Профессор ТПУ представил результаты арктической экспедиции на заседании президиума РАН

| 715

Профессор ТПУ, заведующий лабораторией арктических исследований Тихоокеанского океанологического института Дальневосточного отделения РАН, член-корреспондент РАН Игорь Семилетов выступил на заседании президиума Российской академии наук с докладом о первых результатах 40-суточной международной арктической экспедиции на борту научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш» в моря Восточной Арктики.


Фото: научно-исследовательское судно «Академик Мстислав Келдыш».

В состав единственной в 2020 году международной экспедиции, состоявшейся в условиях ограничений по пересечению границ России и других стран, вошли 69 ученых из десяти стран. С 27 сентября по 4 ноября они исследовали биогеохимические, биологические и геодезические последствия деградации подземной и наводной мерзлоты российского сектора Арктики. Основной задачей экспедиции стало изучение нарушения баланса цикла углерода и пресноводного стока в арктические моря как основных драйверов климатической системы.

«Экспедицию удалось организовать в исключительно особенных условиях сложной эпидемиологической ситуации в мире. В результате международная исследовательская экспедиция смогла выполнить поставленные цели и получить новые данные для научных исследований»,

— сказал президент РАН, академик Александр Сергеев.

В экспедиции приняли участие ученые из морских институтов РАН, ведущих российских вузов, в том числе ТПУ, и Стокгольмского университета. На борту «Келдыша» они прошли около 11 тысяч километров. Основной задачей экспедиции стало изучение дисбаланса цикла углерода в арктической системе «суша-шельф-атмосфера» в контексте деградации мерзлоты и дестабилизации гидратов.


Фото: подъем на борт судна системы «Rosette».

«До настоящего времени распространено мнение, что Арктика, Северный Ледовитый океан и арктический шельф не играют никакой роли в формировании планетарного максимума метана в атмосфере. Ученые уже доказали, что концентрация атмосферного метана над Арктикой примерно на 10 % выше, чем где-либо на нашей планете, включая средние широты северного полушария, где сконцентрирована основная антропогенная деятельность», — пояснил Игорь Семилетов в своем докладе.

Одним из результатов экспедиции стали измерения концентрации растворенного метана на поверхностном слое арктических морей. Они проводились с применением новой технологии с аналитическим окончанием на лазерных спектрометрах. Это повысило эффективность исследований на пять порядков: в рамках экспедиции было выполнено около 300 миллионов измерений. Благодаря измерениям ученые смогли выявить тонкую структуру распределения растворенного метана и еще раз подтвердить теорию о высокой концентрации метана в морях Восточной Арктики.

«Новым открытием для нас стало поле морских кратеров в мелководной зоне моря Лаптевых. Кратеры выглядят как дыры в мерзлоте. Наши исследования показали, что морские кратеры образованы в результате массированного выброса пузырькового метана.

Их диаметр достигает 30 метров. Также были обнаружены новые кратеры в Восточно-Сибирском море, которые характеризуются мощными выбросами пузырькового метана в водную толщу-атмосферу. Высвобождение метана в них происходит через борозды от айсбергов. По нашим оценкам, с квадратного метра в сутки выделяется до сотен килограммов метана. Первые сипы были обнаружены в прошлом году, а в этом мы открыли два новых», — рассказал Игорь Семилетов.


Фото: спуско-подъемные работы с мультикорером  для отбора донных осадков.

Выбросы метана приводят к подъему воды со скоростью до 46 см в секунду, изменению гидрофизической структуры водных масс и, в частности, скачку плотности. Это вызывает концентрацию метана в атмосфере: в районах мощных выбросов плотность достигает 16-32 ppm при планетарной концентрации 1,25. В тонком приводном слое концентрация метана достигает 35 тысяч ppm.

«Нами картировано более тысячи крупных сиповых полей (районы массированной разгрузки пузырькового метана с линейными размерами более сотни метров) и мегаполей (более тысячи метров). Методом микрополигонной съемки мы исследовали шесть мегасипов в море Лаптевых и Восточно-Сибирском море и сделали вывод о их росте. Скорость роста сечения сиповых полей, количество крупных струй метана и выброс метана в атмосферу увеличиваются на различных полигонах с 5-10 до 100-120 %. То есть можно утверждать удвоение выбросов за год. Экспедиции также удалось задокументировать разгрузку шельфовых гидратов», — отметил Игорь Семилетов.

Справка:

В ТПУ под руководством профессора Игоря Семилетова ведется масштабный научный проект «Сибирский арктический шельф как источник парниковых газов планетарной значимости: количественная оценка потоков и выявление возможных экологических и климатических последствий». На его поддержку политехники получили гранты правительства РФ и Российского научного фонда.

Основная теория ученых заключается в том, что из-за таяния подводной мерзлоты происходят крупные выбросы парникового газа метана в атмосферу Земли. Эти выбросы могут оказывать существенное влияние на климатические изменения планетарного масштаба. Для подтверждения этой теории был проведен целый ряд комплексных экспедиций в арктические моря России.

Предыдущая экспедиция была в октябре 2019 года. На борту исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш» ученые 35 суток работали в морях Восточной Арктики. Экспедиция обнаружила мощный выброс метана в акватории Восточно-Сибирского моря. Общая площадь газового фонтана составила от четырех до пяти квадратных метров.