Новости с полюсов: наблюдения за вечной мерзлотой, учёт парниковых газов и проделки белых медведей

Директор Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) Александр Макаров поделился полярными новостями за минувший год. Среди них – создание первой очереди системы фонового мониторинга многолетней мерзлоты и запуск системы контроля парниковых газов.

Таяние под контролем

Скважины для наблюдений за мерзлотой обустроены в пяти субъектах Российской Федерации: в Архангельской области, Красноярском крае, Республике Алтай, Республике Саха (Якутия) и в Ямало-Ненецком автономном округе. В скважинах глубиной около 25 метров находится блок регистрации с 32 датчиками, расстояние между которыми от 10 сантиметров до 2 метров. Данные в режиме онлайн поступают в Центр мониторинга состояния многолетней мерзлоты ААНИИ. Технология обустройства термометрических скважин и передачи данных уже протестирована на территории российского крайнего севера и на архипелаге Шпицберген. Плотность распределения пунктов наблюдений соответствует рекомендациям Всемирной метеорологической организации по учету мёрзлых пород.

Самая северная скважина запущена на базе объединённой гидрометеорологической обсерватории имени Э. Т. Кренкеля на острове Хейса, существующей с середины прошлого века.

Первая скважина мониторинга вечной мерзлоты, открытая в Салехарде. Фото Никиты Демидова.

«Для создания 20 пунктов наблюдений в этом году наши специалисты осмотрели около 50 потенциально возможных мест для обустройства станций. За следующие два года мы должны сделать ещё 120 пунктов мониторинга, соответственно необходимо проверить до 250 мест возможного расположения станций мониторинга. На следующем этапе мы продолжим работу в Ямало-Ненецком автономном округе, в Якутии, также откроем пункты мониторинга мерзлоты на Дальнем Востоке, в Бурятии и рассчитываем запустить самый южный пункт мониторинга в Республике Алтай. В нашем институте будет создано уникальное кернохранилище образцов мёрзлых грунтов, полученных в процессе развёртывания системы мониторинга состояния мерзлоты. Мы планируем открыть его в течение следующего, 2024 года», – рассказал Александр Макаров.

Государственная система фонового мониторинга состояния многолетней мерзлоты создаётся Арктическим и антарктическим научно-исследовательским институтом с целью оценки текущего состояния, прогноза изменений и сокращения негативных последствий от таяния многолетнемёрзлых грунтов в России.

Система мониторинга многолетней мерзлоты охватит всю территорию её залегания – это 65% площади страны. За три года будет обустроено 140 пунктов, производящих непрерывные автоматические измерения температуры мерзлоты на разных глубинах. Сеть наблюдений будет развёрнута на базе инфраструктуры Росгидромета, что даст существенную экономию на создание дополнительной инфраструктуры – зданий, дорог, системы метеонаблюдений, а также позволит минимизировать логистические затраты. Все пункты мониторинга будут оснащены оборудованием российского производства, что также даст дополнительную экономию.

Ледовитый океан нам в помощь

Кроме того, в уходящем году учёные ААНИИ приступили к созданию системы «Климатического и экологического мониторинга российских арктических морей». В 2023 году оборудован наблюдательный модуль за потоками парниковых газов на дрейфующей полярной станции «Северный полюс-41» в высокоширотной Арктике и модернизирована наблюдательная площадка на архипелаге Северная Земля. Данные наблюдений демонстрируют рост среднегодовых концентраций углекислого газа в атмосфере Арктики и поглощения СО₂ водами Северного Ледовитого океана.

Образец вечной мерзлоты. Фото Никиты Демидова.

Среднегодовой поток углекислого газа для акваторий морей Карского и Лаптевых направлен из атмосферы в море и увеличивается на протяжении последних нескольких лет. Оценки межгодовой изменчивости концентраций парниковых газов на полярных станциях также показывают положительный рост, что в свою очередь интенсифицирует поток углекислого газа из атмосферы в океан. Причиной наблюдаемого эффекта стала совокупность факторов, главный из которых – глобальное потепление.

«Необходимость контроля парниковых газов связана с оценкой скоростей потепления. В Арктике климат теплеет в два-три раза быстрее, чем где-либо на планете. И именно парниковые газы, а точнее – изменение их концентрации в атмосфере, ускоряют и усиливают циклические процессы. За счёт сокращения летнего морского ледяного покрова в Арктических морях увеличивается площадь открытой воды. Наблюдается приток тёплых атлантических вод, богатых питательными веществами. Как следствие, идёт активное развитие фитопланктона, потребляющего углекислый газ из воды и производящего органический углерод», – рассказал Александр Макаров.

По мнению учёных, фиксируемый рост первичной продукции подтверждает данные о сокращении запасов минерального азота и фосфора, которые служат питательными веществами для водорослей фитопланктона. Но процесс этот не бесконечен. В перспективе, по мере уменьшения запаса биогенных (питательных) элементов, рост продуктивности в море Лаптевых будет замедляться. Таким образом, ожидается, что биологическая продуктивность в морях российской Арктики стабилизируется на новом, более высоком уровне.

Алина Гузева определяет физико-химические характеристики льда и водных вытяжек из мерзлоты в лаборатории в Баренцбурге (Шпицберген). Фото Никиты Демидова.

На следующем этапе специалисты Арктического и антарктического научно-исследовательского института рассчитывают расширить сеть наблюдений за потоками парниковых газов. В перспективе к уже имеющимся комплексам по учёту содержания СО₂ в атмосфере на стационарах ААНИИ добавится сеть дрейфующих буёв в морской и прибрежной частях российской Арктики, позволяющих в автономном режиме непрерывно передавать по спутниковым каналам связи информацию о состоянии окружающей среды по заданным параметрам. Это позволит существенно улучшить представления о процессах, происходящих в зимний период, когда практически все российские арктические моря покрыты непроходимым для научно-исследовательских судов льдом.

Дед Мороз не пробегал?

Напоследок мы поинтересовались у Александра Макарова, не довелось ли нашим полярникам встретить Деда Мороза. Оказывается, нет – видимо, главный зимний волшебник хорошо маскируется.

Зато станцию «Северный полюс» регулярно посещают белые медведи – сказывается близость земли. За последний месяц было более десятка визитов. «Мишки тоже активно интересуются нашими исследованиями: разрывают палатки, выдёргивают провода, иногда даже наносят небольшой вред оборудованию, – рассказал Александр Макаров. – После ухода косолапых нашим полярникам приходится всё восстанавливать. Но катастрофических или невосполнимых повреждений пока не случалось. Всё удаётся вернуть в рабочий режим».

Медведи-разбойники проверяют работу исследовательского оборудования. Фото Никиты Демидова.