Итоги МПГ 2007/08 и перспективы российских полярных исследований

Большинство экспедиций носили комплексный характер, в них участвовали представители различных организаций и ведомств.

Важные данные для подготовки материалов по обоснованию внешней границы континентального шельфа России в Арктическом бассейне были получены экспедицией на борту а/л «Россия» в мае – июне 2007 г. (ВНИИ Океангеология, Федеральное агентство по недропользованию). Комплекс геолого-геофизических работ на хребте Ломоносова включал наледное глубинное сейсмическое зондирование (ГСЗ) и наблюдения методом отраженных волн (МОВ), гравиметрические и маятниковые наблюдения, геологические исследования, акустические наблюдения и телефотопрофилирование. Использовались вертолеты Ми-8 МТВ и Ка-8 МТВ, с помощью которых был выполнен комплекс океанографических наблюдений. 7 июня 2007 г. в точке 80°57? с.ш., 168° в.д. на лед была высажена группа специалистов ААНИИ из девяти человек, которые организовали дрейфующий лагерь («Ледовая база») с целью использовать его для развертывания дрейфующей станции «Северный полюс-35». Однако активные процессы таяния арктических льдов летом 2007 г. привели к разрушению льдины, и ледовая база была снята НЭС «Академик Федоров» 23 августа 2007 г.

В 25-м рейсе НИС «Академик Страхов» (Геологический институт РАН) проводились комплексная эхолотная и геофизическая съемка дна Баренцева моря между архипелагами Земля Франца-Иосифа (ЗФИ) и Шпицберген, в желобе между арх. Шпицберген и о-вом Белый, а также батиметрическая и геофизическая съемка в зоне сочленения хребтов Мона и Книпович. На островах Гукера, Скотт-Келти и Мертвого тюленя (ЗФИ) в течение восьми дней работала геологическая группа.

Самой масштабной морской экспедицией 2007 г. стала экспедиция ААНИИ «Арктика-2007» на борту НЭС «Академик Федоров» в сопровождении атомного ледокола «Россия». На ее первом этапе решались задачи Высокоширотной арктической глубоководной экспедиции (начальник А. Н. Чилингаров). 2 августа 2007 г. глубоководные аппараты «Мир-1» и «Мир-2» впервые в истории полярных исследований совершили погружение с борта НЭС «Академик Федоров» в точке географического Северного полюса и установили на дне Государственный Флаг России. Это выдающееся достижение было отмечено высокими правительственными наградами. Трое участников экспедиции – А. Н. Чилингаров, А. М. Сагалевич, Е. С. Черняев – стали Героями России.

На следующем этапе в августе 2007 г. были выполнены комплексные исследования в районе материкового склона морей Карского и Лаптевых, желобов Святой Анны и Воронина, в проливе Шокальского. Одновременно проводились геологические и орнитологические наблюдения на архипелагах ЗФИ и Северная Земля, на о-ве Ушакова, а также была осуществлена эвакуация станции «Ледовая база». На заключительном этапе (29 августа – 25 сентября) был осуществлен поиск ледяного поля для дрейфующей станции СП-35 и ее организация. Были обследованы восточная часть моря Лаптевых, северные части Восточно-Сибирского и Чукотского морей, ледяной массив Канадского сектора Арктики. 21 сентября в точке 81°20? с.ш., 103°02? в.д. была организована дрейфующая станция СП-35. За период рейса судно прошло 14 447 миль, в том числе 4925 миль в тяжелых льдах.

Центральное место в высокоширотных исследованиях ААНИИ занимали работы дрейфующих станций СП-35 и СП-36. СП-35 была развернута 21 сентября 2007 г. в точке с координатами 81°33? с.ш., 103°51? с НЭС «Академик Федоров». За 297 суток работы станция прошла 2504 км, при этом размер льдины сократился с 3,5 ? 3,0 км до 0,3 ? 0,6 км. В июле 2008 г. станция вышла в шельфовый район арх. Шпицберген. В эвакуации участвовали НЭС «Михаил Сомов» в сопровождении а/л «Арктика». Была обеспечена полная экологическая безопасность окружающей среды, на льдине остались только следы от строений и передвижения транспорта.

Коллектив станции под руководством А. А. Висневского выполнил комплекс наблюдений, который включал стандартные метеорологические наблюдения, двухразовое аэрологическое зондирование, океанографические и гидрохимические наблюдения, гидрографический промер, наблюдения за загрязнением океана, льда, снега, воздуха, за газовым составом атмосферы, за морским льдом, а также гидробиологические, геохимические, криологические исследования. В работах принимали участие специалист из Норвежского полярного института С. Герланд и представитель института им. А. Вегенера (Германия) Е. Грассер.

Наблюдения были продолжены на дрейфующей станции СП-36, открытой 7 сентября 2008 г. в точке с координатами 82°31? с.ш., 175°05? в.д. на ледяном поле диаметром около 6 км и преобладающей толщиной 2,3–2,8 м. Коллектив станции возглавил Ю. И. Катраев.

В районе Северного полюса в апреле 2007 г. в течение двух недель проводилась экспедиция ПАЛЭКС-2007 (ИО РАН, ААНИИ, Полярный фонд), включавшая метеорологические, гидрофизические, гидрохимические, ледовые, биологические и криологические наблюдения в четырех дрейфующих лагерях, которые получили имена выдающихся полярных исследователей: И. Д. Папанина («Иван»), П. П. Ширшова («Петр»), Э. Т. Кренкеля («Эрнест») и Ф. Нансена («Фритьоф»). В апреле 2008 г. эти работы были проведены снова. Наблюдения позволили получить уникальную информацию для оценки состояния морских полярных экосистем в условиях меняющегося климата.

Исследования айсбергов и айсбергопродуцирующих ледников проводились ААНИИ с борта НЭС «Михаил Сомов» в Баренцевом и Карском морях в 2007 г. (март – май, август – сентябрь) и в 2008 г. (август – сентябрь). Изучались айсбергопродуцирующие ледники архипелагов ЗФИ, Новая Земля и Северная Земля. С использованием вертолета Ми-8 была осуществлена аэрофотосъемка северной оконечности арх. Новая Земля. Было выполнено радиолокационное зондирование ледников для определения их толщины и внутреннего строения. Были зафиксированы скопления крупных столообразных айсбергов массой более 1 млн т в ряде районов их образования, которые при определенных синоптических ситуациях могут войти в Баренцево море. Получены количественные оценки связей между характеристиками айсбергов морей Западной Арктики и состоянием айсбергопродуцирующих ледников. Результаты имеют большое значение для создания систем управления ледовой обстановкой, обеспечивающих безопасную эксплуатацию сооружений на морских месторождениях Баренцева и Карского морей, где угроза айсбергов велика.

Масштабные исследования проведены в российских арктических морях.

В Баренцевом море экспедиция ПИНРО на НИС «Фритьоф Нансен» в сентябре 2007 г. исследовала процессы водообмена в проливе между архипелагами Новая Земля и ЗФИ. Выполнена океанографическая съемка, получены годовые серии данных наблюдений за течениями на пяти автономных буйковых станциях. Всего было установлено 13 измерителей, фиксирующих скорость течений, температуру и соленость воды.

Экспедиция ММБИ на НИС «Дальние Зеленцы» в августе – сентябре 2007 г. проводила комплексные экосистемные исследования на разрезах от Кольского п-ова до архипелагов Шпицберген, ЗФИ, Новая Земля. Выполнялись наблюдения за фито– и зоопланктоном, макрозообентосом, птицами, морскими млекопитающими, загрязнением, взвешенными веществами, а также океанографические, гидрохимические и микропалеонтологические наблюдения. Не менее масштабный комплекс наблюдений был выполнен в августе – сентябре 2008 г. с борта того же судна на этих же разрезах, что позволило оценить межгодовые изменения в экосистеме Баренцева моря.

Кроме того, НИС «Дальние Зеленцы» выполнило несколько экспедиций в прибрежных районах Баренцева моря в марте, апреле – мае, июне 2007 г. и в июле 2008 г. для мониторинга морских экосистем в заливах и губах Кольского п-ова. Изучалось состояние прибрежных экосистем Кольского п-ова в различные сезоны годового цикла, оценивалось антропогенное воздействие через стоки рек на различные виды и сообщества. Также специалисты ММБИ выполнили комплекс попутных экосистемных исследований с борта атомных ледоколов «Арктика», «50 лет Победы» в весенне-зимний период 2007 и 2008 гг. на трассах Северного морского пути по маршрутам, которые связывают порт Мурманск и Енисейский залив (через мыс Желания и пролив Карские Ворота). Выполнялись наблюдения за морскими млекопитающими, за структурой и динамикой планктонных сообществ, за загрязнением морской воды, зообентоса и донных осадков. Полученные данные очень важны для количественного описания годового цикла морских экосистем в области однолетних льдов, поскольку данных наблюдений за зимне-весенний период очень мало.

В Карском море выполнено несколько крупных морских экспедиций в летний период 2007 и 2008 гг.

В сентябре – октябре 2007 г. с борта НИС «Мстислав Келдыш» (ИО РАН) проводились исследования в западной части Карского моря и Обской губе. Были получены оценки современного состояния ключевых компонентов экосистемы Карского моря, особенностей циркуляции, геохимических и гидрохимических процессов в водной толще и на дне, происходящих при трансформации речного стока, механизмов формирования структуры пелагических и донных экосистем. Исследованы механизмы переноса вещества в системе эстуарий – шельф – континентальный склон – глубокий океан, а также обследованы потенциально опасные объекты, представляющие угрозу радиоактивного загрязнения (залива Благополучия и Течений у северо-восточного побережья арх. Новая Земля). Удалось реконструировать пути распространения и особенности трансформации аномально распресненной изолированной области поверхностных вод, связанной с весенним паводком рек Оби и Енисея.

Работы экспедиции ААНИИ «Баркалав-2007», проводившейся в августе – сентябре 2007 г. на борту НИС «Иван Перов», охватили моря Баренцево, Карское, Лаптевых и Восточно-Сибирское. Исследовалось взаимодействие вод шельфа и глубокого океана в северо-восточной части Баренцева моря и западной части Карского моря, в районе желобов Святой Анны, Воронина, Новоземельский; механизмы формирования океанических структур различного масштаба в условиях пресноводного стока рек, мелководного шельфа и меняющегося ледяного покрова; формирование реликтовой подводной криолитозоны в южной части моря Лаптевых; развитие природной среды Баренцевоморского региона и лаптевоморского природного комплекса за последние 10–100 тыс. лет. Выполнены океанографические, гидрохимические, геохимические наблюдения, собраны пробы фито– и зоопланктона, донных биоценозов, ихтиофауны способом донного траления, отобраны донные осадки для изучения газовых компонентов. Также выполнены два геологических полигона, установлены две буйковые станции в море Лаптевых.

В августе – сентябре 2008 г. была проведена еще одна подобная экспедиция «Баркалав-2008», охватывающая акваторию указанных морей. Работы в большой степени были сконцентрированы на исследовании процессов, происходящих в области заприпайных полыней моря Лаптевых, в которых в холодный период года происходит активный теплообмен и формирование значительного количества молодых льдов. Были проведены наблюдения в районе, который соответствует зимнему стационированию заприпайной Ленской полыньи. Измерялись океанографические параметры, отобраны пробы донной фауны, которая является одним из индикаторов интенсивности вертикального обмена. Были установлены особенности биоценозов области Ленской полыньи, отличия от других областей моря Лаптевых.

Этим работам предшествовали наблюдения, выполненные в апреле – мае 2008 г. экспедицией «Полынья-2008», организатором которой был ААНИИ. Исследования выполнялись с припайного льда с использованием вертолета и лодки «Зодиак». Проведены комплекс океанографических, ледовых, метеорологических, гидробиологических наблюдений, наблюдения за метаном. Были установлены пять притопленных буйковых и четыре автоматических метеорологических станции. С борта вертолета измерялась толщина льда, а с помощью дрейфующего свободно опускающегося зонда проводились наблюдения в полынье.

Уникальные зимние наблюдения зафиксировали отепляющее воздействие атлантических вод, проникающих из северных районов моря Лаптевых. К сожалению, неблагоприятные погодные условия не позволили реализовать программу в полном объеме. Указанные выше три экспедиции внесли весомый вклад в российско-германский проект «Система моря Лаптевых», который реализуется со второй половины 1990-х годов.

Две экспедиции ААНИИ в области материкового склона моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря выполнены в рамках российско-американского проекта АВЛАП/NABOS (АВЛАП – атлантические воды в море Лаптевых, NABOS – Nansen and Amundsen Basins Observational System), который осуществляется с 2002 г. и направлен на изучение трансформации атлантических вод на материковом склоне моря Лаптевых. Первая экспедиция на борту НИС «Виктор Буйницкий» проведена в сентябре 2007 г. Выполнено более 100 океанографических станций, установлено пять притопленных буйковых станций (ПБС), которые продолжили многолетний мониторинг динамики и структуры вод континентального склона СЛО.

Вторая экспедиция ААНИИ состоялась в октябре 2008 г. на борту ледокола «Капитан Драницын». Было выполнено пять разрезов поперек континентального склона СЛО к северо-востоку от арх. Шпицберген, к северу от ЗФИ, в северных частях морей Лаптевых и Восточно-Сибирского. Было поднято пять ПБС и поставлены две новые.

Долговременные наблюдения в рамках проекта АВЛАП/NABOS позволили проследить распространение промежуточных атлантических вод в СЛО в течение нескольких лет. В это время происходило повышение их температуры, что является дополнительным фактором ускорения таяния арктических льдов.

Исследования зоны взаимодействия Северного Ледовитого и Тихого океанов проводились в Чукотском и Беринговом морях в рамках российско-американского проекта Русалка (RUSALKA – Joint Russian-American Long-term Census of the Arctic). Работы были начаты в 2004 г. В августе – сентябре 2007 г. экспедиция, организованная ГНИНГИ, проводилась на борту гидрографического судна «Север». Были подняты три установленные ранее ПБС и поставлены три новые. Выполнена океанографическая съемка, включающая широкий комплекс наблюдений, в том числе и гидрографические. Поднято и установлено вновь пять ПБС в территориальных водах США.

В октябре 2008 г. работы в этом районе выполнялись с борта НИС «Академик Лаврентьев». В ходе экспедиции поднято и установлено восемь ПБС, что позволило продолжить долговременный мониторинг динамики и термохалинной структуры вод в этом районе. Приоритетной и перспективной задачей проекта является определение связей между состоянием экосистем Чукотского и Берингова морей и климатическими изменениями, а также влияния тихоокеанских вод на состояние СЛО.

2.1.2. Наземные экспедиции в Арктике

Работы на архипелаге Шпицберген

В начале 2000-х годов Российская Федерация усилила свое научное присутствие на архипелаге Шпицберген. Работы по программе МПГ 2007/08 стали одним из важных этапов по расширению исследований природной среды архипелага и прилегающих акваторий.

Силами специалистов ПГИ и ААНИИ выполнялись исследования геофизических процессов в области дневного полярного каспа (на границе между полярной шапкой и авроральной зоной), регистрация стимулированного излучения при нелинейном воздействии на высокоширотную ионосферу мощным КВ-излучением установки SPEAR, установленной в поселке Лонгйир, КВ-интерферометром ПГИ в поселке Баренцбург. Также исследовались пульсации магнитного поля, проводилась телевизионная регистрация полярных сияний. Ученые ААНИИ выполнили серию уникальных экспериментов по изучению неоднородностей в полярной ионосфере. В этих экспериментах использовались данные зондирования с НИС «Горьковская», расположенной вблизи Санкт-Петербурга.

Проводились метеорологические наблюдения, в которых особое внимание было уделено сравнению данных наблюдений с помощью различных приборов, которые используются на разных научных станциях, компактно расположенных в поселке Ню-Олесунн.

В заливе Гренфьорд (о-в Западный Шпицберген) в летний период специалисты ААНИИ выполнили океанографические исследования, включающие съемки с борта судна и установку двух буйковых станций. Определялись гидрохимические и гидробиологические параметры. Наблюдения зафиксировали отчетливое влияние на воды залива Западно-Шпицбергенского течения.

Экспедицией ММБИ в мае – октябре 2007 г. исследовался рельеф дна и донных отложений приледникового озера Ледовое, находящегося в кутовой части залива Гренфьорд, у фронта ледников Западный и Восточный Гренфьорд, а также поток осадочного вещества ледникового выноса. Одновременно исследовались бентосные организации в верхней сублиторали залива, проводились орнитологические наблюдения в окрестностях поселков Баренцбург и Пирамида.

В июле 2008 г. группа из ММБИ проводила судовые и береговые учеты для оценки видового разнообразия, статуса пребывания и характера распространения морских, водоплавающих и околоводных птиц на акватории Гренфьорда.

Влияние колоний морских птиц на геохимию ландшафтов о-ва Западный Шпицберген исследовали специалисты ИГ РАН летом 2007 г. Выделены уникальные орнитогенные ландшафты с повышенной биопродуктивностью и биоразнообразием, своеобразные «очаги жизни».

В 2007–2008 гг. Северо-Западный филиал НПО «Тайфун» осуществлял локальный и фоновый экологический мониторинг загрязнения компонентов окружающей среды в районе поселка Баренцбург с прилегающей акваторией залива Гренфьорд. Наблюдения проводились в весенний и летно-осенний периоды года и включали геоэкологическое апробирование атмосферного воздуха и аэрозоля, снежного покрова, морского льда, почв, почвенных вод, наземной растительности, морских вод, взвесей и донных отложений. Установлено, что качество атмосферного воздуха полностью соответствует российским нормативам. В снежном покрове обнаружено повышенное содержание хлорорганических пестицидов, ПХБ, некоторых ПАУ и ТМ по сравнению с фоновыми районами Арктики. Предполагается, что повышенное содержание ПАУ и ПХБ, ряда ТМ обусловлено локальными и региональными источниками, а остальных веществ – глобальным переносом. В целом содержание основных групп загрязняющих веществ в компонентах природной среды в районе поселка Баренцбург характерно для областей развитой угледобывающей промышленности.

Исследования изменений в краевых областях ряда ледников арх. Шпицберген проводили специалисты ААНИИ и ИГ РАН.

Геологические исследования выполнены силами специалистов Института геологии РАН, которые в 2007 г. исследовали биостратиграфию волжского яруса юрской системы о-ва Западный Шпицберген (мыс Фестниген и гора Миклегард). В том же году экспедиция ПМГРЭ провела геологогеофизические работы на шести полигонах на о-ве Северо-Восточная Земля.

В 2007–2008 гг. Институтом археологии РАН в рамках международного сотрудничества были выполнены археологические работы, которые включали сбор материалов по истории начала угледобычи и раскопки древнего поселения Кокеринсет на западном берегу залива Гренфьорд.

Гидрометеорологические и климатические работы

Значительное внимание в полевых исследованиях было уделено проблеме пространственного распределения и переносу газовых и аэрозольных составляющих атмосферы.

В экспедициях ИФА РАН летом 2007 и 2008 гг. с использованием вагона-обсерватории TROICA по маршруту Москва – Владивосток – Москва собраны данные о приземном составе воздуха, в том числе о содержании озона, окислов азота, метана, оксидах углерода, диоксиде серы, летучих органических соединений и аэрозолей. Эти данные позволяют оценить фоновые условия, загрязнение в отдельных городах и регионах, а также в шлейфах крупных антропогенных источников эмиссий. Результаты этих наблюдений были дополнены данными фоновой станции мониторинга ИФА РАН в Средней Сибири (ст. Зотино).

Проблеме аэрозольного загрязнения арктической атмосферы были посвящены две экспедиции ААНИИ – САЖА-2007 и САЖА-2008. Исследовался уровень загрязнения снежного покрова и льда, прежде всего, сажевым аэрозолем в период максимального снегонакопления (март – май) вблизи пунктов Нарьян-Мар, Воркута, Диксон, Хатанга, Якутск, Черский, Билибино, Певек, но на некотором удалении от них, что позволило исключить влияние местных источников. Эти наблюдения стали частью циркумполярных наблюдений, проводимых в Гренландии, Центральном Арктическом бассейне, на Аляске и в Канаде.

Институтом географии РАН в марте – апреле 2007 г., в период максимального снегонакопления, были проведены синхронные подспутниковые измерения характеристик снежного покрова и сопутствующей гидрометеорологической информации на тестовых полигонах Полярного и Приполярного Урала (г. Воркута), на маршруте от ст. Косью до Саблинского хребта для различных ландшафтных зон. Данные были использованы для валидации данных микроволновых съемок из космоса с использованием аппаратуры SSM/I (DMSPF13) и AMSR-E («Аква»). Также специалисты ИГ РАН в сентябре 2007 г. провели работы на гляциологическом трансекте Охотское море – полюс холода Евразии.

Одним из наиболее заметных проектов МПГ стали исследования озера Эльгыгытгын в период 2007–2009 гг. Зимой 2008/09 г. была завершена активная фаза международного научно-исследовательского проекта «Глубокое бурение озера Эльгыгытгын». В проекте принимали участие Россия, Германия, США и Австрия.

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.