Загадки озера Восток. Часть 1.
фото с сайта: http://www.meteovesti.ru/
Озеро Восто́к - крупнейшее подлёдное озеро в Антарктиде
Российский математик, уроженец вятской земли Вячеслав Шалагинов утверждает, что под толстым (3-4 километровым) слоем льда Центральной Антарктиды находится мощный слой сжатого воздуха.
Подробности этого сенсационного заявления изложены в двух вышедших в 2015 году в издательстве «Голос-Пресс» книгах В. Шалагинова:
1) Полярники России, М., 2015, Голос-Пресс, 344 с.
2) Загадки озера Восток, М., 2015, Голос-Пресс, 102 с.
Утверждение сделано на основании следующих фактов:
Факт первый последствия взрыва тонны тротила в 3-ю САЭ на станции Советская
Об этом факте написано в книге Игоря Зотикова «Антарктида. Дорога к озеру Восток» (М., Голос-Пресс, 2008): «...на заседании советского комитета по Антарктике в 1963 году, руководитель третьей советской антарктической экспедиции Е.И. Толстиков, руководивший санно-тракторным походом к Полюсу относительной недоступности (станция Советская), взволнованно заметил:
- По завершении нашего похода мы решили взорвать остатки неиспользованных взрывчатых веществ, предназначенных для сейсмических работ, примерно около тонны. После взрыва мы испугались, так как поверхность льда под ногами стала ходить взад и вперед, и изнутри раздались громкие, как бы предупреждающие об опасности, звуки. Мы почувствовали себя так, как будто мы находились на крыше купола, пустого внутри; и крыша, и купол были сильно повреждены взрывом. Мы почувствовали, что можем сейчас провалиться в пустоту... »
Факт второй Официально опубликованные результаты проникновения бурильщиков Санкт- Петербургского горного института под руководством профессора Н.И. Васильева в антарктическое подледниковое озеро Восток 5 февраля 2012 года и 25 января 2015 года
5 февраля 2012 года установка теплового бурения Санкт- Петербурского горного института под руководством профессора Н.И. Васильева после 40 с лишним лет напряженного труда на глубине 3769,3 м, наконец-то, проникла в подледниковое озеро Восток... При этом произошло непонятное, непредсказуемое явление - по официальным данным бурильщиков, хлынувшая в скважину вода вместо запланированных 50 метров поднялась почти на 600 метров выше границы лед - вода. Сразу при получении сигнала о соприкосновении бура с водой озера бурильная установка была поднята на поверхность... При этом по непонятным причинам информация о детальном проникновении в воды озера Восток перестала поступать в средства массовой информации. Стало ясно, что эксперимент пошел по явно не запланированному пути. Для «бесспорно чистого» забора воды из уникального водоема потребуется еще одно проникновение в озеро...
25 января 2015 года было осуществлено вторичное проникновение в озеро Восток. После этого 26 января 2015 года в СМИ было опубликовано сообщение заместителя директора ААНИИ, начальника РАЭ Лукина Валерия Владимировича: НОВЫЙ ШАГ К НЕИЗВЕДАННОМУ (к проникновению в подледниковое озеро Восток 25 января 2015 г.)
Почти три года назад 5 февраля 2012 года российские специалисты первыми в мире осуществили проникновение в подледниковый антарктический водоем - озеро Восток. Это событие, произошедшее на буровом комплексе российской внутриконтинентальной станции Восток, получило широкий общественный и научный резонанс в нашей стране и за рубежом и часто сравнивалось с достижениями первопроходцев в космических исследованиях.
С помощью уникальной отечественной технологии, разработанной в Санкт-Петербургском Национальном минерально-сырьевом университете, в леднике толщиной 3769 м была пробурена самая глубокая из всех ледяных скважин, когда-либо пробуренных на земле, а вода из поверхностного слоя подледникового озера поднялась вверх, как это и было предсказано разработчиками экологически чистого проникновения в озеро Восток.
Предусмотреть все детали этого события было практически невозможно по целому ряду причин, т.к. точно не была известна толщина ледника, на станции закончились запасы фреона-утяжелителя заливочной буровой жидкости, и неотвратимо надвигались сроки заключительного в том антарктическом сезоне рейса самолета на береговую станцию Прогресс. Кроме того, следует помнить, что исполнителям этого бурового проекта было не с кем посоветоваться - они самостоятельно делали свой первый шаг в неизведанное.
Как предполагалось в теоретических расчетах, в результате контакта снаряда с поверхностью озера, вода из него должна была подняться по стволу скважины на 60¬80 м, а на самом деле поднялась на 592,6 м, а потом опустилась до уровня 363 м от раздела «лед - вода» (глубина от поверхности ледника 3406 м). Вероятной причиной такого явления мы считаем: чрезвычайно большую скорость подъема снаряда из скважины, когда он выполнял роль своеобразного поршня, засасывающего воду из озера, и наличие гидроразрыва на боковой стенке скважины, через который смесь керосина с фреоном вылилась в фирн...
В летнем сезоне 2012-2013 гг. с глубины 3406 м началось бурение «свежезамороженного» керна льда, образованного из воды, поднявшейся наверх по стволу скважины. В связи с отклонением бурового снаряда от ствола старой скважины, данный «свежезамороженный» керн закончился на отметке 3460 м, после чего снаряд вошел в боковую стенку скважины.
За прошедшие два сезона 2012-2013 гг. и 2013-2014 гг. в результате работ бурового отряда российской антарктической экспедиции была достигнута глубина забоя скважины 3724 м. (То есть пройдено за два года 318 метров - В.Ш.). Таким образом до границы «лед - вода» оставалось 45 м ледника.
Эти работы были возобновлены в сезоне 2014-2015 гг. в середине декабря 2014 г. 14 января 2015 года бурение было остановлено на отметке глубины 3765 м - в четырех метрах от водной толщи озера. С 15 по 21 января в скважине были проведены измерения вертикального распределения плотности заливочной жидкости, температуры и давления по всей глубине скважины, в заливочную жидкость нижних горизонтов скважины добавлено 4 бочки фреона Р- 141Ь. Кроме того, было испытано специальное разработанное пробоотборное оборудование и выполнена видеосъемка состояния боковых стенок ледяной скважины. 22 января буровые работы на станции Восток планировалось возобновить, однако были обнаружены технические неисправности в буровом снаряде, которые удалось устранить только к концу дня 23 января. Утром 24 января продолжилось бурение последних метров ледника. К концу второй 8-часовой смены на поверхность было поднято два ледяных керна длиной по 1 м с небольшим. На ночное время работы были остановлены. На этот момент глубина скважины составляла 3767,57 м.
...Утром 25 января 2015 г. буровые операции были продолжены. В этот день было выполнено два буровых рейса с получением ледяного керна. После первого рейса на поверхность был поднят керн длиной 0,87 м, а после второго
- 0,71 м. Одновременно во втором рейсе было осуществлено повторное после 5 февраля 2012 г. экологически чистое проникновение в подледниковое озеро Восток. Более легкая, чем вода, буровая жидкость по законам физики не может внедряться в реликтовые воды озера, а специально созданный на поверхности скважины дефицит давления заливочной жикости приводит приводит к подъему воды из поверхностного слоя озера вверх по стволу скважины.
Данные измерения толщины ледника по суммарной длине ледяного керна составили 3769,15 м, что на 15 см меньше (3769,3 м) зафиксированной аналогичным способом толщины ледника три года назад. Это обстоятельство связано с другим наклоном ствола скважины от вертикали.
В результате проникновения, как это и предусматривалось разработчиками данной технологии, верхний уровень заливочной буровой жидкости в скважине (смесь керосина и фреона плотностью 0,91 г/куб. см, равной плотности льда) поднялся на 25 м.
Величина подъема воды в скважине из подледникового озера может быть измерена не раньше, чем спустя двое-трое суток после ее замерзания. Данная информация была отправлена со станции Восток в 18 час. 10 мин. 25 января 2015 г.. после того, как буровой снаряд был извлечен из скважины и была измерена длина заключительного отрезка ледяного керна.
Заместитель директора ААНИИ, начальник РАЭ Лукин В.В.
26.01.2015 г.
Исторически сразу же после появления официального сообщения о проникновении в озеро Восток 5 февраля 2012 года у автора возникли НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ,
ДОГАДКИ, ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ, которые приобрели большую ясность во время встречи с руководителем проекта профессором Н.И. Васильевым в 2012 году. Началось ожидание момента вторичного проникновения озеро.
Однако научные комментарии В.В. Лукина 26 января 2015 года к вторичному проникновению в озеро не дали внятного ответа на самый главный вопрос: «Почему вода озера в скважине 5 февраля 2012 года поднялась вместо предполагаемых 50, на высоту 600 метров?»
В то же время ответы на вопросы, вытекающие из главного: 1) «Куда делся поднятый наверх из скважины керосин?», 2) «Каков объем этого керосина» и 3) «Почему этого не смогли (и даже не попытались) предусмотреть и рассчитать заранее?» для многих, даже не сведущих в гляциологии людей, по мнению автора, были очевидны.
Керосин из скважины вылился прямо на лед около буровой вышки. Поэтому фото бурильщиков 5 февраля 2012 года и сделано вдали от установки 5 Г-1, поскольку прилегающие ее окрестности оказались не совсем пригодны для съемок.
Объем вылившейся на лед смеси фреона и керосина равен объему верхней части цилиндра скважины диаметром 0,16 м и высотой 600 метров. В итоге получается, что должно вылиться (или частично смешаться с водой озера) порядка 13 кубометров керосина с фреоном.
Ответ на вопрос: «Почему не смогли рассчитать заранее и не предусмотрели?» - тоже был очевиден: бурильщики выполняли чисто механическую работу, не вдаваясь в подробности того, «что может находиться под четырехкилометровым антарктическим льдом в зоне постоянного придонного таянья?»
Объяснение Валерия Лукина: «Вероятной причиной такого явления мы считаем: чрезвычайно большую скорость подъема снаряда из скважины, когда он выполнял роль своеобразного поршня, засасывающего воду из озера, и наличие гидроразрыва на боковой стенке скважины, через который смесь керосина с фреоном вылилась в фирн...» - не выдерживает критики. Потому что трос, рассчитанный на подъем керна длиной 13 м весом не более 200 кг не в состоянии выдержать подъема 13 кубометров засосанной воды весом в 13 тонн.
При этом автору бросалась в глаза одна из лежащих на поверхности версий: в точке проникновения в озеро между льдом и поверхностью воды находился воздушный пузырь, который и явился причиной поднятия чистого слоя керосина с фреоном на высоту 600 метров! При этом именно пузырь создавал в скважине дополнительную сверхсилу, которая и подняла тонны керосина с фреоном на 600 м. Вода озера лишь за счет своего избыточного давления не смогла бы подняться и на 100 метров, замерзнув в узкой 16-сантиметровой трубе.
Опубликованная в открытой печати и отчетах антарктических экспедиций в первой половине 60-х годов гипотеза ученого-гляциолога Игоря Зотикова о постоянном придонном подледниковом таянии льда в толстых ледяных слоях Центральной Антарктиды давала описание механизма образования пузырей сжатого под толстым слоем антарктического льда в местах так называемого этого самого «постоянного придонного таянья»: «Первоначально этот лед был образован на поверхности ледникового покрова за счет выпадения и накопления снега. Во время снегопадов на поверхности образовывался слой, который сначала превращался в зернистый лед - фирн, а затем, постепенно уплотняясь, в кристаллический глетчерный лёд. Измеренная плотность льда на границе лёд - фирн была относительно низкой, т.к. во льду было много разрозненных пузырьков воздуха. Плотность чистого льда без пузырьков получалась примерно на 20 % выше...»
Это означало, что каждый объем воды, полученной из растаявшего у дна ледника льда содержит не менее 15% воздуха, при давлении, соответствующем поверхности ледникового покрова (около 300 бар)...
Рис. 6. Предполагаемое проникновение в озеро Восток 5 февраля 2012 г. Схема (а) описывает состояние скважины до момента проникновения; в - состояниескважины вскоре после проникновения, когда движущиеся вверх расширяющиеся пузыри начали выдавливать керосин с фреоном.
1 - смесь керосина и фреона; 2 - воздушный пузырь; 3 - вода озера
Восток
То есть напрашивался вывод - в местах постоянного придонного таянья антарктического ледника количество полученного при таянье льда сжатого воздуха прямо пропорционально времени существования этого ледника в теперешнем его состоянии.
В переводе на доступный язык это означает, что подо льдом Центральной Антарктиды в зоне постоянного придонного таянья время существования имеющего ныне место быть процесса превращения выпавшего на поверхность снега сначала в фирн, затем в лед и в конце концов в подледниковую воду можно определить по количеству сжатого воздуха, находящегося под толстым (3-4 километровым) слоем льда Центральной Антарктиды.
К сожаленью, И.А. Зотиков, объяснив сам механизм образования, не пошел дальше - не уделил внимания вопросу, чем чревато наличие мощных пузырей сжатого воздуха подо льдом Антарктиды, как этот факт может влиять на поведение огромного ледяного массива в целом.
Рис. 7. Содержимое нижней частискважины после проникновения бура в воды озера Восток 5 февраля 2012 г. Схема (а) по описанию бурильщи¬ков; схема в - по гипотезе Вячеслава Шалагинова. Где 1 - смесь кероси¬на и фреона; 2 - вода озера Восток в жидком и твердом виде;
3 - «ледяная каша» из смеси керосина, фреона и захваченной движущи¬мися верх пузырями полузастывшей воды озера неизвестной высоты.
Продолжение тут.
Опубликовано по просьбе Вячеслава Шалагинова.