Authors

Технология экологически чистого проникновения в подледниковое озеро Восток

UDC 536.2; 556; 622.24

Технология экологически чистого проникновения в подледниковое озеро Восток

Zakharov A.A.

Abstract
Существующие технологии глубокого бурения льда не обеспечивают экологически чистое проникновение в подледниковые озера Антарктиды для проведения научных исследований. Для решения этой задачи предлагается новая технология скоростного экологически чистого бурения льда и вскрытия подледниковых озер с помощью комбинированного теплового бурового снаряда. Конструкция бурового снаряда исключает контакт циркулирующей нагретой жидкости с водой и стенками скважины. Вода, образовавшаяся в результате плавления льда тепловым снарядом, предотвращает смыкание стенок скважины под действием горного давления. Результаты теплового расчета демонстрируют возможность бурения глубокой скважины к подледниковому озеру Восток за несколько суток. Новая технология бурения льда обеспечит возможность исследования озера Восток с целью поиска жизни в экстремальных условиях и позволит разместить в озере детектор нейтринного телескопа для регистрации космических нейтрино сверхвысоких энергий.

Keywords: подледниковое озеро, бурение льда, тепловой буровой снаряд, экология.

All references

1. Васильев Н.И., Дмитриев А.Н., Блинов П.А.Бурение глубокой скважины на российской антарктической станции Восток. // Вестник ОНЗ РАН. 2012.Т. 4. C. 1-6.

2. Shturmakov A.J., Lebar D.A., Bentley Ch.R. DISC drill and replicate coring system: a new era in deep ice drilling engineering. // Ann. Glaciol. 2014.V. 55. Iss. 68. P. 189-198.

3. Mason W.P., Shturmakov A.J., Johnson J.A. et al. A new 122mm electromechanical drill for deep ice-sheet coring (DISC): 2. Mechanical design. // Ann. Glaciol. 2007. V. 47.P. 35-40.

4. Alemany O., Chappellaz J., Triest J. et al. The SUBGLACIOR drilling probe: concept and design. // Ann. Glaciol. 2014. V. 55.Iss. 68. P. 233-242.

5. Alemany O., Talalay P., Boissonneau P. et al. The SUBGLACIOR drilling probe: hydraulic considerations. // Ann. Glaciol. 2020. P. 1-12.

6. Duphil R., Possenti Ph., Piard L.A new leak-tight borehole casing at Dome Concordia station, Antarctica, for the SUBGLACIOR project. // Ann. Glaciol. 2014. V. 55. Iss. 68.P. 351-354.

7. Goodge J.W., Severinghaus J.P.Rapid Access Ice Drill: a new tool for exploration of the deep Antarctic ice sheets and subglacial geology. // J. Glaciol. 2016. V. 62. Iss. 236. P. 1049-1064.

8. Tulaczyk S., Mikucki J.A., Siegfried M.R. et al. WISSARD at Subglacial Lake Whillans, West Antarctica: scientific operations and initial observations. // Ann. Glaciol. 2014. V. 55.Iss. 65. P. 1-8.

9. Schwander J., Marending S., Stocker T.F. et al. RADIX: a minimal-resources rapid-access drilling system. // Ann. Glaciol. 2014. V. 55.Iss. 68. P. 34-38.

10. Масолов В.Н. и др.Геофизические исследования подледникового озера Восток в восточной Антарктиде. ДокладыАкадемииНаук. 2001, том379, №5, с. 680-685.

11. Tikku A.A. et al.Ice flow field over Lake Vostok. Earth and Planetary Science Letters.2004.227(3-4). P. 249-261.

12. Petit J., Alekhina I., Bulat S.Exploring a Subglacial Lake and Searching for Life in an Extreme Environment. Lectures in Astrobiology. 2005. P.227-288.

13. Lipenkov V. et al.Characterization of subglacial Lake Vostok as seen from physical and isotope properties of accreted ice. Phil. Trans. R. Soc. A 374: 20140303.

14. Захаров А.А., Соловей В.А.Проблемы изучения антарктического озера Восток через ледовую скважину. // Вестник Международной академии холода. 2018. № 4. С. 3-9.

15. Захаров А.А.Концепция детектора сверхбольшого объема для высокоэнергетичных нейтрино.Препринт НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ 3077. Гатчина, 2024. 45 с.

16. Способ бурения и вскрытия подледниковых озер: патент РФ на изобретение № 2825375/ А.А. Захаров; 26.08.2024.

17. Захаров А.А., Колхидашвили М.Р.Экологически чистая технология бурения и проникновения в подледниковое озеро Восток для проведения фундаментальных научных исследований. Препринт НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ 3075. Гатчина, 2023. 28 с.

18. Greenler L., Benson T., Cherwinka J. et al. Modeling hole size, lifetime and fuel consumption in hot-water ice drilling. // Ann. Glaciol. 2014. V. 55.Iss. 68. P. 115-123.

19. Benson T., Cherwinka J., Duvernois M. et al. IceCube Enhanced Hot Water Drill functional description. // Ann. Glaciol. 2014. V. 55.Iss. 68. P. 105-114.

20. Siegert M.J., Makinson K., Blake D. et al. An assessment of deep hot-water drilling as a means to undertake direct measurement and sampling of Antarctic subglacial lakes: experience and lessons learned from the Lake Ellsworth field season 2012/13. // Ann. Glaciol. 2014. V. 55. Iss. 65.P. 59-73.