ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Пятнадцать лет назад начались совместные работы учёных России и Германии, специалистов в области наук о Земле, по изучению моря Лаптевых, Карского, Баренцева морей и Центральной Арктики. В ходе исследований проведено более 50 морских экспедиций, а также экспедиции на острова и материковую сушу. Об организации и результатах выполненных работ, о планах на будущее рассказывается в публикуемой ниже статье.
РОССИЙСКО-ГЕРМАНСКИЕ РАБОТЫ В АРКТИКЕ: 15 ЛЕТ ИССЛЕДОВАНИЙ В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ
А.П. Лисицын, Й. Тиде, Х. Кассенс
Полярные области Земли относятся к самым слабоизученным районам нашей планеты, кроме того, они почти не заселены, хотя тут сосредоточены большие богатства. Особенный интерес эти области представляют для фундаментальной науки: именно здесь располагаются геомагнитный полюс, полюс холода с минимальными температурами (-71° С) для Северного полушария (-89°С для южной Антарктиды). К этому добавляются ещё условия полярной ночи, короткого лета с низкой облачностью, дождями и снегом, многолетней мерзлотой. В Северном полушарии в высоких широтах находится Северный Ледовитый океан, в значительной своей части круглый год скрытый дрейфующим льдом. Это самая малоисследованная и трудная для изысканий часть Мирового океана со сложно устроенным дном, системой подводных хребтов, один из которых — хребет Гаккеля — активный, то есть с признаками вулканической активности и "чёрными курильщиками" (рис. 1).
В северных районах Сибири, а также в Канаде и на Аляске располагается главная на Земле область распространения подземной (многолетней) мерзлоты, которая дополняется областями наземного покровного оледенения Гренландии (толщина льда до 3 км) и Канадской Арктики.
Ледники суши объединяются в ледосборные бассейны и медленно сползают в океан, образуя айсберги. Такие и ещё более суровые условия существовали в прошлом и в ныне населённых областях Европы и Северной Америки — там были ледниковые покровы толщиной до 3—4 км, а кромка дрейфующих льдов опускалась до широты Канарских островов, подземная мерзлота занимала большую часть территории нашей страны.
В России при исследованиях полярных областей многие десятилетия главное внимание уделялось картированию и гидрометеорологическим работам — круглогодично на многочисленных зимовках, а в море — в летних экспедициях. Это было связано в значительной мере с оборонными задачами, обеспечением плавания надводных и подводных судов, полётов самолётов, с прогнозами погоды не только для высоких, но и для средних широт [1—5].
По многим направлениям наук о Земле фундаментальные исследования вообще не проводились или проводились в масштабах, недостаточных для растущих потребностей науки и хозяйственной деятельности. Ведущий по изучению полярных территорий Институт Арктики и Антарктики принадлежит к системе Гидрометео-
ЛИСИЦЫН Александр Петрович — академик, заведующий лабораторией физико-геологических исследований Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН. ТИДЕ Йорн — профессор Института полярных и морских исследований им. А. Вегенера (Германия), иностранный член РАН. КАССЕНС Хайди — профессор Института морских наук им. Лейбница (Германия).
Рис. 1. Северный Ледовитый океан, его водосборный бассейн и основные границы. Показаны главные хребты, открытые советскими экспедициями (Гаккеля, Ломоносова и Менделеева), а также проблемная территория (Центральная Арктика)
1 — крайняя граница распространения льдов зимой; 2 — граница территориальных интересов России в Центральной Арктике; 3 — проблемная территория в Центральной Арктике
ППз
службы РФ и потому, естественно, не может обеспечить потребности разных ветвей науки. Следует отметить, однако, что этот институт всегда поддерживал многодисциплинарные исследования в пределах своих возможностей, в основном в обеспечении трудоёмких экспедиционных работ. Фундаментальная наука постоянно нуждается в новом знании, "научный вакуум" ощущается не только в России, но и во всех развитых странах. Исследования в Арктике требуют довольно значительных вложений, и потому они часто проводятся совместно несколькими странами, что решается на самом высоком государственном уровне.
Почему изучение морей Российской Арктики в последние годы стало особенно актуальным и привлекло внимание учёных даже из стран, удалённых от арктических областей? Арктика стала в центре интересов сразу многих направлений наук о Земле по целому ряду причин.
Во-первых, особый интерес вызывает влияние Арктики на климат Земли. Это один из двух "гло-
бальных холодильников" планеты, причём заполненный морской водой и льдом, которые выносят холод Арктики в северную часть Атлантики и далее на юг по системе "глобального конвейера". Уже отмечалось, что в водосборе моря Лаптевых находится полюс холода Северного полушария, а само это море — "фабрика льда" (до 60—70% от общего количества). Перемещение льда по поверхности Ледовитого океана (трансполярный дрейф) влечёт за собой перенос холода и пресной воды (в твёрдом виде). Эта "река холода" идёт близ полюса и далее выходит в Атлантику через пролив Фрама (рис. 2).
Во-вторых, район п-ова Таймыр часто называют "кладбищем циклонов", которые перемещают значительное количество тепла и влаги с запада — из Атлантики — на восток. К востоку от Таймыра — область стационарного Восточно-Сибирского антициклона. С этой системой связано развитие многолетней мерзлоты и оледенения. Больше всего влаги в холодные полярные области посту-
20° 40° 60°
100° 120° 140° 160°
Рис. 2. Современные представления о типах льдов, местах захвата льдами и путях переноса рассеянного осадочного вещества до мест его массовой разгрузки (криодепоцентры) [11]
Горизонтальные потоки рассеянного осадочного вещества по поверхности океана с льдами и снегом показаны стрелками; пунктирные стрелки — главные трассы айсбергов с моренным материалом; штриховая линия — главный ледораз-дел Арктики (разделение потоков осадочного вещества из Евразии и Северной Америки)
1 — области припайных льдов (захват прибрежного материала); 2 — важнейшие области поступления айсбергов и моренного вещества (а — главные, б — второстепенные); 3 — главные области разгрузки льдов (криодепоцентры) при встрече льдов с тёплыми (>0°) течениями: цифры и объёмы ежегодно тающих льдов (км3/год) и разгрузка сконцентрированного ледового осадочного вещества (млн. т/год); 4 — области возникновения айсбергов и трассы их движения; цифры в рамках — характеристики областей захвата осадочного вещества: первая — объём образующихся льдов в конце зимы (км3/год), вторая — объём рассеянного осадочного вещества в льдах (млн. т/год)
пало в западную часть Евразии (Скандинавский ледник), а восточная из-за недостатка влаги покровных ледников не имела. Зато здесь развивалось мощное подземное оледенение, причём не только на суше. Как было показано работами совместных российско-германских экспедиций, подземное оледенение распространяется также и в море Лаптевых на шельфе под покровом донных осадков. Это подтверждают не только геофизические исследования, но и бурение с судна "Кимберлит". Новое открытие даёт ответы на загадку Земли Санникова: очевидно, что эта Земля, так
же как и недавно исчезнувшие острова в данном районе, действительно существовала, но исчезла при таянии подземных льдов.
В-третьих, ещё одна жгучая проблема связана с развитием единственного в Ледовитом океане активного хребта Гаккеля. Этот хребет расширяется с малой скоростью, но исследованиями с немецкого ледокола "Полярштерн" в годы совместных работ было установлено, что, как и в активных спрединговых хребтах Атлантики и Тихого океана, здесь развит современный вулканизм, высокотемпературные гидротермы с "чёрными курильщиками" необычной высоты и сульфидными рудами. Район, где активный хребет упирается в континент (на дне моря Лаптевых), уникален, это привлекательное место для будущих исследований с подводных аппаратов "Мир".
Здесь перечислены основные из большого круга проблем, вызывающих огромный интерес исследователей в уникальных для фундаментальной науки областях, и не только для геологии и климатологии, но в не меньшей степени для биологии (мамонты, древняя растительность и насекомые в мерзлоте). На о. Жохова, например, сохранились остатки самой северной стоянки древнего человека.
Один из авторов этой статьи профессор Й. Ти-де, в то время директор Института морских и полярных исследований им. А. Вегенера, в 1995 г. обратился с письмом к канцлеру Германии Г. Колю, в котором предложил создать российско-германскую лабораторию полярных и морских фундаментальных исследований в Арктике. Предполагалось, что она будет проводить совместные экспедиционные исследования, обработку и публикацию собранных материалов, а также подготовку молодых учёных — в аудиториях и в морских лабораториях. Это предложение было поддержано, и подписан договор о создании на постоянной основе совместной Лаборатории полярных и морских исследований им. О.Ю. Шмидта в Санкт-Петербурге на базе Института Арктики и Антарктики. С германской стороны — это Лаборатория в Институте морских и полярных исследований в г. Бременхафене и Лаборатория ГЕОМАР в г. Киле.
Финансирование осуществляли министерства науки обеих стран. В частности, Миннауки Германии выделило деньги на приобретение большого количества приборов не только для экспедиционных исследований, но и для анализа собранных материалов (среди них автоанализатор биогенных элементов, С/Ы-анализатор, ионный хроматограф и полярограф, плазменный спектрограф, седиграф, разнообразные оптические микроскопы и более 15 компьютеров). Существующий приборный парк Лаборатории им. О.Ю. Шмидта позволяет проводить обработку материалов, со-
бранных в ежегодных экспедициях. Уже проанализировано более 15 тыс. образцов, из них 1600 образцов — на изотопы углерода и кислорода. Российские учёные получили доступ к многим новым приборам, которых нет в стране (ускорительные анализаторы 14С, совершенные масс-спектрометры и др.). Создан научный совет лаборатории, который включает по четыре ведущих учёных с каждой стороны. За прошедшие годы
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.