Озеро Восток - Дмитрий Глазков

Каждый пройденный рубеж отмечался бутылкой шампанского, пробка от которой – с отметкой глубины бурения и датой ее достижения – прикреплялась затем к стене

Внутри буровой вышки

Работы вели с помощью тяжёлой буровой установки КАМ-500 методом вращательного бурения с применением буровых труб. Полученный опыт показал, что для Центральной Антарктиды и, в частности, для станции Восток использование стандартного бурового оборудования не позволяет получить желаемых результатов. В связи с этим была рассмотрена возможность теплового способа бурения скважин во льду путём его плавления. Возникла идея создания такого бурового снаряда, с помощью которого талая вода сразу бы удалялась из зоны забоя после её образования и собиралась в резервуаре, расположенном в том же снаряде. В этом случае забой должен был иметь кольцевую форму, чтобы оставшийся внутри ледяной цилиндр можно было бы извлечь из скважины вместе с собранной порцией талой воды. Для питания, спуска и подъёма бурового снаряда из скважины на поверхность следовало использовать лебёдку с грузонесущим электрическим кабелем.

Буровая вышка на станции Восток

Для реализации предлагаемой идеи были подготовлены эскиз бурового снаряда с обозначением всех основных узлов, схема буровой установки и текст с описанием устройства и принципа его действия. Летом 1959 г. в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР была послана заявка на изобретение. В июне 1960 г., когда я уже полгода прожил на станции Мирный, пришла радиограмма, в которой сообщалось, что Комитет по делам изобретений и открытий выдал на имя Н. И. Баркова авторское свидетельство № 127629 на изобретение под названием “Электробур для бурения скважин во льду” с приоритетом от 10 августа 1959 г. Начальник экспедиции Евгений Сергеевич Короткевич поздравил меня и сказал, что теперь надо думать о том, как реализовать такое бурение и внедрить его в практику экспедиционных научных исследований. <…>

Летом 1969 г. началось формирование 15-й САЭ. Меня назначили начальником гляциобурового отряда. Нам предстояло в 1970 г. во время зимовки на станции Восток с помощью оборудования, опробованного в 50 км от Мирного, начать бурение глубокой скважины. Толщина ледникового покрова под станцией Восток по данным сейсмического и радиолокационного зондирования составляет 3700 м. На такую глубину мы, конечно, замахиваться не могли, но несколько сотен метров пробурить рассчитывали.

Наш отряд состоял из семи человек: буровики Никита Бобин и Геннадий Степанов, геофизик Николай Уваров, электрик Георгий Соловьев (сотрудники ЛГИ), геохимик Альберт Миклишанский (сотрудник Института геохимии АН СССР), гляциолог Виктор Васильев и начальник отряда Нарцисс Барков (сотрудники ААНИИ). На станцию Восток сотрудники отряда прибывали с конца декабря до середины февраля. В их числе были прикомандированные к отряду В. Фисенко, И. Зеленцов и Ю. Сирота. Они должны были принять участие в строительстве буровой и передать опыт бурения снарядом ТЭЛГА-3».

Санно-тракторный поезд в Антарктиде

Работа буровиков на станции Восток

Памятная фотография по достижении новой рекордной глубины бурения. 2012 год

Штабель кернов с указанием глубин в кернохранилище на станции «Восток»

Первичное исследование керна

В кернохранилище

Исследование кернов

Параллельно с буровыми работами советские ученые разрабатывали стратегию систематического анализа ледяных кернов, полученных при бурении ледяного щита над озером.

«В это же время в Институте географии АН СССР по инициативе заведующего отделом гляциологии Владимира Михайловича Котлякова создаётся изотопно-геохимическая лаборатория, оснащённая масс-спектрометром, позволяющим выполнять изотопно-кислородные исследования льда. Первые измерения наших проб, выполненные Феликсом Гордиенко, дали отличные результаты. Кривая на графике содержания 18О (тяжелый изотоп кислорода – Ред.) во льду имела чёткий изгиб, характеризующий изменение климата при переходе от последнего похолодания к потеплению в голоцене. Это внушало уверенность и открывало перспективу дальнейших исследований, создавая тем самым необходимость продолжения нашей программы бурения глубокой скважины.

Позже к исследованиям образцов ледяного керна подключились специалисты из гляциологической лаборатории Гренобльского университета Франции. Осенью 1972 г. во время своего визита в Ленинград руководитель лаборатории доктор Клод Лориус отобрал образцы льда из нашей коллекции. Изотопно-кислородные исследования проб льда дали новые, уточняющие сведения о происходивших изменениях климата на протяжении последних 20 тыс. лет. Так началось наше многолетнее плодотворное сотрудничество.

После нас на станции Восток работало много специалистов по бурению, исследованию скважин и ледяного керна. Случались и серьёзные аварии. В таких случаях аварийную скважину бросали, а буровую переносили на другое место или строили новую, но бурение продолжалось! За 45 лет нашей совместной работы с сотрудниками Ленинградского горного института было разработано и создано более десятка различных конструкций тепловых буровых снарядов, предназначенных для работы как в сухих, так и в залитых незамерзающей жидкостью скважинах. По многим конструкциям сотрудники, ответственные за их разработку, написали и защитили более полутора десятков кандидатских диссертаций, а также несколько докторских. Это была сложная исследовательская работа большого коллектива».

Микробилогическая сенсация?

Лед с глубин 3551 и 3607 м 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.

Микроорганизмы, обнаруженные в кернах

Найденные бактерии могут обитать в горячих источниках на дне озера, используя для своей жизнедеятельности 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.

Мировой рекорд бурения ледовых скважин

В январе 1999 г. отрядом, которым руководил Н. И. Васильев, была достигнута глубина 3623 м. Это был мировой рекорд глубины бурения скважин во льду.

Образцы льда с этой глубины имели возраст около 430 тыс. лет, поэтому предполагается, что озеро было закупорено льдом не менее 500 тыс. лет назад. Однако в этом же году по настоянию Международного Антарктического сообщества бурение было приостановлено приблизительно в 120 метрах от поверхности озера – с тем, чтобы не допустить загрязнения озера керосином, фреоном и проч. Сообщество обратилось к российским исследователям с просьбой приостановить буровые работы до разработки экологически чистой технологии проникновения в это озеро. Уже в 2003 году в петербургском Горном институте была разработана новая экологичная технология, и в 2006 году работы по глубокому бурению были возобновлены. Три года ушло на согласование новой технологии с Международным Антарктическим сообществом.

Валерий Владимирович Лукин, один из крупнейших исследователей Антарктиды, начальник Российской Антарктической экспедиции

Достижение поверхности озера Восток

Буровая проходка к поверхности озера продолжалась более 5 лет.

5 февраля 2012 года на глубине 3769,3 метров, учёные завершили бурение и достигли поверхности подлёдного озера. Сам по себе этот факт можно по праву считать выдающимся научным, техническим и технологическим достижением в исследовании Антарктики. Вот что пишет по этому поводу виднейший советский и российский ученый, академик РАН Владимир Михайлович Котляков:

«5 февраля 2012 г. буровой снаряд достиг поверхности озера и, что очень важно, в него не попала буровая жидкость, поэтому озеро осталось чистым. Технология бурения глубокой скважины во льду, разработанная в Санкт-Петербурге, оказалась чрезвычайно удачной. Она позволила успешно завершить бурение скважины на станции Восток и достичь, наконец, нижней кромки ледника, располагающегося над обширным подлёдным озером. Теперь возникают новые задачи, в решении которых будут участвовать институты Росгидромета и Академии наук: изучить режим этого уникального природного объекта и доказать присутствие или, наоборот, отсутствие в нём органической жизни.