El lago Vostok, ubicado en las inmediaciones del polo geomagnético sur de la Tierra, es quizás uno de los últimos misterios serios de nuestro mundo. ¡El agua del lago, tomada en cautiverio de hielo durante 20 a 14 millones de años! atrás, guardó una "instantánea" informativa del estado prehistórico del planeta Tierra. Y esto significa que las personas tienen la oportunidad de mirar hacia un pasado tan lejano, con el que no se atrevieron a soñar. Por ejemplo, por el estado del agua será posible juzgar la composición de la atmósfera antigua, procesos volcánicos que sacudieron al planeta al comienzo del período Cuaternario. E incluso sobre las formas de vida más antiguas.
Hasta la fecha, 45 estados tienen sus estaciones en la Antártida y realizan un trabajo científico activo. Y los rusos tienen la palma en el descubrimiento de la "reliquia" subglacial, a saber, el navegador de la bandera del destacamento de aviación de la 4ª Expedición Antártica Soviética R. V. Robinson. Él, al igual que otros pilotos que más tarde volaron desde la estación Mirny hasta la región de la estación Vostok, vio áreas muy grandes de la superficie, que diferían mucho del resto y se denominaban convencionalmente "lagos".
Siempre se encontraban en los mismos lugares, por lo que incluso se usaban para la navegación. Pero nadie se lo tomó en serio. La misma suerte aguardaba la hipótesis del famoso glaciólogo I. A. Zotnikov (ahora Miembro Correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia, Doctor en Ciencias Geográficas), quien sugirió la posibilidad de derretir el espesor del glaciar antártico durante su movimiento.
Parecería, de qué tipo de lago podemos hablar cuando la temperatura promedio en la Antártida alcanza los -57 ° C. El agua se congela a esta temperatura sin duda. Sin embargo, el hecho es que el lago no se encuentra en la superficie, sino bajo una capa de hielo de 4 kilómetros. A decir verdad, incluso cuando los pilotos descubrieron estas llanuras planas, las llamaron lagos por una superficie que se asemeja a un lago desde una altura. Dio la casualidad de que fue sobre un lago así, sin siquiera saberlo, que en 1957 los participantes de la expedición polar soviética establecieron la estación Vostok (el lago recibió el mismo nombre en 1993).
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Incluso A. Kapitsa, entonces un geógrafo novato y más tarde un académico, después de haber recibido una señal reflejada no estándar durante los sondeos sísmicos en 1959 y 1964, no se atrevió a hacer una suposición tan audaz. La señal dio dos picos de reflexión en lugar de uno: a 3730 y 4130 m. De ahí resultó que los estratos glaciares se extendían a una profundidad de 3730 m, y las rocas del lecho rocoso de la Antártida comenzaron a una profundidad de 4130 m. Luego, los científicos explicaron la forma misteriosa de la señal por las rocas sedimentarias que se encuentran debajo del hielo.
Ahora han descubierto con certeza que las ondas sísmicas "tropezaron" no en los depósitos sedimentarios, sino en una columna de agua de 400 metros. Y en la década de 1970, el Scottish British Polar Institute llevó a cabo un amplio programa de vuelos aéreos con ondas de radio que sondeaban los glaciares de la Antártida Central. En las cintas de radio, los recorridos en algunos lugares atravesaban las zonas donde los reflejos bajo el hielo tenían un carácter bastante peculiar. Se podía suponer que era en estos puntos donde las líneas de vuelo atravesaban grandes acumulaciones de aguas subglaciales, que luego, en la década de 1970, se denominaron lagos subglaciales. Y el lago, sobre el cual se encontraba la estación de Vostok, recibió su nombre. Pero todo esto seguía siendo solo una hipótesis científica.
Y solo a principios de la década de 1990, cuando los científicos estaban en posesión de datos de altimetría láser, que se obtuvieron del satélite espacial ERS-1, se hizo obvio: en el área de la estación Vostok hay una gran llanura plana de hasta 280 km de largo y hasta 70 km de ancho. Estos datos obligaron a A. Kapitsa a plantear los resultados de su sondeo sísmico de larga data. Habiendo recopilado toda la investigación científica disponible, el académico realizó un informe que se convirtió en una sensación del mundo real. Entonces, en 1994, el mundo se enteró de que dentro del polo de frío sin vida hay un antiguo lago conservado. El descubrimiento de un lago subglacial gigante en la Antártida cerca de la estación rusa Vostok se encuentra, con razón, entre los descubrimientos geográficos más grandes del siglo XX.
El tamaño del lago fue impresionante: tiene más de 280 km de largo y 50 km de ancho. Entonces, ¿el área de la superficie del agua es más de 10,000 km? y es comparable solo con lagos como Onega (Europa), Chad y Rudolph (África), Nicaragua (Centroamérica) y Titicaca (Sudamérica). La profundidad promedio en el lago es de 750 metros. Después de eso, los especialistas soviéticos de la expedición de exploración geológica marina polar "sondearon" a fondo el lago utilizando el método de sondeo terrestre.
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A lo largo de los años, se han realizado miles de secciones sísmicas continuas en varias direcciones del lago. Los resultados fueron asombrosos: por primera vez un hombre "vio" lo que se le ocultaba bajo una capa de hielo de 4 kilómetros de espesor. Por ejemplo, descubrieron que en la parte occidental del lago Vostok hay muchas bahías, bahías, penínsulas. Es poco profundo, en contraste con el este, que tiene un borde costero de aguas profundas empinadas.
El fondo de esta cuenca de agua dulce curvada con una media luna tiene un relieve abruptamente accidentado, la profundidad en algunos lugares alcanza los 1200 m. El escaneo térmico de la superficie mostró que la temperatura del agua en el lago es bastante alta, aproximadamente de + 10 ° a + 18 ° C. Y estudios recientes de científicos japoneses y estadounidenses muestran que el lago está dividido por un arrecife en dos áreas independientes, cada una de las cuales puede tener su propio entorno microbiológico único.
Ahora se han descubierto 77 lagos bajo la capa de hielo de la Antártida. Pero el más grande de ellos es el lago Vostok. Y su singularidad radica en el hecho de que las aguas del lago quedaron completamente aisladas del contacto directo con la atmósfera, con el sol, los vientos y la vida en la superficie durante varios millones de años por el espesor del hielo. Esto significa que la composición biológica y química del agua a lo largo de este tiempo se mantuvo sin cambios. Muchos de los investigadores creen que formas de vida únicas pueden habitar el agua ancestral. El lago Vostok también difiere en la fuerza de la gravedad: los investigadores estaban convencidos de que la gravedad es más débil en los cuerpos de agua de aguas profundas, porque la densidad del agua es la mitad de la densidad de una piedra.
Volando alrededor del lago en avión, los científicos han compilado un mapa de su fondo. Su trabajo mostró que el lago contiene aproximadamente 5,4 mil kilómetros cúbicos de agua, aproximadamente el 5% del suministro total de agua dulce del mundo. También se sugirió que el lago Vostok está ubicado en una falla de grieta en la corteza terrestre. Entonces, es probable que en su fondo se produzcan procesos cercanos a los volcánicos, con la erupción de flujos de sal. Por tanto, en las capas inferiores, el agua puede ser salada. Y desde arriba, debido al derretimiento del glaciar, lo más probable es que el agua esté fresca.
Los datos obtenidos también permitieron a los científicos determinar la altura (nivel) de la superficie libre del agua. Resultó que está a 3100 m sobre el nivel del mar, es decir, el agua del lago Vostok no tiene contacto directo con el océano que rodea la Antártida por todos lados. Además, sobre la superficie del agua hay una bóveda abovedada de cientos de metros de altura, llena de aire antiguo.
¿Por qué los glaciares se derriten a una temperatura tan baja? La respuesta científica para la persona no capacitada puede explicar poco. Pero en resumen, se ve así. Siguiendo al glaciólogo ruso I. Zotnikov, los científicos de la Universidad de Bristol llevaron a cabo en 2000 un estudio de radar triple del lago.
Resultó que cerca de sus afueras oeste y norte, a pesar de las bajas temperaturas, casi 10 centímetros de capa de hielo se derriten cada año (¡la temperatura de fusión es más baja de lo habitual debido a la alta presión de la capa de hielo que está encima!). Es incluso más simple: la capa de hielo actúa como un termo y el calor de la Tierra derrite el hielo. Posteriormente, el agua derretida vuelve a congelarse en la base de la capa de hielo, incrementándola desde abajo, pero ya en las orillas opuestas. Por lo tanto, las aguas del lago Vostok están circulando lentamente y el ciclo completo de su renovación, según las estimaciones de los investigadores, tarda entre 15 y 30 000 años.
A principios de los años 70 del siglo pasado, cuando solo había conjeturas sobre la existencia del lago, se inició un proyecto de perforación de hielo profundo en la estación de Vostok. Inicialmente, el objetivo principal de la perforación profunda era obtener un núcleo de hielo continuo, una columna cilíndrica de hielo, una especie de corte de glaciar, cuyo estudio permitió reconstruir todos los cambios climáticos en nuestro planeta durante los últimos 420.000 años, registrados en capas de hielo acumulado.
En 1959, el jefe de la estación de Vostok, VS Ignatov, pudo alcanzar una profundidad de 40 metros con la ayuda de un taladro térmico. Un año después, el taladro térmico, diseñado por I. A. Zotikov, avanzó 10 metros más. Debido a la tecnología imperfecta, no fue posible lograr resultados más impresionantes en ese momento: el taladro simplemente se congeló en el hielo. La situación cambió con la llegada de especialistas del Instituto de Minería de Leningrado en 1967, que habían estado perforando hielo durante tres décadas en la estación de Vostok, habiendo logrado adentrarse en los estratos de hielo hasta los 3623 m.
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Los científicos han obtenido datos precisos sobre los cambios en el clima durante los últimos 420.000 años. Así, recibimos información sobre cuatro ciclos climáticos completos en la Tierra. Pero fue este pozo el que se convirtió en tema de discusión. Cuando los investigadores rusos comenzaron a profundizar en el pozo, descubrieron que el hielo de origen no atmosférico, según el análisis isotópico, estaba por debajo de una profundidad de 3543 m. Como dijo Valery Lukin, el hielo atmosférico se forma como resultado de la caída de nieve que, por su propio peso, se convierte en firme y luego en hielo. Pero el hielo del pozo se formó claramente como resultado del congelamiento del agua.
En base a esto, el mencionado Igor Zotikov propuso una nueva teoría. Basado en la hipótesis de la existencia del supercontinente Gondwana (incluía África, América del Sur, Asia, Australia y, posiblemente, la Antártida, que, posteriormente dividida, comenzó a desplazarse por todo el mundo y posteriormente asumió la posición actual), sugirió que el lago Vostok apareció justo antes de la glaciación de la Antártida, que comenzó después de que el continente se deslizara hacia el polo frío. Las aguas del lago recién formado estaban cubiertas de hielo junto con todo el continente. Según investigadores rusos, el espesor del hielo del lago sobre el agua es de 210 m. El académico Zotikov sugirió que este es el mismo valor de equilibrio a través del cual una ola de frío no ha podido penetrar durante 50 millones de años.
1994 - Los glaciólogos rusos perforaron las tres cuartas partes del camino hacia el lago, estudiando la historia climática de la Tierra de 400 mil años, registrada en capas de hielo en crecimiento. Las muestras tomadas muy cerca de la "cúpula" muestran la presencia de microbios (incluidos los previamente desconocidos para la ciencia), nutrientes y varios gases, incluido el metano. En otras palabras, todos los signos típicos de los procesos biológicos se han encontrado ahora, quizás, ocurriendo en un ecosistema completamente aislado. Es decir, se trata de una "cápsula del mundo antiguo" única, cuya apertura, los científicos podrán resolver muchos de los problemas sin resolver más complejos de la historia de la Tierra.
El récord ruso de perforación superprofunda aún no se ha roto: los rusos pudieron alcanzar la marca prohibitiva de 3623 m (los especialistas de otros países aún no han superado la barrera de los 2500). Sin embargo, las muestras de hielo extraídas en 1998 de esta profundidad fueron divididas en partes iguales por científicos de Rusia, Estados Unidos y Francia. Llegados a este punto, se establecieron los estudios. El equipo ruso podría haber avanzado más, pero la perforación se detuvo debido al peligro de muestreo no estéril, lo que podría dañar el sistema único de reliquias del lago. De hecho, en un nicho natural aislado durante cientos de miles de años, se ha desarrollado su propio equilibrio biológico.
¿Qué puede suceder cuando el aire atmosférico saturado de microflora moderna se precipita con los bóers? ¿Una expansión inesperada conduciría a consecuencias irreparables? Y algunos países incluso instan a no invadir lo desconocido. ¿Y si de ahí, de la oscuridad milenaria, surge alguna "plaga del siglo XXI"?
Por varias razones físicas, se asume que el lago Vostok está sobresaturado con gases (en particular, oxígeno), y los microorganismos que se han adaptado a estas condiciones pueden tener propiedades únicas. Una colisión descuidada de dos mundos puede desembocar en un conflicto, y no se sabe quién saldrá ganador: los microbios del lago Vostok pueden sufrir la invasión de microorganismos de la biosfera terrestre, pero nosotros, teóricamente, también podemos ser la víctima.
Por lo tanto, en 1998, en una reunión del SCAR, el Comité Científico Internacional para la Investigación Antártica, se decidió detener las perforaciones. “Es muy valioso experimentar con el lago”, advierte Keenan Ellis-Evans, un microbiólogo con sede en Cambridge, Reino Unido.
Sin embargo, aun estando completamente sin resolver, el lago Vostok ya ha presentado a la ciencia una gran cantidad de información invaluable. Por ejemplo, su modelo propuesto sorprendió a los astrónomos con una similitud con las condiciones naturales de Marte. Se sabe que el polo norte del planeta rojo también está cubierto por un glaciar gigante. Y hace millones de años, Marte, al igual que la Tierra, experimentó cambios bruscos en la inclinación del eje de rotación. En otras palabras, las áreas que ahora son los polos fríos, en ambos planetas tuvieron un clima mucho más cálido en el pasado.
Entonces, la hipótesis de que nuestro vecino espacial también tiene lagos polares similares al lago Vostok se vuelve bastante plausible. Y si se encuentra vida bajo los glaciares de la Antártida, ¿por qué no en Marte? Incluso la Agencia Espacial Nacional de Estados Unidos está seriamente interesada en el problema del lago de la Tierra, comparándolo con el océano de Europa, la luna de Júpiter.
Resulta que el lago subglacial de la Tierra es un campo de pruebas ideal para probar la tecnología de penetración bajo el hielo en Europa, donde el océano está cubierto al menos con una capa de hielo de 20 kilómetros y el lago Vostok tiene “solo” 4 kilómetros de largo. Pero los problemas siguen siendo los mismos. ¿Cómo no llevar "suciedad" (bacterias terrestres) a la luna de Júpiter, cómo romper el hielo, cómo asegurar la transmisión de una señal desde el vehículo submarino a la superficie?
El núcleo antártico permitió juzgar los cambios climáticos globales que se han producido en el planeta durante los últimos cientos de miles de años. Según la proporción de isótopos de oxígeno en las burbujas de aire, los científicos han determinado el cambio en el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera durante los últimos medio millón de años. Ya se sabe con certeza que ha cambiado, y mucho. Y lo más importante, ¡sin participación humana! Pero es precisamente el "efecto invernadero" causado por el desarrollo de la civilización humana lo que los defensores del calentamiento global explican el aumento de las temperaturas atmosféricas medias. Los estudios han demostrado que la actividad volcánica o, digamos, los incendios forestales gigantes, emitieron mucho más monóxido de carbono a la atmósfera.
Además. Según el académico A. Kapitsa, al principio la temperatura de la atmósfera aumentó, y luego el contenido de dióxido de carbono en ella aumentó, ¡y no al revés! En una palabra, ¡ya están haciendo descubrimientos asombrosos! Se encontraron rastros de ADN en un núcleo de hielo antártico tomado de una profundidad de 3543 m. "Los investigadores se dieron cuenta de inmediato de que estaban tratando con una 'reliquia natural única", dijo V. Lukin, jefe de la expedición rusa del Instituto del Ártico y la Antártida. El ADN encontrado, que no coincide con organismos terrestres, es una confirmación de esto. Los especialistas en biología molecular también están convencidos de que este tipo de ADN no está en los catálogos de la ciencia mundial”.
La investigación está en pleno apogeo y trae nuevos descubrimientos. En un núcleo de hielo de un lago de un pozo, biólogos moleculares del Instituto de Física Nuclear de San Petersburgo descubrieron tres tipos de bacterias termófilas muertas, desconocidas para la ciencia. Sus contrapartes modernas se desarrollan en manantiales hidrotermales en regiones activas de océanos y continentes a temperaturas de + 40-60 ° C. De esto se deduce que una vez las aguas del lago Vostok fueron más cálidas que todos los mares del sur modernos.
El microbiólogo ruso S. Abyzov, como resultado de los estudios centrales del pozo más profundo de la Antártida, demostró que los microorganismos existen en un estado de animación suspendida en el hielo hasta los horizontes más profundos. Hasta ahora, se cree que la vida que se puede encontrar en el agua del lago o en los sedimentos del fondo también está limitada por microorganismos. Al mismo tiempo, ninguno de los que se conocen hoy podría existir el tiempo suficiente en esta agua.
Según V. Lukin, este evento, en términos de su importancia científica, solo se puede comparar con el aterrizaje de un hombre en la luna. Quedan unos 130 metros hasta la superficie del lago. "Esperamos cubrir esta distancia en tres trimestres de invierno", dijo V. Lukin.
La capa de agua del lago separa solo 130 metros de hielo del fondo del pozo. ¿Qué le espera a la humanidad detrás de este pequeño puente?
V. Syadro, T. Iovleva
