Завершилась 40-суточная международная научная экспедиция флагмана российского научного флота НИС «Академик Мстислав Келдыш» в Северный Ледовитый океан. Избранные результаты работы ученых в непростых условиях тяжелой эпидемиологической ситуации и ограничений по пересечению границ представили Президиуму РАН руководитель экспедиции член-корреспондент РАН, профессор Национального исследовательского Томского политехнического университета Игорь Семилетов и кандидат физико-математических наук Александр Осадчиев из Института океанологии им. П.П.Ширшова РАН. Президент РАН Александр Сергеев обратил внимание на то, что на заседаниях Президиума РАН появляется новый жанр: короткие сообщения о резонансных научных событиях, происходящих в стране.
В экспедиции приняли участие 69 ученых из России, Швеции, Норвегии, Нидерландов, Великобритании, Италии, Франции, Бразилии, Китая, Литвы и Финляндии. Организаторам выступили Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточного отделения РАН совместно с Институтом океанологии РАН и Стокгольмским университетом при участии целого ряда российских вузов и научных организаций. Исследовались биохимические, климатические и геологические последствия деградации наземной и подводной мерзлоты российского сектора Арктики. В центре внимания ученых было нарушение баланса цикла углерода и пресноводного стока в арктические моря как основных драйверов арктической климатической системы. Докладчик подробно рассказал о дисбалансе углерода в арктической системе «суша – шельф – атмосфера».
Как отметил И.Семилетов, вся программа экспедиции в Сибирском секторе Северного Ледовитого океана была полностью выполнена. Пройдены около 11 тысяч километров, установлены 82 комплексных станции, взяты 96 проб осадков, проведено много других работ.
В морях Восточной Арктики сосредоточены более 80% подводной мерзлоты, здесь залегают и более 80% предсказанных арктических гидратов. Этот регион представляет собой и самый широкий и мелководный шельф Мирового океана с глубиной менее 50 метров. Здесь залегает огромное количество древнего органического вещества, которое включается в современный биохимический цикл из-за деградации мерзлоты водосбора Великих сибирских рек.
По словам И.Семилетова, очень важен вопрос о роли дестабилизации мелкозалегающих арктических шельфовых и склоновых гидратов в формировании аномалий метана. Российские ученые занимаются этой темой более двух десятилетий. Есть оценки, что запасы арктических гидратов составляют от 500 до 1000 миллиардов тонн углерода. Для сравнения: в атмосфере содержатся только 5 миллиардов тонн. Это значит, что в случае дестабилизации только 1% арктических гидратов на Земле возможно удвоение концентрации атмосферного метана. И это будет апокалиптический сценарий. Результаты, полученные с использованием современных методов и технологий, показывают, что сегодня концентрация атмосферного метана над Арктикой на 10% выше, чем где-либо на Земле.
Новая технология измерений концентраций растворенного метана с анализом на лазерном спектрометре позволила ученым увеличить количество измерений на пять порядков: от тысячи в 1996-2007 годах до 300 миллионов в 2020-м. Это дало возможность выявить тонкую структуру распределения растворенного метана в поверхностной воде.
Экспедиция также позволила открыть поле морских кратеров (покмарков) в мелководной зоне моря Лаптевых, где ранее предполагалось наличие сплошной мерзлоты. Образование здесь кратеров обусловлено массированной разгрузкой пузырькового метана в районах, где до 2008 года не наблюдались аномалии растворенного СН4. Обнаружены новые кратеры и в Восточно-Сибирском море. Океан здесь буквально кипит метаном – в сутки выделяется до 100 кг газа.
Кроме того, исследователи обнаружили, что в 2020 году резко увеличились количество крупных струй метана и сечение сиповых полей в море Лаптевых, что меняет структуру водных масс, в том числе плотность воды. А концентрации метана в атмосфере в районах таких мощных выбросов многократно превышает среднепланетарное значение. Брось бычок – и море вспыхнет, что уже случалось. Экспедиция закартировала более тысячи крупных сиповых полей. Результаты ЭМ-профилирования, заверенного бурением, подтвердили существование сквозных таликов (дыр в подводной мерзлоте) под крупными сипами и мегасипами на глубине от 5 до 15 км.
Таким образом, отметил И.Семилетов, получены новые данные, подтверждающие определяющую роль деградации подводной мерзлоты и дестабилизации гидратов в разгрузке метана в водную толщу и атмосферу. Эта информация будет использована для валидации спутниковых измерений и новых климатических моделей.
На основе результатов экспедиции 2020 года, обобщенных с данными предыдущих экспедиций, будет сделана переоценка эмиссии метана из морей Восточной Арктики, которая сегодня составляет примерно 17 миллионов тонн в год, что соизмеримо с антропогенными выбросами США, которые лидируют в деле загрязнения планеты.
Также в ходе плавания выяснялась степень загрязнения морей Российской Арктики микропластиком, нефтепродуктами и тяжелыми металлами, что крайне важно для разработки концепции освоения Северного морского пути.
О пресноводном стоке в Северный Ледовитый океан рассказал участник экспедиции Александр Осадчиев. Объем этого океана составляет 1% от мирового, при этом он принимает 11% мирового пресноводного стока. Как сообщил ученый, сток Великих сибирских рек (Обь, Енисей, Лена, Индигирка, Колыма) составляет 60% всего речного стока в Арктику. По сравнению с 1980-2000 годами в 2000-2020-х он увеличился с 3900 куб. км в год до 4300 куб. км. Это единственный регион в мире, где речной сток влияет на глобальные климатические процессы. Пресноводный сток сказывается на образовании сезонного льда, что, в свою очередь, влияет на планетарный климат. Площадь льда в указанные выше периоды сократилась здесь более чем вдвое.
Сегодня наблюдается аномальное опреснение в море Лаптевых и Восточно-Сибирском море. В конце октября 2020 года был впервые зафиксирован интенсивный зональный пресноводный перенос из Карского моря в море Лаптевых. При этом соленость поверхностного слоя у пролива Вилькицкого была ниже, чем у источника пресной воды рядом с Обской губой.
– Глобальные климатические изменения в Арктике уже происходят, и это важно исследовать! – подчеркнул А.Осадчиев. – Необходимо понять, куда переносится опресненный поверхностный слой со сменой сезона: на север, на восток или перемешивается в пределах шельфа.
В завершение участники экспедиции продемонстрировали коллегам фильм «Эффект «кипящей воды» на поверхности Восточно-Сибирского моря» – подводную видеосъемку мощной разгрузки пузырькового метана.
