Больше месяца в море, исследования каждый день и работа в международной команде. Ученые ТПУ стали участниками международной экспедиции в моря Восточной Арктики. Команда из 69 исследователей отправилась в путь на борту научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш». Молодые ученые ТПУ вернулись в Томск с множеством материалов и открытий. Впечатлениями они поделились с Tomsk.ru.
Как Арктика влияет на климат планеты?
Экспедиция продлилась с 27 сентября по 4 ноября и охватила около 11 тысяч километров. Руководителем стал профессор ТПУ, заведующий лабораторией арктических исследований Тихоокеанского океанологического института Дальневосточного отделения РАН, член-корреспондент РАН Игорь Семилетов. Интересно, что это была единственная в 2020 году международная экспедиция в России. Ученые провели около 300 миллионов измерений и еще раз подтвердили теорию о высокой концентрации метана в Восточной Арктике.
По мнению политехников, из-за таяния подводной мерзлоты происходят крупные выбросы метана в атмосферу. Они могут существенно влиять на изменения климата планеты. Известно, что концентрации атмосферного метана над Арктикой примерно на 10 % выше, чем где-либо на планете. В морях Арктики прошло уже несколько экспедиций. Они обнаружили на мелководье в Море Лаптевых и Восточно-Сибирском море поле морских кратеров после выброса пузырькового метана. По оценкам группы Семилетова, с квадратного метра в сутки выделяется до сотен килограммов метана. Первые сипы были обнаружены в начале 2000-х годов , а в этом году открыли два новых.
40 дней в исследованиях
В экспедиции побывали семеро ученых из Томска. В том числе это кандидат геолого-минералогических наук доцент отделения геологии ТПУ Алексей Рубан, также аспиранты Сергей Пластун и Елизавета Клеванцева.
Ученые работали на участках, где метан выходит на поверхность с морского дна – так называемые сипы. Алексей отбирал в экспедиции пробы донных осадков, чтобы доставить в Томск и исследовать их.
«Мы хотим посмотреть, как вещественный состав донных осадков в этих участках, где выходит метан, отличается от фона — оставшейся части шельфа. Поэтому важно отобрать пробы донных осадков не нарушенными. Для этого мы использовали специальный прибор — мультикорер. На нем установлены 8 пластиковых трубок. Когда прибор опускается на дно, трубки вдавливаются в осадок, «вырезают» его ненарушенным — и можно поднимать на поверхность. Так ученые могут анализировать верхний слой донных осадков, мощностью 30 см . Также мы использовали для опробования гравитационные трубы, позволяющие получать керн длиною до 10 метров Впереди нас ждут лабораторные исследования, когда замороженные пробы приедут в Томск. Материала получено очень много, надолго хватит обрабатывать, это не одна статья и не один год работы», — рассказал Алексей.
Доцент изучает аутигенные минералы, которые формируются непосредственно в донных осадках в море. К примеру, карбонатные стяжения раньше обнаруживали только на мелководье в пределах шельфа (глубина 70 метров). А в этом году работали на склоне (глубина резко увеличивается на сотни метров). Минералы удалось отобрать и там.
Аспирант Сергей работает в ТПУ инженером-дозиметристом на реакторе. В экспедиции он занимался радиоизотопными исследованиями, определял сток речных вод и выход подземных вод в сипах. В арсенале молодого ученого — альфа-спектрометр RAD7, чтобы измерять концентрацию природных радиоактивных трассеров в воде — радона и торона.
«Пробы воды до 4 метров глубины для анализа брали из проточной системы, разработанной ученым Космачом Д.А из Владивостока. Если система выходила из строя, что было пару раз, воду отбирали «по-старинке» — ведром. Также я отбирал донные отложения с помощью «черпака» для радиоизотопного анализа. Предварительно удалось установить характерные трассеры для каждой реки. А они помогают увидеть, есть ли речные воды на поверхности моря. Результатами я доволен: нам выделили много времени на исследования и все материалы удалось собрать», — отметил Сергей. — Есть теория, что несмотря на вечную мерзлоту, есть вода, которая с берега просачивается через дыры, которые остаются от выброса метана. На озерах это доказано, а в Арктике таких исследований не было кроме Буор Хая».
Елизавета работала в газогеохимическом отряде, с четырьмя коллегами из Швеции и Владивостока измеряла концентрации метана и углекислого газа в толще воды, в донных осадках и в атмосфере.
«У нас были полигоны исследований — это места, которые были нам особенно интересны, в основном области метановых сипов. На проходах между полигонами могут быть станции каждый час, может быть одна за сутки, тут график не нормированный. Были и неожиданные станции: вместо 3 часов объявляют через 30 минут. Приходится оперативно готовиться к исследованиям», — отметила аспирантка.
Чем удивила экспедиция
У Алексея это седьмая экспедиция в Арктику, у Сергея третья, у Елизаветы — вторая. Для каждого самой яркой была первая экспедиция:
«В прошлом году я была в первой экспедиции с тем же руководителем, занималась теми же исследованиями. Тогда были более острые впечатления: ты еще меньше осведомлен, чем занимаешься. Во второй раз эмоции не такие яркие, но зато есть больше понимания глобальных процессов, свои задачи и цели. Главное, что получили результаты и привезли с собой материалы – будем делать аналитику, писать статьи. Планирую включить результаты экспедиции в свою кандидатскую работу», — рассказала Лиза.
«Была неожиданная ситуация – когда мы уже возвращались. Проходили мимо Енисея, и внезапно ночью оказались во льдах. Это не опасно: льдины еще маленькие и тонкие, судну они навредить не могут. Единственное — пострадала проточная система, льдины погнули трубу, поэтому не все замеры удалось провести. Но эта картина прям перед глазами: ночь, белые льдины, которые отсвечивают… Первый раз в жизни такое видела, очень зрелищно и красиво», — рассказала Елизавета.
Алексей, для которого экспедиция — уже привычное дело, отметил, что в этом году исследование было действительно уникальным:
«Во-первых, экспедиция была международной, это уже это добавляло интереса. Кроме того, удалось собрать осадок с участка метановой разгрузки, обнаруженный больше 10 лет назад. Раньше это сделать не получалось: так как области с метаном занимают несколько метров, а судно — 120, не всегда удается опустить прибор именно в ту область, где просачивается метан. Из-за бокового ветра кораблю довольно сложно зафиксироваться, прибор может сдвинуть и подводное течение, да так, что мы не заметим. А в этом году удалось попасть в нужную точку и забрать пробы с участка вблизи дельты реки Лена. Я искренне рад!» — поделился ученый.
Русская импровизация vs планирование по-шведски
Впечатлений мореплавателям добавило и международное сотрудничество: в экспедиции наши ученые работали с коллегами из Стокгольмского университета. Общий язык нашли, хоть подходы были совершенно разные:
«У нас интересы пересекались. При этом мы привыкли ориентироваться на месте, а у шведских ученых все заранее подготовлено, они на несколько шагов вперед думают. С одной стороны, ориентируешься быстрее, с другой, на это тратится много сил, иногда делаешь неоправданную работу. Есть, чему поучиться и нам у них, и им у нас», — отметила Лиза.
Слова подтвердил и Сергей:
«Шведские ребята любят планировать все за год. А у нас, видимо, как у русских, принято в процессе все корректировать, сплошная импровизация. Но общий язык нашли, куда деваться», — отметил аспирант.
И действительно, общего у исследователей было больше, чем различий. Как поделились ребята, свободного времени в экспедиции почти не было. Каждое утро в 9 часов утра — научно-техническое собрание, где начальники отрядов говорят, кому что нужно изучать, с учетом этого выстраивается работа.
«Это было интересно в плане знакомства с новыми людьми, учеными, установления международных контактов. Мы были на тех участках, которые раньше не казались интересными. Благодаря сотрудничеству мы исследовали другие районы, и там тоже обнаружили интересные моменты», — отметил Алексей.
«Состав людей подобран замечательный. Я нашел там друзей, в том числе ученых из Томска. Причем везде в СМИ указывали, что с нами в экспедиции были шведы, а по сути – это сотрудники Стокгольмского университета из разных стран: бразильцы, французы, австрийцы, китайцы», — подчеркнул Сергей.
На шаг ближе к тайнам Арктики
Пока исследователи ждут, когда пробы прибудут в Томск, и следующие несколько месяцев будут анализировать результаты, интерпретировать их и писать научные статьи. Уже сейчас понятно, что экспедиция не прошла даром: она на шаг приблизила исследователей к разгадке тайны Арктики.
«Пока остается много вопросов, но 100% уже можно сказать, что в Арктике происходят большие выбросы парниковых газов, в основном метана. Это большая проблема для экосистемы Арктики и земли в целом», — отметила Елизавета.
«Это природные процессы, и не всегда человек может на них повлиять, но изучать их нужно, ведь полученные результаты помогут спрогнозировать изменения климата. Кроме того, мы можем использовать эти данные для реконструкции условий, в том числе климатических, существовавших в ранние геологические эпохи, например при изучении генезиса осадочных месторождений », — подытожил Алексей.
Потенциал у Арктики — огромный, а влияние, которое он оказывает на всю планету, полностью оценить пока невозможно. Надеемся, следующие экспедиции прольют больше света и подарят ученым больше ответов на вопросы о глобальном потеплении и изменении климата.
