BIEGUN ZIMNA



Antarktyda to przedziwne miejsce. To chyba jedyny fragment mapy świata, który nigdy w historii nie był osobnym państwem ani nie należał do żadnego innego. Na Antarktydzie nie ma autochtonów ani też nikt nie mieszka tam na stałe, za to od ponad stu lat jest coraz intensywniej eksplorowana przez przedstawicieli różnych nacji. Nie ma tam zwierząt, dlatego poza wąskim pasem wybrzeża, trudno mówić w przypadku Antarktydy o jakimkolwiek ekosystemie. Rzeźba terenu też nie jest specjalnie urozmaicona. Poza kilkoma pofałdowaniami skalnymi przenikającymi przez kilkukilometrowej grubości czapę lodowa, ląd ten jest plaski jak stolnica. Antarktyda to ogromna, śnieżno-lodowa pustka półtora razy przekraczająca swoją wielkością Europę.

Niespotykane nigdzie indziej warunki sprawiają, że ląd ten jest oczkiem w głowie naukowców z całego świata. Na mocy ustanowionego w 1959 roku Traktatu Antarktycznego ziemia ta została wyłączona z wszelkich działań o charakterze militarnym a państwa sygnatariusze zobowiązały się wykorzystywać ją jedynie w celach naukowych. Co ciekawe, do tej pokojowej inicjatywy łączącej 11 państw wolnego świata w czasach Zimnej Wojny udało się przekonać i wciągnąć także Związek Radziecki. Obustronny akces Związku Radzieckiego i Stanów Zjednoczonych był w owych czasach bodaj jedyną gwarancją pełnej realizacji postanowień tej umowy. Do dzisiaj traktat ratyfikowało 27 państw, które łącznie utrzymują w tej chwili na Antarktydzie kilkadziesiąt baz badawczych, z których zaledwie kilka zostało wzniesionych głęboko wewnątrz kontynentu. Bazy te są zapleczem dla unikalnych z uwagi na panujące warunki badań naukowych obejmujących między innymi takie dziedziny jak astronomia, klimatologia, geologia. Te osamotnione placówki są wraz ze swoim wyposażeniem jedynymi artefaktami na tym ogromnym kontynencie. Powstawały w iście spartańskich warunkach a praca i życie w nich naznaczone są nieustanną walką z wszechotaczającym żywiołem. Ostatnimi czasy część baz przechodzi gruntowną metamorfozę. Po ponad stu latach eksploracji Antarktyki, wokół Bieguna Południowego zaczynają powstawać bazy całkiem nowego typu. Celem wysiłków takich państw jak Stany Zjednoczone, Francja, Wielka Brytania i Niemcy jest stworzenie na terenie utrzymywanych przez nie baz polarnych takich warunków, w których ich obsługa mogłaby żyć i pracować w całkowitym oderwaniu od zewnętrznych okoliczności. Jedną z przebudowujących się placówek jest leżąca dokładnie na południowym biegunie geograficznym Ziemi działająca przez cały rok amerykańska stacja Amundsena - Scotta.

Początkowo nie myślano o niej jak o stałej bazie. Pierwszą po ekspedycji Scotta z 1912 roku osobą, której noga stanęła na Biegunie Południowym był Admirał George J. Dufek. 31 października 1956 r wysadził go na biegunie transportowy Douglas R4D amerykańskiej marynarki wojennej ochrzczony Que Sera Sera (po francusku: co ma być to będzie). Dufek przyleciał tam z rekonesansem przed budową jednego z ogniw sieci stacji badawczych przygotowywanych w ramach Międzynarodowego Roku Geofizycznego (1/VII/1957 - 31/XII/1958). Stacja pomiarowa na biegunie była niezbędna, żeby domknąć lukę w ogólnoświatowej sieci sprzężonych ze sobą placówek naukowych badających w skali globalnej takie zjawiska jak geomagnetyzm, pływy tektoniczne, jonosfera, zorze polarne oraz zmiany klimatyczne. W ten sposób na przełomie lat 1956/1957 pośrodku śnieżno-lodowej pustki powstał najbardziej osamotniony i najdalej wysunięty ludzki posterunek na naszym globie, jedyna ostoja cywilizacji w promieniu 1300 kilometrów. Gdy rozpoczynano budowę, nikt nie wiedział jakich warunków (szczególnie zimą) należy się na miejscu spodziewać, dlatego z myślą o odpowiedniej izolacji placówka została zbudowana częściowo pod powierzchnią gruntu. Szybko się okazało, że trudno o bardziej nieprzyjazne człowiekowi miejsce niż to - średnia dobowa temperatura powietrza podczas antarktycznego lata, kiedy słońce utrzymuje się przez 6 miesięcy ponad horyzontem, wynosi na Biegunie Południowym - 41°C. Zimą zaś, kiedy nad Antarktydą zapada trwająca pół roku ciemność, średnia temperatura powietrza w tym miejscu spada do - 59°C. Jakby tego było mało, jest skrajnie sucho (średnie roczne opady wynoszą dokładnie 0 mm) i wieją silne wiatry, co sprawia, ze odczuwalne temperatury są jeszcze niższe. Dla przykładu: nieruchome powietrze o temperaturze - 29°C potraktowane wiatrem o prędkości ledwie 16 km/h daje odczuwalną temperaturę - 44°C. Średnia roczna prędkość wiejących na biegunie wiatrów to 20 km/h... (przy - 66°C naga skóra zamarza w ciągu pół minuty a płyn w gałkach ocznych w ciągu kilku minut). O tym, że stacja polarna leży na wysokości 2836,5 m n.p.m. na powierzchni dwuipółkilometrowej grubości czapy lodowej, nie daje zapomnieć rozrzedzone powietrze. Biegun Południowy znajduje się wyżej niż najwyższy szczyt Tatr, a powietrze ze względu na specyficzne warunki pogodowe jest tam jeszcze dodatkowo rzadsze o jakieś 20%. Powoduje to, że człowiek czuje się tam jak na wysokości około 4000 m n.p.m. w strefie klimatu umiarkowanego. Naprzemienne półroczne okresy nieprzerwanego dnia i nocy powodują u członków ekspedycji badawczych, którzy przebywają na biegunie przez dłuższy czas rozregulowanie rytmów dobowych i w konsekwencji zegarów biologicznych. Przez większą część Antarktycznego lata słońce "krąży" nieprzerwanie wokół bieguna utrzymując się jednak dużo niżej nad horyzontem. Nikła ilość światła słonecznego dodatkowo źle wpływa na samopoczucie ludzi przebywających w tym miejscu i może być przyczyną depresji.

Międzynarodowy Rok Geofizyczny minął a skromna, obsługiwana jedynie przez kilkunastu naukowców, placówka badawcza pozostała. Walory naukowe tego miejsca przeważyły nad niespotykanymi nigdzie indziej uciążliwościami klimatycznymi i pod koniec lat sześćdziesiątych postanowiono stworzyć na miejscu coś bardziej trwałego od prowizorycznych baraków, które od czasu budowy w 1956 roku zdążyły zostać przysypane sześciometrową warstwą naniesionego przez wiatry śniegu. Na początku antarktycznego lata 1970-1971 na Biegunie Południowym zjawiła się specjalna jednostka inżynieryjna marynarki wojennej USA, Seabees, która przystąpiła do budowy nowej bazy mającej poszerzyć krąg dotychczas prowadzonych na miejscu badań o poszukiwania astronomiczne i astrofizyczne. Marynarze pracowali po dziesięć godzin dziennie przez siedem dni w tygodniu, tak żeby do maksimum wykorzystać antarktyczne lato - jedyną porę, kiedy na miejscu mogły być prowadzone jakiekolwiek prace. Budowa, z przerwami na zimy, trwała przez cztery sezony aż do początku 1974 roku. W jej trakcie wykonano 316 lotów zaopatrzeniowych z odległej o 1300 km nadmorskiej bazy Mc Murdo przywożąc na miejsce w sumie ponad 1850 ton niezbędnych do budowy ładunków. Główną częścią nowowybudowanej bazy była nowoczesna jak na owe czasy półsferyczna kopuła zbudowana z trójkątnych aluminiowych modułów. Konstrukcję tego typu opatentował w 1954 roku wybitny architekt wizjoner Buckminster Fuller. Jej niezwykłość polega na tym, że mimo niewielkiej wagi użytych do budowy elementów, napięcia powstałe na ich krawędziach sprawiają, że cała konstrukcja jest niesamowicie sztywna i przez to wytrzymała na takie zagrożenia jak huraganowe wiatry czy trzęsienia ziemi. Ponadto półsferyczny kształt konstrukcji i brak wewnętrznych wsporników nadają budowli najlepszy możliwy stosunek kubatury do powierzchni. Konstrukcja ta okazała się być rewolucyjna pod względem wytrzymałości, stabilności i łatwości wybudowania w połączeniu z niskimi kosztami. Zadowolony Fuller w wizjonerskim zapędzie proponował przykrycie Manhattanu podobną kopułą o promieniu ponad kilometra. Kopuła wybudowana na Biegunie (50 m średnicy i 16 m wysokości) ma być zgodnie z projektem odporna na wiatry dochodzące do 35 m/s i wytrzymywać nacisk 1,5 metrowej warstwy śniegu. Nie jest jednak izolatorem termicznym (u jej zwieńczenia znajduje się otwarty luk, przez który do środka wpada światło i mroźne powietrze), dlatego między znajdującymi się w jej wnętrzu barakami trzeba się przemieszczać w skafandrach polarnych.

Pozostała część stacji to wykonane z półokrągłych aluminiowych profili hangary połączone z kopułą siecią korytarzy oraz szesnastometrowej wysokości wieża mieszcząca aparaturę badawczą. Pod kopułą znajdują się baraki, w którym skupiona jest większość zadań, jakie naukowcy wykonują na co dzień: barak z urządzeniami odczytu pomiarów i kwaterami mieszkalnymi, barak ze sprzętem komunikacyjnym, sklepem i biblioteką oraz barak z kuchnią, jadalnią, pocztą, laboratorium fotograficznym i wspólnym hallem. W hangarach mieści się natomiast całe zaplecze: dieslowskie generatory prądu, zapasy paliwa, warsztaty naprawcze dla pojazdów, zapasy helu dla balonów pogodowych oraz mała sala gimnastyczna pozwalająca członkom załogi utrzymać formę nawet w zimie, kiedy praktycznie nie opuszczają stacji. Żywotność tak wyposażonej stacji została przez jej twórców wstępnie oceniona na 15 lat. Z biegiem czasu potrzeby i możliwości badawcze rosły. Sukcesywnie dobudowywano nowe instalacje związane z poszukiwaniami astrofizycznymi, na które, po tym jak zaczęto w tej dziedzinie osiągać na miejscu zaskakujące wyniki, przeniósł się główny ciężar prowadzonych na terenie bazy działań. Pod przejrzystym antarktycznym niebem zaczęły kolejno powstawać radioteleskopy PYTHON, VIPER i DASI, które przeczesują w bardzo niskich i bardzo wysokich częstotliwościach kosmos w poszukiwaniu wciąż wymykającej się astrofizykom tzw. ciemnej energii i ciemnej materii brakujących (zgodnie z teoretycznymi wyliczeniami) do zbilansowania rachunku masy we wszechświecie. Możliwe, że ciemna energia i ciemna materia to ostatnie zagadki dzielące ludzkość od poznania genezy wszechświata. W ostatnich latach na biegunie wybudowano również pułapkę na neutrino, niezwykle lekką i niemal nieuchwytną elementarną cząstkę materii, której istnienie również przewidziano na podstawie modelu matematycznego. Przez długi czas podejrzewano, że cząstka ta w ogóle nie istnieje. Zgodnie z hipotezą miała rozwiązać kłopoty, jakie fizycy mieli z wyjaśnieniem bilansu energetycznego rozpadu jąder atomów pierwiastków promieniotwórczych. Mimo, że szacuje się, iż w każdej sekundzie przez naszą planetę z niebywałą łatwością przenikają na wylot razem z promieniowaniem kosmicznym miliardy tych cząstek, to do tej pory jedynie kilka razy udało się w sposób empiryczny udowodnić ich istnienie. Czyhająca na nie na biegunie pułapka to ogromnych rozmiarów sieć zakopanych w czapie lodowej fotoczułych detektorów reagujących błyskiem na pojawiające się neutrina. 

Wciąż dobudowywane instalacje naukowe wymagały stale powiększającego się zaplecza, tymczasem nieustannie wiejące po Płaskowyżu Polarnym wiatry (szczególnie intensywne zimą) zdążyły przykryć starzejącą się stację kilkumetrową warstwą śniegu. Z zabudowań, które powstały czterdzieści lat temu, ponad powierzchnię lądolodu wystaje dziś tylko wierzchołek kopuły oraz wieża z przyrządami do obserwacji naukowych. Z czasem stało się jasne, że będąca w stanie pomieścić najwyżej 50 osób baza przestanie niedługo wystarczać do obsługi prowadzonych na miejscu badań. Mniej więcej w połowie lat dziewięćdziesiątych zaczęto myśleć o budowie czegoś, co ją zastąpi. Tym razem postanowiono przy użyciu nowoczesnych technologii stworzyć możliwie jak najbardziej autonomiczny, tworzący zamkniętą całość kompleks mieszkalno-badawczy, w którym będzie mogło żyć i pracować do 250 osób. Chodziło o to, żeby jak największą część funkcji dotychczasowej bazy skupić pod jednym dachem. Opracowanie projektu nowej stacji polarnej zlecono mieszczącemu się jak na ironię na Hawajach biuru architektonicznemu Ferraro Choi Associates. Projektanci pracujący nad tym niecodziennym zleceniem doszli do wniosku, że licząca docelowo około 20000 m kw. nowa baza powinna w całości zostać zbudowana na wbitych w podłoże stalowych filarach, na których nie będzie się odkładał nawiewany przez wiatr śnieg. W ten sposób nowe zabudowania mają szanse oprzeć się losowi swoich poprzedników. Innym ważnym założeniem konstrukcyjnym było stworzenie w odizolowanym wnętrzu bazy jak największej ilości pomieszczeń o charakterze socjalnym. Wygody socjalne w szczególny sposób tworzą ducha zespołowego zimą, dlatego pamięć o komforcie użytkowników nowego budynku była ważnym kryterium przy projektowaniu całości - mówi Joe Ferrara, jeden z szefów projektu. Budowę nowej bazy rozpoczęto w antarktycznym lecie na przełomie lat 1999 i 2000. Jej ukończenie przewiduje się na koniec 2007 roku. Do pierwszych nowowybudowanych pawilonów mieszkańcy wprowadzili się już w marcu 2003 r. W pierwszej kolejności wbito w podłoże stalowe pylony, na których później umieszczono szkielet bryły nowego budynku. Kiedy ten był już gotowy, obłożono go płytami izolacyjnymi z dwudziestopięciocentymetrowej grubości styropianu obłożonego z obu stron dwucentymetrowej grubości płytami wiórowymi. W miarę postępu prac na zewnątrz zaczęto urządzać wnętrze kolejnych pawilonów. Prace wykończeniowe trwają w nich przez cały rok, zaś prace na zewnątrz jedynie między końcem października a połową lutego. Wznoszący bazę robotnicy pracują przez całą dobę na trzech zmianach a ich tydzień pracy liczy sześć dni. Ci z nich, którzy działają na zewnątrz, co godzinę mają kilkuminutową przerwę na ogrzanie się wewnątrz stacji. W ciągu jednego dnia pracy robotnicy spalają około 5000 kalorii, które codziennie muszą dla nich (tak jak dla wszystkich pracujących na zewnątrz) przygotować pracownicy kuchni. W nowej bazie obsługa kuchni liczy 13 osób, które codziennie przygotowują dla mieszkańców stacji cztery posiłki, z czego jeden posiłek o północy dla pracujących przez okrągłą dobę robotników. Pracownicy kuchni i robotnicy są sprowadzonymi z USA cywilnymi fachowcami w swoich dziedzinach. Podobnie wszyscy inni, którzy na terenie bazy nie zajmują się działalnością naukową. W ramach stwarzania naukowcom jak najlepszych warunków do pracy odciążono ich zupełnie z wykonywania funkcji niezwiązanych z działalnością badawczą. Dzisiaj na terenie antarktycznej stacji polarnej Amundsen-Scott można znaleźć zatrudnienie będąc mechanikiem, fotografem, stolarzem czy nawet sprzedawcą w sklepie. Świadczy to dobitnie o tym, że Biegun Południowy, mimo iż wciąż pozostaje jednym z kilku najbardziej niedostępnych miejsc na Ziemi, jest dzisiaj bliżej reszty świata, niż był kiedykolwiek w historii swojej eksploracji. Dość przypomnieć, że poprzednią bazę budowała specjalna jednostka wojskowa, a obsługujący ją naukowcy musieli zajmować się nie tylko badaniami, ale także na przykład przygotowywaniem posiłków. 

Dzisiaj stały most powietrzny między biegunem a leżącą 1300 km dalej na Północ bazą McMurdo zapewnia ciągłe zaopatrzenie we wszystko, co niezbędne do tego, żeby baza sprawnie funkcjonowała i przynosiła jak największe korzyści naukowe. Połączenie powietrzne ustaje jedynie na czas antarktycznej zimy, kiedy to jednak w sukurs mieszkańcom bazy przychodzi technologia i nagromadzone zapasy. Gdyby to miało nie wystarczyć, pozostają jeszcze zrzuty zaopatrzenia na spadochronach. Zaimplementowana na terenie bazy technologia pozwala między innymi na uprawę w specjalnej szklarni jedynych w promieniu wielu tysięcy kilometrów roślin. Wyrosłe pod nadzorowanymi przez komputer kwokami plony są jedynymi świeżymi warzywami w zimowym jadłospisie rezydetnów. Energię elektryczną zapewnia bazie podziemna elektrownia, w której pracują trzy dieslowskie generatory prądotwórcze o mocy 356 KW. Powstałe przy okazji produkcji prądu ciepło podgrzewa glikol, który następnie siecią przewodów hydraulicznych rozprowadza ciepło po całej bazie a także za pomocą specjalnej cewki topi śnieg na wodę. Straty energii są stosunkowo niewielkie, gdyż pawilony będącej wciąż jeszcze w budowie nowej stacji są mimo wielu sporych rozmiarów okien dużo szczelniejsze od zabudowań wzniesionych na miejscu wcześniej. W razie wystąpienia wśród mieszkańców nagłych wypadków zdrowotnych mają oni do dyspozycji lazaret wyposażony w sprzęt medyczny odpowiadający standardem nowoczesnej izbie pogotowia ratunkowego a także gabinet dentystyczny i pomieszczenia rehabilitacyjne dla kilku pacjentów naraz. Funkcjonujące w obrębie bazy centrum medyczne jest wystarczająco autonomiczne, żeby na miejscu, bez potrzeby ewakuacji, zajmować się większością przytrafiających się załodze przypadków. Zimą w warunkach całkowitej fizycznej izolacji od reszty świata prawdopodobnie największą i jak dotąd niemożliwą do wyeliminowania niedogodnością jest drastycznie obniżający samopoczucie okres półrocznej nocy polarnej. Zgodnie z postanowieniami projektantów, rozwinięte na terenie nowego kompleksu udogodnienia socjalne mają zapobiegać popadaniu jego rezydentów w stan apatii. Zimą, kiedy z uwagi na panujące na zewnątrz warunki, prace poza stacją ograniczone są do minimum, jej załoga ma więcej czasu na korzystanie z sali gimnastycznej a także uczestniczenie w różnych zajęciach, np. tai-chi. Do dyspozycji jest także biblioteka oraz obszerna, przeszklona kafeteria, w której można oglądać na telebimie puszczane z kaset filmy (na biegunie nie odbiera żadna stacja telewizyjna) lub, w wersji bardziej romantycznej, przez obszerne okna podziwiać mieniące się na niebie zorze. Kontakt z resztą świata zapewnia w tych trudnych miesiącach radio i Internet.

Harmonogram prowadzonych na Biegunie Południowym działań budowlanych wyczerpuje się pod koniec 2007 roku, jednak jest niemal pewne, że wraz z realizacją coraz bardziej ambitnych projektów naukowych także i ten kompleks trzeba będzie zastąpić prędzej czy później czymś jeszcze większym i solidniejszym. Już dzisiaj planuje się kolejne inwestycje w infrastrukturę badawczą. W 2006 roku powinien zostać oddany od użytku South Pole Telescope, dysponujący dziesięciometrowej średnicy lustrem największy z funkcjonujących tam do tej pory teleskopów a w 2010 r. budowany już dzisiaj Ice Cube, czyli największy w historii dziejów instrument naukowy. Będzie to potężnych rozmiarów pułapka na neutrino ukryta pod powierzchnią lądolodu. Na planie kwadratu o boku 1,5 mili wydrążonych zostanie w równomiernych odstępach za pomocą gorącej wody 70 szybów, każdy o głębokości 1,5 mili. Do każdego z nich będzie wpuszczony sięgający samego dna kabel, na który zostanie nałożonych 60 światłoczułych detektorów. W ten sposób powstanie zastygła w lodzie struktura przestrzenna, która całą swoją objętością będzie wyłapywała wciąż jeszcze słabo poznane cząstki. Doświadczenie logistyczne związane z budową kolejnych etapów bazy Amundsen-Scott a także suma indywidualnych doświadczeń uczestników działających w tym niedostępnym miejscu misji naukowych może mieć wpływ sięgający daleko poza horyzont przewidywalnych dzisiaj zdarzeń. "Polarne bazy naukowe są dla nas cennym źródłem informacji dotyczących możliwości długotrwałego, odosobnionego przetrwania w wynaturzonym środowisku. Zbieramy i wnikliwie analizujemy przede wszystkim reakcje emocjonalne i somatyczne uczestników tego typu wypraw, ale interesują nas także kwestie dotyczące eksploatacji takich placówek" mówi Douglas R. Cooke, dyrektor Biura Programu Eksploracji Księżyca i Marsa amerykańskiej agencji kosmicznej NASA. Czyżby amerykańska baza na Biegunie Południowym miała być poligonem doświadczalnym przed spodziewaną załogową misją na Marsa?

 >>> powrót do strony głównej