В статье представлены результаты научно-исследовательских работ, проведенных в рамках 69-й Российской антарктической экспедиции на станции Восток. Основная цель исследований – комплексное изучение снежно-фирновой толщи с использованием прямых (бурение и анализ керна) и косвенных (георадиолокация и сейсморазведка) методов. В рамках исследований решались фундаментальные задачи, связанные с изучением структуры и динамики верхней части ледникового щита, а также прикладные, направленные на обоснование глубины размещения заряда взрывчатых веществ для проведения сейсмических работ с целью детального изучения подледникового озера Восток и выбора точки заложения скважины доступа к озеру. Получены данные о микроструктуре и физических свойствах снежно-фирновой толщи. Результаты позволят в будущем дополнить модель уплотнения фирна, необходимую для понимания эволюции ледяных зерен на ранних стадиях метаморфизма. Результаты работ внесли вклад в представление об особенностях строения приповерхностной части ледникового щита, позволили более точно определять структурные и физические характеристики снежно-фирновой толщи и льда, что может способствовать лучшему пониманию климатических и геологических процессов в Антарктиде.
Научные исследования в районе российской антарктической станции Восток ведутся с дня ее основания 16 декабря 1957 г. Актуальность проведения работ по изучению региона неуклонно возрастает, что подтверждается Стратегией развития деятельности Российской Федерации в Антарктике до 2030 года. В рамках реализации Стратегии Санкт-Петербургский горный университет решает задачи комплексного исследования района станции Восток, включая подледниковое озеро Восток, связанные с разработкой современных технологий и технических средств бурения ледников и подстилающих горных пород, вскрытия подледниковых водоемов, отбора проб воды и донных отложений, а также с проведением комплексных геолого-геофизических исследований. Для успешной реализации Стратегии на каждом этапе выполнения работ необходимо выявление и развитие междисциплинарных связей при соблюдении требований по минимизации воздействия на окружающую среду. В сезон 68-й Российской антарктической экспедиции сотрудниками Горного университета наряду с текущими были начаты исследования динамических взаимодействий между силами Земли, от самых глубоких недр до поверхности ледника. Выполнены буровая и научно-исследовательская программы. Буровая программа реализована совместно с коллегами из Арктического и антарктического научно-исследовательского института на буровом комплексе скважины 5Г. Научно-исследовательская программа включала: малоглубинные сейсмические исследования, колонковое бурение снежно-фирновой толщи, изучение петроструктурных особенностей снежно-фирновой толщи, исследования эффективности шламосборных фильтров при бурении снежно-фирновой толщи и процесса разрушения льда возвратно-вращательным способом, стендовые испытания акустического сканера. В результате проведения буровых работ в скважине 5Г на интервале глубин 3453,37-3534,43 м получен керн льда возрастом более 1 млн лет. В научно-исследовательских работах реализован междисциплинарный подход к изучению снежно-фирновой толщи, позволивший проанализировать достоверность результатов, достигнутых разными методами. Получены данные, необходимые для разработки новых технологий бурения ледников.
Подледниковое озеро Восток в Антарктиде является уникальным природным объектом, всестороннее исследование которого предполагает отбор проб воды и пород донной поверхности. Для дальнейшего изучения озера необходимо бурение новой скважины доступа и разработка экологически безопасных технологий его исследования. В статье рассмотрены реализованные, а также находящиеся в стадии разработки технологии отбора проб пород донной поверхности подледниковых озер. Все рассмотренные технологии соответствуют требованиям экологической безопасности ведения работ и обеспечивают отбор проб. Авторами предложена альтернативная технология, основанная на использовании шагающего устройства и благодаря своей мобильности позволяющая произвести селективный отбор проб пород с большой площади, используя при этом только одну скважину доступа. Рассмотрены основные задачи, которые необходимо решить для реализации предложенной технологии. Материалы представлены коллективом авторов, имеющих многолетний опыт буровых работ на станции «Восток» в Антарктиде и опытно-конструкторских работ по проектированию оборудования и нестандартных средств механизации для сложных горно-геологических и климатических условий.
