УДК 556.024(99)
Гидрологические исследования в антарктических оазисах
И. Н. Сократова*
Систематизированы виды научной деятельности по исследованию гидрологических объектов в антарктических оазисах за весь период их изучения. Перечислены проводившиеся исследования (периоды и районы их проведения) с изложением основных полученных научных результатов, а также планируемые направления исследований в будущем. Показано, что для полноценного комплексного анализа современного состояния экосистем Антарктики, проводимого на основе интеграционного подхода с привлечением современных научных методов, важно расширять сеть гляциогидрологическо-го и экологического мониторинга на территориях антарктических оазисов.
Введение
Антарктические оазисы — уникальные ландшафты нашей планеты, получившие свое название по аналогии с оазисами тропических песчаных пустынь прежде всего из-за обнаруженных там гидрологических объектов и, как результат этого, существования биологической жизни. Наличие не-замерзшей воды (обычно в виде системы сезонных ручьев и непромерзаю-щих озер) является одним из индикаторов принадлежности того или иного участка суши Антарктиды к антарктическим оазисам [21]. Именно озера привлекли внимание первооткрывателей этих природных образований в начале XX в., и на протяжении последующих лет водам суши Антарктиды уделялось серьезное внимание ученых (рисунок). В гидрологических объектах оазисов сконцентрирован значительный объем информации о прошлом и настоящем Антарктиды, некоторые из озер рассматриваются как аналоги внеземных экосистем. Детальное изучение процессов, происходящих в гидрологической сети оазисов, является составной частью работ по прогнозированию дальнейшего развития этих территорий.
Эпизодические исследования начала XX в.
Первая информация о существовании в Антарктиде озер содержалась в трудах британских экспедиций начала XX в. Так, Т. Дэвид и Р. Пристли отметили озера, освобождающиеся от ледяного покрова на 60 сут, в Сухих Долинах Земли Виктории [22]. В публикациях результатов немецкой экспедиции 1938—1939 гг. под руководством А. Ритшера, открывшей оазис Ширмахера, было уделено внимание группе озер, свободных ото
* Арктический и антарктический научно-исследовательский институт; e-mail: sokratova @aari.ru.
0
90° -4
з. Д.
Вестфолль*
— [ 90° в. д. )бручева
180
Расположение антарктических оазисов на территории материка (звездочкой выделены районы гидрологических работ).
льда, несмотря на то, что воздух на высоте 50 м над ними имел температуру -5°С ([38] и др.). Немецкая экспедиция обнаружила также замерзшие озера в оазисе Унтер-Зе (массив Вольтат) [38]. Открытия не получили широкой общественной огласки, но, несомненно, стали одной из причин значительного интереса к антарктическим исследованиям после окончания второй мировой войны. В изложении работ американской военно-морской экспедиции "Хайджамп", представляя только что открытый оазис Бангера с незамерзшими озерами, Р. Берд дал первое описание озер оазиса Банге-ра. Наличие озер было отмечено им также в горных оазисах Земли Виктории [22]. В целом к середине ХХ в. более половины пространства Антарктиды оставалось еще неизведанным. Поэтому вследствие наличия пресноводных озер антарктические оазисы стали рассматриваться как наиболее привлекательные территории для создания постоянных научных станций.
Рекогносцировочные исследования во время проведения Международного геофизического года
Проведение международным научным сообществом грандиозного научно-исследовательского мероприятия — Международного геофизического года 1957—1958 гг. — стало началом систематического планомерного изучения природы антарктических оазисов. В это время были построены научные станции Оазис в оазисе Бангера (СССР), Уилкс в оазисе Грирсо-на (США), Дейвис в оазисе Вестфолль (Австралия) и Сева в оазисе Лютцов-Хольм (Япония). На их базе стали производиться гидрологические наблюдения. Советскими учеными были проведены рекогносцировочные гидрологические исследования в оазисах Бангера, Грирсона и Вестфолль. Первой отечественной публикацией, в которой содержались сведе-
ния об антарктических озерах, стала статья Г. А. Авсюка с соавторами [1]. Авторы выделили три типа водоемов, различающихся по режиму и химическому составу вод: морские заливы (эпишельфовые водоемы), пресные озера, обладающие стоком, и бессточные солоноводные озера. Появились первые краткие описания австралийскими исследователями озер Радок и Бивер в оазисе Эймери. Таким образом, к концу 1950-х годов было получено общее, рекогносцировочное, представление о гидрологической сети в нескольких антарктических оазисах.
Накопление натурных данных во второй половине XX в.
На протяжении второй половины XX в. в антарктических оазисах постепенно увеличивался объем исследований, расширялось число изучаемых параметров, проводились углубленные исследования отдельных характеристик гидрологических систем. По мере осуществления комплексных международных научных проектов в полевых исследованиях и при обработке полученных данных внедрялись новые, более совершенные приборы. Подписанный в 1991 г. в Мадриде Протокол об охране окружающей среды в рамках действия Договора об Антарктике обязал участников договора осуществлять мониторинг антропогенного воздействия на окружающую среду, включающий наблюдения за гидрохимическими и гидробиологическими параметрами озер и исследование вопросов адаптационных возможностей микроорганизмов, занесенных в водоемы из других регионов Земли, а также их влиянием на местные экосистемы.
Оазис Ширмахера. Систематические гидрологические исследования в оазисе Ширмахера были развернуты в начале 1960-х годов после открытия отечественной станции Новолазаревская. В 1962—1963 гг. проводилось гидрологическое исследование близлежащих к станции озер, расположенных каскадом. Было установлено, что они имеют ледниковое происхождение и являются эрозионными по типу образования. Дальнейшие исследования показали, что в оазисе присутствуют эпишельфовые водоемы. В 1964—1966 гг. исследования были дополнены гидробиологической составляющей. Гидрологические исследования в оазисе продолжились в 1968—1977 гг. Их результаты отражены в ряде публикаций ([4, 11, 20] и др.). В ходе комплексных гидрологических исследований 1983—1984 гг. были получены данные для составления батиметрических карт и вычисления морфометрических характеристик эпишельфового залива Лагерный, озер Глубокое, Поморник, Смирнова, Верхнее [2]. Впервые на водоемах, водотоках и водосборах антарктического оазиса был выполнен охватывающий весь паводочный сезон цикл гидрологических наблюдений. Точность полученных данных позволяла использовать их для выведения закономерностей формирования жидкого стока в районе антарктического оазиса Ширмахера [2].
Гидрологические исследования в оазисе проводили также немецкие исследователи на базе станции Георг Фостер и индийские ученые на базе станции Мейтри [28, 45, 46].
В 1997 г. (42-я Российская антарктическая экспедиция — РАЭ) был начат комплекс исследований по оценке степени антропогенного воздействия на водные объекты в окрестностях станции Новолазаревская. В озерах
были проведены измерения гидрохимических (P/PO4, N/NO2, N/NO3, N/NO4, Si/SiO2) и гидрофизических параметров с целью составления унифицированных карт уровня загрязнения природных объектов на территориях антарктических станций. Исследования показали, что наибольшую опасность для окружающей среды представляют отходы газогенерации в аэрологическом павильоне, стоящем на берегу оз. Глубокое, где производство водорода осуществлялось щелочно-алюминиевым способом с помощью газогенератора низкого давления. Образовывавшиеся отходы в течение многих лет сбрасывались под павильон. Основным источником сточных вод стала баня с прачечной и кают-компанией. Применение синтетических поверхностно-активных веществ обусловливало поступление их со сточными водами в водоемы. Расчеты показали, что при среднем числе полярников в 1961—1976 гг. 17 человек и площади оз. Глубокое 134 000 м2 оно получало в среднем за год 2,1 г общего азота и 0,26 г общего фосфора на 1 м2. В годы, когда число зимовщиков составляло от 40 до 50 человек, эти цифры увеличивались более чем в два раза [22].
В 1962 г. советскими исследователями была открыта научная станция Молодежная в одноименном оазисе. В связи с прорывом вод из оз. Глубокое 18 января 1969 г., нанесшим ощутимый материальный ущерб станции, на озерах оазиса были организованы гидрологические наблюдения с целью определения оптимального использования озер в хозяйственной деятельности станции и составления прогноза сбросов вод из озер. На основании данных наблюдений были сделаны предварительные выводы о водном режиме озер [2, 20]. В 44-й РАЭ производилось изучение гидрофизических параметров водной среды озер Глубокое и Лагерное для оценки степени антропогенного воздействия [22]. Исследования в оазисах Грирсо-на (станция Кейси) и Вестфолль (станция Дейвис) проводили в основном австралийские специалисты. На территориях оазисов был выполнен большой объем гидробиологических исследований [22]. Обобщение результатов, полученных к середине 1980-х годов, было проведено Д. Адамсоном и Дж. Пиккардом [40]. В дальнейшем исследования были направлены на оценку антропогенного влияния на экосистемы Антарктики. С одной стороны, Антарктика до сих пор является одним из наименее загрязненных регионов. С другой стороны — антропогенная нагрузка заметно увеличивается (http://www.aad.gov.au/default.asp?casid=13955). Важнейшим компонентом цепи питания в Антарктике являются морские беспозвоночные, антропогенное влияние на которых стало предметом особого изучения, прежде всего в прибрежных водах Антарктиды (http://www.austmus.gov.au/ invertebrates/marine_overview/mdex.html).
С 1960-х годов внимание исследователей многих стран стали привлекать озера в горных оазисах. В это время исследователи США, Новой Зеландии, Японии и Советского Союза начали наблюдения на озерах Сухих Долин (http://www.usap.gov/). Особенно широкую известность получили исследования оз. Ванда в долине Райт, которо
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.