Во Владивостоке завершилась 40-суточная комплексная экспедиция в моря Восточной Арктики на борту флагманского судна Дальневосточного научно-исследовательского флота «Академик М.А. Лаврентьев» под руководством профессора Томского политехнического университета (ТПУ), члена-корреспондента РАН, известного исследователя Арктики Игоря Семилетова. Несмотря на суровые штормовые условия, ученым удалось получить уникальные данные о воздействии глобального потепления на арктические морские экосистемы. Особое внимание уделялось связи разрушения подводной мерзлоты с выбросами основных парниковых газов — двуокиси углерода и метана — в атмосферу.
Изучение морей Восточной Арктики (МВА) крайне важно не только для понимания фундаментальных процессов, происходящих в Арктике, но и с практической точки зрения — для обеспечения безопасности буровых платформ, мониторинга экологического состояния вод и других арктических проектов.
Во время экспедиции удалось выполнить наблюдения и работы в рамках 90 комплексных океанологических геологических станций, непрерывно проводились измерения концентрации атмосферного метана и двуокиси углерода в воздухе, а также концентрации растворенного метана в поверхностной воде по маршруту судна. Синфазно с гидроакустическими, биогеохимическими и метеорологическими данными получены уникальные результаты на детальных геофизических полигонах — сейсмопрофилирование высокого разрешения.
Непрерывные измерения выполнялись не только в морях Восточной Арктики, но и по маршруту следования судна в порт Владивосток через Чукотское море, Берингово море, северо-западную часть Тихого океана, Японское море. Так продолжились многолетние наблюдения в морях Восточной Арктики (МВА), начатые в 1990-х группой Игоря Семилетова. В ходе своих экспедиций в Арктику ученые ТПУ с коллегами обнаружили значительную деградацию подводной мерзлоты. Некогда надежная ледяная «пробка», препятствующая высвобождению огромных запасов газовых гидратов, «прохудилась», образовались талики. Через них происходят мощные выбросы метана в атмосферу. Ученые стремятся определить, сколько метана захоронено на этих огромных площадях Сибирского арктического шельфа и как может повлиять его высвобождение на эту чувствительную климатическую систему Арктики.
«Площадь распространения зон метановых мегавыбросов («сипов») значительно увеличилась по сравнению с 2011-2014 годами, — говорит профессор Томского политехнического университета Игорь Семилетов. — Это может свидетельствовать об увеличении скорости деградации подводной мерзлоты и дестабилизации гидратов. Для количественной оценки массированных выбросов метана и понимания динамики их роста требуются повторные полигонные исследования в районах обнаруженных аномалий».
Согласно предварительным результатам, площадь пузырьковых выбросов изученных в 2016 году факелов значительно увеличились. Более того, в Восточно-Сибирском море, в воздухе над районом детально изученного мегафакела зафиксирована концентрация метана, многократно превышающая среднепланетарные значения.
В ряде научных статей (опубликованных в том числе в таких топ-журналах, как Science, Nature Geoscience) ученые Томского политехнического университета в соавторстве с известными исследователями из разных стран показали, что масштаб выбросов метана из донных отложений шельфа МВА в водную толщу-атмосферу контролируется состоянием подводной мерзлоты. Для выявления природы происхождения метана методом тройного изотопного анализа в экспедициях в специальные герметичные сосуды было отобрано около 70 проб воды. Изотопный анализ будет выполнен совместно с ведущими лабораториями Европы.
«Мы предполагаем обнаружить новые специфические биомаркеры в районах фонтанирующего пузырькового метана. Также мы намерены уточнить основные закономерности транспорта и трансформации органического вещества наземного происхождения в морях Восточной Арктики», — поясняет Игорь Семилетов.
Результаты экспедиции будут обсуждаться на международной конференции, которая состоится с 21 по 24 ноября 2016 года в Томском политехническом университете. Ученым из 12 университетов и институтов России, Швеции, Нидерландов, Великобритании и Италии предстоит составить план совместных исследований в рамках Международного научного форума «Workshop-Conference on Cryosphere-Carbon-Climate Interactions in the Siberian Arctic Ocean: Current State and Future Directions» в контексте развития международных многолетних программ «International Siberian Shelf Study» (ISSS) и «The Swedish‐Russian‐US Investigation of Cryosphere‐Carbon‐Climate Interactions in the East Siberian Arctic Ocean» (SWERUS‐C3). Это позволит исследователям из Сибири, Дальнего Востока и Москвы глубже интегрироваться в мировое научное сообщество при сохранении лидирующей роли российских ученых.
Комплексная экспедиция была организована лабораторией арктических исследований Тихоокеанского океанологического института Дальневосточного отделения Российской Академии наук (ТОИ ДВО РАН) в сотрудничестве с Томским политехническим университетом (ТПУ) при участии Института океанологии РАН и Института физики атмосферы РАН, в рамках научных проектов, финансируемых правительством РФ и Российским научным фондом. Экспедиция была бы невозможна без логистической поддержки Федерального агентства научных организаций (ФАНО) в координации с президиумом ДВО РАН, институтами РАН — участниками экспедиции.
Отметим, что в этом году это уже вторая полномасштабная арктическая экспедиция, организованная на основе Международной лаборатории изучения углерода арктических морей Томского политехнического университета. Первая — от устьевой зоны великой сибирской реки Оби (Обская губа — Салехард) до ее истоков (река Томь, Томск) — была посвящена выявлению роли болот Западно-Сибирской низменности в региональном балансе метана и двуокиси углерода.
Статья подготовлена по материалам пресс-службы Томского политехнического университета.