невозможно доставить в глубь Антарктиды, например на станцию Восток, удаленную на 1500 км от ближайшего берега. Поэтому встал вопрос о разработке новой техники и технологии, которые бы учитывали, что предстоит обеспечить проходку почти 4-километровой толщи льда в районе, где температура минус 60 °C считается нормой, где атмосфера разрежена, как в горах на высоте 4–5 км.

В результате содружества специалистов Ленинградского горного института и Арктического и Антарктического научно-исследовательского института были сконструированы электротермобуровые снаряды. Такой снаряд можно увидеть в лаборатории Горного института. Перед нами — металлическая труба 6-метровой длины с различными устройствами внутри. На одном конце — подводящий электроэнергию кабель, на другом — кольцевой электротермонагреватель. В комплект оборудования входят источник энергопитания и лебедка. Конструкция скважинного снаряда выглядит просто и оригинально, в то же время она максимально учитывает требования гляциологов.

При бурении выплавляемый ледовый керн через кольцо нагревателя плавно входит в керноприемную 3-метровую трубу. Над ней расположен резервуар для воды, образующейся при плавлении льда. Эта вода с помощью вмонтированного внутри бурового снаряда малогабаритного насоса откачивается по специальным трубкам. Керн длиной 3 м получают примерно за час, затем следует подъем.

После того как скважина приблизилась к километровой глубине, появились новые трудности — дало знать о себе горнее давление: ствол скважины после извлечения из нее термобурового снаряда заплывал и сужался. Были внесены изменения в технологию бурения и в конструкцию бура. И этот барьер был преодолен.

Уже получено немало новых и интересных данных. Так, например, керн из льда, образовавшегося около 15 тыс. лет назад, показал, что в то время на шестом континенте наступило заметное потепление. Именно тогда отступали ледники и в Северном полушарии.

Микробиологические исследования, проводимые учеными Института микробиологии АН СССР и специалистами по бурению Ленинградского горного института, не менее интересны, чем гляциологические.

Десятками, сотнями тысячелетий наслаивавшийся лед шестого материка слой за слоем накапливал информацию о прошлом нашей Земли. Эта информация хранится во льдах Антарктиды не только в виде пузырьков воздуха древней атмосферы, космической и земной пыли, пепла извержений древних вулканов, но и в виде спор бактерий, пыльцы растений, микроорганизмов. Изучая эту информацию, специалисты проникают в прошлое планеты, получают достоверные представления как о ее климате и составе атмосферы, так и о природных биологических явлениях тех далеких времен.