25 января 2015 г. Второе проникновение в озеро Восток

Центральная Антарктида - возможно, самое стабильное место на планете, пейзаж тут не менялся как минимум 14 миллионов лет. Здесь под четырьмя километрами льда лежат озера и реки, не видевшие солнечного света на протяжении такого периода времени, по сравнению с которым "вечный покой седых пирамид" - кратчайший миг.
Но вечный покой не по сердцу человеку, и в 2012 году люди впервые прикоснулись к подледниковому озеру Восток. Слово "проникновение" - не совсем верное, ведь ничто из нашего мира не проникло в озеро. Вернее будет сказать, что часть озера проникла в наш мир в виде образцов воды.
И вот вчера состоялось второе вскрытие Озера.
Об этом я и расскажу сегодня.



Но сперва - предыстория событий.
Бурение на Востоке началось в январе 1970 года, когда про Озеро еще никто не знал. Целью буровых работ было получение ледяного керна и изучение палеоклимата - об этом я писал в прошлый раз.
Кто, когда и как открыл Озеро - это сложный вопрос, об этом я сейчас не буду. Заговорили о нем в середине 1990-х годов, тогда же началось и систематическое изучение Озера дистанционными геофизическими методами (сейсмика и радиолокация). В конце января 1998 года скважина 5Г достигла отметки 3623 метра. На этой глубине уже был не "обычный" атмосферный лёд, сформированный выпавшим много-много лет назад снегом, а "конжеляционный" лед - т.е., образованный из замерзшей озерной воды. До Озера по оценкам геофизиков оставалось немногим больше 200 м, и по решению ученых бурение скважины было приостановлено - до тех пор, пока не будет разработана технология экологически чистого проникновения в Озеро.
Целых 8 лет скважина простояла не тронутой. За это время была проведена чертова куча работы - разработка проекта проникновения, его экологическая экспертиза, оценка воздействия на окружающую среду, доклады на российских и международных конференциях разного уровня и т.д. Наконец -  дано добро, и в декабре 2005 года бурение было возобновлено. Шло оно с большим трудом. Бурить приходилось "тёплый" (близкий к точке плавления) крупнокристаллический лед - такого опыта на тот момент не было ни у кого в мире.
До 2012 года для изучения Озера использовались разные методы - дистанционные геофизические, изучение озерного льда, моделирование. Известно было очень много - форма и размеры Озера, объем воды, гидрологический режим и (довольно приблизительно) экологические условия. Но не было известно главное - когда и как образовалось Озеро, и есть ли в нем жизнь. На эти вопросы можно ответить лишь проникнув в него, взяв образцы воды из разных глубин и исследовав донные осадки Озера.
5 февраля 2012 года скважина 5Г достигла озера Восток на глубине 3769,3 м. Именно тогда многие из вас благодаря публикациям в прессе впервые узнали и про Озеро, и про наши исследования на станции Восток :-). После вскрытия вода поднялась в скважину примерно на 360 метров и замерзла. На разбуривание ее ушло 3 сезона, а изучение замерзшей воды дало новые знания об Озере - теперь мы точно знаем изотопный состав воды, лучше знаем её химический состав. В замерзшей озерной воде даже нашли следы новых видов бактерий, но интерпретация этих данных (действительно ли найденные бактерии - из Озера?) по ряду причин затруднена.
И вот наконец вчера, 25 января 2015 года, буровой снаряд вновь подошел к поверхности Озера.
Те, кто честно дочитал до этого места - молодцы! :-)

Особенностью нынешнего проникновения было то, что мы точно (в данном случае это означает "с точностью порядка 20 см") знали глубину Озера и давления воды в нем - то есть, могли надежно подготовить скважину к вскрытию, что и было сделано в предыдущие дни.
25 января было два рейса, и утренний остановился приблизительно в 50 см от Озера. Поскольку в предшествующих рейсах проходка была стабильной, около метра, вероятность достичь Озера в очередном рейсе была близка к 100%.
Бурение началось около 17 часов по местному времени (13 по Москве). На буровой собрался почти весь наш отряд. Управлял лебедкой опытнейший буровик Володя Зубков; начальник отряда, Профессор Николай Васильев, был рядом.



Хотя на буровой было много людей, стояла полная тишина, все разговоры утихли. Лишь звук работающей лебедки - очень громкий, на самом деле, но привыкшее к нему ухо "выключает" его. Какая-то деталь кабелеукладчика равномерно позвякивала - точь-в-точь, как метроном, и это здорово усиливало драматический эффект.
Но и сама буровая выглядела совсем не обычно! Единственная женщина на станции, кинорежиссер Катя Еременко, снимающая фильм "Озеро Восток", украсила буровую, приглушила верхний свет, подсветила софитами наиболее значимые места. Наша буровая, такая привычная за многие экспедиции, вдруг изменилась до неузнаваемости, превратившись не то в музей современного искусства, не то в театральную декорацию.



пляшут тени на стене....

А как понять, находясь наверху, что там, под тобой, на огромной глубине, снаряд пробил последние сантиметры льда и соприкоснулся с водой Озера? Для этого есть два прибора - датчики нагрузки на забое и мощности двигателя. В момент вскрытия первый должен показать резкий рост нагрузки (вода под давлением в 2 атмосферы устремляется в скважину), а второй - снижение мощности (бурить-то больше нечего). Именно поэтому буровики во время всего процесса не отрывая глаз смотрят на приборы.
В 17.12 сквозь шум лебедки все услышали негромко произнесенные слова: "Вот оно!". Датчики сработали чётко, сигнализируя о том, что вода Озера хлынула в скважину.
И тут же всё на буровой переменилось. Напряжение, сковавшее людей, исчезло; два буровика, ожидавших этого момента, бросились к устью скважины, чтобы измерить уровень заливочной жидкости.



Это нужно для того, чтобы следить, как высоко вода поднимется в скважину. Одновременно с этим начался подъем снаряда наверх - медленно, гораздо медленнее обычного, чтобы избежать "поршневого эффекта", который может вызвать нежелательный избыточный подъем воды.
Все эти события, каждая минута, засняты и задокументированы Катей и её оператором Лёшей Филипповым:



Через три часа снаряд, наконец, выходит на поверхность. Он весь облеплен льдом! Это не что иное, как озерная вода, которая поднялась в скважину после вскрытия и залила снаряд, а потом замерзла, пока снаряд совершал свой путь через холодный ледник на поверхность. Кстати, это лучшее доказательство того, что заливочная жидкость не попала в скважину, и Озеро не было загрязнено.



Тут уже начинается полная фантасмагория - радостные лица, суета, вспышки фотокамер.... Мы сразу же отбираем образцы льда, намерзшего на снаряд - это ведь ценный материал, замерзшая вода из Озера.
Но чтобы извлечь последний, самый глубокий в мире, ледяной керн, приходится постараться. Вода заполнила зазор между керном и внутренней поверхностью колонковой трубы, и керн теперь напрочь вцементирован в трубу. Пришлось воспользоваться феном.




И вот наконец керн извлечен. В отличие от первого вскрытия Озера, он не разбит - видимо, за счет того, что разность давления в Озере и в скважине была меньше, значит, меньше была и сила удара. Здесь я, пожалуй, остановлюсь - про керн, про лёд и про Озеро я могу говорить часами....



Скажу лишь, что нынешнее событие - это не конец, а только начало большого, трудного и дорогостоящего процесса исследования Озера, которое затянется на много лет и принесет кучу интересных и важных результатов.
На стену буровой была прибита ритуальная пробка от шампанского (впрочем, чего греха таить, само шампанское было не ритуальным, а вполне даже реальным) и сделана запись.
А потом - праздник для всей станции, поздравления.... Было очень трогательно, что все наши товарищи, даже далекие от бурения и гляциологии, искренне радовались за нас. Лишь нашего врача немного коробило от слова "вскрытие" - у него оно вызывало совсем другие ассоциации :-).
И все же праздник был немного грустный, ведь каждый из нас думал о том, что этот сезон может быть последним.

Всё, на этом всё!
Удачи всем вам.