Насколько Арктика неравномерна?

Комплексная арктическая экспедиция на научно-исследовательском судне «Академик Мстислав Келдыш» проходила с 17 августа по 20 сентября. О первых итогах экспедиции рассказал ее руководитель, заместитель директора Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН Михаил Флинт.

– Михаил Владимирович, все ли удалось сделать, что было намечено?

– В арктических поисковых экспедициях, таких как наша, никогда нельзя сказать, что все удалось, потому что всегда возникают новые вопросы для проведения исследований в океане, а в Арктике это особенно важно. Но основное, что планировали, нам удалось. И погода нам благоприятствовала, и удача научная.

У нас было несколько крупных задач. Во-первых, это исследование, насколько Арктика неравномерна и что определяет эту неравномерность в арктических экосистемах. Это очень важно, потому что, когда мы говорим об изменчивости, должны понимать природную неравномерность, которая существует, и когда говорим о воздействии человека на экосистему, должны знать, где точки наиболее болезненные, а где более терпимые. Мы провели такие исследования на огромной территории: это почти три тысячи морских миль, от Карских ворот на западе Карского моря до Новосибирских островов на востоке моря Лаптевых.

Второй задачей было исследование области, важной для Мирового океана и Арктики особенно, – это области континентального склона, где шельф переходит в глубоководный арктический бассейн. Это очень важная область с точки зрения формирования биологической продуктивности в Арктике и с точки зрения проявления текущих климатических изменений. Нам удалось поработать в области континентального склона моря Лаптевых, как в западной, так и в восточной его части, которые принципиально разнятся.

Еще одна задача была связана с исследованием подводных особо опасных объектов наследия великой ядерной эпохи, которые сосредоточены в районах Карского моря, прилежащих к Новой Земле. Мы провели поисковые работы, нашли новые объекты, которые формально в реестре были указаны, но точное их местоположение было неизвестно. Мы должны были дать его с точностью до миллисекунд, чтобы в дальнейшем контролировать. И провели контроль этих объектов на предмет существующих утечек. Могу сказать, что таких утечек обнаружено не было.

Еще одна задача была связана с исследованием выводных ледников Новой Земли. Периферия выводных ледников, во-первых, рождает айсберги, которые могут мешать хозяйственной деятельности на акватории Карского моря. Во-вторых, периферия ледников отражает текущие климатические тренды, поскольку эти ледники деградируют вместе с изменением арктического климата. В-третьих, они несут загрязнения, которые по мере их движения могут поступать в Карский бассейн. Нам было интересно узнать, что это за загрязнения, куда они поступают и каково их возможное влияние на прилежащий район Карского моря.

– Перед экспедицией вы говорили, что планируете исследовать районы моря Лаптевых, где были обнаружены выходы метана. Удалось? Ответственен ли метан моря Лаптевых за климатические изменения? Когда источник метана в Северном Ледовитом океане был обнаружен, делались прогнозы, что в этом районе может выделяться до половины атмосферного метана, ведь метан является одним из парниковых газов и влияет на климатические изменения.

– Мы исследовали выходы метана, уточнили те данные, которые были за две предыдущие экспедиции. Здесь два аспекта: первый – это воздействие этих метановых выходов на содержание метана в атмосфере, и мы этой задаче посвятили много времени, у нас постоянно работала аппаратура, которая контролировала содержание метана в атмосфере. Можно сказать, что после этой экспедиции данную проблему можно считать закрытой, потому что поступление метана, конечно, есть, но это увеличение на 10% по сравнению с тем фоном, который присутствует в Арктике. Доказательством относительного влияния всегда служит сравнение. Когда судно подходит к дельте Лены или эстуарию Оби, концентрация метана в атмосфере резко возрастает. Это метан, который поступает из современных осадков. Они накапливаются в местах разгрузки рек. Более того, когда мы работаем на шельфе и ветер дует с материка, у нас приборы регистрируют повышение уровня метана, равное тому, что мы видим, работая над источниками метана на шельфе.

Второе – это масштабы. Мы уже третий год работаем в море Лаптевых и год работали в Восточно-Сибирском море. Масштабы по сравнению с общими масштабами ничтожны. На протяжении нескольких экспедиций локализовали всего два таких маленьких района: их поперечник всего несколько километров, на карте это выглядит как укол карандаша. И в этих районах сосредоточено до нескольких десятков метановых выходов, но достаточно слабых по проявлению. Расстояния между областями 50 километров, и вне этих областей мы метановых факелов не обнаружили, хотя у нас работала вся возможная аппаратура.

– Но все-таки откуда берется этот метан на глубине?

– Путем геофизических исследований нам удалось установить, что эти источники метана связаны с разломами, а разломы – с подходом хребта Гаккеля из глубоководного арктического бассейна к той части шельфа, где мы обнаружили эти два метановых пятна.

– А как эти источники метана влияют на то, что находится вокруг? Все равно ведь есть какое-то воздействие, пусть в целом на процессы изменения климата этот арктический метан не влияет.

– Аспект, который характеризует влияние метановых выходов на экосистемы, наиболее интересный. Мы знаем по другим районам выходов метана в океане, что им обычно сопутствует вспышка жизни. Наиболее ярким примером служат гидротермы, это оазисы, связанные с тем, что биота получает дополнительный источник энергии. Да, здесь встречаются животные, которых нет в других местах. Их питание связано с симбиотрофией, то есть они используют в своем теле бактерии, которые в свою очередь используют восстановленные соединения, такие как метан, чтобы синтезировать органическое вещество. Но их немного.

Реакция биоты однозначно говорит о том, насколько велик поток метана из донных осадков. Биоту не обманешь: ее больше, но не на столько, чтобы можно было оценить эти источники метана как сколько-нибудь значимые.

Научно-исследовательское судно «Академик Мстислав Келдыш»

– Если продолжить тему изменений климата: вы исследовали ледники Новой Земли. Есть ли какие-то свидетельства того, что Арктика действительно теплеет?

– Приведу пример: в 2007 году мы подошли к восточному берегу Новой Земли в районе залива Течений, где должны были найти захороненные особо опасные объекты. Когда судно подошло к этому району, мы никак не могли найти залив, потому что берег оказался совершенно прямым, а на картах, когда маркировали захоронения, был обозначен хорошо выраженный залив. И только потом, немного обжившись в этом месте и проведя исследования береговой линии при помощи радара, увидели, что есть след растаявшего ледника. Огромный язык ледника формировал залив, и он растаял. Сейчас ледник лежит на берегу, в море не плавают его здоровенные лапы, как раньше, и залив исчез.

В этом году мы подошли к заливу Благополучия Северного острова Новой Земли. Подошли с севера, там к заливу примыкает мощный ледник Вершинского – это один из выводных ледников северного купола архипелага. Когда подошли к леднику, а там большие глубины, я попросил капитана подойти как можно ближе, чтобы нам зафиксировать состояние ледниковой стенки и айсберги, которые там формируются. И вот мы подошли на судне до той точки, на которой на карте 2014 года – сертифицированной, прошедшей всю необходимые картографические квалификации, – показана внешняя стена ледника. И в этой точке никакого ледника не было, а радар показал расстояние до ледниковой стенки 1,3 мили. Это более двух километров.

– То есть, если верить карте, вы были на леднике?

– Если верить карте, мы подошли, отшвартовались около ледниковой стены, но до нее было два километра.

– Что вам удалось уточнить по радиоактивному загрязнению ледников?

– Массированные испытания, которые проводились на Новой Земле, не могли пройти, чтобы радиоактивное загрязнение не выпадало на землю и в первую очередь на ледники. На архипелаге таким образом организована роза ветров, что Северный остров и северный ледниковый купол в большей мере аккумулировали эти загрязнения. Их трудно исследовать, это крайне труднодоступный район. Мы исследовали один из выводных ледников, который может нести такие загрязнения, ледник Налли, и там были найдены точки, в которых концентрируется высокая радиоактивность. Я бы сейчас воздержался от точных оценок того, что было найдено, но в этих локальностях движущегося ледника были найдены величины, на два порядка превосходящие фоновые значения для Новой Земли.

Это, конечно, очень локальные образования, но тем не менее вся эта ледниковая масса движется в сторону Карского моря. И эти точки, необыкновенно «горячие», рано или поздно окажутся в Карском море. Сейчас материал в обработке, он очень интересный и представляет особую ценность, имея в виду деградацию ледников и их разгрузку в прилежащий арктический бассейн.

– В ходе экспедиции вы исследовали объекты захоронения радиоактивных отходов в Карском море? Что удалось выяснить по тем объектам, которые вы смогли изучить? В каком они состоянии?

– С одной стороны, нам нужно быть очень внимательными к этой проблеме, с другой стороны, нельзя делать из этой проблемы жупел. Наша задача была локализовать положение объектов радиоактивных захоронений в местах, где эти объекты локализованы неточно. Вы можете представить уровень определений, который могли делать в середине 1950-х, когда никакого GPS не было. Важно точно знать, во-первых, местоположение этих объектов. В заливе Благополучия, где значились по реестру такие захоронения, их точное местоположение долго не удавалось обнаружить. В этой экспедиции мы составили картографию этих объектов на дне залива. Там лежат сотни контейнеров. Когда смотришь на картинку, которую показывает локатор бокового обзора, это просто россыпи контейнеров. Нам точно удалось локализовать положение этого поля, мы идентифицировали эти объекты.

С помощью подводных аппаратов посадили на ряд контейнеров прибор, который позволяет измерить уровень радиоактивности. Чтобы быть кратким, скажу, что никаких явных утечек и повышения искусственной радиоактивности, привнесенной человеком, мы на этих контейнерах не увидели.

– Удалось ли провести исследования в Новоземельской впадине?

– Для нас был открыт небольшой район Новоземельской впадины, где лежал на глубине примерно 400 метров огромный лихтер, наполненный контейнерами с радиоактивными отходами. Мы нашли этот лихтер, картографировали его, опустили на него подводный аппарат, который дал подробную картину состояния судна. Мы видим, что оно разрушено, что часть контейнеров из него выпадает. Наше заключение, что этот объект требует повышенного внимания в будущем.

К сожалению, в этом году на таких глубинах мы не смогли провести оценку утечек радиоактивности. Отобрали пробы грунта вокруг, сейчас они в анализе, и надеемся, что они дадут нам представление о состоянии радиационного фона и о масштабах утечек, если таковые есть. Очень надеемся, что их нет.

– А насколько взаимосвязаны заливы, где находится большинство потенциально опасных объектов, с остальной акваторией Карского моря?

– До нас этого никто не исследовал. Для этого требуется детальное изучение экосистем, чтобы понять, насколько заливы изолированы от общей акватории и насколько интенсивно они общаются с акваторией Карского моря. Представьте себе, у нашего государства будет много средств, и будет проявлена политическая воля, и будем эти объекты поднимать и перезахоранивать. Мы должны знать, что будет, если во время этих воздействий произойдет антропогенная утечка.

Как пример залив Благополучия. Это залив фьордового типа, и на входе в него есть бар, который вроде как отгораживает акваторию залива от Карского моря. Когда человек смотрит на аэрографию залива, он видит, что есть чаша залива, и, наверное, в ней все останется. На самом деле нет. Целый ряд показателей свидетельствует, что акватория залива, включая самую кутовую часть, активно общается с акваторией прилежащего Карского моря.

Фото: Николай Гернет

– То есть надежды на то, что загрязняющие вещества не выйдут из залива, нет?

– Работы этого года показывают, что нет.

– Перед экспедицией вы говорили о том, что будете изучать так называемые арктические оазисы – участки моря, где биологическая продукция намного выше, чем в прилежащих районах. Удалось ли такие обнаружить и исследовать?

– Это совершенно поразительная вещь. Мы считаем, что Арктика однородная, с чего там взяться разнообразию? Но разнообразие там берется, и причин этому две. Первая – довольно мозаичное влияние речного стока на экосистемы поверхностного слоя. Вторая – неравномерность слоя льда.

Мы изучали, насколько выражена эта мозаичность, – в этом был вопрос. Меня поразили величины: пространственные различия в величине биологической продукции различаются в 50 раз. Много это или мало? Я приведу в пример район, который известен всем океанологам, как с одной стороны наиболее продуктивный в Мировом океане, с другой стороны наиболее изменчивый – это район Перуанского прибрежного апвеллинга (район, где происходит подъем вод с глубины в верхние слои океана). Так вот, там эти различия меньше, чем мы видим в Арктике. Я имею в виду диапазон различий, не величины, конечно. Там диапазон различий меньше, и мы подтвердили это в экспедиции.

Эти фронтальные зоны формируются на периферии опресненных линз, на периферии той области, которая наиболее подвержена интенсивному влиянию речного стока, а область эта имеет местами непредсказуемую конфигурацию, потому что во многом формируется ветрами.

Часть таких опресненных линз может отрываться и уплывать от эстуариев, часть может сливаться и формировать огромную площадь с очень изрезанной периферией. И эта периферия, конечно, дает огромный вклад в общую продукцию и неравномерность ее распределения. Но эти оазисы жизни в Арктике есть, их трудно уловить, поэтому мы делали пробы через 5–10 миль и получили картину необыкновенной мозаичности.

Мне кажется, что в будущем понимание этой мозаичности позволит понять, каким образом масштабные климатические процессы влияют на арктическую экосистему.

– А какая в этом году ледовая обстановка?

– Этот год нам показал всю потрясающую неравномерность процессов в наших российских сибирских морях. Для Карского моря это год с поздним сходом сезонного льда. Море было на 70 процентов закрыто льдом в тот период, когда два года назад мы там работали совершенно безо льда, – в 2016-м льда не было, а в этом году в это время море было закрыто в большей части ледовым щитом.

Море Лаптевых в этом году было самое безледное за весь тот период, когда я наблюдал за арктическими морями, то есть за последние десять лет. Лед сошел рано, ушел очень далеко, освободилась область континентального склона, и лед находился бог знает где, мы до него не дошли.

Восточно-Сибирское море в этом году вообще практически не открылось ото льда. Вот вам и климатические тренды, поди разберись, где эта основная ниточка, которую можно протянуть через несколько десятилетий. Но понимание, как процессы взаимосвязаны, есть.