O Lago Vostok, localizado nas imediações do Pólo Geomagnético Sul da Terra, é talvez um dos últimos mistérios sérios de nosso mundo. A água do lago, mantida em cativeiro por gelo por 20 a 14 milhões de anos! atrás, salvou um "instantâneo" informativo do estado pré-histórico do planeta Terra. E isso significa que as pessoas têm a oportunidade de olhar para um passado tão distante, com que nem se atreviam a sonhar. Por exemplo, pelo estado da água será possível julgar a composição da antiga atmosfera, processos vulcânicos que sacudiram o planeta no início do período quaternário. E até mesmo sobre as formas de vida mais antigas.
Até o momento, 45 estados têm suas estações na Antártica e realizam trabalhos científicos ativos. E os russos têm a palma da mão na descoberta da "relíquia" subglacial, ou seja, o navegador da bandeira do destacamento de aviação da 4ª Expedição Soviética à Antártica, R. V. Robinson. Ele, como outros pilotos que mais tarde voaram da estação Mirny para a região da estação Vostok, viu áreas muito grandes da superfície, que diferiam agudamente do resto e eram convencionalmente chamadas de "lagos".
Eles sempre se encontravam nos mesmos lugares, então eram usados até para navegação. Mas ninguém levou a sério. O mesmo destino aguardava a hipótese do famoso glaciologista I. A. Zotnikov (agora Membro Correspondente da Academia Russa de Ciências, Doutor em Ciências Geográficas), que sugeriu a possibilidade de derretimento da espessura da geleira Antártica durante seu movimento.
Ao que parece, de que tipo de lago podemos falar quando a temperatura média na Antártica atinge -57 ° C. A água congela nessa temperatura, sem dúvida. Porém, o fato é que o lago não está localizado na superfície, mas sob uma camada de gelo de 4 quilômetros. Para falar a verdade, mesmo quando essas planícies planas foram descobertas pelos pilotos, eles as chamaram de lagos por uma superfície que se assemelha a um lago do alto. Acontece que foi sobre esse lago, sem saber, que em 1957 os participantes da expedição polar soviética instalaram a estação Vostok (o lago recebeu o mesmo nome em 1993).
Mesmo A. Kapitsa, então um geógrafo novato, e mais tarde um acadêmico, tendo recebido um sinal refletido fora do padrão durante a sondagem sísmica em 1959 e 1964, não se atreveu a fazer uma suposição tão ousada. O sinal deu dois picos de reflexão em vez de um - em 3730 e 4130 m. A partir disso, descobriu-se que os estratos da geleira se estendiam a uma profundidade de 3730 m, e as rochas rochosas da Antártica começaram a uma profundidade de 4130 m. Os cientistas então explicaram a forma misteriosa do sinal por rochas sedimentares que se encontram sob o gelo.
Agora eles descobriram com certeza que as ondas sísmicas "tropeçaram" não em depósitos sedimentares, mas em uma coluna de água de 400 metros. E na década de 1970, o Scottish British Polar Institute realizou um grande programa de voos aéreos com ondas de rádio soando nas geleiras da Antártica Central. Nas fitas de rádio, as rotas em alguns pontos cruzavam as áreas onde os reflexos sob o gelo tinham um caráter bastante peculiar. Foi possível supor que era nesses pontos que as linhas de vôo cruzavam grandes acumulações de águas subglaciais, que então, na década de 1970, eram chamadas de lagos subglaciais. E o lago, acima do qual a estação Vostok estava localizada, recebeu o nome dela. Mas tudo isso ainda era apenas uma hipótese científica.
E apenas no início da década de 1990, quando os cientistas estavam de posse de dados de altimetria a laser, que foram feitos do satélite espacial ERS-1, tornou-se óbvio: na área da estação Vostok há uma grande planície plana de 280 km de comprimento e até 70 km de largura. Esses dados forçaram A. Kapitsa a levantar os resultados de sua sondagem sísmica de longa data. Após coletar todas as pesquisas científicas disponíveis, o acadêmico fez um relatório que se tornou uma sensação no mundo real. Então, em 1994, o mundo aprendeu que dentro do pólo sem vida de frio existe um antigo lago conservado. A descoberta de um lago subglacial gigante na Antártida perto da estação russa Vostok está corretamente classificada entre as maiores descobertas geográficas do século XX.
O tamanho do lago era impressionante: tem mais de 280 km de comprimento e 50 km de largura. Assim, a área da superfície da água é superior a 10.000 km? e é comparável apenas com lagos como Onega (Europa), Chade e Rudolph (África), Nicarágua (América Central) e Titicaca (América do Sul). A profundidade média do lago é de 750 metros. Depois disso, especialistas soviéticos da expedição de exploração geológica da marinha polar "sondaram" completamente o lago usando o método de sondagem.
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Ao longo dos anos, milhares de seções sísmicas contínuas foram realizadas em várias direções do lago. Os resultados foram impressionantes: pela primeira vez, um homem "viu" o que estava escondido sob uma camada de gelo de 4 quilômetros de espessura. Por exemplo, eles descobriram que na parte oeste do Lago Vostok existem muitas baías, baías, penínsulas. É raso, em contraste com o leste, que tem uma borda costeira íngreme de águas profundas.
O fundo desta bacia de água doce curvado em crescente tem um relevo bastante acidentado, a profundidade em alguns pontos chega a 1200 m. Como os resultados da varredura térmica da superfície mostraram, a temperatura da água no lago é bastante elevada - aproximadamente de + 10 ° a + 18 ° C. E estudos recentes de cientistas japoneses e americanos mostram que o lago é dividido por um recife em duas áreas independentes, cada uma das quais pode ter seu próprio ambiente microbiológico único.
Agora, 77 lagos foram descobertos sob a camada de gelo da Antártica. Mas o maior deles é o Lago Vostok. E sua singularidade reside no fato de que as águas do lago foram completamente isoladas do contato direto com a atmosfera, com o sol, os ventos e a vida na superfície por vários milhões de anos pela espessura do gelo. Isso significa que a composição biológica e química da água permaneceu inalterada durante todo esse tempo. Muitos dos pesquisadores acreditam que formas de vida únicas podem habitar a água ancestral. O lago Vostok difere na força da gravidade: os pesquisadores estavam convencidos de que a gravidade é mais fraca em corpos d'água de águas profundas, porque a densidade da água é a metade da densidade de uma pedra.
Voando ao redor do lago de avião, os cientistas compilaram um mapa de seu fundo. O trabalho mostrou que o lago contém cerca de 5,4 mil quilômetros cúbicos de água - aproximadamente 5% do abastecimento total de água doce do mundo. Também foi sugerido que o Lago Vostok está localizado em uma falha de fenda na crosta terrestre. Então, é provável que processos próximos aos vulcânicos ocorram em seu fundo, com a erupção dos fluxos de sal. Portanto, nas camadas inferiores, a água pode ser salgada. E de cima, devido ao degelo da geleira, a água provavelmente é fresca.
Os dados obtidos também permitiram aos cientistas determinar a altura (nível) da superfície livre da água. Descobriu-se que está 3.100 m acima do nível do mar, ou seja, a água do Lago Vostok não tem contato direto com o oceano que circunda a Antártica por todos os lados. Além disso, acima da superfície da água, há uma abóbada abobadada de centenas de metros de altura, cheia de ar antigo.
Por que as geleiras estão derretendo em uma temperatura tão baixa? A resposta científica para a pessoa não treinada pode explicar pouco. Mas, em resumo, é assim. Seguindo o glaciologista russo I. Zotnikov, cientistas da Universidade de Bristol realizaram em 2000 uma pesquisa de radar tripla do lago.
Descobriu-se que perto de suas periferias oeste e norte, apesar das baixas temperaturas, quase 10 centímetros de camada de gelo derrete todos os anos (a temperatura de derretimento é mais baixa do que o normal devido à alta pressão do manto de gelo que fica no topo!). É ainda mais simples - a calota polar atua como uma garrafa térmica e o calor da Terra derrete o gelo. Posteriormente, a água derretida congela novamente na base da cobertura de gelo, aumentando-a de baixo, mas já nas margens opostas. Assim, as águas do Lago Vostok estão circulando lentamente e o ciclo completo de sua renovação, de acordo com as estimativas dos pesquisadores, leva de 15 a 30.000 anos.
No início dos anos 70 do século passado, quando havia apenas suposições sobre a existência do lago, um projeto de perfuração de gelo profundo começou na estação Vostok. Inicialmente, o objetivo principal da perfuração profunda era obter um núcleo de gelo contínuo - uma coluna cilíndrica de gelo - uma espécie de fatia de geleira, cujo estudo possibilitou reconstruir todas as mudanças climáticas em nosso planeta nos últimos 420 mil anos, registradas em camadas de gelo acumulado.
Em 1959, o chefe da estação Vostok, VS Ignatov, conseguiu atingir uma profundidade de 40 metros com a ajuda de uma furadeira térmica. Um ano depois, a furadeira térmica, projetada por I. A. Zotikov, avançou 10 metros a mais. Devido à tecnologia imperfeita, não foi possível obter resultados mais impressionantes então - a broca simplesmente congelou no gelo. A situação mudou com a chegada de especialistas do Instituto de Mineração de Leningrado, em 1967, que perfuraram gelo durante três décadas na estação Vostok, tendo conseguido penetrar fundo nas camadas de gelo a 3623 m.
Os cientistas obtiveram dados precisos sobre as mudanças no clima nos últimos 420.000 anos. Assim, recebemos informações sobre quatro ciclos climáticos completos na Terra. Mas foi esse poço que se tornou o assunto da discussão. Quando pesquisadores russos começaram a aprofundar o poço, descobriram que o gelo de origem não atmosférica, segundo a análise isotópica, estava abaixo da profundidade de 3.543 m. Como disse Valery Lukin, o gelo atmosférico é formado a partir da queda da neve, que, com seu próprio peso, se transforma em firn e, posteriormente, em gelo. Mas o gelo do poço foi claramente formado como resultado do congelamento da água.
Com base nisso, o citado Igor Zotikov propôs uma nova teoria. Com base na hipótese da existência do supercontinente Gondwana (incluía África, América do Sul, Ásia, Austrália e, possivelmente, Antártica, que, posteriormente se dividiu, começou a vagar ao redor do globo e posteriormente assumiu a posição atual), ele sugeriu que o Lago Vostok apareceu pouco antes da glaciação da Antártica, que começou depois que o continente escorregou para o pólo frio. As águas do lago recém-formado foram cobertas de gelo junto com todo o continente. De acordo com pesquisadores russos, a espessura do gelo do lago acima da água é de 210 m. O acadêmico Zotikov sugeriu que esse é o próprio valor de equilíbrio pelo qual uma onda de frio não pode penetrar por 50 milhões de anos.
1994 - os glaciologistas russos perfuraram três quartos do caminho até o lago, estudando os 400 mil anos da história climática da Terra, registrada em camadas de gelo em crescimento. Amostras tiradas muito perto da "cúpula" mostram a presença de micróbios (incluindo aqueles anteriormente desconhecidos pela ciência), nutrientes e vários gases, incluindo metano. Em outras palavras, todos os sinais típicos de processos biológicos foram encontrados agora, talvez, ocorrendo em um ecossistema completamente isolado. Ou seja, é uma "cápsula do mundo antigo" única, abrindo-se a qual os cientistas serão capazes de resolver muitos dos mais complexos problemas não resolvidos da história da Terra.
O recorde russo de perfuração superprofundada ainda não foi quebrado: os russos conseguiram atingir a marca proibitiva de 3623 m (especialistas de outros países ainda não superaram a barreira de 2500). No entanto, as amostras de gelo extraídas em 1998 dessa profundidade foram divididas igualmente por cientistas da Rússia, América e França. Chegando a esse ponto, os estudos foram estabelecidos. O equipamento russo poderia ter avançado mais, mas a perfuração foi interrompida devido ao perigo de amostragem não estéril, que poderia danificar o único sistema remanescente do lago. De fato, em um nicho natural isolado por centenas de milhares de anos, seu próprio equilíbrio biológico se desenvolveu.
O que pode acontecer quando o ar atmosférico saturado com microflora moderna chega com os boers? Uma expansão inesperada teria consequências irreparáveis? E alguns dos países até pedem para não invadir o desconhecido. E se daí, da escuridão milenar, emergisse alguma "praga do século XXI"?
Por uma série de razões físicas, existe uma suposição de que o Lago Vostok está supersaturado com gases (em particular, oxigênio), e os microorganismos que se adaptaram a essas condições podem ter propriedades únicas. Uma colisão descuidada de dois mundos pode levar a um conflito, e não se sabe quem pode sair disso como um vencedor: os micróbios do Lago Vostok podem sofrer com a invasão de microorganismos da biosfera terrestre, mas nós, teoricamente, também podemos ser a vítima.
Portanto, em 1998, em uma reunião do SCAR - Comitê Científico Internacional para Pesquisa Antártica - foi decidido interromper a perfuração. “É muito valioso experimentar o lago”, avisa Keenan Ellis-Evans, microbiologista de Cambridge, no Reino Unido.
No entanto, mesmo estando completamente sem solução, o Lago Vostok já apresentou à ciência muitas informações valiosas. Por exemplo, seu modelo proposto impressionou os astrônomos com uma semelhança com as condições naturais de Marte. Sabe-se que o pólo norte do planeta vermelho também é coberto por uma geleira gigante. E milhões de anos atrás, Marte, como a Terra, experimentou mudanças bruscas na inclinação do eixo de rotação. Em outras palavras, as áreas que agora são pólos de frio em ambos os planetas tinham um clima muito mais quente no passado.
Então, a hipótese de que nosso vizinho do espaço também tem lagos polares semelhantes ao Lago Vostok torna-se bastante plausível. E se a vida é encontrada sob as geleiras da Antártica, por que não ser encontrada em Marte? Até a Agência Espacial Nacional dos Estados Unidos está seriamente interessada no problema do lago da Terra, comparando-o com o oceano da Europa, a lua de Júpiter.
Acontece que o lago subglacial na Terra é um campo de testes ideal para testar a tecnologia de penetração sob o gelo na Europa, onde o oceano é pelo menos coberto por uma camada de gelo de 20 quilômetros, e o lago Vostok tem “apenas” 4 quilômetros de comprimento. Mas os problemas continuam os mesmos. Como não trazer "sujeira" (bactérias terrestres) para a lua de Júpiter, como romper o gelo, como garantir a transmissão de um sinal do veículo subaquático para a superfície?
O núcleo antártico tornou possível julgar as mudanças climáticas globais que ocorreram no planeta nas últimas centenas de milhares de anos. De acordo com a proporção de isótopos de oxigênio nas bolhas de ar, os cientistas determinaram a mudança no conteúdo de dióxido de carbono na atmosfera nos últimos meio milhão de anos. Já se sabe com segurança que mudou - e muito. E o mais importante - sem qualquer participação humana! Mas é justamente o "efeito estufa" causado pelo desenvolvimento da civilização humana que os proponentes do aquecimento global explicam o aumento das temperaturas atmosféricas médias. Estudos demonstraram que a atividade vulcânica ou, digamos, incêndios florestais gigantescos, emitiu muito mais monóxido de carbono na atmosfera.
Além disso. De acordo com o acadêmico A. Kapitsa, a princípio a temperatura da atmosfera subiu, e então o conteúdo de dióxido de carbono aumentou, e não vice-versa! Em uma palavra, eles já estão fazendo descobertas incríveis! Traços de DNA foram encontrados em um núcleo de gelo da Antártica retirado de uma profundidade de 3.543 m. “Os pesquisadores perceberam imediatamente que estavam lidando com uma única 'relíquia natural', disse V. Lukin, chefe da expedição russa do Instituto do Ártico e Antártico. O DNA encontrado, que não coincide com os organismos terrestres, é uma confirmação disso. Os especialistas em biologia molecular também estão convencidos de que esse tipo de DNA não está nos catálogos da ciência mundial”.
A pesquisa está em pleno andamento e traz novas descobertas. Em um núcleo de lago de gelo de um poço, biólogos moleculares do Instituto de Física Nuclear de São Petersburgo descobriram três tipos de bactérias termofílicas mortas, desconhecidas para a ciência. Suas contrapartes modernas se desenvolvem em fontes hidrotermais em regiões ativas dos oceanos e continentes a temperaturas de + 40–60 ° C. Conclui-se que antes as águas do lago Vostok eram mais quentes do que todos os mares do sul modernos.
O microbiologista russo S. Abyzov, como resultado de estudos centrais do poço mais profundo da Antártica, provou que os microrganismos existem em estado de animação suspensa no gelo até os horizontes mais profundos. Até agora, acredita-se que a vida que pode ser encontrada na água do lago ou em seus sedimentos de fundo também é limitada por microorganismos. Ao mesmo tempo, nenhum dos que são conhecidos hoje poderia existir por tempo suficiente nesta água.
De acordo com V. Lukin, esse evento, em termos de significado científico, só pode ser comparado ao pouso de um homem na lua. Cerca de 130 metros são deixados para a superfície do lago. “Esperamos cobrir essa distância em três trimestres de inverno”, disse V. Lukin.
A camada de água do lago separa apenas 130 metros de gelo do fundo do poço. O que está esperando pela humanidade atrás desta pequena ponte?
V. Syadro, T. Iovleva
