Danau Vostok, yang terletak di sekitar Kutub Geomagnetik Selatan Bumi, mungkin merupakan salah satu misteri serius terakhir di dunia kita. Air di danau, diambil di penangkaran es selama 20 hingga 14 juta tahun! kembali, menyimpan "snapshot" informasi dari keadaan prasejarah planet Bumi. Dan ini berarti bahwa orang memiliki kesempatan untuk melihat ke masa lalu yang begitu jauh, yang tidak berani mereka impikan. Misalnya, berdasarkan keadaan air, dimungkinkan untuk menilai komposisi atmosfer purba, proses vulkanik yang mengguncang planet ini pada awal periode Kuarter. Dan bahkan tentang bentuk kehidupan paling kuno.
Hingga saat ini, 45 negara bagian memiliki stasiun mereka di Antartika dan melakukan pekerjaan ilmiah aktif. Dan Rusia memiliki telapak tangan dalam penemuan "relik" subglasial, yaitu navigator bendera detasemen penerbangan dari Ekspedisi Antartika Soviet ke-4 R. V. Robinson. Dia, seperti pilot lain yang kemudian terbang dari stasiun Mirny ke wilayah stasiun Vostok, melihat permukaan yang sangat luas, yang sangat berbeda dari yang lain dan secara konvensional disebut "danau".
Mereka selalu bertemu di tempat yang sama, bahkan digunakan untuk navigasi. Tapi kemudian tidak ada yang menganggapnya serius. Nasib yang sama menunggu hipotesis ahli glasiologi terkenal I. A. Zotnikov (sekarang Anggota Terkait Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, Doktor Ilmu Geografis), yang menyarankan kemungkinan mencairnya ketebalan gletser Antartika selama pergerakannya.
Sepertinya, danau seperti apa yang bisa kita bicarakan ketika suhu rata-rata di Antartika mencapai -57 ° C. Air membeku pada suhu ini tanpa keraguan. Namun faktanya, danau tersebut tidak terletak di permukaan, melainkan di bawah lapisan es sepanjang 4 kilometer. Sejujurnya, bahkan ketika dataran datar ini ditemukan oleh pilot, mereka menyebutnya danau karena permukaannya menyerupai danau dari ketinggian. Kebetulan di atas danau seperti itu, tanpa menyadarinya, bahwa pada tahun 1957 para peserta ekspedisi kutub Soviet mendirikan stasiun Vostok (danau itu diberi nama yang sama pada tahun 1993).
Bahkan A. Kapitsa, yang saat itu adalah seorang ahli geografi pemula, dan kemudian seorang akademisi, yang menerima sinyal pantulan non-standar selama bunyi seismik pada tahun 1959 dan 1964, tidak berani membuat tebakan yang begitu berani. Sinyal memberikan dua puncak refleksi, bukan satu - pada 3730 dan 4130 m. Dari sini ternyata lapisan gletser meluas hingga kedalaman 3730 m, dan batuan dasar Antartika mulai pada kedalaman 4130 m. Ilmuwan kemudian menjelaskan bentuk misterius dari sinyal tersebut oleh batuan sedimen yang tergeletak di bawah es.
Sekarang mereka telah menemukan dengan pasti bahwa gelombang seismik "tersandung" bukan pada endapan sedimen, tetapi pada kolom air 400 meter. Dan pada tahun 1970-an, Institut Kutub Inggris Skotlandia melakukan program besar penerbangan udara dengan gelombang radio yang membunyikan gletser Antartika Tengah. Pada pita suara radio, rute di beberapa tempat melintasi area di mana pantulan di bawah es memiliki karakter yang agak aneh. Dimungkinkan untuk membuat asumsi bahwa pada titik-titik inilah garis penerbangan melintasi akumulasi besar perairan subglasial, yang kemudian, pada tahun 1970-an, disebut danau subglasial. Dan danau, di atas lokasi stasiun Vostok berada, dinamai menurut namanya. Tapi semua ini masih hanya hipotesis ilmiah.
Dan baru pada awal 1990-an, ketika para ilmuwan memperoleh data altimetri laser yang diperoleh dari satelit antariksa ERS-1, menjadi jelas: di area stasiun Vostok terdapat dataran datar yang luas hingga 280 km dan panjang hingga 70 km. km lebarnya. Data ini memaksa A. Kapitsa menaikkan hasil bunyi seismik yang sudah berlangsung lama. Setelah mengumpulkan semua penelitian ilmiah yang tersedia, akademisi tersebut membuat laporan yang menjadi sensasi dunia nyata. Jadi pada tahun 1994, dunia mengetahui bahwa di dalam kutub dingin yang tak bernyawa terdapat danau kuno yang dilestarikan. Penemuan danau subglasial raksasa di Antartika dekat stasiun Vostok Rusia masuk dalam peringkat yang tepat di antara penemuan geografis terbesar di abad ke-20.
Ukuran danau itu sangat mengesankan: panjangnya lebih dari 280 km dan lebarnya 50 km. Jadi, luas permukaan air lebih dari 10.000 km? dan hanya sebanding dengan danau seperti Onega (Eropa), Chad dan Rudolph (Afrika), Nikaragua (Amerika Tengah) dan Titicaca (Amerika Selatan). Kedalaman rata-rata di danau adalah 750 meter. Setelah itu, spesialis Soviet dari ekspedisi eksplorasi geologi laut kutub secara menyeluruh "menyelidiki" danau tersebut menggunakan metode ground sounding.
Video promosi:
Selama bertahun-tahun, ribuan bagian seismik terus menerus telah dilakukan di berbagai arah danau. Hasilnya menakjubkan: untuk pertama kalinya seorang pria "melihat" apa yang tersembunyi darinya di bawah lapisan es setebal 4 kilometer. Misalnya, mereka menemukan bahwa di bagian barat Danau Vostok terdapat banyak teluk, teluk, semenanjung. Itu dangkal, berbeda dengan yang timur, yang memiliki tepi pantai air dalam yang curam.
Dasar cekungan air tawar yang melengkung dengan bulan sabit ini memiliki relief yang sangat tajam, kedalaman di beberapa tempat mencapai 1200 m. Pemindaian termal permukaan menunjukkan bahwa suhu air di danau cukup tinggi - kira-kira dari + 10 ° hingga + 18 ° C. Dan studi terbaru oleh ilmuwan Jepang dan Amerika menunjukkan bahwa danau terbagi oleh terumbu menjadi dua area independen, yang masing-masing mungkin memiliki lingkungan mikrobiologis yang unik.
Sekarang 77 danau telah ditemukan di bawah cangkang es Antartika. Tapi yang terbesar adalah Danau Vostok. Dan keunikannya terletak pada fakta bahwa air danau sama sekali terputus dari kontak langsung dengan atmosfer, dengan matahari, angin, dan kehidupan di permukaan selama beberapa juta tahun oleh ketebalan es. Artinya, komposisi biologis dan kimiawi air selama ini tetap tidak berubah. Banyak peneliti percaya bahwa bentuk kehidupan unik dapat menghuni air purba. Gaya gravitasi Danau Vostok berbeda: para peneliti yakin bahwa gravitasi lebih lemah di atas perairan dalam, karena massa jenis air adalah setengah massa jenis batu.
Terbang mengelilingi danau dengan pesawat, para ilmuwan telah menyusun peta dasarnya. Pekerjaan mereka menunjukkan bahwa danau tersebut mengandung sekitar 5,4 ribu kilometer kubik air - sekitar 5% dari total pasokan air tawar dunia. Juga disarankan bahwa Danau Vostok terletak di patahan keretakan di kerak bumi. Kemudian, kemungkinan proses yang dekat dengan proses vulkanik terjadi di dasarnya, dengan letusan aliran garam. Sebab, di lapisan bawah, air bisa jadi asin. Dan dari atas, karena pencairan gletser, kemungkinan besar airnya segar.
Data yang diperoleh juga memungkinkan para ilmuwan untuk menentukan ketinggian (level) permukaan bebas air. Ternyata berada pada ketinggian 3.100 m dpl, artinya air Danau Vostok tidak bersentuhan langsung dengan lautan yang mengelilingi Antartika di semua sisinya. Selain itu, di atas permukaan air terdapat kubah berkubah setinggi ratusan meter, berisi udara purba.
Mengapa gletser mencair pada suhu yang begitu rendah? Jawaban ilmiah untuk orang yang tidak terlatih dapat menjelaskan sedikit. Tapi singkatnya terlihat seperti ini. Mengikuti ahli glasiologi Rusia I. Zotnikov, para ilmuwan dari Universitas Bristol pada tahun 2000 melakukan survei radar tiga kali lipat di danau tersebut.
Ternyata di dekat pinggiran barat dan utara, meskipun suhu rendah, hampir 10 sentimeter lapisan es mencair setiap tahun (suhu leleh lebih rendah dari biasanya karena tekanan tinggi dari lapisan es yang terletak di atas!). Ini bahkan lebih sederhana - lapisan es bertindak sebagai termos, dan panas bumi mencairkan es. Selanjutnya, air yang mencair membeku lagi di dasar lapisan es, meningkatkannya dari bawah, tetapi sudah di pantai yang berlawanan. Dengan demikian, air Danau Vostok secara perlahan bersirkulasi dan siklus penuh pembaruannya, menurut perkiraan peneliti, membutuhkan waktu 15-30.000 tahun.
Kembali ke awal 70-an abad lalu, ketika hanya ada dugaan tentang keberadaan danau, proyek pengeboran es dalam dimulai di stasiun Vostok. Awalnya, tujuan utama pengeboran dalam adalah untuk mendapatkan inti es berkelanjutan - kolom es berbentuk silinder - semacam potongan gletser, studi yang memungkinkan untuk merekonstruksi semua perubahan iklim di planet kita selama 420.000 tahun terakhir, yang tercatat dalam lapisan es yang terakumulasi.
Pada tahun 1959, kepala stasiun Vostok, VS Ignatov, mampu mencapai kedalaman 40 meter dengan bantuan bor termal. Setahun kemudian, bor termal, yang dirancang oleh I. A. Zotikov, bergerak 10 meter lebih. Karena teknologi yang tidak sempurna, tidak mungkin untuk mencapai hasil yang lebih mengesankan - bor hanya membeku di dalam es. Situasi berubah dengan kedatangan spesialis dari Leningrad Mining Institute pada tahun 1967, yang telah mengebor es selama tiga dekade di stasiun Vostok, berhasil masuk jauh ke dalam lapisan es hingga 3623 m.
Para ilmuwan telah memperoleh data akurat tentang perubahan iklim selama 420.000 tahun terakhir. Jadi, kami menerima informasi tentang empat siklus iklim lengkap di Bumi. Tapi sumur inilah yang menjadi bahan diskusi. Ketika peneliti Rusia mulai memperdalam sumur, mereka menemukan bahwa es yang bukan berasal dari atmosfer, menurut analisis isotop, berada di bawah kedalaman 3.543 m. Seperti yang dikatakan Valery Lukin, es di atmosfer terbentuk akibat turunnya salju, yang, dengan beratnya sendiri, berubah menjadi firn, dan kemudian menjadi es. Tapi es dari sumur itu jelas terbentuk akibat pembekuan air.
Atas dasar itu, Igor Zotikov tersebut mengajukan teori baru. Berdasarkan hipotesis keberadaan superkontinen Gondwana (itu termasuk Afrika, Amerika Selatan, Asia, Australia dan, mungkin, Antartika, yang, kemudian terpecah, mulai melayang di seluruh dunia dan kemudian mengambil posisi modern), dia menyarankan agar Danau Vostok muncul tepat sebelum glasiasi Antartika, yang dimulai setelah benua tergelincir ke kutub dingin. Perairan danau yang baru terbentuk itu tertutup es bersama dengan seluruh benua. Menurut peneliti Rusia, ketebalan es danau di atas air adalah 210 m Akademisi Zotikov berpendapat bahwa ini adalah nilai keseimbangan yang tidak dapat ditembus gelombang dingin selama 50 juta tahun.
1994 - Ahli glasiologi Rusia mengebor tiga perempat jalan menuju danau, mempelajari sejarah iklim Bumi selama 400 ribu tahun, yang tercatat di lapisan es yang tumbuh. Sampel yang diambil sangat dekat dengan "kubah" menunjukkan keberadaan mikroba (termasuk yang sebelumnya tidak dikenal oleh sains), nutrisi, dan berbagai gas, termasuk metana. Dengan kata lain, semua tanda khas proses biologis telah ditemukan sekarang, mungkin, terjadi di ekosistem yang sepenuhnya terisolasi. Artinya, ini adalah "kapsul dari dunia kuno" yang unik, yang membuka, para ilmuwan akan dapat memecahkan banyak masalah paling kompleks yang belum terpecahkan dalam sejarah Bumi.
Rekor Rusia untuk pengeboran superdeep belum terpecahkan: Rusia mampu mencapai ambang batas 3623 m (spesialis dari negara lain belum mengatasi penghalang 2.500). Namun demikian, sampel es yang diekstraksi pada tahun 1998 dari kedalaman ini dibagi rata oleh para ilmuwan dari Rusia, Amerika, dan Prancis. Setelah mencapai titik ini, penelitian dilakukan. Peralatan Rusia bisa saja maju lebih jauh, tetapi pengeboran dihentikan karena bahaya pengambilan sampel yang tidak steril, yang dapat merusak sistem peninggalan danau yang unik. Memang, dalam ceruk alami yang terisolasi selama ratusan ribu tahun, keseimbangan biologisnya sendiri telah berkembang.
Apa yang bisa terjadi jika udara atmosfer yang jenuh dengan mikroflora modern masuk ke dalam boer? Akankah ekspansi yang tidak terduga menyebabkan konsekuensi yang tidak dapat diperbaiki? Dan beberapa negara bahkan mendesak untuk tidak menyerang yang tidak diketahui. Bagaimana jika dari sana, dari kegelapan kuno, beberapa "wabah abad XXI" muncul?
Karena sejumlah alasan fisik, terdapat asumsi bahwa Danau Vostok terlalu jenuh dengan gas (khususnya oksigen), dan mikroorganisme yang telah beradaptasi dengan kondisi ini mungkin memiliki sifat unik. Tabrakan yang ceroboh dari dua dunia dapat menyebabkan konflik, dan tidak diketahui siapa yang dapat muncul darinya sebagai pemenang: mikroba Danau Vostok dapat menderita karena invasi mikroorganisme dari biosfer bumi, tetapi kita, secara teoritis, juga dapat berperan sebagai korban.
Oleh karena itu, pada tahun 1998 pada pertemuan SCAR - Komite Ilmiah Internasional untuk Penelitian Antartika - diputuskan untuk menghentikan pengeboran. “Danau itu sangat berharga untuk dicoba,” kata Keenan Ellis-Evans, seorang ahli mikrobiologi yang berbasis di Cambridge, Inggris.
Namun, meski belum terpecahkan sama sekali, Danau Vostok telah menyajikan ilmu pengetahuan dengan banyak informasi yang tak ternilai. Misalnya, model yang diusulkannya menghantam para astronom dengan kemiripan dengan kondisi alam Mars. Diketahui bahwa kutub utara planet merah juga tertutup oleh gletser raksasa. Dan jutaan tahun yang lalu Mars, seperti halnya Bumi, mengalami perubahan tajam pada kemiringan sumbu rotasi. Dengan kata lain, daerah yang sekarang menjadi kutub dingin, di kedua planet memiliki iklim yang lebih hangat di masa lalu.
Kemudian hipotesis bahwa tetangga antariksa kita juga memiliki danau kutub yang mirip dengan Danau Vostok menjadi sangat masuk akal. Dan jika kehidupan ditemukan di bawah gletser Antartika, mengapa tidak ditemukan di Mars? Bahkan Badan Antariksa Nasional AS sangat tertarik dengan masalah danau Bumi, membandingkannya dengan lautan Europa, bulan Jupiter.
Ternyata danau subglasial di Bumi ini merupakan tempat uji coba yang ideal untuk menguji teknologi penetrasi di bawah es di Eropa, di mana lautan setidaknya tertutup lapisan es sepanjang 20 kilometer, dan Danau Vostok “hanya” sepanjang 4 kilometer. Tapi masalahnya tetap sama. Bagaimana tidak membawa "kotoran" (bakteri terestrial) ke bulan Jupiterian, bagaimana cara menerobos es, bagaimana cara memastikan transmisi sinyal dari kendaraan bawah air ke permukaan?
Inti Antartika memungkinkan untuk menilai perubahan iklim global yang telah terjadi di planet ini selama ratusan ribu tahun terakhir. Menurut rasio isotop oksigen dalam gelembung udara, para ilmuwan telah menentukan perubahan kandungan karbon dioksida di atmosfer selama setengah juta tahun terakhir. Sudah diketahui secara andal bahwa itu telah berubah - dan sangat banyak. Dan yang paling penting - tanpa partisipasi manusia! Tapi justru "efek rumah kaca" yang disebabkan oleh perkembangan peradaban manusia yang mendukung pemanasan global menjelaskan peningkatan suhu atmosfer rata-rata. Penelitian telah menunjukkan bahwa aktivitas gunung berapi atau, katakanlah, kebakaran hutan raksasa, mengeluarkan lebih banyak karbon monoksida ke atmosfer.
Lebih jauh lagi. Menurut Akademisi A. Kapitsa, mula-mula suhu atmosfer naik, kemudian kandungan karbondioksida di dalamnya meningkat, dan bukan sebaliknya! Singkatnya, mereka sudah membuat penemuan yang luar biasa! Jejak DNA ditemukan di inti es Antartika yang diambil dari kedalaman 3.543 m. "Para peneliti segera menyadari bahwa mereka berurusan dengan 'peninggalan alam yang unik," kata V. Lukin, kepala ekspedisi Rusia dari Institut Arktik dan Antartika. DNA yang ditemukan, yang tidak bertepatan dengan organisme terestrial, adalah konfirmasi akan hal ini. Para ahli biologi molekuler juga yakin bahwa DNA jenis ini tidak ada dalam katalog ilmu pengetahuan dunia."
Penelitian sedang berjalan lancar dan membawa penemuan baru. Dalam inti es danau dari sebuah sumur, ahli biologi molekuler dari Institut Fisika Nuklir St. Petersburg menemukan tiga jenis bakteri mati termofilik, yang tidak diketahui oleh sains. Rekan modern mereka berkembang di mata air hidrotermal di wilayah aktif samudra dan benua pada suhu + 40–60 ° C. Maka dari itu, air Danau Vostok pernah lebih hangat daripada semua laut selatan modern.
Ahli mikrobiologi Rusia S. Abyzov, sebagai hasil studi inti dari lubang bor terdalam di Antartika, membuktikan bahwa mikroorganisme ada dalam keadaan mati suri dalam es hingga cakrawala terdalam. Selama ini diyakini bahwa kehidupan yang terdapat di air danau atau sedimen dasarnya juga dibatasi oleh mikroorganisme. Pada saat yang sama, tak satu pun dari yang dikenal saat ini bisa bertahan cukup lama di air ini.
Menurut V. Lukin, peristiwa ini dari segi makna ilmiahnya hanya bisa dibandingkan dengan pendaratan manusia di bulan. Sekitar 130 meter tersisa ke permukaan danau. “Kami berharap dapat menempuh jarak ini dalam tiga kuartal musim dingin,” kata V. Lukin.
Lapisan air danau hanya memisahkan 130 meter es dari dasar sumur. Apa yang menunggu umat manusia di balik jembatan kecil ini?
V. Syadro, T. Iovleva
