Вечером 4 ноября флагман российского научно-исследовательского флота научно-исследовательское судно "Академик Мстислав Келдыш" (АМК) пришвартовался в порту Архангельск - успешно завершена 40 суточная международная комплексная арктическая экспедиция ТОИ ДВО РАН в моря Восточной Арктики (Лаптевых и Восточно-Сибирское), и Карское море. 82-я экспедиция на борту АМК была организована совместно ИО РАН и Стокгольмским университетом, при участии геологического, химического, и биологического факультетов МГУ, научного центра МГУ-Геофизика, Сколтех, МФТИ, ИПФ РАН, ТПУ, САФУ, ГЕОХИ РАН, Высшей школы экономики, ЦМИ МГУ, ТГУ, ФИЦ Биотехнологии.
Игорь Семилетов, начальник экспедиции АМК 82,
член-корреспондент РАН. Фото: news.tpu.ru
Исследовались биогеохимические, геологические, и геофизические последствия деградации наземной и подводной мерзлоты российского сектора Арктики в контексте нарушения баланса цикла углерода и пресноводного стока в арктических морях, что крайне важно для понимания характерных особенностей функционирования арктической климатической системы. Особое внимание было уделено исследованию 1) массированной разгрузки метана из донных отложений МВА в водную толщу-атмосферу, 2) транспорта и трансформации древнего органического вещества (ОВ) мерзлоты в арктической системе суша-шельф, включая эффекты окисления эрозионного и речного ОВ до двуокиси углерода. Отметим, что интегральный геохимический сигнал из водозборов Великих Сибирских рек (Енисей, Лена, Обь), общей площадью примерно 14 млн кв км, соизмерим с общей площадью Северного Ледовитого океана, исследовался от устьевых зон до материкового склона, что позволило проследить и исследовать трансформацию сигнала их стоков на всей почти 12000 км трассе движения АМК. Были детально изучены районы мега-сипов (линейные размеры более 1000 метров) метана и открыты новые мощные струи разгрузки метана в Восточно-Сибирском море, которое ранее считалось пассивной в геологическом отношении окраиной Евразийского континента, где предполагалось существование подводной сплошной мерзлоты.
Были документированы скорости разгрузки метана до сотен кг с квадратного метра в сутки, что проявлялось в эффекте "кипящей" воды на поверхности моря и многократном повышении концентрации атмосферного метана. Непрерывные высокоточные измерения атмосферного метана на двух уровнях и растворенного метана в поверхностной воде, которые были выполнены с помощью трех лазерных спектрометров откалиброванных по мировым стандартам, позволили еще раз подтвердить важную роль эмиссии метана из МВА в формировании планетарного максимума атмосферного метана над Арктикой. Эти исследования были выполнены в комплексе с геофизическими исследованиями (сейсмика высокого разрешения, электромагнитное профилирование, однолучевые и многолучевые эхолоты, откалиброванные по заданным расходам пузырьковой разгрузки) на полигонах и вдоль протяженных разрезов, что позволило обнаружить множество кратерообразных структур и мелкозалегающих погребенных бугров пучения (по аналогии с полуостровом Ямал) и выявить геологическую структуру районов исследования, включая картирование кровли подводной мерзлоты. Предварительные результаты исследований свидетельствуют о прогрессирующей деградации подводной мерзлоты и увеличении интенсивности разгрузки метана в районах исследованных мегасипов открытых авторским коллективом в период 2007-2019 гг. Более того, впервые были получены комплексные репрезентативные результаты свидетельствующие о том, что на континентальном склоне МВА происходит мощный выброс метана, который может быть ассоциирован с атлантификацией - отепляющим влиянием промежуточных атлантических вод на гидраты донных осадков в переходной зоне арктический шельф-материковый склон. Для уточнения происхождения метановых выбросов на шельфе и материковом склоне отобрано большое количество проб воздуха, воды, и осадков - для проведения исследования полного изотопного состава метана, молекулярного и изотопного состава ОВ донных отложений, изучения изотопного состава благородных газов геологического флюида в зонах разгрузки пузырькового метана. Кроме того, для изучения сейсмо-тектонической активности в районах исследований группой Лобковского-Крылова были подняты и установлены новые сейсмологические донные станции. Для изучения молекулярного и изотопного состава метана с помощью двух специальных погружных приборов (разработки ГЕОХИ РАН и лаборатории арктических исследований ТОИ ДВО РАН) были отобраны пробы струйного газа вблизи поверхности осадков. Особое внимание было уделено изучению биологических индикаторов. Более того, были выполнены многоуровневые (поверхностная вода, водная толща, донные осадки) исследования загрязнения морей Российской Арктики микропластиком, нефтепродуктами и тяжелыми металлами, что крайне важно для разработки рациональной концепции освоения Северного морского пути Росатомом.
Выполнение комплексных исследований на мировом уровне стало возможным путем объединения интеллектуальных, приборных, и материальных ресурсов ведущих институтов РАН и университетов Российской Федерации, с потенциалом группы Стокгольмского университета под руководством академика Шведской Королевской Академии наук, членом Нобелевского комитета по химии, профессором Орьяном Густафсоном, с которым лаборатория арктических исследований ТОИ ДВО РАН сотрудничает в течении 20 лет. В состав международной экспедиции (более 70 участников) , кроме российских ученых, вошли ученые 10 стран, включая Швецию, Норвегию, Нидерланды, Великобританию, Италию, Францию, Бразилию, Китай, Литву, Финляндию. Наиболее крупные совместные международные экспедиции в моря Восточной Арктики были выполнены в рамках международного проекта International Siberian Shelf Studies (ISSS), среди которых можно отметить экспедицию ISSS -2008, выполненную на борту гидрографического судна "Яков Смирнитский", которая была номинирована НАСА (NASA) на Генеральной Ансамблее Американского Геофизического Союза (Fall Meeting of the American Geophysical Union, December 2008, San Francisco, CA, USA) в качестве лучшей биогеохимической экспедицией выполненной в Северном Ледовитом океане в рамках Международного Полярного года 2007-2008. В 2014 году была выполнена 90-суточная экспедиция ISSS-2014 на борту шведского научного ледокола "Оден", которая также получила название SWERUS-C3, и была организована и выполнена под научным руководством ученых Швеции (Орьян Густафссон и Мартин Якобссон) и РФ (Игорь Семилетов, Наталья Шахова, Леопольд Лобковский).
Отметим, что экспедиция АМК-82 является единственной международной экспедицией выполненной в 2020 году в условиях тяжелой эпидемиологической ситуации и ограничений по пересечению границ России и других стран. Успех был связан с долгой и кропотливой подготовкой, что позволило избежать инфицирования участников экспедиции. Экспедиция была организована и выполнена при решающей поддержке президиума
Российской академии наук и лично президента РАН академика А.М. Сергеева, ряда министерств, включая Минобрнауки, МИД, МВД и других агентств и ведомств федерального уровня. Особая благодарность руководству Северо-западного таможенного территориального управления за ускорение полного досмотра научного оборудования Стокгольмского университета, что позволило начать экспедицию в запланированные сроки.
Наиболее выдающиеся предварительные результаты экспедиции были доложены на встрече руководства президиума РАН (президент академик А.М. Сергеев, первый вице-президент академик Ю.Ю. Балега, вице-президент академик В.Г. Бондур) и начальника экспедиции чл.-корр. РАН И.П. Семилетова и координатора группы западных ученых - профессора О. Густафссона. Отметим, что в процессе 20-летнего международного сотрудничества уже было опубликовано более 200 статей в мировых топ-журналах, включая более 15 статей в группе Nature, Science. В ходе встречи, была отмечена важная роль экспедиции в установлении и развитии научных мостов со странами Запада, что соответствует международным аспектам Стратегии развития РФ утвержденных президентом РФ В.В. Путиным.
Итоги экспедиции - главная тема президиума РАН. Президиум состоится 10 ноября 2020 года, а «Научная Россия» будет вести по нему прямую трансляцию. Следите за новостями!
Игорь Семилетов
Анастасия Ибрагимова
Судно "Академик Мстислав Келдыш". Фото: fleetphoto.ru
