Цивилизация
Срок работы дрейфующей полярной станции напрямую зависит от жизни льдины, на которой она расположена. Для плавучей арктической экспедиции всегда выбирается достаточно большое и крепкое ледовое поле с толстым многометровым льдом. Но дрейфующие льды приполярного бассейна так или иначе разрушаются — солнцем, течениями и ледовыми сжатиями. Иногда этот процесс может растянуться на два-три года или даже несколько лет, но, как правило для последних лет, больше года льды не живут. Поэтому и научные станции «Северный полюс», с 1937 года дрейфующие в Арктике, обычно работают в течение года, а нередко и меньше, если с выбором льдины не повезло.
В конце сентября завершила свою работу и станция СП-38, открытая около года назад, 15 октября 2010 года: через лагерь зимовщиков прошла крупная трещина, и стало ясно, что настало время закрываться. А на свежей и ещё не побитой временем льдине высаживать следующую команду полярников — СП-39. Поэтому из Мурманска 17 сентября вышел атомный ледокол «Россия» с членами высокоширотной арктической экспедиции Арктического и антарктического научно-исследовательского института Росгидромета на борту и взял курс в центральную часть Ледовитого океана, куда сдрейфовала СП-38.
Корреспондент «Газеты.Ru» попросил начальника высокоширотной морской экспедиции Арктического и антарктического НИИ Росгидромета Владимира Соколова рассказать, какие научные задачи стоят перед дрейфующими станциями в наши дни и чем занимаются полярники во время зимовки.
— Надо сказать, что у нас где-то с 2007 года был существенно расширен объём работ на дрейфующих станциях — это была станция «Северный Полюс-35», и с тех пор технологически сформированное ядро сохраняется для всех последующих станций, — пояснил Соколов. — Есть, конечно же, некоторые отличия, но в целом комплекс задач единый. Он направлен на всестороннее исследование атмосферы, ледяного покрова и океана. В рамках этого работают несколько специалистов, которые выполняют поставленные задачи. Все эти специалисты в соответствии с целями исследований разделены на несколько групп.
Атмосферщиков у нас сейчас на СП-38 четверо. Один занимается аэрологическими и озонометрическими наблюдениями. Аэролог, который выполняет этот комплекс наблюдений, осуществляет зондирование атмосферы ежесуточно, до высот, на которые может подняться зонд. Это до 30—35 километров. Такое поднятие зондов является довольно высоким, потому что обычно где-то до 26 километров. Особенно это важно для озонометрических наблюдений, поскольку они фиксируют состояние озона в высокоширотной части земной атмосферы.<1>
И надо вам сказать, что впервые за всю историю наблюдений, на этой станции, на СП-38, было отмечено, что озоновый слой в Арктике стал уменьшаться.
— Как в Антарктиде?
— Ну, аналогии здесь нельзя проводить — там, в Антарктиде, совершенно другая причина, но, по-видимому, это всё-таки глобальные процессы. Сейчас по этому поводу учёные спорят, но факт, что мы получили точные данные, собранные не с помощью дистанционных методов на земле или из космоса, а непосредственно в самой среде. И эти данные были впервые получены именно на дрейфующей станции — исключительно важные и интересные наблюдения для науки.
Кроме этого на СП проводятся метеорологические зондирования, до тех же высот, которые крайне важны для понимания состояния атмосферы и её характеристик. В утилитарном плане эти наблюдения актуальны для самолётов — для транспортных кроссполярных перелётов, поскольку через полюс идут магистральные маршруты, по которым перевозят людей из Европы, из Штатов и Канады в Японию, Корею и обратно. Эти рейсы проходят через полюс, через Магадан, через территорию России, и такие данные очень востребованы.
Что касается классических метеорологических наблюдений, то они ведутся в расширенном варианте. У нас на СП стоит финская двухуровневая станция, которая регистрирует данные на прилёдном уровне, это полтора-два метра, и на высоте 10 метров.
Это необходимо, чтобы лучше понимать, какие градиенты возникают в низких слоях атмосферы.
Комплекс датчиков такой станции расширен в два-три раза, на каждом уровне пишется своя цифровая информация. Ежесекундно получается колоссальный объём данных о пульсациях в атмосфере, о её состоянии.
Также выполняются важные наблюдения, которые мы впервые начали в Арктике, на СП-34: это наблюдения за потоками СО2 из океана в атмосферу, из атмосферы в океан и за тем, какую роль в этом играет ледяной покров. Когда мы впервые опубликовали эти данные, в 2005 году, научный мир взорвался, потому что наши наблюдения показали, что океан тоже выбрасывает в атмосферу определённое количество углекислого газа. И все специалисты кинулись исследовать арктический бассейн, пытаясь разобраться, что же в нём происходит и почему так развиваются процессы, приводящие к выбросу углекислого газа.
— И за счёт чего идёт выброс углекислого газа?
— В действительности выяснилось, что идут некоторые химические преобразования, при которых происходит консервация СО2 в ледяном покрове. Оказалось, что лёд консервирует в себе СО2 в период своего замерзания, а потом в результате гидродинамических и термических процессов он его выбрасывает. Помимо этого углекислый газ выбрасывается довольно интенсивно в районе подводных хребтов. Всё это говорит о том, что причиной всего этого, скорее всего, является присутствующая там вулканическая деятельность.
Кроме этого мы ведём наблюдения за метаном в океане, его потоками. Считается, что в связи с теми процессами потепления, которые у нас сегодня происходят, начинает разрушаться вечная мерзлота и в океане, и это приводит к тому, что в атмосферу стало поступать больше метана, который, помимо того что тоже является парниковым газом, уничтожает озоновый слой.
До недавнего времени мы достаточно интенсивно работали в рамках задач Киотского протокола над исследованиями изменений в атмосфере. Но сейчас мы эту проблему сняли, потому что получено уже достаточно материала и можно говорить о том, что в арктическом регионе относительно чисто.
Однако сейчас мы начали программу исследования саж, которые являются одним из показателей загрязнения, связанным с процессами сжигания в атмосфере тех или иных органических субстанций, воздействием автомобильного транспорта и промышленного производства. Для этих целей в том числе мы будем использовать беспилотные летательные аппараты.
Есть ещё одна программа совместно с немецкими учёными. Это зондирование двухкилометрового слоя атмосферы с помощью аэростатов, на которые подвешены соответствующие датчики, фиксирующие характеристики атмосферы, направленные на исследование ламинарных слоёв, которые в арктической атмосфере более устойчивые, чем в низких широтах.
Все эти исследования на станции проводят три человека, тогда как на материке, в обычных условиях, эту работу выполняли бы, скажем, 6—10 человек.
Кроме того, на станции есть специалист по исследованию атмосферы и океана — он выполняет наблюдения, связанные с оценкой влияния радиационных процессов на прилёдный слой атмосферы и обратное влияние атмосферы на подстилающую поверхность. Там большой комплекс наблюдений и специфические приборы, которые фиксируют радиационные потоки и одновременно фиксируют потоки газов.
— Имеются в виду внешние космические излучения?
— Конечно же, мы говорим только о космической радиации. Хотя после того, как на «Фукусиме» произошли известные события, мы доставили весной на СП комплекс, позволяющий осуществлять радиометрические наблюдения. Но там фон находился на уровне нормы, никаких изменений и повышений не было.
Теперь идём дальше — лёд. Мы наблюдаем и исследуем несколько составляющих. Одна классическая. Это исследование лёдного покрова на полигоне. На краю станции, за её пределами, примерно в километре, разбивается ледовый полигон. Делается сто точек через 50—100 метров, которые фиксируют нарастание или таяние льда, состояние снежного покрова, как этот снег потом разрушается, что происходит в дальнейшем. Та картина, которую мы получаем с помощью спутников, не позволяет определить эти процессы. Такие наблюдения можно провести только непосредственно на льдине. А эти данные крайне востребованы всем научным сообществом, которые занимаются ледовым покровом на планете.
У нас есть ещё один полигон — это серия сейсмонаклономеров, которые фиксируют любые возмущения в ледяном покрове. Они фиксируют волновые процессы, то есть всё, что связано с геофизическим влиянием на лёд. От самых мизерных до взрывов и землетрясений. Это и подвижки льда, и любые волновые процессы в океане. Когда мы начали делать эти наблюдения в 2003 году, то оказалось, что появилась новая группа волновых процессов, которая в XX веке не фиксировалась нигде вообще. И связаны они, по-видимому, как считают специалисты после длительных дебатов, именно с изменениями его структуры и динамики под влиянием климатических процессов.
Также на станции 38-й есть специалист, который занимается исследованием торосов — их образованием, мощностью, структурой. Потому что учёт торосов в общей массе арктического бассейна составляет большую проблему.
По этому поводу велись большие споры, потому что некоторые учёные считают, а это специалисты международного класса, что у нас за счёт повышенной динамики масса льда в океане остаётся прежней и вся она уходит в торосы, а не выносится за пределы океана. Я не готов полемизировать на эту тему, но, во всяком случае, такие исследования выполняются на станции СП.
— Я уточню: есть специалисты, которые считают, что, несмотря на сокращение площади льда в Арктике, масса может оставаться прежней за счёт увеличения толщины льда из-за торосов?
— Да.
— Как это соотносится с данными, что с середины XX века средняя толщина льда в Арктике сократилась вдвое?
— Да, лёд становится тоньше, и одновременно с этим идёт увеличение количества торосов. Под толщиной льда имеется в виду та ровная поверхность, которую создаёт формирующийся лёд. Торосы возникают только в районе трещин, из-за повышенной динамики.
Дальше у нас идёт океан. Мы ведём зондирование океана до практически дна — есть такие комплексы, которые опускаются непосредственно со льда, и есть стационарные приборы, которые позволяют вести акустические наблюдения за динамикой вод.
Дистанционно они зондируют слои и позволяют по характеру отражённых сигналов определять в этих слоях скорость и направление течений.
Кроме того, на СП-39 мы возобновляем гидрохимические наблюдения — в этом отличие от СП-38, где мы их не вели из-за отсутствия специалиста. Также на станции есть эхолот, который может определять не только глубины, но и получать данные по осадочному слою дна.
— То есть 9 человек на СП — это собственно научные специалисты?
— Ну в какой-то мере ещё начальник станции, который всегда специалист в какой-то области. Начальник новой станции, СП-39, Александр Ипатов — океанолог.
— То есть 10 из 16 на льдине.
— У нас идёт три механика, которые обеспечивают энергетикой станцию, один начальник дизельно-энергетических установок, один человек занимается связью и компьютерным обеспечением. Помимо работы системного администратора основной его функцией будет обеспечение связи. Поскольку в современном мире мы уже не пользуемся ключом, не пользуемся традиционными радиосистемами, в основном используется спутниковая связь. И ещё на станции работают врач и повар.
— То есть на коротких волнах СП радиолюбителям больше не поймать?
— Нет, не поймать. Хотя коротковолновые станции у нас есть, стоят УКВ-станции, но связь осуществляется по спутниковым каналам.
— Они как резерв стоят?
— Да, на случай отказа спутников и ещё — вот мы будем подходить ближе, на ледоколе, и тогда установим радиосвязь, на коротких волнах сможем связаться и на УКВ.
— Сколько, по вашей оценке, нужно людей на станции в идеале?
— В идеале нужно больше, для того чтобы обеспечить нормальный режим жизни и работы, а не такой напряжённый, как сейчас. Людей в реальности меньше, чем нужно, и это связано с тем, что крайне дорого пребывание на льдине каждого человека, государство не может дать те средства, которые нам необходимы.
По нашим оценкам, нужно 25—30 человек, то есть людей нужно практически в два раза больше.
В первую очередь это касается научного персонала, но и системы жизнеобеспечения тоже. Например, на станции должны быть два врача, потому что, не дай бог, что-то случится с самим врачом и ему должен же кто-то помочь. В Антарктиде у нас ездят всегда два врача, на каждую станцию. Здесь же из-за тех финансовых реалий, которые у нас есть, мы можем себе позволить только одного. Также как минимум нужны два, а лучше три повара. Потому что один повар на станции работает в течение года практически в круглосуточном режиме.
— Какие ваши действия как начальника экспедиции в экстремальной ситуации? Куда вы обращаетесь, если нужно спасти человека?
— Есть к кому обратиться. Например, мы знаем, что авиация ФСБ обладает в Арктике своей определённой базой. У нас была ситуация, что нужно было срочно вывезти человека с льдины, это была сложная операция — помогли пограничники, мы его вывезли. Он был в коме, но его спасли, вылечили, и он опять идёт в экспедицию, на новую станцию.
— Будут ли вестись исследования арктического шельфа и его ресурсов?
— Это не входит в нашу задачу, наше ведомство не занимается шельфами.
Но в качестве сверхзадачи — на протяжении трёх лет мы получали очень качественную информацию по осадочным условиям в районе дрейфа при помощи эхолота.
Было сделано несколько открытий по рельефу дна океана, уточнены данные по глубинам, поскольку они могли отличаться на сотни метров от того, что было обозначено на картах.
— Хочу вас спросить как специалиста по поводу климатической проблемы: потепление в Арктике — это какое-то периодическое колебание или необратимое глобальное изменение?
— Те наблюдения, которые проводятся в Арктике более века, и тот анализ данных, который получен по исследованиям кернов ледников в климатическом плане, показывают, что у нас температуры на планете периодически менялись — похолодания сменялись потеплениями, потепления похолоданием и так далее. Наши специалисты по ледяному покрову, климатологи, считают, что это связано с 60-летним циклом.
Поэтому тот период потепления, который у нас сейчас, обязательно пройдёт, наступит период очередного похолодания.
Это всё связано с циклонической деятельностью. В зависимости от перераспределения градиента в океане и атмосфере, состояния подстилающей поверхности океана, той энергии, которая поступает из океана вместе с испарениями, происходит влияние на энергетику атмосферы и на динамику барических образований, то есть на мощность циклонов.
— У вас есть предположения, насколько долго может сохраниться эта тенденция к потеплению и могут ли полярные наблюдения пролить свет на этот вопрос?
— К сожалению, на этот вопрос получены разные ответы от разных групп специалистов, в том числе в нашем институте. Одни считают, что у нас к 2030 году трасса Севморпути будет практически свободна ото льда, другие считают, что где-то с 15—16-го года в Арктике начнётся похолодание и льды снова начнут расширяться. К этому времени восстановится арктический антициклон, начнётся круговая циркуляция в арктическом бассейне Северного Ледовитого океана и начнётся процесс нарастания льдов.
В действительности особого похолодания не будет. Климат будет приближаться к тем умеренным показателям, который был, скажем, в 60—70-х годах прошлого века.
— Вы склоняетесь скорее к этой точке зрения?
— Я склоняюсь к этой. Период похолодания начнётся, а к чему оно приведёт — время покажет.