Проект WISSARD

Проект WISSARD (англ. Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling — «Бурение и исследование подлёдного доступа к ледниковому потоку Уилланса») — это крупный междисциплинарный научный проект, направленный на прямое исследование подлёдной среды Антарктиды, включая подлёдное озеро Уилланса (Whillans Subglacial Lake) и зону разлома ледникового потока Уилланса. Проект был реализован в 2012—2013 годах при поддержке Национального научного фонда США (NSF) и стал первым в истории успешным прямым проникновением в подлёдное озеро Антарктиды с использованием стерильного оборудования.

История и предпосылки

Подлёдные озёра Антарктиды — это водоёмы, скрытые под многокилометровой толщей льда, которые были открыты в 1970-х годах с помощью радиолокационного зондирования. Наиболее известным из них является озеро Восток, вскрытое российскими учёными в 2012 году. Однако проект WISSARD отличался от предшественников принципиально иным подходом: он был нацелен не только на бурение, но и на изучение биогеохимических процессов в подлёдной среде с минимальным загрязнением.

Проект WISSARD был инициирован в 2009 году как часть программы Национального научного фонда США по исследованию подлёдных антарктических сред. Руководителем проекта выступил гляциолог Славек Тулачик (Slawomir Tulaczyk) из Калифорнийского университета в Санта-Крузе. В проекте участвовали учёные из США, Великобритании, Канады, Германии и других стран.

Цели и задачи

Основными целями проекта WISSARD были:

• Прямое исследование подлёдного озера Уилланса — получение проб воды, осадков и микробных сообществ из подлёдного водоёма.
• Изучение гидрологии ледникового потока — понимание того, как подлёдные воды влияют на движение льда и динамику ледникового щита.
• Биогеохимический анализ — определение состава подлёдной воды, включая растворённые газы, органические вещества и микроорганизмы.
• Тестирование технологий стерильного бурения — разработка методов, предотвращающих загрязнение подлёдной среды поверхностными микроорганизмами.

Технология и методология

Стерильное бурение

Ключевой особенностью проекта WISSARD было использование системы стерильного бурения, разработанной специально для предотвращения загрязнения подлёдной среды. Система включала:

• Горячую воду — буровой инструмент использовал струю горячей воды (около 90 °C) под высоким давлением для плавления льда.
• Фильтрацию и стерилизацию — вода, используемая для бурения, проходила через ультрафиолетовые стерилизаторы и фильтры с размером пор 0,2 микрона, что удаляло все микроорганизмы.
• Герметичные контейнеры — все пробы воды и осадков собирались в стерильные контейнеры, которые не контактировали с внешней средой.

Процесс бурения

Бурение началось в январе 2013 года на ледниковом потоке Уилланса в Западной Антарктиде, вблизи подлёдного озера Уилланса. Лёд в этом районе имеет толщину около 800 метров. Процесс занял несколько дней: сначала была пробурена скважина диаметром около 30 см, затем через неё были опущены зонды и пробоотборники. 28 января 2013 года учёные впервые в истории получили прямые образцы воды из подлёдного озера.

Результаты

Биологические открытия

Одним из самых значимых результатов проекта WISSARD стало обнаружение активной микробной жизни в подлёдном озере Уилланса. Анализ проб воды показал наличие разнообразных бактерий, в основном хемолитоавтотрофов, которые получают энергию за счёт окисления неорганических соединений, таких как сера, железо и марганец. Плотность микробных клеток в озере составила около 10⁵ клеток на миллилитр, что сравнимо с плотностью в некоторых морских осадках.

Геохимические данные

Вода озера оказалась насыщенной растворёнными газами, включая метан, углекислый газ и водород. Это указывает на активные геохимические процессы на границе льда и коренных пород. Также были обнаружены следы древних органических веществ, возможно, остатки морских отложений, существовавших до оледенения.

Гидрология

Проект подтвердил, что подлёдное озеро Уилланса является частью активной гидрологической системы, связанной с ледниковым потоком. Вода в озере обновляется каждые несколько лет за счёт таяния льда на границе с коренными породами и движения воды по каналам под ледником.

Значение и влияние

Проект WISSARD стал важным этапом в изучении подлёдных сред Антарктиды. Он продемонстрировал, что даже в изолированных, экстремальных условиях существует активная жизнь, что имеет значение для астробиологии — поиска жизни на других планетах, таких как Европа (спутник Юпитера) или Энцелад (спутник Сатурна), где под ледяной корой могут существовать жидкие океаны.

Кроме того, проект показал, что подлёдные озёра не являются статичными резервуарами, а активно взаимодействуют с ледниковым щитом, влияя на его движение. Это важно для моделирования будущего уровня моря, так как Западный антарктический ледниковый щит считается нестабильным.

Критика и ограничения

Несмотря на успех, проект WISSARD подвергался критике со стороны некоторых учёных, которые опасались, что даже стерильное бурение может нарушить хрупкую экосистему подлёдных озёр. Однако последующие исследования не выявили значительного загрязнения. Также отмечалось, что проект был очень дорогим (бюджет составил около 10 миллионов долларов) и требовал сложной логистики.

Примечания

• Проект WISSARD стал первым, но не единственным успешным проникновением в подлёдное озеро Антарктиды. В 2018 году британские учёные пробурили озеро Эллсуорт, а в 2022 году — российские учёные вскрыли озеро Восток.
• Название проекта происходит от ледникового потока Уилланса, названного в честь американского гляциолога Иэна Уилланса (Ian Whillans).

Источники

• Tulaczyk, S., et al. (2013). WISSARD: A new approach to subglacial exploration. Eos, Transactions American Geophysical Union, 94(14), 133-135.
• Priscu, J. C., et al. (2013). Microbial life in the subglacial waters of Antarctica. Science, 340(6138), 1224-1227.
• Christner, B. C., et al. (2014). A microbial ecosystem beneath the West Antarctic ice sheet. Nature, 512(7514), 310-313.
• Национальный научный фонд США (NSF). (2013). WISSARD Project Summary.