На суше и на море - 1974

Внимание ученых давно привлекали гигантские ледниковые покровы Гренландии и Антарктиды. Однако еще десять — пятнадцать лет назад наши знания о них были весьма скудными. Было известно, что они представляют собой многокилометровую толщу льда, наиболее массивную в центральных областях и постепенно утончающуюся к периферии. Под действием собственной тяжести лед растекается по радиусам из центральной области к краям ледникового щита. По всей поверхности ледового покрова идет непрерывное накопление осадков, выпадающих в виде снега и изморози. В той или иной степени они компенсируют убыль льда в центральных областях из-за его растекания. Растекающийся к периферии по радиусам лед доходит до отвесно обрывающихся в море краев ледяного континента, откалывается и уносится в море в виде айсбергов. Уменьшается ли, хотя бы в среднем, толщина и масса ледниковых покровов, то есть превышает ли расход льда в виде айсбергов приход его за счет выпадения осадков в различные периоды? Каковы условия движения льда и температурный режим в его толще? Ведь, несмотря на чрезвычайно низкую (до минус 60°) среднюю многолетнюю температуру в верхних слоях льда, она должна быть значительно выше в нижних его слоях. Известно, что температура в верхних слоях земных покровов почти линейно повышается с глубиной (примерно на 4–5° на каждые сто метров). Если температура льда тоже линейно растет, значит, на расстоянии около полутора тысяч метров от поверхности она уже будет равна температуре его плавления. Если это так, то при толщине льда до 4 тыс. м в центральных областях щита нижние его слои могут представлять собой громадную линзу воды под более чем тысячеметровым ледяным покровом. Первое бурение и измерение температуры, проведенное в 20-х годах в Гренландии, дали неожиданные результаты. Оказалось, что температура льда более глубоких слоев даже ниже, чем у поверхности. Что это? Ошибка в наблюдениях? Законсервированная средняя температура прошлых, более холодных лет? Другие, еще не учтенные влияния и эффекты? Например, эффект переноса и захоронения снега, выпавшего в центральных, более высоких и холодных областях, в периферийные, сравнительно низкие и менее холодные? Подобные вопросы горячо обсуждались еще так недавно!

Чтобы однозначно ответить на них, нужно было пробурить хотя бы одну глубокую скважину в ледниковом щите. Мощные ледники, накапливающие лед в течение тысяч и тысяч лет, — это естественные хранители драгоценной информации о прошлом. Они могут дать сведения и о процессах глобального переноса атмосферы, и о климате прошлых эпох, включая данные об осадках, о составе атмосферы, ее запыленности.

Во время Международного геофизического года (который начался в 1955 г.) советская и американская антарктические экспедиции решили провести глубокое бурение в Антарктиде и Гренландии. Задача казалась простой. Ведь бурили же и самые твердые породы на тысячи метров вглубь. А тут просто лед! Надо взять обычное буровое оборудование и лишь заменить легко замерзающий глинистый раствор для промывки скважины чем-нибудь морозостойким, например керосином или просто воздухом. В Гренландию, а затем и в Антарктиду были завезены отличные буровые станки, тысячи метров буровых штанг и обсадных труб, тонны керосина. И тут оказалось, что бурить лед обычным вращательным бурением значительно труднее, чем даже твердые породы. Из-за большой текучести лед затягивал скважину и зажимал буровой инструмент. Лишь 360 м удалось пройти советским буровикам и гляциологам в Антарктиде у края ледяного щита вблизи поселка Мирный, где толщина льда была около 600 м. Только 411 и 308 м

прошли американцы в центральных областях Гренландии и Антарктиды вблизи станций Кемп Сенчури и Бэрд, хотя толщина льда там была соответственно более 1000 и 2000 м. Выяснилось, что бурение на глубину более 400 м надо вести, заполнив предварительно скважину незамерзающей жидкостью с плотностью, близкой к плотности льда.

_{Образец льда извлечен с глубины около 2 тыс. Лед образовался из снега, выпавшего почти 100 тыс. лет назад}

Таким требованиям удовлетворяет, скажем, смесь трихлорэтилена с дизельным топливом.

В скважины были опущены чувствительные датчики и измерена температура. Во всех случаях в верхних слоях толщи льда она оставалась неизменной или даже слегка понижалась, и лишь в нижней части скважины намечался переход к области, где температура, по-видимому, растет по мере приближения к ложу.