Lake Ellsworth (Antarctica)

Кіріспе

Элсворт көлі - Батыс Антарктидада орналасқан табиғи тұщы сулы сұйық көлі. Оның ұзындығы шамамен 10 км, тереңдігі шамамен 2 км. Көл американдық зерттеуші Линкольн Эллсворттың есімімен аталған. Көлдің бетін теңіз деңгейінен 1400 метр төмен орналасқан.

Барлау

Элсворт көлі 1996 жылы британдық ғалым, Бристоль университетінің профессоры Мартин Зигерт ашқан. Бұл 387 белгілі антарктикалық көлдегі субледистік көлдегі көлдің бірі. Бұл жерде жаңа микробиологиялық өмір түрлері пайда болуы мүмкін деген болжамдарға байланысты зерттеулер жүргізілуде. 2009 жылдың 2 наурызында Ұлыбританияның Табиғи ортаны зерттеу жөніндегі кеңесі британдық ғалымдар тобына 2012 жылдың желтоқсанында көлдің бетіндегі мұз қабаттарын бұрғылауды рұқсат етті. Бұл бұрғылауды Халықаралық ғылым кеңесінің (ICSU) Антарктика зерттеулері жөніндегі ғылыми комитеті бақылаған болатын. Британдық команда 16 жыл бойы теңіздің химиялық немесе биологиялық ластануына әкелмейтін әдістерді қолдана отырып, оны зерттеу технологиясын жасады. Ғалымдар ыстық суды ұшқышпен мұздың ішінде 36 сантиметр кеңістіктегі бұрғылау орнын бұрғылап, суды микроорганизмдер бар ма, жоқ па деп тексеру үшін сонда суды шығарып алуға мүмкіндік береді деп үміттенген. Бұл судың экстремалды қысым, суық және қоректік заттар тапшылығы жағдайында өмір сүрумен байланысты екенін анықтау үшін тест. Егер топ өмірді таба алмаса, онда ол су бар, бірақ өмір жоқ шекараны білдіреді. 2012 жылдың қаңтар айында бұрғылау жұмыстары 2012 жылдың қарашасы мен 2013 жылдың қаңтары аралығында басталады деп жоспарланған еді. Ауа райына байланысты команда көлге жету үшін 100 сағат бойы үнемі бұрғылауды жоспарлады. 2012 жылдың 12 желтоқсанында британдық зерттеу тобы су үлгілерін алу үшін мұздықты бұрғылай бастады. Олар жоғары қысымдағы шланг пен қайнау температурасында стерильденген суды пайдаланып, үш шақырымнан астам мұз аралығын бұрғылауды жоспарлады. Команда үлгіні алу үшін бұрғылау бес күнді алады деп ойлады. Профессор Сигерт егер бұл іздеу сәтті болса, онда осындай экстремалды ортада, мысалы, Юпитердің Еуропа деген жерінде өмір сүру мүмкіндігін іздеу мүмкіндігін тудырады деп есептеді. 2012 жылдың 25 желтоқсанында екі 300 м тереңдіктегі бұрғылау орнын біріктірудің сәтсіздігінен кейін жоба тоқтатылғаны туралы хабарланды. Бас зерттеуші профессор Мартин Зигерт: "Бір топ мұз астынан 300 метр тереңдікте сумен толтырылған қуысты құрай алмағаны үшін бұрғылау тоқтатылды. Бұл қуыс негізгі бұрғылау орнын бұрғылау суын қайтадан жер бетіне шығару үшін пайдаланылатын екінші бұрғылау орнымен байланыстыратын. Рождество қарсаңында біз Элсворт көліне тікелей өлшеу мен үлгі алуды тоқтату туралы шешім қабылдадық. Жағдайлар біз қалағандай болмағанымен, мен жергілікті команданың және Ұлыбританиядағы әріптестеріміздің күш-жігерін арқасында біз мүмкіндігінше көп нәрсені жасадық деп сенемін және мен оларға шын жүректен алғыс айтамын. Мен сондай-ақ Ұлыбританияның Табиғи ортаны зерттеу кеңесінің бізге мұз астындағы Антарктиданы тікелей зерттеуге мүмкіндік бергені үшін өте ризамын. 16 жыл бұрын біз терең сулы мұз асты көлдері тіршілік үшін қолайлы мекендер екендігін және мұз және климат тарихының маңызды деректерін қамтиды деп болжам жасадық. Қазіргі уақытта бұл болжамдар тексерілмеген күйінде қалып отыр. Ұлыбританияға оралғаннан кейін мен консорциумды жинап, зерттеу жұмыстарын жалғастырудың жолдарын іздеймін. Алдағы маусымдарда Елсворт көлінің құпиясын ашатынына сенімдімін. Алғашқы бұрғылау 300 метр тереңдікте жүргізіліп, содан кейін 12 сағат бойы сол тереңдікте қалдырылды. Екінші, негізгі бұрғылау (біріншісінен 2 м қашықтықта орналасқан) содан кейін 300 м тереңдікке бұрғыланды және дереу осы қуысқа қосылуы керек еді. Бұл негізгі бұрғылау ойығы содан кейін қуыс арқылы көкке дейін жалғасады, ал бірінші бұрғылау ойығы суды су астында болатын сорғыны қолдану арқылы суды қайтадан жер бетіне айналдыруға пайдаланылады. Осылайша мұз қуысы бұрғылау орнындағы су деңгейін теңестіруге және бұрғылау кезінде көлдің қысымын теңестіруге пайдаланылуы мүмкін. Белгісіз себептермен команда 20 сағаттан астам уақыт бойы тырысқанына қарамастан, 300 метр тереңдікте екі бұрғылау орнын байланыстыра алмады. Бұл процесте ыстық су мұздың қабықтай қабатына сіңіп, жоғалады. Олар бұл суды көбірек қарды қазып, еріту арқылы толтыруға тырысты, бірақ олардың күш-жігері түк те шықпады. Қазандықты байланыстыруға жұмсалған қосымша уақыт отын қорын жеткілікті мөлшерде азайтып, қалған операцияны іске асыру мүмкіндігінен айырды.

Lake Ellsworth was discovered in 1996 by British scientist Professor Martin Siegert of the University of Bristol; it is one of 387 known subglacial Antarctic lakes and it is a target site for exploration due to the speculation that new forms of microbial life could have evolved in the unique habitats of Antarctica's sub glacial lakes after half a million years of isolation. On 2 March 2009 the UK's Natural Environment Research Council authorized a team of British scientists to drill through the overlaying ice to the surface of the lake in December 2012. The drilling was to be overseen by The Scientific Committee on Antarctic Research from the International Council for Science (ICSU). The British team spent sixteen years developing the technology to explore the lake using methods that would not lead to chemical or biological contamination. Scientists hoped to use a hot water jet to drill a borehole 36 centimeters (14 inches) wide down through the ice to the lake, to enable a probe to retrieve sediment and water to be analyzed for microorganisms. This would be a test to determine if water correlates with life under extreme pressure, cold and nutrient deficiencies. If the group could not find life, it would inform a limit where there is water and no life. In January 2012 the drilling was scheduled to start between November 2012 and January 2013. Depending on the weather, the team expected to drill continuously for 100 hours to reach the lake. On 12 December 2012 the British research team began to bore the ice sheet to obtain water samples. Using a high pressure hose and sterilised water at near boiling point, they hoped to bore a passage through over two miles of ice. The team thought the drilling would take five days, before attempts to obtain samples could be made. Professor Siegert considered that the search, if successful, could create the possibility of exploring for life in similar extreme environments, such as Jupiter's moon Europa. On 25 December 2012 it was announced that the project had been called off, after attempts to link two 300m deep boreholes failed. From the principal investigator, Professor Martin Siegert:Drilling stopped after the team was unable to form the water filled cavity 300 metres beneath the ice. This cavity was to link the main borehole with a secondary borehole used to recirculate drilling water back to the surface. On Christmas Eve we took the decision to cease our efforts to directly measure and sample Subglacial Lake Ellsworth. Although circumstances have not worked out as we would have wished, I am confident that through the huge efforts of the field team, and our colleagues in the UK, we have done as much as we possibly could have done, and I sincerely thank them all. I am also hugely grateful to the UK Natural Environment Research Council for making it possible for us to attempt the direct exploration of subglacial Antarctica. Sixteen years ago, we hypothesised that deep water subglacial lakes are viable habitats for life, and contain important records of ice and climate history. For now, these hypotheses remain untested. Once back in the UK I will gather our consortium to seek ways in which our research efforts may continue. I remain confident that we will unlock the secrets of Lake Ellsworth in coming seasons. The first borehole was drilled to a depth of 300m and then left at that depth for 12 hours to create the cavity. The second, main borehole (located 2m away from the first) was then drilled to 300m depth and should have immediately connected with this cavity. This main borehole would then continue through the cavity and down to the lake while the first borehole would be used to recirculate water back to the surface using a submersible pump. In this way, the ice cavity can be used to balance the level of water in the boreholes and hence balance the pressure from the lake upon breakthrough. For reasons that are yet to be determined the team could not establish a link between the two boreholes at 300m depth, despite trying for over 20 hours. During this process, hot water seeped into the porous surface layers of ice and was lost. The team attempted to replenish this water loss by digging and melting more snow, but their efforts could not compensate. The additional time taken to attempt to establish the cavity link significantly depleted the fuel stocks to such a level as to render the remaining operation unviable.