Ученые обнаружили в озере Восток неизвестный класс организмов
Исследование образцов воды, полученных в мае 2012 года из антарктического озера Восток, показало, что в нем обитают бактерии, которые нельзя отнести ни к одному из известных подцарств бактерий, сообщил РИА Новости сотрудник лаборатории генетики эукариот Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ) Сергей Булат.
«Неделю назад был закончен фактически последний анализ (будет еще один, но его результаты вряд ли что изменят). После исключения всех известных нам контаминантов (посторонних организмов)… была обнаружена ДНК бактерии, которая не совпала ни с одним из известных видов в мировых базах данных. Мы называем эту жизнь неидентифицируемой и неклассифицируемой. Приписать ее к какому-то известному подцарств бактерий не удалось», - сказал Булат.
Он пояснил, что ученые исследовали образцы воды, замерзшей на буровой коронке после проникновения в озеро. После исключения всех известных контаминантов осталось три вида бактерий, из них два также были «забракованы» как посторонние. «А вот третья находка оказалась интересной. Было выявлено семь клонов, то есть семь независимых фрагментов ДНК. Когда мы попытались идентифицировать эту ДНК, она не совпала ни с одним из известных видов. Уровень сходства составил меньше 86%. Это фактически «ноль» при работе с ДНК. Уровень 90% уже говорит о том, что организм неизвестный», - сказал Булат.
Затем ученые попытались отыскать «родственников» новой бактерии путем построения филогенетических деревьев - цепочек генетического родства. «И построение филогенетических деревьев не позволило… приписать ее ни к одному из известных около 40 подцарств», - сказал ученый. «Если бы ее (ДНК этой бактерии - ред.) нашли на Марсе, несомненно, заявили бы, что это жизнь с Марса. Хотя это земная ДНК», - добавил он.
Булат напомнил, что в мае из Антарктиды прибудут пробы чистой замерзшей воды. «Если из этой чистой воды мы снова выделим те же группы организмов, можно будет уверенно говорить, что мы нашли на Земле новую жизнь, которой нет нигде в базах данных», - сказал он.
Давайте вспомним немного подробней про это озеро …
Еще в начале 60-х годов наличие подледных озер было предсказано И. Зотиковым, который провел теплофизические расчеты, основанные на решении уравнения теплопроводности в леднике и показал, что по профилю от станции Мирный к станции Восток и далее к Южному географическому полюсу центральные области ледникового покрова Антарктиды находятся в условиях, когда отвод тепла от нижней поверхности ледника вверх из-за большой его толщины очень мал [Зотиков И.А.,1961] . В связи с этим часть геотермического потока должна постоянно затрачиваться на непрерывное таяние у границы лед-твердое ложе. Проще говоря ледяная шапка играет роль термоса, а тепло земли потапливает лед. Зотиков показал, что температура льда у его нижней границы равна температуре плавления (-2оС) при давлении у ложа более 300 атм. и следовательно талая вода в виде сравнительно тонкой пленки выдавливается в те места, где толщина ледника меньше, и намерзает там вновь, двигаясь к краям ледника уже в виде льда. В отдельных углублениях подледного ложа эта вода может скапливаться в виде озер под самой толстой центральной частью Антарктического ледяного щита. Эта вода должна быть богата кислородом, который доставляют постепенно опускающиеся в глубины верхние слои льда и снега. И очень может быть, что в этом подледниковом озере есть жизнь.
Через два года уже была составлена расчетная карта областей непрерывного таяния у ложа в центральной части ледникового покрова Антарктиды. Из карты следовало, что станции Восток, Амундсен-Скотт, Берд находятся в областях, где идет непрерывное донное таяние, и можно ожидать, что здесь существуют подледниковые озера [Zotikov I.A, 1963] и теория блестяще подтвердилась практикой.
Еще в 1959 и 1964 годах сейсмические исследования, проведенные молодым географом А.П. Капицей в Центральной Антарктиде, принесли неожиданные результаты. В районе станции «Восток» сигнал выдавал два пика отражения вместо одного - у отметок 3 730 и 4 130 м. Из этого можно было сделать вывод, что до глубины 3 730 м простирается толща ледника, а на глубине 4 130 м начинаются коренные горные породы Антарктиды. Но что находится между этими двумя отметками?Тогда эти 400 метров неизвестности решили считать менее плотными осадочными породами, нижнюю и верхнюю границы которых и зафиксировало «эхо» сейсмических волн. Теперь мы знаем уже наверняка, что сейсмические волны «наткнулись» не на осадочные отложения, а на водную толщу, превышающую 400 м.
Гусеничный тягач ДТ-30 («Ишимбай») с радиолокационным балком «Витязь»
В 1970-х годах Британский полярный институт имени Р. Скотта выполнил большую программу авиаполетов с зондированием радиоволнами ледников Центральной Антарктиды. На лентах радиозондирования маршруты в некоторых местах пересекали участки, где отражения подо льдом принимали своеобразный характер. Можно было предположить, что именно в этих точках полетные линии пересекали крупные скопления подледниковых вод, которые тогда, в 1970-х годах, и получили название подледных озер. А озеро, над которым располагалась станция Восток получило имя по имени станции.
Последующие годы исследований и сейсмологических измерений показали, что озеро Восток имеет огромные размеры. Длина озера около 250 км, ширина около 50 км, глубина до 750 м., площадь почти 20 тыс кв.км.
Это незамерзающее озеро, толщей льда полностью отрезано от прямых контактов с солнцем, ветрами и с жизнью на поверхности, причем, по некоторым подсчетам, озеро находится в изоляции около 14 миллионов лет. Как показывают результаты термического сканирования поверхности, температура воды в озере весьма высокая - примерно от 10 до 18 градусов по Цельсию, что явно свидетельствует о подземном источнике тепла. Кроме того, над поверхностью воды находится высокий, в сотни метров куполообразный свод, заполненный каким-то воздухом.
Первоначальной, основной целью глубинного бурения было получение непрерывного ледяного керна - цилиндрической колонки льда - своеобразного среза ледника, изучение которого позволило реконструировать все изменения климата нашей планеты за последние 420 тыс. лет, записанную в слоях нараставшего льда. Еще в 1959 году начальник станции «Восток» В.С. Игнатов при помощи термобура сумел достичь 40-метровой глубины. Годом позже термобур, сконструированный И.А. Зотиковым, смог пройти на 10 метров больше. Из-за несовершенства техники достичь более впечатляющих результатов тогда не удалось - бур попросту вмерзал в лед. Ситуация изменилась с приходом в 1967 году специалистов Ленинградского горного института, которые три десятка лет занимались бурением льда на станции «Восток», сумев углубиться в ледяную толщу на 3 623 м. .
Однако лед с глубин 3 551 и 3 607 принес удивительные микробиологические данные . Были обнаружены три вида термофильных бактерий, аналоги которых развиваются в гидротермальных источниках активных областей океанов и континентов при температурах 40-60°С. Найденные бактерии, по-видимому, обитают в горячих источниках на дне озера, используя для своей жизнедеятельности только неорганические соединения - водород, углекислый газ, тиосульфаты. Конечно, это только начальные результаты, но уже из них следуют важные и интересные заключения, позволяющие предположить, что гидротермальная деятельность в озере Восток в основном определяется местной циркуляцией талых вод в земной коре, когда они мигрируют вниз по разломам и трещинам на глубину нескольких километров, а затем возвращаются к поверхности озера, обогащенные неорганическими соединениями, служащими источником питания бактерий
Другими словами, обнаружены все типичные признаки биологических процессов и ныне, возможно, протекающих в полностью изолированной экосистеме. То есть это уникальная «капсула из далекого прошлого», открыв которую ученые могли решить множество сложнейших нерешенных проблем в истории нашей планеты.
Для избежания загрязнения реликтового озера в 1998 г. на заседании SCAR (Scientific Counsil for Antarctic Research) - международного научного комитета по антарктическим исследованиям было принято решение о приостановке бурения до выработки экологически безопасного способа проникновения в подледный водоем.
Станция Восток. На переднем плане буровая вышка скважины 5-Г
До озера оставалось 130 метров. Иностранные учёные были против той жидкости, которую наши учёные использовали при бурении. Они боялись загрязнения озера токсичными веществами. Тогда российские специалисты разработали другую технологию, исключающую любое загрязнение. Были учтены все замечания международных экспертов и работы возобновились. С 2004 по настоящее время шли сложные работы по бурению. Решалось множество возникающих проблем, включая обрыв троса-кабеля и потерю снаряда.
Результатов ждал весь научный мир. Например, по мнению учёных озеро Восток в Антарктиде является аналогом гигантского водоёма открытого на спутнике Юпитера. Если в экстремальных условиях подо льдом Антарктики возможна жизнь, то и на спутнике Юпитера Европе она тоже возможна.
Для справки: Учёными Петербургского института ядерной физики ведут испытания двух специальных зондов для физического и биохимического исследования воды из озера Восток. Кроме этого ими были разработаны озонаторы и гамма-излучатели, с помощью которых будут стерилизоваться научные инструменты и приборы погружаемые в скважину.
5 февраля 2012 года российские ученые, пробурив 3768 метров, наконец достигли поверхности подледникового озера.
Толщина льда над озером достигает трех с половиной - четырех километров. Водоем находится в 500 километрах от побережья материка, омываемого Индийским океаном.Точные координаты озера: 76 градусов и 30 минут южной широты, 102-106 градусов восточной долготы.Протяженность береговой линии озера составляет порядка тысячи километров, площадь водного зеркала составляет 15,5 тысячи квадратных километров. Объем озера - около 6,3 кубических километра.
Глубина варьируется от 650 метров до 1,2 километра.Ученые официально подтвердили факт проникновения в реликтовые воды и поделились подробностями Арктический и антарктический научно-исследовательский институт в среду официально подтвердил успех российских ученых в многолетней экспедиции по проникновению в подледниковое озеро «Восток», передает «Интерфакс».Как сообщила в среду пресс-служба Арктического и Антарктического научно-исследовательского института со ссылкой на начальника Российской антарктической экспедиции Валерия Лукина, проникновение в реликтовые воды подледникового озера Восток через глубокую ледяную скважину произошло 5 февраля в 20:25 по Москве.
Геофизический отряд Полярной экспедиции на озере Восток
«Накануне, 4 февраля на отметке глубины скважины 3 766 метров произошел контакт бурового снаряда с водной линзой. Свидетельством этому стал нижний участок ледяного керна, извлеченного с этой глубины - поверхность нижних 70 см керна была отглазирована так, как будто перед самым подъемом он был погружен в воду», - говорится в сообщении.
Следующий спуск бурового снаряда показал, что процесс бурения льда не продолжается: насос снаряда, предназначенный для откачки буровой жидкости, стал закачивать воду. При очередном подъеме снаряда в буровой комплекс было поднято около 30-40 литров воды, которая замерзла в процессе подъема.
Пробы свежезамороженной воды были собраны в специальную стерильную лабораторную посуду. После этой операции бурение ледника было продолжено, и на отметке 3769,3 метра на следующий день произошел контакт бурового снаряда с реальным водным телом подледникового озера, говорится в сообщении.
Радиолокационное зондирование на озере Восток
В момент контакта с водной поверхностью датчики зафиксировали резкий скачок давления на забое и момента упора при вращении буровой коронки снаряда, который срочно подняли на поверхность.
«Как это и предполагалось по разработанной в 2000 году в Санкт-Петербургском государственном Горном университете и Арктическом и антарктическом научно-исследовательском институте технологии экологически чистого проникновения в подледниковое озеро Восток, подъем воды из озера в призабойной части скважины произошел на высоте около 30-40 м от нижней поверхности ледника», - подчеркивают в ААНИИ.
При этом буровая жидкость, плотность которой меньше плотности озерной воды, стала быстро подниматься по стволу скважины. «В результате около полутора кубометров этой жидкости вылилось через верхнюю поверхность скважины в специальные поддоны, установленные в буровом комплексе, и затем было откачано в бочки.
Таким образом, теоретически предсказанные 11 лет назад результаты были полностью доказаны на практике», - говорится в сообщении.
Фотографии предоставлены Антарктической партией ПМГРЭ.
Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия - http://infoglaz.ru/?p=13842