Итоги МПГ 2007/08 и перспективы российских полярных исследований - Коллектив авторов

Озеро Эльгыгытгын расположено в метеоритном кратере на Чукотке в 100 км к северу от Полярного круга. Возраст метеоритного кратера составляет 3,6 млн лет. Основными задачами проекта были: бурение всей толщи донных озерных отложений для непрерывной реконструкции климата за последние 3,5 млн лет; бурение метеоритной брекчии, подстилающей озерные осадки для исследования процессов формирования метеоритного кратера; бурение многолетнемерзлых пород в кратере озера для исследования истории формирования и развития мерзлоты.

Буровым работам предшествовал длительный подготовительный этап, включающий несколько международных экспедиций (1998, 2000, 2003 гг.), в рамках которых проводилось комплексное исследование этого уникального природного объекта.

Специально сконструированное, не имеющее аналогов оборудование для бурения озерных осадков было доставлено из США и впоследствии перешло в собственность Российской академии наук. В условиях полного отсутствия инфраструктуры на озеро были доставлены сотни тонн топлива и оборудования для организации работ и жизнеобеспечения. С октября 2008 г. по июнь 2009 г. на озере Эльгыгытгын функционировал научный поселок, где постоянно проживало около 40 человек, обеспеченный электричеством, транспортной техникой, всеми узлами жизнеобеспечения, спутниковой связью, доставленной из Германии мобильной лабораторией, специально оборудованными кернохранилищами с поддержанием необходимого температурного режима. По окончании работ поселок был полностью ликвидирован с проведением рекультивационных работ.

В результате проведенных работ были получены керны из всей толщи донных озерных отложений (315 м), подстилающей метеоритной брекчии (200 м) и многолетнемерзлых отложений в кратере озера (142 м).

Получен уникальный непрерывный ряд данных о развитии климата и природной среды Арктики за последние 3,5 млн лет, т. е. включающий весь четвертичный период и конец плиоцена.

Значительный комплекс палеогеографических исследований выполнен ААНИИ и другими организациями на о-ве Самойловский в дельте р. Лена в 2007–2008 гг. В течение 2–5 месяцев теплого периода года, используя инфраструктуру Государственного заповедника «Усть-Ленский», до 40 исследователей из России и Германии изучали историю развития дельты р. Лена и берегов моря Лаптевых в плейстоцене – голоцене, особенности русловых и береговых процессов на современном этапе развития дельты р. Лена. Также изучались микробиологические, химические, физические, гидрологические процессы в слое сезонного оттаивания грунта для определения интенсивности эмиссии парниковых газов в атмосфере. Эти работы являлись составной частью российско-германского проекта «Система моря Лаптевых».

Используя данные регулярных наблюдений сети гидрометеорологических станций и материалы периодических обследований ряда рек п-ова Ямал, специалисты ГГИ получили обобщения по особенностям гидрологического режима устьевой части Обской губы и рек п-ова Ямал, востребованные в работах по освоению газовых месторождений региона.

Изменения криосферы являются индикатором климатических трендов и могут представлять серьезную угрозу для наземной инфраструктуры. В рамках проектов МПГ проводились исследования в прибрежных районах, на островах, во внутриконтинентальных областях России, в которых участвовали ведущие организации РАН и других ведомств.

В прибрежной зоне моря Лаптевых Институт мерзлотоведения СО РАН в июле – сентябре 2007 г. в рамках российско-германского проекта «Система моря Лаптевых» провел исследования на о-ве Самойловский, в дельте р. Лена, в губе Буор-Хая, на о-ве Б. Ляховский (Восточно-Сибирское море), в урочище Ойягосский Яр. Основными задачами были определение изменений в темпах разрушения льдистых берегов, сбор данных для разработки модели нивального литогенеза прибрежного ледового комплекса. Отмечено ускорение отступания льдистых берегов морей Лаптевых и Восточно-Сибирского (в 1,5–2 раза), активизация склоновых процессов на прежде стабильных берегах. Эти процессы коррелируют с наблюдаемым потеплением атмосферы.

Масштабные исследования выполнены Институтом криосферы Земли (ИКЗ) СО РАН. В 2007 г. были проведены две экспедиции в районах европейского Севера, Урала, Западной и Восточной Сибири, в Карском море и в море Лаптевых. В этих регионах в июле – октябре 2007 г. работало семь экспедиционных отрядов с участием зарубежных специалистов, выполнивших полевые работы в низовьях р. Печора, на Югорском п-ове Полярного Урала, на п-ове Ямал (месторождение Бованенково), на полярной станции Марресаля[1], в районе городов Надым и Уренгой в Западной Сибири, на Таймыре в Восточной Сибири. Наблюдения позволили изучить: криогенные условия и геологические процессы на суше и в прибрежной части моря; строение, свойства и распространение многолетнемерзлых и посткриогенных (протаявших на месте) толщ в обнажениях и скважинах; изменения климата и палеоклимата; наземные экосистемы Арктики; строение и температурный режим отложений на побережье и дне морей Карского, Баренцева и Лаптевых. Уникальные данные позволяют получить наблюдения на двух геокриологических стационарах – Воркутинский и мыс Болванский.

Исследования на стационаре мыс Болванский на побережье Печорской губы проводятся уже 25 лет и включают наблюдения за температурой верхних горизонтов многолетних мерзлых пород (ММП) в скважинах, глубиной протаивания и температурным режимом активного слоя, динамикой развития криогенных процессов термоабразии, сейсмогеокриологическими условиями верхних горизонтов пород в береговой зоне Печорской губы. Результаты наблюдений за 2007 г. и имеющийся 25-летний ряд данных наблюдений подтверждают слабый положительный тренд среднегодовой температуры ММП – от 0,003 до 0,023 °С/год.

ИКЗ СО РАН проводил также работы на западе Ямала на геокриологическом полигоне в районе пос. Моррасале, на берегу Байдарацкой губы. Наблюдения выявили вековую динамику и тенденцию повышения температуры придонного слоя воды в Карском море на глубине 0–50 м. На северо-западе п-ова Ямала повышение температуры морской воды по сравнению со значениями за 1920-е годы составляет 0,2–0,3 °С. Уменьшилась толщина припайного льда, что сужает полосу примерзания припая к дну моря, ускоряя таяние ММП под дном моря. В 2007 г. оборудована наблюдательная сеть, начат мониторинг температуры мерзлых толщ в акваториях с измерениями в верхнем слое до 2,5 м.

С борта т/х «Федор Наянов» проведены исследования берегов р. Енисей и Енисейского залива от Дудинки до Диксона по двум направлениям: геокриологические исследования естественных ландшафтов и обнажений и геоботанические исследования для оценки связей строения, свойств мерзлых пород и характеристик ландшафтов, включая растительный покров и почвы.

Работы на стационарах и полигонах ИКЗ СО РАН были продолжены в 2008 г.

Палеоэкологическая экспедиция «Берингия» Института физико-химического и биологического почвоведения РАН проводит системные исследования вечной мерзлоты в Арктике с 1978 г. Районы работ – тундровая и лесотундровая зоны приморских низменностей восточного сектора Арктики (побережья морей Лаптевых и Восточно-Сибирского) между дельтой р. Лена и устьем р. Колыма. Эти работы были активизированы в период МПГ 2007/08 по нескольким направлениям.

Проводились наблюдения за термическим состоянием вечной мерзлоты в восточном секторе Арктики в рамках проектов «Термическое состояние вечной мерзлоты» (Thermal State of Permafrost, TSP), «Циркумполярный мониторинг деятельного слоя» (Circumpolar Active Layer Monitoring, CALM) и «Реакция арктических и субарктических почв на изменение условий на Земле» (RASCHER). Создана сеть наблюдений за реакцией многолетнемерзлых пород приморских низменностей восточного сектора Арктики, который включает три горизонта наблюдений (до 25 м).

Шаг измерений составляет 0,5 м в слое 0–5 м, 1 м до глубины 15 м и ниже через 2–5 м. Результаты многолетних наблюдений свидетельствуют о минимальном отклике термического состояния почвенного покрова и верхних горизонтов криолитосферы Восточной Арктики на текущие флуктуации климата по сравнению с другими регионами. Возможно, это связано с высокой льдистостью криогеосистем.

В 2007 и 2008 гг. получен материал о содержании метана в голоцен-плейстоценовых отложениях Омолоно-Анюйской едомы, примыкающей к горному обрамлению Колымской низменности. Результаты исследований не подтверждают распространенное мнение о том, что основным поставщиком органического вещества и метана являются позднеплейстоценовые отложения ледового комплекса. Оценки для Хромо-Индигирского междуречья показывают, что даже при освобождении всего метана с этой площади при оттаивании мерзлых толщ на глубину 30 м значимого выброса этого газа в атмосферу не произойдет. В большей степени он будет определяться новообразованным в оттаявшей толще газом.