Чтобы однозначно ответить на них, нужно было пробурить хотя бы одну глубокую скважину в ледниковом щите. Мощные ледники, накапливающие лед в течение тысяч и тысяч лет, — это естественные хранители драгоценной информации о прошлом. Они могут дать сведения и о процессах глобального переноса атмосферы, и о климате прошлых эпох, включая данные об осадках, о составе атмосферы, ее запыленности.
Во время Международного геофизического года (который начался в 1955 г.) советская и американская антарктические экспедиции решили провести глубокое бурение в Антарктиде и Гренландии. Задача казалась простой. Ведь бурили же и самые твердые породы на тысячи метров вглубь. А тут просто лед! Надо взять обычное буровое оборудование и лишь заменить легко замерзающий глинистый раствор для промывки скважины чем-нибудь морозостойким, например керосином или просто воздухом. В Гренландию, а затем и в Антарктиду были завезены отличные буровые станки, тысячи метров буровых штанг и обсадных труб, тонны керосина. И тут оказалось, что бурить лед обычным вращательным бурением значительно труднее, чем даже твердые породы. Из-за большой текучести лед затягивал скважину и зажимал буровой инструмент. Лишь 360 м удалось пройти советским буровикам и гляциологам в Антарктиде у края ледяного щита вблизи поселка Мирный, где толщина льда была около 600 м. Только 411 и 308 м прошли американцы в центральных областях Гренландии и Антарктиды вблизи станций Кемп Сенчури и Бэрд, хотя толщина льда там была соответственно более 1000 и 2000 м. Выяснилось, что бурение на глубину более 400 м надо вести, заполнив предварительно скважину незамерзающей жидкостью с плотностью, близкой к плотности льда.
Таким требованиям удовлетворяет, скажем, смесь трихлорэтилена с дизельным топливом.
В скважины были опущены чувствительные датчики и измерена температура. Во всех случаях в верхних слоях толщи льда она оставалась неизменной или даже слегка понижалась, и лишь в нижней части скважины намечался переход к области, где температура, по-видимому, растет по мере приближения к ложу.
Полученные факты уже никого не удивили. К этому времени было теоретически доказано, что температура и должна быть почти неизменной в верхних слоях льда благодаря захоронению холодных слоев вновь выпавшим снегом, то есть из-за движения льда от верхней поверхности к ложу. Такое движение возможно в связи с тем, что нижние слои под действием веса вышележащих растекаются и расстояние между годовыми слоями льда уменьшается. В тонких горных ледниках эффект такого движения, «выхолаживающего» верхние слои, мал, однако он чрезвычайно важен, когда толщина льда достигает тысячи и более метров.
Расчеты показали также, что, несмотря на эффект «выхолаживания», у нижней поверхности толстых слоев льда в центральных областях Антарктиды температура может быть весьма высокой, равной температуре таяния льда. При этом у нижней поверхности ледяного щита идет, по-видимому, непрерывное таяние льда. Образующаяся вода выдавливается в виде более пли менее тонкой пленки или ручьев к периферии и стекает в море.