Завідувач лабораторії арктичних досліджень ТОІ ДВО РАН Ігор Семилетов Пекельну кухню планети
Деградація підводної мерзлоти Східно-Сибірського шельфу як причина можливих майбутніх швидких кліматичних змін
В організації експедиції взяли участь вчені з кількох інститутів української академії наук, включаючи Тихоокеанський океанологічний інститут ім. В.І.Іллічова Далекосхідного відділення (ТОІ ДВО) РАН, Інститут океанології ім. П.П.Ширшова (ІВ) РАН та Інститут хімії (ЇХ) ДВО РАН, зусилля яких було скоординовано Науковою агенцією «Арктичні морські дослідження». В експедиції працювали вчені з інших академічних інститутів, а також Московського державного університету ім. М.В.Ломоносова за участю стратегічних партнерів Далекосхідного відділення РАН із США – Міжнародного Арктичного наукового центру Університету Аляска-Фербанкс (МАНЦ) та Університету Джорджія, Атланта.
За півтора місяці було виконано унікальний комплекс біогеохімічних та геофізичних досліджень у морі Лаптєвих, Східно-Сибірському та Чукотському морях та під час прямування судна в морях Далекого Сходу, включаючи Берингове та Охотське, пише в газеті наукової спільноти «Пошук» Єлизавета Понаріна. За значимістю поставлених завдань та масштабом досліджень ця експедиція стала найбільшою із виконаних українською академією наук останніми роками. А отримані в експедиції результати – єдиний внесок України у міжнародні комплексні океанографічні дослідження, виконані у 2011 році у Тихоокеанському секторі Арктики у рамках Міжнародного Арктичного наукового комітету.
Науковий керівник цієї експедиції завідувачлабораторією арктичних досліджень ТОІ ДВО РАНдоктор географічних наук Ігор Семилетов розповідає, у чому суть досліджень, навіщо РАН відправила своїх співробітників до льодових морів напередодні зими і чому РФФІ не пошкодував на один проект 30 мільйонів рублів.
— Ну, по-перше, РФФІ підтримав на цю тему не один проект, а 12. Чотири з них були об'єднані для виконання морської експедиції до МВА, – одразу вніс корективи Ігор Петрович. – Кожен інститут подавав окрему заявку на конкурс, але всі вони були присвячені оцінці масштабів та вивченню механізму викиду метану у МВА. Керівники чотирьох найбільших проектів (академік Валентин Сергієнко, член-кореспондент РАН Леопольд Лобковський, доктор геолого-мінералогічних наук Наталія Шахова, доктор географічних наук Ігор Семилетов) за підтримки Міністерства освіти і науки України, Президії ДВО РАН та особисто академіка Ларова комплексну експедицію у найкоротші терміни. Усі численні логістичні проблеми практично миттєво було вирішено. Науковою агенцією «Арктичні морські дослідження» всього за п'ять днів науково-дослідне судно (НІС) ДЖВО РАН «Академік М.А. Лаврентьев» було підготовлено до виходу на море. Результати експедиції – видатні: отримано нову інформацію про структуру верхньої частини донних відкладень у морі Лаптєвих, виявлено два типи потужних викидів метану. Обробка результатів триває на березі за участю низки інститутів РАН, університетів США, Швеції та Нідерландів… Блискуче діяла команда судна, розумно ризикуючи за умов штормового осіннього моря, моряки допомогли нам зібрати унікальний матеріал.
— Мерзлота – це промерзлий ґрунт?
- Заняття Арктикою – мода останніх років? Чилінгаров занурюється, в Архангельськустворюють Північний (Арктичний) федеральний університет, навіть китайці шлють кораблі в Арктику... Чи Арктика – потреба цивілізації? Північний морський шлях коротший, корисні копалини, освоєння шельфу?
— Як це озвалося на нашій науковій роботі?
— Як озвалося? - Перепитує Ігор Петрович і, трохи помовчавши, відповідає: - Радикально. Було зірвано завезення, цілі селища за Північним полярним колом увійшли в зиму без палива та продуктів харчування. Люди просто замерзали, наприклад, у селищі Депутатське. Інфраструктура була зруйнована, і ми готувалися до того, що Академію наук також зруйнують. Ми тоді практично пішли в автономку… Змогли зібрати на базі у Черському найкращу на той час апаратуру для вивчення потоків СО2 та метану. Працювали багато та ефективно, отримали цікаві результати…
— Ви були першими, хто це помітив?
- А вплив сім'ї?
— Сім'я чи терпить таких, як ми, чи ні. Ви про батьків? Вони зіграли свою роль нашому становленні. Батько у мене був військовим хірургом, у дитинстві наша родина потрапила на Крайню Північ, між Магаданом та Охотськом. Там я дізнався, що таке полювання, риболовля, ризикові всякі справи. У сучасному розумінні я не мав дитинства: телевізора, комп'ютера... У мене були рушниця, сітка... І ще... хороша селищна школа, де пристойно викладали фізику. Після школи я вступив до Далекосхідного держуніверситету, на кафедру океанології. У Зімова батько також військовий – капітан першого рангу у відставці. Сергій так і залишився у Черському, створює там Плейстоценовий парк – заказник за 150 кілометрів на південь від узбережжя Північного Льодовитого океану. Він намагається відтворити тундростепи, в яких колись мешкали мамонти. Він має кілька публікацій у Science, Nature, інших журналах з високим імпакт-фактором. Він із Черського так і не поїхав,а я в 1994 подав на грант Сороса, виграв і повернувся в море.
- 500 доларів допомогли?
- 75 тисяч. Було два такі гранти: один отримав Сергій Сергійович Лаппо, колишній директор Інституту океанології РАН, і я просто кандидат наук, науковий співробітник. Потім на нашу роботу 25 тисяч доларів додав Уряд України (це була єдина підтримка зверху за всю історію наших майже 20-річних досліджень в Арктиці). До речі, після повернення в море, на береги моря Лаптєвих (після переїзду з Черського в Тикси) адаптуватися допомогли вчені з Інституту мерзлотознавства Сибірського відділу. що в Якутську, та Олександр Гуков – він зараз директор Усть-Ленського заповідника. Я тоді зрозумів, що мені потрібно вивчати роль шельфу у формуванні планетарного максимуму метану. І коли отримав грант Сороса, закупив нові комплекти апаратури, знайшов кваліфікованих вчених із різних університетів (Владивостока, Санкт-Петербурга) і відправив їх на судах до Східної Арктики для перших вимірів розчиненого метану та СО2, а сам організував нашу наукову базу в Тикси на основі Полярна геокосмофізична обсерваторія, що належить Інституту космофізичних досліджень та аерономії в Якутську (ЗІ РАН). Тоді цією станцією керував Сергій Рябчук, який нам дуже допоміг. На базі цієї обсерваторії ми досі працюємо. Звідси, з Тикси, починалося багато експедицій, було зроблено перші кроки вивчення ролі прибережної зони МВА у регіональному балансі СН4 і СО2.
— Чи швидко з'ясували про основні джерела метану в морі?
- Ну що ви. Площа МВА понад 2 мільйони квадратних кілометрів, близько 30 відсотків шельфу Північного Льодовитого океану.Весь час ми провели 27 експедицій в Арктиці – і взимку, і влітку. З 1993 року я постійно вигравав гранти РФФІ, був, здається, першою людиною з провінції, яка провела семінар за результатами своїх досліджень у секції «Науки про Землю». Доповів успішно, став ближче спілкуватися з сильними вченими з Москви, почав робити повідомлення про роль північних систем в Європі, Америці, все частіше публікуватися в зарубіжних журналах і все більше часу проводити в МАНЦ та інших університетах. Для проведення високоякісних досліджень морях Арктики потрібно об'єднання ресурсів, знань, навичок провідних фахівців світового класу. Нам вдалося об'єднати зусилля зацікавлених вчених із 12 університетів та інститутів України, США, Швеції, Нідерландів та Великобританії. Це дало змогу залучити гранти Національного наукового фонду США, НОАА. Починаючи з 2002 року, ми співпрацюємо в Університеті Стокгольма з професором Ор'яном Густафссоном – це для нас велика удача. Крім таланту вченого він має дар організатора: виграв гранти у Швеції, залучив інших відомих дослідників до роботи, таких як Лейф Андерсон з Університету Гетеборг, Мартін Якобсон з Університету Стокгольм. Спільними зусиллями вдалося провести комплексну експедицію до МВА у 2008 році на борту гідрографічного судна «Яків Смирнітський». Результати цієї експедиції були визнані НАСА у 2008 році на прес-конференції Американського геофізичного союзу у Сан-Франциско як найкращі біогеохімічні дослідження Міжнародного Полярного року. Ці дослідження є гарною основою для розвитку подальшої взаємовигідної співпраці. Наприклад? Є всі підстави для встановлення робочих відносин між РФФІ та Шведським національним фондом. Це було б дуже корисно для України та всіх країн, що працюють в Арктиці. Глибокаінтеграція українських вчених у світову науку – це життєво важлива необхідність, про яку вже було оголошено на найвищому рівні, але поки що не дуже багато в цьому напрямі зроблено, на жаль.
- Чи є проблеми?
- Звідки ж результат?
Роботи були б неможливими без постійної підтримки голови Президії ДВО РАН академіка Валентина Івановича Сергієнка. Саме з його допомогою вдалося з нуля порушити цю тему до світового рівня. Найважливішим компонентом досліджень є стратегічна співпраця з вченими з Інституту океанології РАН, з якими я працюю близько з середини 1980-х. У 2011 році співробітниками ІО РАН із групи члена-кореспондента Леопольда Ісаєвича Лобковського було виконано близько 1500 миль сейсмопрофілювання високого дозволу… Обговорення результатів із найбільшим геохіміком нашого часу Романкевичем також є важливим компонентом нашого успіху. У цьому напрямі ми щільно працюємо з кафедрою мерзлотознавства геологічного факультету МДУ, а точніше – з групою професора Миколи Романовського, зіркою першої величини у сучасному мерзлотознавстві, та з Дімою Нікольським із Геофізичного інституту Університету Аляска-Фербанкс. Нещодавні результати спільного моделювання показали, що можливе наскрізне протаювання мерзлоти, що значною мірою пояснює наявність аномалій метану на всіх МВА.
— Чим це погано чи добре?
— У сучасній атмосфері трохи більше ніж 5 мільярдів тонн метану. А у газових гідратах під підводною мерзлотою його передбачається від 1500 до 2000 мільярдів тонн. Це означає, що з викиді 1-2 відсотків від цього передбачуваного запасу атмосферу може надійти у багато разів більше метану проти сучасним його кількістю. Це спровокує значне посиленняпарникового ефекту, що може призвести до кліматичних наслідків, що важко передбачити. Цю тему ми постійно обговорюємо з академіком РАН Георгієм Сергійовичем Голіциним та іншими співробітниками Інституту фізики атмосфери РАН – членом-кореспондентом РАН Ігорем Моховим, докторами наук Рєпіною та Демченком… Ми з ними працюємо вже багато років. Зазначимо, що стурбовані проблемою вчені з України та США вже наполягли на включенні цієї теми – деградація підводної мерзлоти та викиди метану із шельфу морів Східної Арктики в атмосферу – у план науково-технічного співробітництва двох арктичних країн під першим номером у розділі «Клімат».
— Через велику кількість метану життя на Землі прийде кінець?
— Чи впливає на викид метану якимось чином сейсмік?
— Чудове питання. Ми припускаємо, що один з основних механізмів дестабілізації гідратів, які вже стадії трансформації, землетрусу або моретрусу, якщо хочете. Ця робоча гіпотеза має глибоке значення. Є дві тектонічні мегапліти, північноамериканська та євроазіатська. Кордон між ними припадає на море Лаптєвих, це рифтова зона, де земна кора найтонша на планеті і найвища щільність сейсмічних подій. Американці вважали, що 4-бальний землетрус на глибині 15 кілометрів (звичайний для цього району) може дестабілізувати газогідрати. Це спричинить переходу метану з твердої фази в газоподібну і дасть миттєве збільшення його обсягу в 150-170 разів. Тобто вибух… Один із результатів нашої останньої експедиції – те, що ми виявили: висока щільність викидів метану припадає саме на цей тектонічний шов. Саме там ми знайшли найбільший викид метану – до кілометра у поперечнику. Пекельна кухня планети. Такого ще у Світовому океані не знаходили. А ми зареєстрували під дномсудна у маленькому районі 117 подібних смолоскипів! Це означає, що їх тисячі, тисячі… Тому треба розширювати масштаби досліджень, потрібна, як мінімум, національна програма, а краще – міжнародна. Йдеться про вивчення механізму найбільш ймовірної швидкої кліматичної зміни. Насамперед, ми сподіваємося, що нарешті хтось переконає уряд України знайти на це цільові кошти (адже МВА НАШ шельф!). Якщо гроші знайдуться, то ми гарантуємо їхнє високоефективне використання на виконання найважливіших досліджень.
— А метан цей годиться для видобутку та використання у народному господарстві?