Главные итоги международной экспедиции на НИС «Академик Мстислав Келдыш» - рассказал начальник экспедиции И.П. Семилетов

Вечером 4 ноября флагман российского научно-исследовательского флота НИС «Академик Мстислав Келдыш»  пришвартовался в порту Архангельск. Этим  успешно завершилась 40-суточная международная комплексная арктическая экспедиция ТОИ ДВО РАН в моря Восточной Арктики (море Лаптевых и Восточно-Сибирское море) и Карское море. Экспедиция организована совместно с ИО РАН им. П.П. Ширшова и Стокгольмским университетом, при участии геологического, химического, и биологического  факультетов МГУ, научного центра МГУ-Геофизика, Сколтех, МФТИ, ИПФ РАН, ТПУ, САФУ, ГЕОХИ РАН, Высшей школы экономики, ЦМИ МГУ, ТГУ, ФИЦ Биотехнологии.

В ходе экспедиции исследовались биогеохимические, геологические, и геофизические последствия деградации наземной и подводной мерзлоты российского сектора Арктики в контексте нарушения баланса цикла углерода и пресноводного стока в арктических морях, что крайне важно для понимания  характерных особенностей функционирования арктической климатической системы.

Особое внимание уделено исследованию 1) массированной разгрузки метана из донных отложений морей Восточной Арктики в водную толщу и атмосферу, 2) транспорта и трансформации древнего органического вещества (ОВ) мерзлоты в арктической системе суша-шельф, включая  эффекты окисления  эрозионного и речного ОВ до двуокиси углерода.   Отметим, что интегральный геохимический сигнал из водосборов Великих Сибирских рек, ВСР (Енисей, Лена, Обь, общей площадью примерно 14 млн. кв. км, что созмеримо с общей площадью Северного Ледовитого океана) исследовался от устьевых зон до материкового склона, что позволило проследить  и исследовать трансформацию сигнала стоков ВСР на всей почти 12000 км трассе движения экспедиции.

Были детально изучены районы мега-сипов (линейные размеры более 1000 метров)  метана, открыты новые мощные струи разгрузки метана в Восточно-Сибирском море, которое ранее считалось пассивной геологической окраиной континента, где предполагалось существование подводной сплошной мерзлоты.  Были документированы скорости разгрузки метана до сотен кг с квадратного метра в сутки, что проявлялось в эффекте "кипящей" воды на поверхности моря и многократном повышении концентрации  атмосферного метана.  Непрерывные высокоточные измерения атмосферного метана на двух уровнях и растворенного метана в поверхностной воде, выполненные с помощью трех лазерных спектрометров, откалиброванных по мировым стандартам, позволили еще раз подтвердить важную роль эмиссии метана из морей Восточной Арктики в формировании планетарного максимума атмосферного метана над Арктикой.   Эти исследования выполнены в комплексе с геофизическими исследованиями (сейсмика высокого разрешения, электромагнитное профилирование, однолучевые и многолучевые эхолоты, откалиброванные по заданным расходам пузырьковой разгрузки) на полигонах и вдоль протяженных разрезов, что позволило выявить геологическую структуру районов исследования, включая картирование кровли подводной мерзлоты. 

Предварительные результаты исследований свидетельствуют о прогрессирующей деградации подводной мерзлоты и увеличению интенсивности разгрузки метана в районах исследованных мегасипов, открытых авторским коллективом в период 2007-2019 гг.  Более того, впервые получены комплексные репрезентативные результаты, свидетельствующие о том, что на континентальном склоне морей Восточной Арктики происходит мощный выброс метана, который может быть ассоциирован с  атлантификацией — отепляющим влиянием промежуточных атлантических вод на гидраты донных осадков в переходной зоне арктический  шельф-материковый склон.  Для уточнения происхождения метановых выбросов на шельфе и материковом склоне отобрано большое количество проб воздуха, воды и осадков — в целях проведения исследования полного изотопного состава метана,  молекулярного и изотопного состава органического вещества донных отложений, изучения изотопного состава благородных газов геологического флюида в зонах разгрузки пузырькового метана. В Восточно-Сибирском море и море Лаптевых отобраны образцы газа из всплывающих пузырей в целях изучения молекулярного и изотопного состава метана, поступающего из донных отложений в водную толщу и атмосферу. Для этих целей силами ГЕОХИ РАН и лаборатории арктических исследований ТОИ ДВО РАН были разработаны два специальных погружных прибора.

Кроме того, для изучения сейсмо-тектонической активности в районах исследований группой Лобковского-Крылова были подняты и установлены новые сейсмологические донные станции. Выполнены многоуровневые (поверхностная вода, водная толща, донные осадки) исследования загрязнения морей Российской Арктики микропластиком, нефтепродуктами  и тяжелыми металлами, что крайне важно для разработки рациональной концепции освоения Северного морского пути Росатомом.

Выполнение комплексных исследований на мировом уровне стало возможным благодаря объединению интеллектуальных, приборных, и материальных ресурсов ведущих институтов РАН и университетов Российской Федерации с  потенциалом группы Стокгольмского университета под руководством академика Шведской Королевской Академии наук, члена Нобелевского комитета по химии, профессора Орьяна Густафсона, с которым лаборатория арктических исследований ТОИ ДВО РАН сотрудничает на протяжении 20 лет. В состав международной экспедиции (более 70 участников), кроме российских ученых,  вошли ученые  10 стран, включая Швецию, Норвегию, Нидерланды, Великобританию, Италию, Францию, Бразилию, Китай, Литву, Финляндию. 

Отметим, что экспедиция АМК-82 является единственной международной экспедицией, выполненной в 2020 году в условиях тяжелой эпидемиологической ситуации и ограничений по пересечению границ России и других стран.  Успех обеспечен кропотливой подготовкой, которая позволила избежать инфицирования участников экспедиции.  Экспедиция  организована и выполнена при решающей поддержке Президиума Российской академии наук (РАН) и лично Президента  РАН академика А.М. Сергеева, а также ряда министерств, включая Миннауки, МИД, МВД и другие агентства и ведомства федерального уровня.  Особая благодарность руководству Северо-западного таможенного территориального управления за ускорение полного досмотра научного оборудования Стокгольмского университета, что позволило начать экспедицию в запланированные сроки.

Наиболее выдающиеся предварительные результаты экспедиции доложены на встрече руководства Президиума РАН (президент академик А.М. Сергеев, первый вице-президент академик  Ю.Ю. Балего, вице-президент  академик В.Г. Бондур), начальника экспедиции чл-корр. РАН И.П. Семилетова и координатора группы западных ученых — профессора О. Густафссона.  Отметим, что в ходе 20-летнего международного сотрудничества уже опубликовано  более 200 статей  в мировых топ-журналах, включая более 15 статей в группе Nature, Science. В ходе встречи, отмечена важная роль экспедиции в установлении  и развитии научных мостов со странами Европы, что соответствует международным аспектам Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации".

Начальник экспедиции, чл-корр. РАН,
д.г.н., заведующий лабораторией арктических исследований ТОИ ДВО РАН
Игорь Петрович Семилетов.