60 лет японских исследований Антарктики

Двадцать девятого января 2017 года японская антарктическая база «Сёва» отметит своё 60-летие. Для человека шестидесятилетие – это важная веха, знаменующая полное прохождение цикла по восточному календарю. За эти 60 лет Япония, используя базу «Сёва» как ключевое звено, накопила большой объём данных научных наблюдений, что позволило получить обильные результаты. В их числе, помимо выводов, о которых никто не мог и предполагать в то время, когда люди начали вести наблюдения за Южным полюсом, есть и важные заключения, предсказывающие будущее окружающей среды на планете Земля. Сейчас, когда мы подходим к важной вехе – шестидесятилетию – мне хотелось бы, окинув взглядом прошлое японских исследований Антарктики, рассказать о том, как благодаря этим научным наблюдениям складывается картина настоящего и будущего земной окружающей среды.

Антарктическая исследовательская база «Сёва» (слева) и судно для полярных исследований «Сирасэ». Отправление 58-й японской антарктической экспедиции на судне «Сирасэ» к базе «Сёва» запланировано на ноябрь 2016 года

10 лет после войны: решительный шаг потерпевшей поражение Японии

Рассказ следует начинать с 1955 года, когда специальный комитет Международного года геофизики в Брюсселе пригласил Японию участвовать в наблюдениях за Южным полюсом. Между тем, тогда в странах Запада бытовало и решительное неприятие возвращения проигравшей войну Японии в международное сообщество. Тем не менее, благодаря поддержке государств, выступивших за участие Японии, страна стала готовиться к исследованиям Антарктиды. Хотя после окончания войны минуло 10 лет, Япония всё ещё испытывала нужду, продолжая залечивать военные раны. Память автора хранит детские воспоминания о том, как на улицах, у железнодорожных станций играли на губных гармошках и аккордеонах солдаты-инвалиды в больничных халатах. Именно в эти времена было положено начало проекту, подобающему мировой державе.

Журналист газеты «Асахи Симбун» Яда Кимио, который узнал о возможном участии Японии в исследованиях Южного полюса по случаю Международного года геофизики, заручившись поддержкой в высших слоях общества, организовал проект научной антарктической экспедиции. Так началась кампания, охватившая всё японское общество, и по всей стране развернулась работа по сбору пожертвований. Безусловно, в то время Министерство просвещения, национальный Совет по делам науки и Управление береговой охраны, в распоряжении которого находилось судно «Соя», а также другие заинтересованные лица продемонстрировали беспримерную решимость и усилия, однако гораздо важнее отметить надежду и энтузиазм, продемонстрированные народом страны и представителями частного бизнеса.

В результате 8 ноября 1956 года при большом стечении восторженного населения, собравшегося на причале Харуми в Токийском заливе, состоялось отплытие переоборудованного для антарктических наблюдений судна «Соя». По стечению обстоятельств в том же году Япония присоединилась к Объединённым Нациям, и, вероятно, для населения страны того времени отправление «Сои» в Антарктику стало ещё одним наглядным подтверждением возвращения Японии в международное сообщество. Вместе с тем, это событие стало символом, провозвестившим людям как в стране, так и за её пределами решимость послевоенной Японии стать научной державой.

8 ноября 1956 года, отплытие судна для антарктических исследований «Соя»

«Дух Антарктики», унаследованный продолжателями

Вышедшее из порта с большими надеждами всего народа за кормой судно «Соя», преодолев толстые антарктические льды и снежные шторма, смогло доставить на зимовку первую группу исследователей, но на обратном пути оно оказалось скованным льдами и было обездвижено. На помощь пришло находившееся неподалёку советское судно «Обь», и с большими трудностями «Сою» удалось освободить из ледового плена. В эпоху Холодной войны, когда Японию и Советский Союз решительно нельзя было назвать друзьями, этот эпизод стал демонстрацией силы духа: «В Антарктике в трудную минуту все вместе». Этот «дух Антарктики» продолжатели унаследовали и бережно сохранили вплоть до наших дней.

Руководителем первой полярной зимовки стал начальник экспедиции Нисибори Эйдзабуро, вместе с которым зимовку начали 11 человек. Это была борьба, сопряжённая с ежедневным смертельным риском. Её эпизодами стали оставленный на льду и унесённый морем провиант, а также пожар, в результате которого сгорела постройка для наблюдений. Всё это словно переживаешь сам, когда читаешь «Дневник первой антарктической зимовки» главы экспедиции Нисибори – книгу, вышедшую в издательстве «Иванами синсё». Творческий и изобретательный дух научных наблюдений и созидания участников экспедиции, проявленный в экстремальных природных условиях Антарктиды, ничуть не меркнет и в наши дни.

Новые открытия: метеориты, озоновая дыра, моховые столбы

К настоящему времени учёным удалось сделать ряд находок, которые остались бы неизвестны без исследований в Антарктиде. Позвольте с ними познакомить.

Множественные находки метеоритов, в том числе лунного и марсианского происхождения

В 1969 году член 10-й экспедиции Ёсида Масару, который занимался исследованием льда и снега в глубине континента, случайно обнаружил во льдах на хребте Ямато (горный хребет, расположенный приблизительно в 300 км к юго-юго-западу от базы «Сёва») чёрные предметы. Поскольку Ёсида был геологом, он тут же догадался, что находки не являются камнями земного происхождения. Проведя подробные исследования по возвращении в Японию, он убедился, что это метеориты. После этого Япония занялась систематическим поиском, и по состоянию на нынешний 2016 год число обнаруженных и собранных японскими экспедициями метеоритов из Антарктики превышает 17 тысяч единиц.

Январь 2013 г., 54-я японская антарктическая исследовательская экспедиция ведёт поиск метеоритов в районе горы Сэр-Рондейн

Эти многочисленные находки не случайны. Если вслепую блуждать по Антарктиде, площадь которой в 37 раз превышает Японию, метеоритов не найти. Нельзя не признать большой заслуги Японии в том, что благодаря этой стране, установившей механизм скопления метеоритов и сосредоточившей поиски соответственно этим выводам, мир узнал о том, что Антарктида является сокровищницей метеоритов.

Практически все антарктические метеориты происходят от малых небесных тел, однако среди них есть и образцы лунного и марсианского происхождения, что позволяет надеяться на новые открытия в будущем. В 2019 году обнаружению метеоритов в Антарктиде исполнится 50 лет. В следующем 2020 году на Землю вернётся из своего далёкого путешествия к малому небесному телу космический зонд «Хаябуса-2». Хочется надеяться, что он откроет новую страницу в изучении состава небесных тел, начало которому положила находка метеоритов в Антарктиде.

Первое предупреждение миру об озоновой дыре

Вывод об истощении озона над Южным полюсом был сделан на основе наблюдений, проведённых на антарктической базе «Сёва» 23-й зимовочной экспедицией 1982-го года. По словам отвечавшего за наблюдения члена экспедиции Тюбати Сигэру, данные были столь необычны, что поначалу он заподозрил неисправность оборудования. По возвращении домой после зимовки Тюбати рассказал о результатах наблюдений на симпозиуме по изучению озона, который проходил в Греции, и это стало первым предупреждением всему миру об озоновой дыре над Антарктидой. Для измерения количества озона используется прибор, именуемый спектрометром Добсона, с которым наблюдения обычно проводятся при солнечном свете. Но для того, чтобы использовать его в условиях полярной ночи (когда солнце вообще не встаёт над горизонтом), устройство оригинальным образом реконструировали для наблюдений при свете луны. В этом тоже прослеживается изобретательность и находчивость японцев.

Признание расширения озоновой дыры в качестве проблемы, затрагивающей не только Антарктиду, но и всю планету, привело в итоге к появлению Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой (принят в 1987 году, вступил в силу в 1989-м). Может быть, именно благодаря успешности этого международного механизма озоновая дыра, некогда увеличившаяся вдвое, в настоящий момент демонстрирует тенденцию к уменьшению.

Озоновый слой выполняет важную функцию, поглощая вредоносное ультрафиолетовое излучение, которое льётся из космоса на нашу планету. Если озоновый слой разрушится, не исключено, что жизнь на Земле не сможет продолжаться или будет вынуждена уйти вглубь вод и под землю – туда, куда не проникают ультрафиолетовые лучи.

Скопления «моховых столбов» на дне антарктических озёр

В 1995 году Имура Сатоси, участник 36-й зимовочной экспедиции, обнаружил на дне пресноводных водоёмов в основании гор неподалёку от базы «Сёва» странные предметы. Зелёные растительные образования в форме столбиков размером 40 сантиметров в диаметре и более 60 сантиметров в высоту получили название «антарктические моховые столбы». Эти скопления сосуществующих мхов, водорослей и цианобактерий во множестве отыскиваются на дне озёр.

В Антарктиде даже в зимний период крайне холодных температур море и озёра лишь покрываются льдом на поверхности, не промерзая полностью, и тем не менее открытие столь обильного растительного мира, образующего подобие леса на озёрном дне, стало большим сюрпризом. Когда и по какой причине эта растительность сделала Антарктиду своим домом – крайне любопытный вопрос. Биология растений, обитающих в такой экстремальной обстановке, какой является Антарктика, должна быть глубоко связана с зарождением и эволюцией жизни на Земле.

Установка подводной видеосистемы на дне озера для наблюдений за антарктическими моховыми столбами

«Ледовый панцирь» как капсула времени с экологической информацией планеты

Бурение ледового панциря на внутриконтинентальной базе «Купол Фудзи» Место, куда падает свет – жерло буровой скважины. В него опускают бур для углубления в ледовый панцирь континента (январь 2001, 45-я экспедиция)

В Антарктиде покрывающий континент ледовый панцирь достигает 4 000-метровой толщины. Он представляет собой снежные наслоения, которые накапливались так давно, что в глубине спрессовались в лёд. В сердце континента, в 1 000 км от базы «Сёва» на базе «Купол Фудзи» в 2007 году во льду пробурили шахту на глубину 3 035 м, почти достигнув скальной породы, благодаря чему учёные смогли извлечь образцы льда (конические образцы материкового ледового панциря) возрастом приблизительно 720 тысяч лет. Благодаря анализу взятых таким образом образцов ледового панциря удалось получить данные об изменениях температуры воздуха и концентрации в атмосфере углекислого газа на протяжении последних 720 тысяч лет. Это означает, что материковые льды Антарктики фактически представляют собой капсулу времени, хранящую информацию об окружающей среде нашей планеты.

База «Купол Фудзи» была создана в 1996 году на высоте 3 800 метров, где средняя температура воздуха составляет минус 50 градусов Цельсия, а минимальная – ниже восьмидесяти градусов. Для того, чтобы построить базу в таком месте, прежде всего необходимо создать большие грузовики-снегоходы, которые способны работать при крайне низких температурах. Кроме того, путём многократных испытаний как в Японии, так и в Гренландии было разработано буровое оборудование, которое позволяет осуществлять бурение с рекордной скоростью. Хочется особо отметить именно этот аспект технологии, которая обеспечивает бурение ледового покрова континента.

Каким видится будущее планеты и космоса с Южного полюса?

Автор во время зимовки в составе 42-й исследовательской экспедиции. Он назначен руководителем 58-й японской арктической исследовательской экспедиции, которая отправится в Антарктиду в ноябре нынешнего года

Антарктиду называют «окном, позволяющим заглядывать в Землю и Космос». Антарктические исследования незаменимы для отслеживания динамики происходящих перемен в планетарном масштабе и в околоземном космическом пространстве, определения факторов, вызывающих изменения в окружающей среде, и наблюдения за этими изменениями. Механизмы изменения окружающей среды планеты исключительно непросты, они зависят от энергии солнца, космического излучения, магнитного поля Земли, движения тектонических пластов, морских течений, ледовых покровов, органической жизнедеятельности и многого другого. Всё это оказывает влияние на атмосферу планеты, мировой океан, флору и фауну, что, в свою очередь, вызывает последующие изменения, происходящие сплошным потоком в неразрывной взаимосвязи.

В этом смысле полярная область планеты, где наличествуют и ледовый панцирь, и океан, и континент, является необычным её местом, и мне хотелось бы особо отметить, что именно по этой причине Антарктида служит местом, более предпочтительным для учёных в сравнении со всеми остальными районами. На вопрос: «Для чего ведутся исследования Антарктики?» я отвечу так: «Для того, чтобы дать научное объяснение тому, что происходит на Земле в данный момент и что будет происходить в дальнейшем». А ещё это поиск ответа на вопрос о смысле существования человечества на платформе под названием «планета Земля». Иначе говоря, ответа на вопрос: «Откуда возникло человечество, и в каком направлении оно движется?»

Фотография к заголовку: пингвины Адели в гостях на антарктической базе «Сёва» (2011 год, 52-я исследовательская экспедиция; фотографии к заголовку и статье предоставлены Национальным институтом полярных исследований)