Секретная Арктика 3
На службе Её Величества науки
В предыдущих сериях: Арктика времен холодной войны – один из ключевых регионов, где вооруженное противостояние СССР и США искусно маскируется под научные исследования. Помимо аэродромов, радиолокационных станций и др. военных объектов, расположенных на ледниках, в рамках американского проекта в 1959 г. в снежно-ледовом панцире Гренландии появляется стартовый комплекс для ядерного оружия. А по сути – небольшой секретный город...
На службе Её Величества науки
В предыдущих сериях: Арктика времен холодной войны – один из ключевых регионов, где вооруженное противостояние СССР и США искусно маскируется под научные исследования. Помимо аэродромов, радиолокационных станций и др. военных объектов, расположенных на ледниках, в рамках американского проекта в 1959 г. в снежно-ледовом панцире Гренландии появляется стартовый комплекс для ядерного оружия. А по сути – небольшой секретный город...
В начале 1960-х гг. после запуска космических ракет ядерная доктрина США претерпела существенные изменения. Стратегические бомбардировщики уже не рассматривались в качестве основного средства доставки ядерных боеприпасов, их сменили межконтинентальные ракеты. От размещения ядерного оружия на Camp Century, к счастью, было решено отказаться. Но главной причиной закрытия проекта стали деформации снежной толщи на леднике.
Согласно плану, лагерь должен был простоять в течение 10 лет – до 1970 г. К 1962 г. стало ясно, что масштаб деформаций намного превышает расчетные значения: для поддержания сети тоннелей в рабочем состоянии приходилось ежемесячно удалять с их стен до 120 тонн снега. Из-за возрастающего давления постоянно накапливающихся на леднике слоев снега началась деформация возведенных в леднике строений. Одной из причин ускорения этого процесса было большое количество энергии, вырабатываемое реактором. Обычная среднегодовая температура -24° С в снежно-фирновой толще, окружавшей постройки, была на несколько градусов выше, что приводило к ускоренному сужению тоннелей и проседанию снежных сводов. В 1964 г. был демонтирован ядерный реактор, а в 1966 г. лагерь был полностью оставлен. В течение ряда лет на Camp Century продолжались наблюдения за движением льда и оседанием снега и фирна, но к 1969 г. помещения были полностью поглощены ледником.
Как мы уже говорили, с самого начала проект находился под грифом «Top secret». О военных задачах Camp Century нигде не сообщалось. В специально снимаемой документалистике лагерь называли идеальной арктической лабораторией. Известный американский полярный исследователь Пол Сайпл, работавший в CRREL (US Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory), в честь которого впоследствии была названа станция в Антарктиде, в феврале 1960 г. прибыл в Копенгаген для получения медали Королевского географического общества. Он уверял датскую прессу, что в Camp Century нет никаких военных тайн, и в лагере решаются чисто научные задачи.
Одной из таких задач стало бурение глубокой скважины в леднике с целью получить керн льда от поверхности до ложа. Для этой задачи инженером Лиле Хансеном специально для SIPRE была разработана буровая установка. Бурение проводили сотрудники CRREL, а обработкой керна занимался известный американский гляциолог Честер Лэнгвей.
Бурение было начато в 1960 г., но из соображений секретности на станцию не был допущен ни один иностранный ученый. Лишь в 1964 г., когда было уже принято решение о закрытии базы, В. Дансгору было разрешено приехать на станцию для проведения экспериментов по датированию фирновой толщи Гренландского ледникового покрова и отбора образцов для изотопно-кислородного анализа.
Вилли Дансгор (1922–2011 гг.) – выдающийся датский геофизик и палеоклиматолог – начал свою трудовую деятельность в 1947 г. в Датском метеорологическом институте и отправился на год в северо-западную Гренландию, где проводил геомагнитные измерения. Но метеорология и климатология привлекали его гораздо больше, чем геомагнетизм, и в 1951 г. Дансгор перешел в Копенгагенский университет, где стал заниматься изучением изотопного состава атмосферных осадков. Однажды он отбирал осадки во время прохождения атмосферного фронта и обнаружил, что с изменением температуры воздуха меняется и изотопный состав кислорода в дождевой воде. Это был первый шаг в становлении ставшей впоследствии отдельным направлением науки – изотопной гляциологии.
Следующим шагом стала проверка, существует ли связь между значениями изотопного состава осадков и температурой конденсации в различных климатических условиях. В глобальном масштабе это была в то время почти невыполнимая задача, поскольку такой проект подразумевал создание всемирной сети, организованной посредством международного сотрудничества. Это было сделано почти десятилетие спустя (1960-1973 гг.), когда Международным агентством по атомной энергии при самом активном участии В. Дансгора была создана глобальная сеть по сбору атмосферных осадков на метеостанциях и измерению их изотопного состава.
Согласно плану, лагерь должен был простоять в течение 10 лет – до 1970 г. К 1962 г. стало ясно, что масштаб деформаций намного превышает расчетные значения: для поддержания сети тоннелей в рабочем состоянии приходилось ежемесячно удалять с их стен до 120 тонн снега. Из-за возрастающего давления постоянно накапливающихся на леднике слоев снега началась деформация возведенных в леднике строений. Одной из причин ускорения этого процесса было большое количество энергии, вырабатываемое реактором. Обычная среднегодовая температура -24° С в снежно-фирновой толще, окружавшей постройки, была на несколько градусов выше, что приводило к ускоренному сужению тоннелей и проседанию снежных сводов. В 1964 г. был демонтирован ядерный реактор, а в 1966 г. лагерь был полностью оставлен. В течение ряда лет на Camp Century продолжались наблюдения за движением льда и оседанием снега и фирна, но к 1969 г. помещения были полностью поглощены ледником.
Как мы уже говорили, с самого начала проект находился под грифом «Top secret». О военных задачах Camp Century нигде не сообщалось. В специально снимаемой документалистике лагерь называли идеальной арктической лабораторией. Известный американский полярный исследователь Пол Сайпл, работавший в CRREL (US Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory), в честь которого впоследствии была названа станция в Антарктиде, в феврале 1960 г. прибыл в Копенгаген для получения медали Королевского географического общества. Он уверял датскую прессу, что в Camp Century нет никаких военных тайн, и в лагере решаются чисто научные задачи.
Одной из таких задач стало бурение глубокой скважины в леднике с целью получить керн льда от поверхности до ложа. Для этой задачи инженером Лиле Хансеном специально для SIPRE была разработана буровая установка. Бурение проводили сотрудники CRREL, а обработкой керна занимался известный американский гляциолог Честер Лэнгвей.
Бурение было начато в 1960 г., но из соображений секретности на станцию не был допущен ни один иностранный ученый. Лишь в 1964 г., когда было уже принято решение о закрытии базы, В. Дансгору было разрешено приехать на станцию для проведения экспериментов по датированию фирновой толщи Гренландского ледникового покрова и отбора образцов для изотопно-кислородного анализа.
Вилли Дансгор (1922–2011 гг.) – выдающийся датский геофизик и палеоклиматолог – начал свою трудовую деятельность в 1947 г. в Датском метеорологическом институте и отправился на год в северо-западную Гренландию, где проводил геомагнитные измерения. Но метеорология и климатология привлекали его гораздо больше, чем геомагнетизм, и в 1951 г. Дансгор перешел в Копенгагенский университет, где стал заниматься изучением изотопного состава атмосферных осадков. Однажды он отбирал осадки во время прохождения атмосферного фронта и обнаружил, что с изменением температуры воздуха меняется и изотопный состав кислорода в дождевой воде. Это был первый шаг в становлении ставшей впоследствии отдельным направлением науки – изотопной гляциологии.
Следующим шагом стала проверка, существует ли связь между значениями изотопного состава осадков и температурой конденсации в различных климатических условиях. В глобальном масштабе это была в то время почти невыполнимая задача, поскольку такой проект подразумевал создание всемирной сети, организованной посредством международного сотрудничества. Это было сделано почти десятилетие спустя (1960-1973 гг.), когда Международным агентством по атомной энергии при самом активном участии В. Дансгора была создана глобальная сеть по сбору атмосферных осадков на метеостанциях и измерению их изотопного состава.
А пока было найдено весьма необычное решение – Датская восточно-азиатская компания и ее директор, принц Аксель, разослали во все свои филиалы указание отбирать образцы речной и дождевой воды с тщательным описанием условий и мест отбора. Вот что пишет сам В. Дансгор: «Через несколько месяцев у меня была хорошая коллекция свежих образцов воды, взятых непосредственно из рек или косвенно из кранов. Вместе со снегом и льдом, предоставленными моими друзьями из Гренландии, они варьировали от тропиков до арктического региона. В теплом климате значения изотопного состава были очень однородны и не могли быть связаны со средней температурой воздуха, но в умеренных и особенно полярных климатических условиях значения изотопного состава становились отрицательней по мере того, как климат становился холоднее».
Самый важный аспект, который вытекал из анализа полученных данных, подразумевал, что «старая» законсервированная вода может отражать климатические условия во время ее образования. «Теперь где вы можете найти струю воды? В ледниковом льду. А где вы можете найти старый лед? В Гренландии. Вот почему мой интерес к Гренландии возродился в новом контексте. Я был уверен, что это хорошая идея, может быть, единственная действительно хорошая из всех, что у меня когда-либо были. Во всяком случае, я посвятил ей всю оставшуюся жизнь. Это было до появления техники глубокого кернового бурения ледников, поэтому я просто представил, что можно измерять изотопный состав старого льда, обнажающегося в краях ледников», – пишет он далее.
Для проверки своей гипотезы Дансгор снова отправляется в Гренландию, где отбирает образцы древнего льда из айсбергов, а в 1964 г. попадает на секретную станцию Camp Century. О том, что его там ожидало, – в следующей серии.
Самый важный аспект, который вытекал из анализа полученных данных, подразумевал, что «старая» законсервированная вода может отражать климатические условия во время ее образования. «Теперь где вы можете найти струю воды? В ледниковом льду. А где вы можете найти старый лед? В Гренландии. Вот почему мой интерес к Гренландии возродился в новом контексте. Я был уверен, что это хорошая идея, может быть, единственная действительно хорошая из всех, что у меня когда-либо были. Во всяком случае, я посвятил ей всю оставшуюся жизнь. Это было до появления техники глубокого кернового бурения ледников, поэтому я просто представил, что можно измерять изотопный состав старого льда, обнажающегося в краях ледников», – пишет он далее.
Для проверки своей гипотезы Дансгор снова отправляется в Гренландию, где отбирает образцы древнего льда из айсбергов, а в 1964 г. попадает на секретную станцию Camp Century. О том, что его там ожидало, – в следующей серии.
Секретная Арктика 4
История длиною в 100 тысяч лет
Итак, секретной военной базе Camp Century было суждено стать «съеденной» гренландским ледником. После решения о закрытии базы туда прибывает датский палеоклиматолог Вилли Дансгор, который приступает к сбору снега из стенок 100-метровой шахты, предназначенной для хранения огромных запасов талой воды...
История длиною в 100 тысяч лет
Итак, секретной военной базе Camp Century было суждено стать «съеденной» гренландским ледником. После решения о закрытии базы туда прибывает датский палеоклиматолог Вилли Дансгор, который приступает к сбору снега из стенок 100-метровой шахты, предназначенной для хранения огромных запасов талой воды...
Главной задачей ученого был сбор материала для проверки гипотезы о возможности датирования древних образцов снега и льда при помощи радиоактивных изотопов. Молодой коллега Дансгора (впоследствии известный датский геохимик) Хенрик Клаузен был занят отбором многих тонн снега, его расплавлением и подготовкой образцов для исследования содержания там изотопа 32Si, а Дансгор собирал образцы разновозрастного снега для изотопно-кислородного анализа. А в одном из боковых ответвлений подземного города в это время день и ночь продолжалось бурение глубокой скважины, откуда доставали ледниковый керн. И все попытки Дансгора получить доступ к этим материалам наталкивались на решительный отказ, аргументированный соблюдением военной тайны.
Летом 1966 г. бур достиг горной породы на глубине 1388 м. Нижние 25 м керна состояли из загрязненного льда, содержащего грубообломочный материал от пыли до мелких и крупных камней. Это указывало на то, что самый древний лед был в контакте с коренными породами, лежащими выше по течению ледника от Camp Century. Полученный ледяной керн представлял собой огромную ценность и должен был содержать уникальную информацию о климатических изменениях за весь период существования ледника.
Первые результаты показали, что в керне присутствуют сезонные вариации в изотопном составе льда, но никаких дальнейших планов проводить палеоклиматические исследования не высказывалось. Тогда Дансгор отправил Честеру Лэнгвею, который отвечал за все полученные в SIPRE и CRREL керны льда, оттиски своих работ с результатами многолетних исследований изотопного состава снега и льда и мыслями о том, как прошлые климатические изменения связаны с вариациями изотопов во льду. А также предлагал измерить содержание изотопов кислорода во всем керне с необходимой детальностью. Предложение было принято, и с этого началось многолетнее плодотворное сотрудничество между американскими и европейскими гляциологами и палеоклиматологами.
Результаты, которые были получены в ходе исследования керна, иначе как сенсационными назвать нельзя. «Я действительно не помню, чего мы ожидали, но мы, конечно, не осмеливались надеяться на кривую, которая, простиралась на весь последний ледниковый период и далее», – пишет Дансгор. Впервые в палеоклиматологии была получена непрерывная запись происходящих изменений за более, чем 100-тысячелетний период времени.
Но это еще не конец истории, поскольку образцам Ч. Лэнгвея странным образом было суждено потеряться... Об этом – завтра, в эпилоге нашего научного детектива.
На фото Жан-Луи Тисона (Брюссельский свободный университет) – образец мелкозема из нижней части керна льда Camp Century
Летом 1966 г. бур достиг горной породы на глубине 1388 м. Нижние 25 м керна состояли из загрязненного льда, содержащего грубообломочный материал от пыли до мелких и крупных камней. Это указывало на то, что самый древний лед был в контакте с коренными породами, лежащими выше по течению ледника от Camp Century. Полученный ледяной керн представлял собой огромную ценность и должен был содержать уникальную информацию о климатических изменениях за весь период существования ледника.
Первые результаты показали, что в керне присутствуют сезонные вариации в изотопном составе льда, но никаких дальнейших планов проводить палеоклиматические исследования не высказывалось. Тогда Дансгор отправил Честеру Лэнгвею, который отвечал за все полученные в SIPRE и CRREL керны льда, оттиски своих работ с результатами многолетних исследований изотопного состава снега и льда и мыслями о том, как прошлые климатические изменения связаны с вариациями изотопов во льду. А также предлагал измерить содержание изотопов кислорода во всем керне с необходимой детальностью. Предложение было принято, и с этого началось многолетнее плодотворное сотрудничество между американскими и европейскими гляциологами и палеоклиматологами.
Результаты, которые были получены в ходе исследования керна, иначе как сенсационными назвать нельзя. «Я действительно не помню, чего мы ожидали, но мы, конечно, не осмеливались надеяться на кривую, которая, простиралась на весь последний ледниковый период и далее», – пишет Дансгор. Впервые в палеоклиматологии была получена непрерывная запись происходящих изменений за более, чем 100-тысячелетний период времени.
Но это еще не конец истории, поскольку образцам Ч. Лэнгвея странным образом было суждено потеряться... Об этом – завтра, в эпилоге нашего научного детектива.
На фото Жан-Луи Тисона (Брюссельский свободный университет) – образец мелкозема из нижней части керна льда Camp Century
Секретная Арктика
Эпилог
К середине 1990-х гг. было осуществлено много проектов по глубокому бурению, в том числе в той же Гренландии. И на фоне новых полученных кернов результаты с Camp Century в значительной степени стали историей. В это время закончил свою университетскую карьеру Честер Лэнгвей и, уходя на пенсию, попросил своих коллег в Дании забрать его образцы. Вскоре в Копенгаген прибыло 20 ящиков и два транспортных контейнера, заполненных льдом. В то время во всех крупных научных центрах Европы проводилась обработка керна льда, полученного на станции GRIP в самой высокой части Гренландии. Поэтому ящики Лэнгвея поместили в хранилище и, в конечном итоге, про них забыли.
Эпилог
К середине 1990-х гг. было осуществлено много проектов по глубокому бурению, в том числе в той же Гренландии. И на фоне новых полученных кернов результаты с Camp Century в значительной степени стали историей. В это время закончил свою университетскую карьеру Честер Лэнгвей и, уходя на пенсию, попросил своих коллег в Дании забрать его образцы. Вскоре в Копенгаген прибыло 20 ящиков и два транспортных контейнера, заполненных льдом. В то время во всех крупных научных центрах Европы проводилась обработка керна льда, полученного на станции GRIP в самой высокой части Гренландии. Поэтому ящики Лэнгвея поместили в хранилище и, в конечном итоге, про них забыли.
В конце 2018 г., наводя порядок в своем хозяйстве, Й. Стеффенсен и Д. Даль-Йенсен, первый из которых является главным хранителем ледниковых кернов в Дании, а вторая – гляциолог из Университета Копенгагена, руководившая многими крупными европейскими буровыми проектами в Гренландии и Антарктиде, обнаружили 30 стеклянных банок, в которых находились нижние 3 метра донных отложений керна Camp Century. Это была большая удача, поскольку лишь при бурении нескольких скважин, пройдя лед, удалось углубиться в подледниковые коренные породы (фото см. в предыдущей серии). Образцы были переданы в лабораторию Колумбийского университета, где совсем недавно была завершена работа по анализу придонной части другого гренландского керна – со станции GISP-2 в Центральной Гренландии, где бурение было завершено в 1993 г.
Анализ содержания космогенных изотопов 10Be и 26Al в подледных образцах грунта показал, что возраст современного ледникового покрова в центральной части острова не превышает 1.1 млн лет. Но это лишь одна точка на карте Гренландии. Первые результаты исследования найденных образцов с Camp Century, проведенного по той же методике, что и для GISP-2, показали, что эта часть северо-западной Гренландии могла быть свободной ото льда еще 400 тыс. лет назад, в теплую эпоху между двумя ледниковыми периодами.
Итак, научная канва «Camp century» – это тот самый случай, когда настойчивость и немного везения позволяют достичь заветной цели и получить результат, который в силах пролить свет на ледяную толщу времени, обладающую собственной историей и характером. А знание истории в данном случае – это залог достоверного прогноза дальнейших изменений климата Земли.
Фото – Владимир Михаленко, отдел гляциологии Института географии РАН: ледяной керн Антарктиды с плато Брюса (Антарктический полуостров) – не менее «говорящий», чем ледяные керны Гренландии.
Благодарим Владимира Михаленко за помощь в работе над нашим научным детективом. А вас, друзья, за интерес, с которым вы следили за развитием событий! Оставайтесь с нами! Впереди много интересного!
Анализ содержания космогенных изотопов 10Be и 26Al в подледных образцах грунта показал, что возраст современного ледникового покрова в центральной части острова не превышает 1.1 млн лет. Но это лишь одна точка на карте Гренландии. Первые результаты исследования найденных образцов с Camp Century, проведенного по той же методике, что и для GISP-2, показали, что эта часть северо-западной Гренландии могла быть свободной ото льда еще 400 тыс. лет назад, в теплую эпоху между двумя ледниковыми периодами.
Итак, научная канва «Camp century» – это тот самый случай, когда настойчивость и немного везения позволяют достичь заветной цели и получить результат, который в силах пролить свет на ледяную толщу времени, обладающую собственной историей и характером. А знание истории в данном случае – это залог достоверного прогноза дальнейших изменений климата Земли.
Фото – Владимир Михаленко, отдел гляциологии Института географии РАН: ледяной керн Антарктиды с плато Брюса (Антарктический полуостров) – не менее «говорящий», чем ледяные керны Гренландии.
Благодарим Владимира Михаленко за помощь в работе над нашим научным детективом. А вас, друзья, за интерес, с которым вы следили за развитием событий! Оставайтесь с нами! Впереди много интересного!