«Антарктида проблем не решает»

Текст продолжает проект об экологии «Переменная».

Недавняя новость о том, что от шельфового ледника в Антарктиде откололся и уплыл в море Уэдделла айсберг, равный по площади двум территориям Новой Москвы, попала, кажется, даже в самые удаленные от климатической тематики издания. Событие не рядовое, но и не исключительное — в 2000 году, например, от ледника Росса откололся айсберг, более чем в два раза превосходящий нынешний. Специалисты обсуждают в основном потенциальную опасность для судоходства в этом отдаленном уголке Мирового океана, хотя там она должна быть минимальной.

Гляциолог, кандидат географических наук, доцент СПбГУ, сотрудник Лаборатории изменений климата и окружающей среды Арктического и антарктического НИИ Росгидромета (ААНИИ) Алексей Екайкин считает, что проблема тут в другом:

— Шельфовые ледники как бы подпирают материковый лед. Если эту подпорку убрать, ускоряется динамика материкового льда, то есть Антарктида будет немного быстрее терять массу. Ну и вообще считается, что откол шельфовых айсбергов — одно из следствий потепления климата.

— Антарктида большая, и в ее центральной части потепление пока что чувствуется едва ли. Зато именно оттуда ученые получают данные, свидетельствующие о том, что оно есть и происходит именно по вине человека. Расскажи, как это делается.

— Керны (это такие большие и тяжелые ледяные цилиндры, которые ученые вырезают из толщи льда) — очень важный источник данных по парниковым газам, благодаря которому мы знаем, что сейчас в атмосфере СО2 намного больше, чем было раньше, за последние 800 тысяч лет. В первую очередь, керны содержат данные о газовом составе атмосферы и содержании парниковых газов. Только по ледяным кернам мы можем узнать это напрямую. Других прямых методов исследования этих параметров нет.

Эти данные по кернам может предоставить и Гренландия, и Антарктида. В Гренландии самый длинный непрерывный временной ряд — это 120 тысяч лет, а в Антарктиде — 800 тысяч лет. Правда, это не со станции «Восток», это лед из Купола С в 500 километрах от озера, там, где находится французская станция «Конкордия». На «Востоке» нам удалось получить непрерывную запись за 420 тысяч лет. Зато у нас есть лед, которому предположительно 2 миллиона лет. Тут пока точно сложно сказать, потому что это лед из базальной, то есть придонной, толщи ледника, под которым находятся горы. Из-за этого нарушена последовательность залегания слоев, и датировать этот лед обычными методами невозможно.

© Из личного архива Алексея Екайкина

— А чем отличаются антарктические и гренландские керны?

— Они формировались в разных условиях. В гренландском керне, из-за того что там скорость снегонакопления выше, будет лучше разрешение. А в антарктическом будет больше возраст льда. Еще стоит обращать внимание на процессы сглаживания сигнала при формировании льда. Воздух свободно перемещается в снежной толще и перемешивается, а замыкание пор и формирование пузырьков воздуха происходят на какой-то глубине: на «Востоке» это 80—100 метров. Возраст льда на этой глубине уже 2000 лет. То есть получается, что лед старый, а воздух в нем еще современный. В Гренландии эта разница меньше, потому что аккумуляция снега больше и на той же глубине возраст льда будет меньше.

— Как оценивается возраст льда в кернах? Откуда мы знаем, что вот этому конкретному льду 800 тысяч лет?

— Все модели основаны на динамике льда. Ледник растекается от центрального купола к краям. (Алексей рисует у меня в блокноте полусферу — это ледник. Внутри сферы что-то вроде схематической елочки, по ветвям которой лед как раз и растекается — не тает, а растекается в силу действия обычной силы тяжести.)

Это все поддается моделированию, и для любой точки ледника можно вычислить возраст. Плюс во льду могут содержаться подсказки для абсолютной датировки: следы вулканических извержений, радиоактивные элементы. Если известно, когда какой-то вулкан извергался, то можно установить возраст совсем точно; правда, это больше подходит для исторического периода. Но вот для 2 миллионов лет модели уже не работают, тут можно ориентироваться только на абсолютные датировки, такие, как бериллий-10 — период его полураспада равен порядка 1,5 млн лет.

Нельзя ехать в Антарктиду, если с женой поругался. Антарктида проблем не решает.

— Вернемся к потеплению. Как информация из кернов помогает понять, каким был климат в прошлом?

— В отличие от средней температуры по больнице, средняя температура по планете имеет смысл. В больнице лежат никак не связанные друг с другом люди с разными заболеваниями, а планета — единая система, где все влияет на все. Так что, изучая керн из Гренландии или Антарктиды, можно понять заодно, каким был климат в Европе. В частности, можно сказать об уровне углекислого газа. Потому что если температура — это все-таки более локальный показатель, то содержание СО2 — это глобальный параметр. Содержание СО2 в атмосфере и в Антарктиде, и в Гренландии, и на всей планете одинаковое.

Но и температура в отдельно взятой точке может рассказать многое. Поскольку физика процесса не меняется, то, если заложить в современную климатическую модель все данные о температуре воздуха, полученные из кернов, а также локальных источников информации вроде озерных отложений, торфа, ледников, можно получить распределение температуры на планете в последний максимум оледенения, например. А данные по керну могут использоваться как контроль, то есть модель в идеале должна воспроизводить естественные условия.

В озерном льду функция зависимости возраста от глубины совершенно не линейная, и нельзя сказать, что метр керна — это столько-то лет. Сначала с глубиной возраст прирастает медленно, потом все быстрее. Сначала это происходит из-за уплотнения снега. Когда плотность толщи достигает плотности чистого льда (0,92 г/см3), она перестает расти, и дальше годовые слои просто утончаются и уплощаются вследствие динамики ледника. Лед раскатывается как тесто — все тоньше и тоньше.

© Из личного архива Алексея Екайкина

— Весной 2017 года вышел отличный документальный фильм о вашей работе — «Озеро Восток. Хребет безумия». А как тебе художественные фильмы про полярников? Похоже на правду?

— Есть старый советский фильм «72 градуса ниже нуля» про станцию «Восток». Хотя некоторые бытовые детали там показаны близко к реальности, все равно это развесистая клюква, конечно. Главное, что люди в фильме совсем не такие. Есть один фильм про Антарктиду, основанный на реальных событиях, — «Антарктическая история» (есть еще более поздний голливудский фильм на ту же тему — «Белый плен»). Но там не про людей, а про собак. В 50-х годах прошлого века и правда была такая история — японцы не смогли вывезти ездовых собак со станции, а когда через год вернулись, то оказалось, что две из них выжили. В фильме это все очень хорошо показано. Сейчас, кстати, привозить животных в Антарктиду запрещено.

— Сейчас проект по бурению озера Восток приостановлен. С чем это связано?

— Сейчас «Восток» не законсервирован, но бурение не производится. В следующем сезоне мы туда приедем, но в ближайшие годы бурить и проникать в озеро не собираемся. Проект решили приостановить по разным причинам. Главная — нет денег. Деньги нужны на разработку новой технологии проникновения в озеро. Нынешняя технология не подходит из-за незначительных, но все-таки загрязнений. Дело в том, что в буровой жидкости используется керосин, который легче воды, но что-то все-таки может попасть в скважину. Самое главное — при контакте воды с заливочной жидкостью образуется гидрат фреона, плотное, твердое вещество, которое образуется быстрее, чем лед, и скважина закрывается пробкой. Сейчас керосин с фреоном уже никто не использует, потому что считается, что это экологически не очень «дружественно». В Гренландии для бурения используют Estisol (TM — это торговая марка), это какие-то сложные эфиры. Это вещество ничем не пахнет, абсолютно гидрофобное и безопасно для человека и природы.

© Из личного архива Алексея Екайкина

Французы на станции «Конкордия» планируют бурить новую скважину с силиконовым маслом. Тоже совершенно экологически безопасно, и в нем не живут никакие бактерии. В следующем сезоне мы (гляцио-буровой отряд Российской антарктической экспедиции под руководством профессора Горного университета Николая Ивановича Васильева. — Ред.) будем экспериментировать с силиконовым маслом на «Востоке». Соберем стенд, где будем имитировать бурение и изучать поведение нашего бурового снаряда в силиконе. Есть у этой технологии один огромный минус — силикон много дороже, но в любом случае заливочную жидкость в скважине придется менять, а это 60 тонн жидкости. Либо в нижнюю часть скважины залить силикон метров на 100, а сверху останется керосин.

А еще деньги нужны на строительство новой станции «Восток». То, что там есть сейчас, построено в 70-е годы прошлого века. Это давно устаревшие технологии, сейчас все по-другому, используется современная термоизоляция, новые материалы.

— Где тяжелее — там, в Антарктиде, или тут, дома и в лаборатории?

— Мне везде хорошо, но к концу года тут устаешь от этого темпа жизни. И в Антарктиду я еду отдыхать морально и трудиться физически. Вот уже 13 сезонов — это с декабря по февраль.

Утром встал в 7 часов, почистил зубы, позавтракал, а дальше может быть много всего — копать шурфы (неглубокие ямы для отбора проб. — Ред.) для изучения палеоклимата в недалеком прошлом, лет за 300, отбирать пробы и так далее. Помимо основной программы, связанной с бурением озера, есть еще много проектов, для которых нужно что-то делать. Например, мы измеряем баланс массы ледника. В центральной Антарктиде пока все еще неплохо, а в целом ледовый покров Антарктиды, конечно, сильно теряет массу.

Много работы с кернами глубокого бурения. После того как керн извлекается из бурового снаряда, он какое-то время отлеживается, чтобы обсох керосин. Затем я его инвентаризирую — нужно состыковать куски, измерить: это очень важно, потому что именно по керну мы знаем глубину скважины. Отбираю пробы, если это нужно, измеряю электропроводность керна, делаю шлифы (тонкие срезы льда, которые используются для кристаллографических исследований. — Ред.). Много всяких мелких дел. В среднем на обработку одного метра уходит час, и все время ты его еще и таскаешь на руках по лаборатории, а метр керна весит восемь килограммов.

Плюс к этому каждый год какие-то факультативные программы, кто-то просит что-то сделать. В прошлом году вот отбирали для французов образцы льда из старых запасов.

© Из личного архива Алексея Екайкина

— А в чем состоит твоя работа тут, в лаборатории?

— Когда возвращаемся, тут начинается более разнообразная деятельность. Анализы, измерения, обработка данных, статьи, конференции и прочее. Обычная научная рутина.

— Когда в 2012 году вы первый раз проникли в озеро, проект «Восток» сравнивали с космическими миссиями. По деньгам тоже все это стоит как космос?

— Нет, это гораздо дешевле. Вся логистика Российской антарктической экспедиции стоит немного более 1 миллиарда рублей в год. Это не только «Восток», это пять станций, несколько сезонных баз и два судна. Это только чтобы привезти нас на станцию, одеть, накормить и обогреть. Наука оплачивается отдельно. Раньше была федеральная целевая программа «Мировой океан», в которой был подпроект «Антарктика». Она закончилась в 2013 году, и, несмотря на резолюцию Путина (который тогда был премьер-министром), денег на это все еще нет. А речь-то шла всего лишь о 8 миллиардах рублей на пять лет — на все проекты, связанные с изучением Мирового океана и Антарктики. Это очень маленькие для России деньги.

— Как ты попал в Антарктиду?

— Я с детства мечтал путешествовать и поэтому пошел на географический факультет (сейчас — Институт наук о Земле СПбГУ. — Ред.). С первого курса начались практики, и мне это ужасно понравилось — полевая жизнь при полном отсутствии комфорта. Потом попал в ААНИИ и сразу по окончании университета поехал в Антарктиду.

Первый раз было захватывающе и волнующе. Психологически сложно, потому что ты молодой, а там уже сложившийся мужской коллектив, и важно, как ты будешь реагировать на какие-то вещи. С тех пор провел в Антарктиде уже 13 сезонов.

© Из личного архива Алексея Екайкина

— А если бы жизнь сложилась иначе, чем бы ты еще мог заниматься?

— Наверное, историей раннего Средневековья или археологией. В любом случае тянет к естественным наукам и полевым исследованиям. Археология по своим методам очень близка к палеогеографии. А может быть, лингвистикой: мне нравится думать о том, как устроены разные языки. Что будет потом, тоже ужасно интересно, но все равно мы можем только строить предположения. А в прошлое заглянуть можно, и хотя оно уже прошло, но следы его сохранились.

— Почему люди едут в Антарктиду?

— Мотивы у всех разные. Для кого-то это просто привычное, родное место. Для меня это любимая работа и место, где я хорошо себя чувствую. Кто-то ради денег: за зимовку можно заработать порядка миллиона рублей. Но есть и такие, кто один раз приехал и больше ни ногой.

Наверное, едут в Антарктиду потому, что в моральном отношении там себя лучше чувствуешь. Но только если тебя ничего не тревожит из того, что осталось дома. Нельзя ехать в Антарктиду, если с женой поругался. Антарктида проблем не решает. Не так давно появился интернет. Это, конечно, хорошо, можно поддерживать связь, но без него было спокойнее — никаких срочных дел и писем. А теперь и на «Востоке» достанут, если что.

— Что там, на станции, дается тяжелее всего?

— Необходимость постоянно раздеваться и одеваться. Нужно все время надевать на себя много слоев одежды — термобелье, штаны, свитера, тяжеленные ботинки, пуховик.

(Мы идем в соседнюю комнату, где я примеряю на себя пуховик, который носят полярники в Антарктиде. Под него, пожалуй, уместилась бы половина всего моего гардероба. А еще во всем этом надо не просто ходить, а много и тяжело работать.)

Еще душа нет. Раз в неделю баня, и еще разок можно просто помыться. Все потому, что на то, чтобы плавить снег, нужно расходовать дорогое дизельное топливо.

© Из личного архива Алексея Екайкина

— А что, если кто-то заболеет на станции?

— Болеть на «Востоке» очень плохо. Раньше я там ничем не болел, не считая обморожений. Этой зимой случилась эпидемия — судя по всему, кто-то привез вирус гриппа. В той или иной форме заболели все, я три дня пролежал не вставая, есть не мог. Потом начал выбираться на станцию раз в сутки, и так еще неделю. Но полностью мы там так и не восстановились, кашляли весь остаток сезона из-за холодного воздуха. Кроме того, низкое давление, гипоксия (станция «Восток» находится на высоте 3,5 тысячи метров над уровнем моря. — Ред.) и прочее. На моей памяти такое впервые.

— И все-таки: вся Антарктида тает?

— На «Востоке» в целом немного теплеет, но пока что в центральной Антарктиде проявлений глобального потепления не видно. Антарктида — система инертная, и там все происходит с задержкой. Проявления потепления будут, но, может, лет через 100. А в Западной Антарктиде и на Антарктическом полуострове таяние льда уже очень заметно. Там ложе ледника находится ниже уровня моря, и относительно теплая морская вода в какой-то момент может протечь под ледник. Тогда ледник просто всплывет и разрушится. Такие процессы уже могли происходить в прошлом — например, во время предыдущего межледниковья, когда уровень моря был выше на пять-шесть метров. Но сейчас это может случиться из-за деятельности человека.