Для климата Земли это был еще один исключительный год. Не проходит и недели, чтобы рекордные наводнения, лесные пожары, аномальное тепло и сокращение морских льдов не попадали в заголовки мировых новостей. 

При этом обсуждение климатического кризиса часто вращается вокруг выбросов углекислого газа (CO2), хотя необходимо обратить внимание и на метан (CH4). На этот мощный парниковый газ, потенциал потепления которого за 20-летний период в 84 раза превышает потенциал углекислого газа, приходится примерно 30 процентов нынешнего повышения глобальной температуры.

Некоторые ученые полагают, что под ледяными щитами Гренландии и Антарктики скрыты большие запасы метана, что не может не беспокоить. По мере продолжения таяния и отступления этих ледников, газ будет все быстрее попадать в атмосферу, создавая тем самым порочную, усиливающую себя климатическую обратную связь.  

 

«На данный момент Гренландский ледяной щит — это крупнейший фактор, способствующий глобальному повышению уровня моря. И этот процесс будет ускоряться. Поэтому нам нужно понять, с какой скоростью это происходит. Похоже, что в ближайшие 80 лет это станет проблемой для низменных прибрежных регионов по всей планете», — сказал Barents Observer профессор гляциологии Арктического университета Норвегии в Тромсё (UiT) Алан Хаббард. 

 

Чтобы понять потенциальные объемы производимого и хранящегося под этим уязвимым ледяным щитом метана и увидеть, что непосредственно происходит у его ложа, этим летом группа из семи ученых из Норвегии, Чехии, Бразилии и Северной Америки отправилась в Гренландию в амбициозную и опасную экспедицию.

  «При наступлении ледники погребали растительность и почву, запирая органический углерод подо льдом. Со временем микробы могли превратить этот углерод в парниковые газы», — рассказала The Barents Observer участница экспедиции Петра Климова, микробиолог Карлова университета в Праге. 

Местом исследования был выбран относительно небольшой ледник Иссангуата Сермия, где уже был обнаружен выход метана из-под кромки льда.

ADVERTISEMENT

 

Выход на лед

Иссангуата Сермия — единственный участок всего ледяного щита, к которому есть дорога. Благодаря этому все оборудование, топливо и припасы, необходимые для трехнедельного научного лагеря, привезли сюда по суше, а затем доставили на лед с помощью вертолета. Однако логистика не всегда была простой.

«Когда что-то шло не так, приходилось проявлять творческий подход. Например, когда мы неожиданно обнаружили, что часть оборудования весит на несколько сот килограммов больше, чем может поднять вертолет, нам пришлось разобрать все и тем самым уменьшить вес», — вспоминает Петра Климова.

На карте ниже подробно описан маршрут, по которому ученые добирались от города Кангерлуссуак до лагеря на ледяном щите.

 

Путь в неизвестность

Чтобы получить доступ к скрытой подо льдом среде, ученым нужно было сделать скважину через всю толщу льда. 

  «Чтобы добраться до дна как можно быстрее, мы опробовали новый способ, заключавшийся в использовании при бурении горячей воды. Если предыдущим проектам требовалось пять-шесть лет, чтобы добраться до основания ледника, мы хотели сделать это за два-три дня и гораздо дешевле», — пояснил профессор Алан Хаббард.

 

 

С помощью термобура с водяной подачей, который по сути представляет собой шланг с водой высокого давления, буровая команда проплавила путь от поверхности ледника до его основания.

 

 

 

Ледяные щиты представляют собой большие массы льда, толщина которых может достигать нескольких километров, поэтому для такой операции нужен очень длинный шланг. Ученые привезли шланг длиной 1600 метров — на пределе грузоподъемности вертолета.

 

 

 

Для нагрева и подачи очищенной горячей воды по шлангу также были нужны несколько дизельных нагревателей и насосов весом до 400 килограммов каждый. Их перемещение по ледяному покрову вручную без подъемного оборудования потребовало значительных физических усилий.   

 

 

 

 

Начало бурения

Хотя ледники и кажутся прочными, под своим огромным весом они деформируются и текут, как мед. Поэтому бурение скважины в леднике — это постоянная борьба с ползучестью и холодом, которые стараются ее снова закрыть. 

    «У такого интенсивного бурения есть своя проблема: горячая вода остается в скважине и очень быстро замерзает. Поэтому для проведения исследований в таких скважинах у нас очень мало времени», — пояснил профессор Алан Хаббард. 

Из-за этого ученым приходилось круглосуточно заправлять нагреватели, обеспечивая постоянную подачу горячей воды в скважину, так как любой сбой в системе мог иметь катастрофические последствия: буровое оборудование могло просто вмерзнуть в лед и остаться там навсегда. Параллельно с этим работали и микробиологи, собирая пробы воды из скважины, чтобы отслеживать любые изменения в ее химическом составе.

 

 

«Бурение длится 3 дня подряд и ведется круглосуточно. А если при этом плохо спать и не отдыхать, то через три дня твоя функциональность падает. К тому же эта интенсивная работа очень шумная — шесть больших дизельных двигателей тарахтят, образуя много тепла и выхлопных газов, это как полномасштабное промышленное производство», — вспоминает профессор Алан Хаббард. 

 

 

 

После нескольких дней непрерывной работы, когда запасы топлива достигли критически низкого уровня, из скважины внезапно начала уходить вода. Это был знак, которого ждала буровая бригада — ей наконец удалось успешно добраться до ложа ледяного щита.

 

На глубине более 1000 метров под ними был пробит последний слой льда на ложе ледника, что дало уйти части воды, заполнявшей скважину. Теперь, когда скважина была открыта, у ученых были примерно сутки, чтобы собрать внизу как можно больше образцов отложений, пока скважина шириной примерно 30 сантиметров не закрылась. Отсчет времени пошел!

Сбор проб вслепую в узкой скважине длиной в километр — чрезвычайно сложная задача. В нее спустили несколько приборов, но удача оказалась не на стороне ученых. Скважина закрылась до того, как им удалось что-либо поднять.

 

Не теряли надежду  

Хотя ученым после этой попытки не удалось собрать образцы, израсходовав почти все топливо, у них еще оставалось много времени. Вертолет за ними должен был прилететь только через две недели. 

Так как лагерь находился всего в шести километрах от кромки ледяного щита и цивилизации, был смелый план по доставке дизельного топлива, необходимого для повторного открытия скважины. В течение следующей недели все члены группы каждый день переносили на спине до 30 литров топлива по изрезанному трещинами краю ледникового щита.

 

 

    «Лично я носила не больше 15 литров дизеля, мне казалось, что это безопасный объем для меня», — рассказала Петра Климова. «Я очень обрадовалась, что все согласились носить топливо, хотя никого не заставляли это делать. Меня очень тронула такая командная работа», — добавила она.

 

   «Конечно, мы хотели продолжать исследования, но и перспектива поесть гамбургер из овцебыка во время периодических вылазок в город давала хорошую дополнительную мотивацию и возможность отдохнуть от сублимированного питания в лагере», — рассказал The Barents Observer гляциолог Генри Паттон. 

 

Пока одни ходили за топливом, другие ученые собирали сейсмические данные, чтобы узнать больше о том, что находится подо льдом, которой они бурили. Посылая сквозь лед взрывные волны энергии и измеряя с помощью множества геофонов отражающееся снизу эхо, ученые смогли получить полезную информацию, например, о том, как меняется толщина льда, и о природе отложений внизу.

 

 

    «Похоже, что полученные нами предварительные сейсмические данные подтверждают наши подозрения о том, что здесь подо льдом находятся слои отложений — кстати толщиной более 150 метров — и, что немаловажно, потенциальная среда для производства метана, который мы искали», — пояснил Генри Паттон. 

 

 

Походы за топливом продолжались, и за семь дней группе удалось перенести в лагерь на своих ногах 600 литров дизельного топлива — три полные бочки. Этого было достаточно, чтобы снова запустить нагреватели и вновь открыть километровую скважину.

 

 

Хотя сначала работа на второй скважине шла хорошо, на глубине чуть более 400 метров бур снова столкнулся с проблемой. На этот раз на его пути оказалось что-то, что он не смог обойти. С учетом того, что топливо подходило  к концу, а также потенциального риска застревания или повреждения бура, в 3 часа ночи было принято решение прервать работу и завершить сезон.

 

 

Полезный урок

Последние дни были потрачены на вывоз со льда оборудования и устранение всех следов лагеря. Хотя ученые так и не сумели поднять отложения из-под льда, термобур прошел успешные испытания на глубине более километра, и был получен большой опыт, который будет использован во время полевых работ в следующие несколько лет, когда группа снова сможет добраться до ложа ледового щита в Гренландии, а затем и в Антарктиде. 

 

 

 

Что думают ученые после трех недель на ледяном щите в тяжелых условиях? 

 «Для меня это был по-настоящему успешный полевой сезон, — сказал профессор Алан Хаббард. — Я особенно доволен работой бура и тем, как мы подходили к решению проблем. Команда очень старалась, и это непросто, особенно если раньше у них не было большого опыта в этом».

 «Во время таких полевых работ попадаешь в по-настоящему красивые места и, возможно, ступаешь на эту землю одним из первых. Считаю, что мне выпала честь сделать это. Как учёные мы все очарованы ледяным щитом Гренландии — его огромными размерами, и любые изменения там могут иметь действительно важные последствия для количества метана в мире», — заключила микробиолог Петра Климова.