Дневник экспедиции: страница 5

Уди­ви­тель­но как быст­ро летит вре­мя в арк­ти­че­ских мор­ских экс­пе­ди­ци­ях: кажет­ся, что толь­ко вче­ра наша экс­пе­ди­ция на НИС Ака­де­мик Борис Пет­ров (рейс 59) закон­чи­ла ком­плекс­ные гео­ло­ги­че­ские, гео­фи­зи­че­ские, и био­гео­хи­ми­че­ские иссле­до­ва­ния на самом широ­ком и мел­ко­вод­ном шель­фе Миро­во­го оке­а­на – на шель­фе Восточ­но – Сибир­ско­го моря, кото­рое пред­став­ля­ют наи­ме­нее иссле­до­ван­ную и наи­бо­лее ледо­ви­тую часть аква­то­рии Север­но­го мор­ско­го пути (СМП). Это­му эта­пу нашей рабо­ты на аква­то­рии СМП посвя­ще­на преды­ду­щая – 4 стра­ни­ца, на кото­рой было пока­за­но, что под­твер­жде­ны поля с экс­тре­маль­но высо­ки­ми ско­ро­стя­ми раз­груз­ки пузырь­ко­во­го мета­на из дон­ных отло­же­ний в вод­ную тол­щу-атмо­сфе­ру, при­чем коли­че­ство мощ­ных струй мета­на зна­чи­тель­но уве­ли­чи­лось- по срав­не­нию с 2019–2020гг.

Ниже, напом­ним о важ­но­сти иссле­до­ва­ния био­гео­хи­ми­че­ских послед­ствий дегра­да­ции назем­ной и под­вод­ной мерз­ло­ты, вклю­чая 1) послед­ствия про­грес­си­ру­ю­щей эро­зии при­бреж­но­го ледо­во­го ком­плек­са и рас­ту­ще­го сто­ка Вели­ких Сибир­ских рек, кото­рые инте­гри­ру­ют сиг­нал роста кон­цен­тра­ций рас­тво­рен­но­го и взве­шен­но­го орга­ни­че­ско­го веще­ства (ОВ) – в резуль­та­те моби­ли­за­ции древ­не­го ОВ (из сезон­но-тало­го поч­вен­но­го слоя мерз­ло­ты) в совре­мен­ные био­гео­хи­ми­че­ские цик­лы, 2 ) мас­си­ро­ван­ную раз­груз­ку пузырь­ко­во­го мета­на из дон­ных отло­же­ний, вклю­ча­ю­щих под­вод­ную мерз­ло­ту и гид­ра­ты. Участ­ни­ки экс­пе­ди­ции зани­ма­ют­ся раз­ви­ти­ем этих двух направ­ле­ний при­знан­ных меж­ду­на­род­ным миро­вым сооб­ще­ством в каче­стве при­о­ри­тет­ных. Подроб­но­сти этой исто­рии, к кон­тек­сте лиди­ру­ю­щей роли рос­сий­ских уче­ных, мож­но про­чи­тать в Справ­ке.

В море Лап­те­вых рабо­ты были выпол­не­ны на поле мета­но­вых сипов откры­тых участ­ни­ка­ми АБП-59 в 2011году. Было пока­за­но, что коли­че­ство сипов и аре­ал поля раз­груз­ки суще­ствен­но вырос за вре­мя наблю­де­ний, что тре­бу­ет про­дол­же­ния и раз­ви­тия коли­че­ствен­но­го мони­то­рин­га раз­груз­ки пузырь­ко­во­го мета­на в ком­плек­се с иссле­до­ва­ни­ем струк­ту­ры под­вод­ной мерз­ло­ты, с фоку­сом на кар­ти­ро­ва­нии кров­ли под­вод­ной мерз­ло­ты и фор­ми­ро­ва­нию сквоз­ных тали­ков – кана­лов раз­груз­ки глу­бин­но­го гео­флю­и­да обо­га­щен­но­го мета­ном. Корот­ко об этом направ­ле­нии иссле­до­ва­ний мож­но узнать из интер­вью с Дени­сом Чер­ных – лиде­ром в обла­сти коли­че­ствен­ной оцен­ки раз­груз­ки пузырь­ко­во­го мета­на аку­сти­че­ски­ми мето­да­ми.

Важ­ным направ­ле­ни­ем иссле­до­ва­ний явля­ет­ся иссле­до­ва­ние дина­ми­ки кар­бо­нат­ной систе­мы в кон­тек­сте оцен­ки инте­граль­ных пото­ков в систе­ме море-атмо­сфе­ра во всех арк­ти­че­ских морях Рос­сии. Эта рабо­та явля­ет­ся клю­че­вой для пони­ма­ния про­цес­сов обра­зо­ва­ния пер­вич­ной про­дук­ции, выяв­ле­ния доми­ни­ру­ю­щих видов фито­планк­то­на в раз­лич­ных рай­о­нах арк­ти­че­ско­го шель­фа, более или менее под­вер­жен­ных вли­я­нию сто­ка Вели­ких Сибир­ских рек, и экс­пор­ту эро­зи­он­но­го ОВ – вслед­ствие дез­ин­те­гра­ции бере­го­во­го ледо­во­го ком­плек­са обо­га­щен­но­го древним ОВ. В этом направ­ле­нии сей­час рабо­та­ет груп­па уче­ных из Саха­лин­ско­го госу­дар­ствен­но­го уни­вер­си­те­та-кам­пу­са миро­во­го уров­ня Саха­лин­Тех, интер­вью с руко­во­ди­те­лем кото­рых Еле­ной Лат­ков­ской мож­но посмот­реть ниже.

Справ­ка

В насто­я­щее вре­мя, в обла­сти иссле­до­ва­ния газо­об­раз­ных ком­по­нен­тов оке­а­ни­че­ско­го угле­род­но­го цик­ла сло­жи­лась пара­док­саль­ная ситу­а­ция: ни у кого не вызы­ва­ет сомне­ния тот факт, что Север­ный Ледо­ви­тый оке­ан (СЛО) и Арк­ти­че­ский реги­он в целом наи­бо­лее чув­стви­те­лен к гло­баль­ным изме­не­ни­ям, но в то же вре­мя иссле­до­ва­ния по мигра­ции и дина­ми­ки про­дук­тов аэроб­но­го (СО₂) или анаэ­роб­но­го (СН₄) раз­ло­же­ния ОВ в СЛО и их обме­на с атмо­сфе­рой прак­ти­че­ски игно­ри­ру­ют­ся . Более того, еще совсем недав­но СЛО в клю­че­вых рабо­тах меж­ду­на­род­но­го СО2-сооб­ще­ства [1,2] даже не упо­ми­на­ет­ся как часть Миро­во­го оке­а­на. То есть миро­вое сооб­ще­ство при­хо­дит к кон­сен­су­су о том, что гло­баль­ное потеп­ле­ние обу­слов­ле­но пар­ни­ко­вым эффек­том, кото­рый в наи­бо­лее явном виде про­яв­ля­ет­ся в Арк­ти­ке, одна­ко сто­ки и источ­ни­ки пар­ни­ко­вых газов в морях СЛО до послед­не­го вре­ме­ни были мало изу­че­ны. Более того ​“наи­бо­лее репре­зен­та­тив­ные” моде­ли эво­лю­ции кли­ма­та, обоб­щен­ные в послед­них тру­дах МГАИК/IPCC (InternationalPanelClimateChange) [3] и осно­ван­ные на пред­по­ло­же­нии, что к кон­цу 21-го века содер­жа­ние СО₂ в атмо­сфе­ре удво­ит­ся за счет антро­по­ген­ной дея­тель­но­сти, не учи­ты­ва­ют воз­мож­ное уве­ли­че­ние содер­жа­ния СН₄, вклад кото­ро­го в пар­ни­ко­вый эффект может стать соиз­ме­ри­мым и даже более зна­чи­мым (вслед­ствие дегра­да­ции мор­ской под­вод­ной мерз­ло­ты и газ-гид­ра­тов, уси­ле­ния раз­ви­тия суб­аэраль­но­го и под­вод­но­го тер­мо­кар­ста, эво­лю­ции озер и подозерных/русловых тали­ков), чем вклад антро­по­ген­но­го СО₂, при усло­вии, что гло­баль­ное потеп­ле­ние будет про­ис­хо­дить и в бли­жай­шем буду­щем. Пер­вы­ми, кто осо­знал пла­не­тар­ную зна­чи­мость ​“рас­кон­сер­ва­ции” гигант­ских запа­сов древ­не­го ОВ мерз­ло­ты ста­ли рос­сий­ские уче­ные ‑орга­ни­за­то­ры дан­ной экс­пе­ди­ции, кото­рые начи­ная с 1990х раз­ви­ва­ют аль­тер­на­тив­ные иссле­до­ва­ния направ­лен­ные на выяв­ле­ние роли дегра­да­ции назем­ной и под­вод­ной мерз­ло­ты в изме­не­нии балан­са цик­ла угле­ро­да в арк­ти­че­ской систе­ме суша-шельф. Впер­вые, в кон­це 1990х, была выяв­ле­на опре­де­ля­ю­щая роль экс­пор­та эро­зи­он­но­го орга­ни­че­ско­го веще­ства ОВ в резуль­та­те дегра­да­ции бере­го­во­го ледо­во­го ком­плек­са ‑круп­но­го резер­ву­а­ра древ­не­го ОВ, в био­гео­хи­мии и осад­ко­на­коп­ле­нии на мел­ко­вод­ном шель­фе морей Восточ­ной Арк­ти­ки [4–14]. Так­же впер­вые, было дока­за­но, что под­вод­ная мерз­ло­та морей Восточ­ной Арк­ти­ки утра­ти­ла свою сплош­ность, что про­яв­ля­ет­ся в деста­би­ли­за­ции гигант­ских резер­ву­а­ров гид­ра­тов и мас­си­ро­ван­ном выбро­се пузырь­ко­во­го мета­на в вод­ную тол­щу-атмо­сфе­ру 15–19]. Эти новые направ­ле­ния в ком­плекс­ных иссле­до­ва­ни­ях арк­ти­че­ских морей были опуб­ли­ко­ва­ны в топ-жур­на­лах Science, Nature, и ста­ли осно­вой для фор­ми­ро­ва­ния меж­ду­на­род­ных науч­ных кла­сте­ров (опуб­ли­ко­ва­но более 300 ста­тей в жур­на­лах уров­ня Q1, при лиди­ру­ю­щей роли рос­сий­ских уче­ных. Эти иссле­до­ва­ния соот­вет­ству­ет Ука­зу Пре­зи­ден­та РФ «О наци­о­наль­ных целях раз­ви­тия Рос­сий­ской Феде­ра­ции на пери­од до 2030 года и на пер­спек­ти­ву до 2036 года» от 7 мая 2024 года. Оче­вид­но, что эти мно­го­лет­ние иссле­до­ва­ния долж­ны стать науч­ной плат­фор­мой и локо­мо­ти­вом раз­ви­тия феде­раль­ной про­грам­мы ВИП ГЗ в обла­сти иссле­до­ва­ния кли­ма­ти­че­ской роли аква­то­рии Север­но­го мор­ско­го пути (СМП) и даль­не­во­сточ­ных морей – Даль­не­во­сточ­но­го тран­зит­но­го кори­до­ра СМП [ 20–21].

1. Feely R.A., Sabine C.L., Takahashi T., Wanninkhof R. Uptake and Storage of Carbon Dioxide in the Ocean: the Global CO₂ Survey // Oceanography. 2001. Vol.14. No.4. P.18–32.
2. Takahashi, T., Sutherland, S. C., Sweeney, C., Poisson, A., Metzl, N., Tillbrook, B., Bates, N., Wanninkhof, R., Feely, R. A., Sabine, C., Olafsson, J. and Nojiri, Y. (2002). Global sea-air CO2 flux based on climatological surface ocean pCO2, and seasonal biological and temperature effects //Deep-Sea Res. II, 49, 1601–1622
3. IPCC, 2023: Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, H. Lee and J. Romero (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, pp. 35–115, doi: 10.59327/IPCC/AR6-9789291691647.
4. Семи­ле­тов И.П. Раз­ру­ше­ние мерз­лых пород побе­ре­жья как важ­ный фак­тор в био­гео­хи­мии шель­фо­вых вод Арк­ти­ки // ДАН, 1999, том 368, № 5, с. 679–682.

10. Semiletov I.P., Pipko I.I., Pivovarov N.Ya., Popov V.V., Zimov S.A., Voropaev Yu.V., and S.P.Daviodov (1996) Atmospheric carbon emission from North Asian Lakes: a factor of global significance // Atmospheric Environment 30: ¹⁰⁄₁₁, p.1657–1671.
11. Semiletov I.P., 1999a, On aquatic sources and sinks of CO₂ and CH₄ in the Polar Regions // J. Atmos. Sci., 1999. 56, P. 286–306.
12. Semiletov I.P., Pipko I.I., Shakhova N.E., Dudarev O.V., Pugach S.P., Charkin A.N., McRoy C.P., Kosmach D., and Ö. Gustafsson (2011). Carbon transport by the Lena River from its headwaters to the Arctic Ocean, with emphasis on fluvial input of terrestrial particulate organic carbon vs. carbon transport by coastal erosion, Biogeosciences, 8, 2407–2426.

14. Semiletov I., Pipko I., Gustafsson Ö., Anderson L.G., Sergienko V., Pugach S., Dudarev O., Charkin A., Gukov A., Bröder L., Andersson A., Spivak E., Shakhova N. (2016) Extreme acidification in the East Siberian Arctic Shelf driven by a permafrost-released carbon translocation and seawater freshening // Nature Geoscience, 2016, vol. 9, 361–365, doi: 10.1038/NGEO2695
15. Shakhova N.E., and I.P. Semiletov, 2009. Methane Hydrate Feedbacks, In: Martin Sommerkorn & Susan Joy Hassol, eds., Arctic Climate Feedbacks: Global Implications, Published by WWF International Arctic Programme August, 2009, ISBN: 978−2−88085−305−1, p. 81–92.
16. Shakhova N, Semiletov I, Salyuk A, Yusupov V, Kosmach D, Gustafsson Ö. Extensive Methane Venting to the Atmosphere from Sediments of the East Siberian Arctic Shelf // Science. 2010;327(5970):1246–50.
17. Shakhova N, Semiletov I, Leifer I, Sergienko V, Salyuk A, Kosmach D, et al. Ebullition and storm-induced methane release from the East Siberian Arctic Shelf //Nature Geoscience. 2014;7(1):64–70.
18. Shakhova N, Semiletov I, Chuvilin E. Understanding the permafrost–hydrate system and associated methane releases in the East Siberian Arctic Shelf //Geosciences 9, 251 (2019).
19. Shakhova N., I. Semiletov, O. Gustafsson, V. Sergienko, L. Lobkovsky, O. Dudarev, V. Tumskoy, M. Grigoriev, A. Mazurov, A. Salyuk, R. Ananiev, A. Koshurnikov, D. Kosmach, A. Charkin, N. Dmitrevsky, V. Karnaukh, A. Gunar, A. Meluzov and Chernykh D. Current rates and mechanisms of subsea permafrost degradation in the East Siberian Arctic Shelf // Nature Communications, 8,15872, DOI: 10.1038/ncomms15872.
20. Lobkovsky L. I., Semiletov I. P., Baranov A. A., Vladimirova I. S. Diffiiculties in the anthropogenic concept of global warming and the seismogenic trigger mechanism of climate change // Vestnik of the FEB RAS. 2024;(4):00–00. (In Russ.). http://dx.doi.org/
21. Semiletov I. P., Shakhova N. E. Greenhouse gases balance and climate change: role of permafrost degradation in the Arctic // Vestnik of the FEB RAS. 2024;(4): 00–00. (In Russ.). http://dx.doi.org/