Загадки озера Восток. Часть 2
Продолжение. Начало тут.
Озеро Восток. Снимок из космоса
ГИПОТЕЗА ВЯЧЕСЛАВА ШАЛАГИНОВА
Подледниковому озеру Восток «достаточно много» миллионов лет. Поэтому над его поверхностью за «эти годы» скопилось «достаточно много» не растворенного в водах озера сжатого воздуха. Сами же воды озера в достаточной степени насыщены образовавшимися из находящегося под большим давлением воздуха крио- и газо-гидратами.
5 февраля 2012 года наши бурильщики при проникновении в озеро Восток наткнулись именно на один ли несколько воздушных пузырей, на которые по закону Архимеда действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной телом. Пузыри (пузырь) устремились в скважину, сначала вместе с водой озера, а потом, оторвавшись от воды, самостоятельно помчались вверх по трубе сквозь слой керосина с фреоном. При этом каждый движущийся вверх пузырь за счет постепенного снижения наружного давления постепенно увеличивался в объеме и, давя снизу на столб керосина с фреоном, заставлял эту незамерзающую смесь выливаться через верх трубы, сначала в приготовленный резервуар, а потом прямо на снег около бурильной установки.
Анализируя опубликованные прессой «данные» бурильщиков о поднятии, якобы самой воды озера, в трубе на 600 м, я считаю эти «данные» необоснованными. Поскольку непонятно, как и какими приборами могли бурильщики измерить до какого уровня поднялась в трубе чистая вода озера? Скорей всего, не знают они этот уровень подъема воды в трубе и до настоящего времени. Этот вывод «о поднятии воды озера в скважине на 600 м» был сделан, видимо, на основании измеренного объема вылитой на снег 5 февраля 2010 года смеси керосина с фреоном, что в переводе на высоту «керосино-фреонового столба» и составило 600 метров.
При начальном же движении пузырей они потянули за собой в заливочную смесь и часть воды озера, в итоге на некоторых отрезках трубы могло произойти разбавление керосина водой озера, и вместо твердого льда там сейчас может находиться «ледяная каша».
То есть движущиеся кверху за счет выталкивающей силы «пузыри» вылили на снег столб смеси керосина с фреоном высотой в 600 метров. А когда при выходе на поверхность лопнул последний «пузырь», незамерзающая жидкость опустилась на 237 метров. Поэтому и пришлось потом доливать в трубу 237 метров смеси керосина с фреоном и объяснять сей факт «непонятным опущением замерзшей воды озера Восток» в скважине.
То есть «в поднятии 5 февраля 2012 года на 600 м воды озера» «виноваты» именно не до конца растворенные в воде пузыри сжатого воздуха. Какая часть сжатого воздуха, образовавшегося при таяньи льда, растворилась в воде озера, пока остается загадкой.
Озеро Восток. Фото с сайта Википедия.
600 метров скважины диаметром 0,16 м это порядка 13 кубометров находящего под толщей льда миллион лет воздуха, который представлял для науки, возможно, не меньшую ценность, чем сама вода озера. Этот воздух, конечно же, необходимо было собрать по технологиям сбора природного газа в нефтяных скважинах...
Чистая же вода озера тогда, 5 февраля, в узкой трубе замерзла на высоте порядка 50-80 метров от уровня озера, как и было предусмотрено по плану.
Зафиксированный 5 февраля 2012 г. факт поднятия смеси керосина и фреона на 600 м в скважине, безусловно, является открытием - на поверхности подледникового озера на глубине почти 4 километра присутствует «достаточно много» воздушных пузырей. Пока до конца непонятна природа их происхождения.
Согласно расчетам И. Зотикова, процент воздуха в антарктическом льду равен 15, значит, на каждый километр растаявшего льда этот слой при выходе на поверхность должен составлять порядка 150 метров. При этом, если лабораторным путем, создав аналогичные условия, вычислить процент растворения сжатого воздуха в воде озера, то на основании поднятия в скважине слоя керосина с фреоном на 600 м можно с достаточной точностью посчитать и сам возраст озера.
Сейчас считается (непонятно только, на каком основании), что озеру Восток два млн лет.
...При вторичном проникновении в озеро 25 января 2015 года это «стравленное» в данной точке 5 февраля 2012 года избыточное давление воздуха уже не возникло, и в результате вода оказалась на 15 см ближе... Именно эти недостающие 15 см и являлись 5 февраля 2012 г. толщиной воздушного слоя под скважиной...
При этом настораживает озвученный В.В. Лукиным в сообщении СМИ факт: «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».
Здесь прослеживается настойчивое желание доказать читающей публике, что именно вода озера, а не что-либо другое поднялось 5 февраля 2012 года в трубе на 600 метров от уровня озера. При этом сразу возникает вопрос: почему, пройдя 56 метров, буровой снаряд «решил вдруг» направить свои стопы в «боковую стенку скважины»?
Мне кажется, что именно 56 метров «этого керна» и являются источником объективной информации об истинных причинах поднятия «воды озера» на 600 метров в скважине 5 февраля 2012 года. На мой взгляд, это не «чисто застывшая вода озера», а нечто совсем другое...
В свете сказанного залив 25 января 2015 года в скважину нескольких бочек утяжеляющей жидкости является абсолютно бессмысленным.
Сегодня детальное научное расследование произошедшего может существенно обогатить гляциологию, поскольку имеется очень много опытных, полученных при бурении четырехкилометровой скважины данных по сравнению с началом 60-х годов XX века. Это:
1) данные точечного распределения температуры льда в толще ледника от его поверхности до воды озера, на основании которых можно построить по точкам более корректную, по сравнению с расчетами И. Зотикова, формулу зависимости температуры льда от расстояния до поверхности ледника;
2) уточнениеприведенной в трудах И.А. Зотикова расчетной карты областей Антарктиды, охваченных постоянным придонным таянием льда при разных значениях геотермического потока (например, статья Зотикова И.А.1963 г. в журнале «Природа»), на основании более точной формулы и соответственно кривых распределения температуры льда в толще ледника;
3) расстояние между скважинами в районе поверхности озера, пробуренными 5 февраля 2012 г. и 25 января 2015 г., которое опосредованно определяет минимальные размеры (площадь) воздушного пузыря (пузырей) над поверхностью озера;
4) отработка методики сбора и измерения (на основе данных 5 февраля 2012 года) выливающихся через верх трубы кубометров смеси керосина и фреона;
5) разработка на конце этой трубы устройства для сбора воздуха из подледниковых воздушных пузырей, содержащих информацию миллион- летней давности о климате Земли...
РЕЗЮМЕ
Вылившиеся 5 февраля 2012 года из скважины 600 м смеси керосина и фреона являются доказательством наличия воздушных пузырей под четырехкилометровым слоем льда над подледниковым озером Восток...
Исходя из того, что каждый объем растаявшего у дна ледника льда в зоне постоянного придонного таянья содержит порядка 15% воздуха, граница между ледником и подледниковой «сушей» также насыщена пузырями сжатого воздуха. Причем «этого воздуха» здесь гораздо больше, чем над поверхностью крупных подледниковых озер Антарктиды, где большая часть воздушных пузырей из-за огромного давления растворена в большой массе озерной воды.
Значит, массив антарктического льда как по «каткам» движется от границы ледораздела к морю по пузырям этого сжатого воздуха. Поскольку в большом объеме лед обладает свойством пластичности, ледяной каравай не просто движется из центра к краям как твердое тело, а растекается (Рис. 8).
При этом отдельные частички льда при движении от ледораздела к морю на протяжении многих тысяч лет совершают колебательные «вверх-вниз» движения. Сей факт подтверждает наличие захваченных движущимся ледником камней со дна подледникового ложа в отколовшихся от материка плавающих столовых айсбергах.
При этом немалую «помощь» в «прилипании» камней к массе постоянно ворочающегося в пространстве ледяного месива оказывают именно воздушные пузыри в зоне постоянного придонного таянья, выталкивающая сила которых движет наверх как сам пузырь, так и находящийся над ним камень.
Естественно, что при этом воздушные пузыри, как маленькие воздушные шары, постепенно расширяясь, поднимаются вверх от дна ледника, поскольку на них действует значительная подъемная сила. В итоге вся масса антарктического льда оказывается пронизана «капсулами воздуха под большим давлением». При приближении к поверхности ледяного панциря давление льда сверху уменьшается, и пузыри лопаются, создавая в леднике трещины глубиной в десятки метров.
Бесспорно, что в местах наличия большого количества сжатого воздуха между ледником и подледниковым ложе Антарктиды скорость движения массы льда из центра к окраинам существенно (по сравнению с местами, где отсутствует придонное таянье) возрастает...
Именно мощные воздушные пузыри, пронизывающие на разных высотах толщу льда под станцией Советская, где нет подледникового озера, а значит, практически отсутствует растворение воздуха в воде под большим давлением, и заставили в 1961 году трещать и качаться лед после взрыва тонны тротила, чем напугали начальника 3-й КАЭ Е.И. Толстикова и его коллег...
Рис.8. Схематическое строение ледника над «сухими» частями подледникового ложе в зонах постоянного придонного таянья.
1 - поверхность ледника, 2 - толща ледника, 3 - подледниковое ложе, 4 - пузыри сжатого воздуха,пронизывающие толщу ледника на разном расстоянии от поверхности, 5 - камни, поднятые со дна «месивом» льда и воздушных пузырей, 6 - запорошенные снегом трещины, образованные поступившими снизу и разорвавшимися вблизи поверхности пузярями сжатого воздуха
ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ ДЛЯ СЛЕДУЮЩИХ ПОКОЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ АНТАРКТИДЫ
При бурении четырехкилометровых скважин в центре Антарктиды в зоне постоянного придонного таянья по методике Санкт-Петербургского горного института с заливкой пробуренной части смесью керосина с фреоном при достижении буром ложе ледника подъем заливочной смеси может произойти не на 600 метров (как в случае озера Восток), а на гораздо (может быть в несколько раз) большую высоту.
Это произойдет потому, что при соприкосновении с подледниковым ложем насыщенный воздухом лед превратится в воду и в воздушные пузыри под большим давлением. При этом на участках «суши» вода удалится в пористый каменистый грунт, а пузыри воздуха останутся в гораздо больших количествах, чем над поверхностью подледниковых водоемов.
Количество пузырей сжатого воздуха над «сушей» может оказаться настолько большим, что будет довольно долго выходить наружу через образовавшуюся скважину. А в самые первые минуты с очень большой скоростью вынесет на поверхность ледника из скважины всю смесь керосина с фреоном.
Велика вероятность, что пузыри воздуха (как и камни, поднятые со дна ледника движущейся «бурлящей» ледяной массой) могут оказаться не только у дна, но и в самой толще ледника. Поэтому, на всякий случай, надо ожидать (хоть и незначительных, но резких) подъемов смеси керосина и фреона в скважине практически с самого начала бурения. Это будет чем-то напоминать скважину над месторождением природного газа, по которой вместо газа наверх пойдет воздух миллион-летней давности.
В случае озера Восток «этого» не произошло потому, что большая часть воздушных пузырей оказалась растворенной в воде водоема в виде крио- и газо- гидратов. Поэтому пузырей воздуха в месте проникновения в озеро оказалось намного меньше, чем это будет в месте проникновения над точкой «суши». К тому же при бурении над озером низ скважины оказался быстро закупоренным льдом, образовавшимся из поднявшейся вверх на 50-80 метров воды водоема.
Опубликовано по просьбе Вячеслава Шалагинова.
Озеро Восток. Снимок из космоса
ГИПОТЕЗА ВЯЧЕСЛАВА ШАЛАГИНОВА
Подледниковому озеру Восток «достаточно много» миллионов лет. Поэтому над его поверхностью за «эти годы» скопилось «достаточно много» не растворенного в водах озера сжатого воздуха. Сами же воды озера в достаточной степени насыщены образовавшимися из находящегося под большим давлением воздуха крио- и газо-гидратами.
5 февраля 2012 года наши бурильщики при проникновении в озеро Восток наткнулись именно на один ли несколько воздушных пузырей, на которые по закону Архимеда действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной телом. Пузыри (пузырь) устремились в скважину, сначала вместе с водой озера, а потом, оторвавшись от воды, самостоятельно помчались вверх по трубе сквозь слой керосина с фреоном. При этом каждый движущийся вверх пузырь за счет постепенного снижения наружного давления постепенно увеличивался в объеме и, давя снизу на столб керосина с фреоном, заставлял эту незамерзающую смесь выливаться через верх трубы, сначала в приготовленный резервуар, а потом прямо на снег около бурильной установки.
Анализируя опубликованные прессой «данные» бурильщиков о поднятии, якобы самой воды озера, в трубе на 600 м, я считаю эти «данные» необоснованными. Поскольку непонятно, как и какими приборами могли бурильщики измерить до какого уровня поднялась в трубе чистая вода озера? Скорей всего, не знают они этот уровень подъема воды в трубе и до настоящего времени. Этот вывод «о поднятии воды озера в скважине на 600 м» был сделан, видимо, на основании измеренного объема вылитой на снег 5 февраля 2010 года смеси керосина с фреоном, что в переводе на высоту «керосино-фреонового столба» и составило 600 метров.
При начальном же движении пузырей они потянули за собой в заливочную смесь и часть воды озера, в итоге на некоторых отрезках трубы могло произойти разбавление керосина водой озера, и вместо твердого льда там сейчас может находиться «ледяная каша».
То есть движущиеся кверху за счет выталкивающей силы «пузыри» вылили на снег столб смеси керосина с фреоном высотой в 600 метров. А когда при выходе на поверхность лопнул последний «пузырь», незамерзающая жидкость опустилась на 237 метров. Поэтому и пришлось потом доливать в трубу 237 метров смеси керосина с фреоном и объяснять сей факт «непонятным опущением замерзшей воды озера Восток» в скважине.
То есть «в поднятии 5 февраля 2012 года на 600 м воды озера» «виноваты» именно не до конца растворенные в воде пузыри сжатого воздуха. Какая часть сжатого воздуха, образовавшегося при таяньи льда, растворилась в воде озера, пока остается загадкой.
Озеро Восток. Фото с сайта Википедия.
600 метров скважины диаметром 0,16 м это порядка 13 кубометров находящего под толщей льда миллион лет воздуха, который представлял для науки, возможно, не меньшую ценность, чем сама вода озера. Этот воздух, конечно же, необходимо было собрать по технологиям сбора природного газа в нефтяных скважинах...
Чистая же вода озера тогда, 5 февраля, в узкой трубе замерзла на высоте порядка 50-80 метров от уровня озера, как и было предусмотрено по плану.
Зафиксированный 5 февраля 2012 г. факт поднятия смеси керосина и фреона на 600 м в скважине, безусловно, является открытием - на поверхности подледникового озера на глубине почти 4 километра присутствует «достаточно много» воздушных пузырей. Пока до конца непонятна природа их происхождения.
Согласно расчетам И. Зотикова, процент воздуха в антарктическом льду равен 15, значит, на каждый километр растаявшего льда этот слой при выходе на поверхность должен составлять порядка 150 метров. При этом, если лабораторным путем, создав аналогичные условия, вычислить процент растворения сжатого воздуха в воде озера, то на основании поднятия в скважине слоя керосина с фреоном на 600 м можно с достаточной точностью посчитать и сам возраст озера.
Сейчас считается (непонятно только, на каком основании), что озеру Восток два млн лет.
...При вторичном проникновении в озеро 25 января 2015 года это «стравленное» в данной точке 5 февраля 2012 года избыточное давление воздуха уже не возникло, и в результате вода оказалась на 15 см ближе... Именно эти недостающие 15 см и являлись 5 февраля 2012 г. толщиной воздушного слоя под скважиной...
При этом настораживает озвученный В.В. Лукиным в сообщении СМИ факт: «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».
Здесь прослеживается настойчивое желание доказать читающей публике, что именно вода озера, а не что-либо другое поднялось 5 февраля 2012 года в трубе на 600 метров от уровня озера. При этом сразу возникает вопрос: почему, пройдя 56 метров, буровой снаряд «решил вдруг» направить свои стопы в «боковую стенку скважины»?
Мне кажется, что именно 56 метров «этого керна» и являются источником объективной информации об истинных причинах поднятия «воды озера» на 600 метров в скважине 5 февраля 2012 года. На мой взгляд, это не «чисто застывшая вода озера», а нечто совсем другое...
В свете сказанного залив 25 января 2015 года в скважину нескольких бочек утяжеляющей жидкости является абсолютно бессмысленным.
Сегодня детальное научное расследование произошедшего может существенно обогатить гляциологию, поскольку имеется очень много опытных, полученных при бурении четырехкилометровой скважины данных по сравнению с началом 60-х годов XX века. Это:
1) данные точечного распределения температуры льда в толще ледника от его поверхности до воды озера, на основании которых можно построить по точкам более корректную, по сравнению с расчетами И. Зотикова, формулу зависимости температуры льда от расстояния до поверхности ледника;
2) уточнениеприведенной в трудах И.А. Зотикова расчетной карты областей Антарктиды, охваченных постоянным придонным таянием льда при разных значениях геотермического потока (например, статья Зотикова И.А.1963 г. в журнале «Природа»), на основании более точной формулы и соответственно кривых распределения температуры льда в толще ледника;
3) расстояние между скважинами в районе поверхности озера, пробуренными 5 февраля 2012 г. и 25 января 2015 г., которое опосредованно определяет минимальные размеры (площадь) воздушного пузыря (пузырей) над поверхностью озера;
4) отработка методики сбора и измерения (на основе данных 5 февраля 2012 года) выливающихся через верх трубы кубометров смеси керосина и фреона;
5) разработка на конце этой трубы устройства для сбора воздуха из подледниковых воздушных пузырей, содержащих информацию миллион- летней давности о климате Земли...
РЕЗЮМЕ
Вылившиеся 5 февраля 2012 года из скважины 600 м смеси керосина и фреона являются доказательством наличия воздушных пузырей под четырехкилометровым слоем льда над подледниковым озером Восток...
Исходя из того, что каждый объем растаявшего у дна ледника льда в зоне постоянного придонного таянья содержит порядка 15% воздуха, граница между ледником и подледниковой «сушей» также насыщена пузырями сжатого воздуха. Причем «этого воздуха» здесь гораздо больше, чем над поверхностью крупных подледниковых озер Антарктиды, где большая часть воздушных пузырей из-за огромного давления растворена в большой массе озерной воды.
Значит, массив антарктического льда как по «каткам» движется от границы ледораздела к морю по пузырям этого сжатого воздуха. Поскольку в большом объеме лед обладает свойством пластичности, ледяной каравай не просто движется из центра к краям как твердое тело, а растекается (Рис. 8).
При этом отдельные частички льда при движении от ледораздела к морю на протяжении многих тысяч лет совершают колебательные «вверх-вниз» движения. Сей факт подтверждает наличие захваченных движущимся ледником камней со дна подледникового ложа в отколовшихся от материка плавающих столовых айсбергах.
При этом немалую «помощь» в «прилипании» камней к массе постоянно ворочающегося в пространстве ледяного месива оказывают именно воздушные пузыри в зоне постоянного придонного таянья, выталкивающая сила которых движет наверх как сам пузырь, так и находящийся над ним камень.
Естественно, что при этом воздушные пузыри, как маленькие воздушные шары, постепенно расширяясь, поднимаются вверх от дна ледника, поскольку на них действует значительная подъемная сила. В итоге вся масса антарктического льда оказывается пронизана «капсулами воздуха под большим давлением». При приближении к поверхности ледяного панциря давление льда сверху уменьшается, и пузыри лопаются, создавая в леднике трещины глубиной в десятки метров.
Бесспорно, что в местах наличия большого количества сжатого воздуха между ледником и подледниковым ложе Антарктиды скорость движения массы льда из центра к окраинам существенно (по сравнению с местами, где отсутствует придонное таянье) возрастает...
Именно мощные воздушные пузыри, пронизывающие на разных высотах толщу льда под станцией Советская, где нет подледникового озера, а значит, практически отсутствует растворение воздуха в воде под большим давлением, и заставили в 1961 году трещать и качаться лед после взрыва тонны тротила, чем напугали начальника 3-й КАЭ Е.И. Толстикова и его коллег...
Рис.8. Схематическое строение ледника над «сухими» частями подледникового ложе в зонах постоянного придонного таянья.
1 - поверхность ледника, 2 - толща ледника, 3 - подледниковое ложе, 4 - пузыри сжатого воздуха,пронизывающие толщу ледника на разном расстоянии от поверхности, 5 - камни, поднятые со дна «месивом» льда и воздушных пузырей, 6 - запорошенные снегом трещины, образованные поступившими снизу и разорвавшимися вблизи поверхности пузярями сжатого воздуха
ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ ДЛЯ СЛЕДУЮЩИХ ПОКОЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ АНТАРКТИДЫ
При бурении четырехкилометровых скважин в центре Антарктиды в зоне постоянного придонного таянья по методике Санкт-Петербургского горного института с заливкой пробуренной части смесью керосина с фреоном при достижении буром ложе ледника подъем заливочной смеси может произойти не на 600 метров (как в случае озера Восток), а на гораздо (может быть в несколько раз) большую высоту.
Это произойдет потому, что при соприкосновении с подледниковым ложем насыщенный воздухом лед превратится в воду и в воздушные пузыри под большим давлением. При этом на участках «суши» вода удалится в пористый каменистый грунт, а пузыри воздуха останутся в гораздо больших количествах, чем над поверхностью подледниковых водоемов.
Количество пузырей сжатого воздуха над «сушей» может оказаться настолько большим, что будет довольно долго выходить наружу через образовавшуюся скважину. А в самые первые минуты с очень большой скоростью вынесет на поверхность ледника из скважины всю смесь керосина с фреоном.
Велика вероятность, что пузыри воздуха (как и камни, поднятые со дна ледника движущейся «бурлящей» ледяной массой) могут оказаться не только у дна, но и в самой толще ледника. Поэтому, на всякий случай, надо ожидать (хоть и незначительных, но резких) подъемов смеси керосина и фреона в скважине практически с самого начала бурения. Это будет чем-то напоминать скважину над месторождением природного газа, по которой вместо газа наверх пойдет воздух миллион-летней давности.
В случае озера Восток «этого» не произошло потому, что большая часть воздушных пузырей оказалась растворенной в воде водоема в виде крио- и газо- гидратов. Поэтому пузырей воздуха в месте проникновения в озеро оказалось намного меньше, чем это будет в месте проникновения над точкой «суши». К тому же при бурении над озером низ скважины оказался быстро закупоренным льдом, образовавшимся из поднявшейся вверх на 50-80 метров воды водоема.
Опубликовано по просьбе Вячеслава Шалагинова.