Подо льдом Гренландии нашли кратер, каньон и следы тёплой эпохи
Самый большой остров планеты на 80 процентов скрыт под ледяным панцирем, и именно под ним учёные находят самое неожиданное. Там спрятаны гигантский каньон, возможный кратер от падения астероида и почва, на которой когда-то росли растения. А ещё там когда-то стояла секретная американская база с ядерным реактором.
Фото: NASA Earth Observatory (Operation IceBridge), общественное достояние (NASA), Аэрофото мулена (колодца для талой воды) на леднике Райдер, север Гренландии, 6 мая 2015 года. Это типичный ландшафт ледяного щита, а не сам каньон или кратер, их сфотографировать нельзя, https://images.nasa.gov/details/GSFC_20171208_Archive_e000724
Остров и его ледяной щит
Площадь самой Гренландии составляет 2 166 086 квадратных километров, и это крупнейший остров мира. Живёт здесь примерно 56,8 тысячи человек (оценка 2025 года), столица и самый большой город острова называется Нуук. С 21 июня 2009 года остров обладает широким самоуправлением в составе Королевства Дания, хотя внешняя политика и оборона остаются за Копенгагеном. Название придумал, по преданию, Эрик Рыжий: заманчивое слово «Зелёная земля» должно было привлечь переселенцев.
Ледяной щит занимает около 1,71 миллиона квадратных километров. Его средняя толщина 1673 метра, а максимальная достигает 3488 метров. Объём льда оценивают примерно в 2,9 миллиона кубических километров. Если бы он растаял целиком, уровень мирового океана поднялся бы примерно на 7,4 метра. Для сравнения, высшая точка острова, гора Гюнбьёрн-Фьельд в хребте Уоткинса, возвышается на 3700 метров.
Лёд здесь не стоит на месте. По оценкам, в 2010-2018 годах щит терял в среднем по 286 гигатонн в год, а в 2019 году потери достигли рекордных 586 гигатонн. С 1972 года Гренландия добавила к уровню океана около 13,7 миллиметра. Эти цифры задают фон для всего остального: чем активнее тает лёд, тем больше интереса к тому, что скрыто под ним.
Секретная база, которую оставили во льду
В 1959 году американские военные построили в толще льда лагерь Кэмп-Сенчури. Он находился примерно в 205 километрах от нынешней авиабазы Питуффик и представлял собой подлёдный городок из 21 туннеля общей длиной около трёх километров. Электричество давал ядерный реактор PM-2A, который проработал больше трёх лет. Официально лагерь был испытательной площадкой для арктического строительства и научной базой.
У лагеря была и скрытая задача. Он считался подготовительным этапом проекта «Айсворм» («Ледяной червь»): американцы планировали сеть ракетных пусковых площадок подо льдом, способных пережить первый удар. Ракеты так и не завезли, а согласия Дании на это никто не спрашивал. Проект свернули, когда выяснилось, что лёд движется быстрее, чем рассчитывали, и в 1967 году лагерь закрыли. Постройки и отходы оставили, считая, что снег навсегда похоронит их.
Что будет с этими отходами, исследователи обсуждают до сих пор. Исследование 2016 года оценило, что талая вода может высвободить около 200 тысяч литров дизельного топлива и 24 миллиона литров неочищенных сточных вод, причём вода могла бы добраться до отходов уже около 2090 года, а сами захороненные отходы могли бы оказаться открытыми между 2135 и 2179 годами. Оценка 2021 года оказалась спокойнее: талая вода никогда не проникала глубже 1,1 метра и не достигала основания лагеря.
Грунт, пролежавший под километром льда
Главная научная ценность Кэмп-Сенчури оказалась в другом. В 1966 году буровики добрались до самого дна ледника и подняли керн со льдом и грунтом. Образцы много лет хранили замороженными в Университете Буффало, позже их передали в Копенгаген. Лишь спустя десятилетия исследователи, среди которых Эндрю Крист и Пол Бирман из Университета Вермонта, изучили этот грунт новыми методами.
Результат опубликован в 2021 году в журнале PNAS. Грунт лежал под примерно 1,4 километра льда. Изотопы алюминия и бериллия, образующиеся в кварце под действием космических лучей, показали, что поверхность здесь когда-то была открыта небу. Вывод авторов: в этом месте щит как минимум раз растаял за последний миллион с небольшим лет (оценки в литературе расходятся). Более поздние работы по тому же материалу относят безледное состояние к периоду около 400 тысяч лет назад.
В грунте нашли и остатки растений, а Крист назвал находку «капсулой времени» того, что когда-то жило в Гренландии. Он же напомнил, что ледяные щиты обычно разрушают всё на своём пути. Выходит, если в прошлом это место освобождалось ото льда, нынешний щит не вечен.
Каньон и кратер, невидимые с поверхности
В 2013 году команда Джонатана Бамбера из Бристольского университета сообщила в журнале Science об огромном каньоне под ледяным покровом. Его обнаружили по данным радаров, снимавших лёд с самолётов NASA в рамках программы Operation IceBridge. Каньон тянется более чем на 750 километров, достигает 800 метров в глубину и около 10 километров в ширину. Он начинается в центре острова и уходит на север к фьорду ледника Петерман. Знаменитый Гранд-Каньон в Аризоне глубже, 1857 метров, но этот спрятан под километровой толщей льда.
Ещё громче прозвучала находка в 2018 году. Группа Курта Кьера сообщила, что воздушная радарная съёмка выявила под ледником Хайавата на северо-западе острова углубление в коренных породах примерно 31 километр в поперечнике, похожее на ударный кратер. Его возраст долго оставался неясным, но в 2022 году в журнале Science Advances вышла работа Кенни и коллег: по аргон-аргоновому и уран-свинцовому датированию кристаллов циркона из расплавленной породы возраст составил 57,99 плюс-минус 0,54 миллиона лет, конец палеоцена.
Предполагаемым виновником называют железный астероид диаметром около 1,5 километра. Если ударное происхождение окончательно подтвердится, структура войдёт в число 25 крупнейших кратеров Земли. Слово «если» тут стоит не случайно: ударное происхождение пока остаётся предположением, а изучать структуру приходится сквозь лёд.
Жизнь, которой здесь больше нет
Север Гренландии сегодня полярная пустыня. Но около двух миллионов лет назад, как показало исследование древней ДНК в формации Кап-Копенгаген в Земле Пири, здесь рос открытый бореальный лес. Работа вышла в Nature в 2022 году, в ней участвовал Эске Виллерслев. В ДНК нашли тополь, берёзу и тую, а среди животных зайцев, оленей, мастодонтов, грызунов и гусей. Морская ДНК даже указала на популяцию атлантических мечехвостов. По оценкам авторов, тогда регион был заметно теплее нынешнего, более чем на 10 градусов.
Совсем древние следы лежат на юго-западе, в зеленокаменном поясе Исуа длиной 35 километров. Его породам от 3,7 до 3,8 миллиарда лет, это крупнейший на Земле выход самых древних осадочно-вулканических пород. В 2016 году исследователи объявили о микробных строматолитах возрастом около 3,7 миллиарда лет, но в 2018 году другая группа предложила иное объяснение: структуры могли возникнуть из-за деформации пород. Спор не закрыт.
Викинги, которые исчезли
После 986 года Эрик Рыжий основал на острове поселение Браттахлид. Около 700 человек отправились из Исландии на 25 кораблях, до цели добрались 14. Выросли Восточное и Западное поселения, а археологи нашли здесь остатки 16 общинных церквей и двух монастырей. Кафедральный собор в Гардаре, нынешнем Игалику, достиг примерно 27 метров в длину.
Последняя письменная весть из колонии относится к 14 сентября 1408 года: тогда в церкви Хвальсей сыграли свадьбу. Потом поселения опустели: Западное, по оценкам, между 1350 и 1400 годами, а все норвежские поселения в целом между 1350 и 1500 годами. Причин называют много: похолодание Малого ледникового периода, упадок торговли и обесценивание моржовой кости, истощение почв, конфликты с инуитами. Исследование 2022 года добавило засуху, а работа 2023 года подъём моря до 3,3 метра. Единой версии нет, а свидетельств того, что чума добралась до Гренландии, нет.
Акула, которая старше США
Холодные воды вокруг острова хранят и самое долгоживущее позвоночное из известных науке. Полярная акула в статье 2016 года в Science получила оценку возраста от 272 до 512 лет, а самый старый экземпляр, по расчёту по радиоуглероду в хрусталиках глаз, дожил примерно до 392 плюс-минус 120 лет. Растёт она всего на 0,5-1 сантиметра в год и становится половозрелой примерно к 150 годам. Плавает неторопливо, в среднем около 0,34 метра в секунду.
Мясо полярной акулы ядовито из-за мочевины и триметиламин-N-оксида. Собаки, съевшие его, иногда не могут стоять на лапах. В Исландии из него делают хаукарль, выдерживая и сушая несколько месяцев, чтобы убрать токсины. На глазах многих акул сидит рачок-паразит, из-за которого они почти слепнут, но на охоте это не сказывается: акула полагается на обоняние и слух.
Гренландия остаётся местом, где отдельные вопросы науки закрыты, а ответы на другие лежат на глубине в километр. Каждый новый керн и каждая радарная съёмка меняют картину прошлого, а таяние льда делает вопрос о будущем острова острее с каждым сезоном.
