Российские научные исследования в Антарктике в 2008 году

Российские научные исследования в Антарктике в 2008 году

Российские научные исследования в Антарктике в 2008 году

В 2008 году началось выполнение работ по заключительному третьему этапу российской Федеральной Целевой программе «Мировой океан». Антарктические исследования в рамках этой программы проводятся по самостоятельной подпрограмме «Изучение и исследование Антарктики». Они выполняются по пяти научным проектам 25-ю исследовательскими институтами России. Проведены исследования южной полярной области на основе анализа метеорологических, океанографических, гляциологических, геофизических, биологических и геологических данных, собранных в 52-й (2006-2008г. г.) и 53-й (2007-2009г. г.) Российских антарктических экспедициях (РАЭ). Выполнено математическое моделирование состояния динамики природных процессов, проанализированы материалы спутниковых данных.

Проект 1 “Определение изменений в окружающей среде Антарктики в условиях меняющегося климата”

Впервые на станции Новолазаревская проведен годовой цикл измерений приземной концентрации углекислого газа и метана. По результатам измерений с апреля 2007 г. по январь 2008 г. зафиксирована повышенная амплитуда сезонного хода этих газовых составляющих атмосферы по сравнению с другими станциями Антарктиды. Установлено, что временная изменчивость данных параметров существенно различается в зависимости от ландшафтных особенностей пунктов наблюдения (оазисы и ледяной покров).

Выполнен мониторинг текущего состояния, анализ тенденций и аномалий изменения суммарной солнечной радиации и спектральной аэрозольно-оптической толщины атмосферы Антарктиды. Он показал, что за более чем 50-летний период отсутствует статистически значимый тренд в поступлении суммарной радиации. За рассматриваемый период интегральная прозрачность атмосферы в Антарктиде существенно уменьшалась лишь после сильных вулканических извержений. В межвулканические периоды, как прозрачность атмосферы, так и аэрозольное ослабление были стабильны и находились в пределах естественной изменчивости их невозмущенных значений.

Дана оценка параметров энергообмена между атмосферой и различными типами подстилающей поверхности в Антарктике по данным энергобалансовых наблюдений на станции Беллинсгаузен. Анализ данных показал, что при общем качественном подобии в поведении характеристик энергообмена в различные годы, наблюдаются отличия, связанные с локальной климатической изменчивостью.

Подведен итог многолетним исследованиям влияния солнечного ветра (потоков низкоэнергичной плазмы солнечного происхождения) на свойства и поведение высокоширотной ионосферы и атмосферы в полярных «шапках». Показано, что результатом взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой Земли является постоянная генерация продольных токов, связывающих пограничные слои магнитосферы с полярной ионосферой. Эта магнитная активность описывается РС-индексом, величина которого характеризует энергию солнечного ветра, поступающего в магнитосферу, и, соответственно, интенсивность магнитных возмущений в авроральной зоне. Высокоширотные электрические поля влияют (из-за изменения параметров глобальной электрической цепи) на атмосферные процессы в Центральной Антарктиде, где в зимних условиях формируется уникальная для Земли крупномасштабная система вертикальной циркуляции атмосферы. Наблюдения на ст. Восток показали, что влияние возмущённого солнечного ветра проявляется в таких атмосферных явлениях, как облачность, температура и атмосферное давление в Центральной Антарктиде, что приводит к нарушению системы ветров над всей Антарктикой и влияет на атмосферные процессы над Южным океаном. Предложена и обоснована новая концепция влияния солнечной активности на атмосферные процессы на Земле.

Проект 2 “ Комплексные исследования уникального подледникового озера Восток, включающие проникновение в озеро с отбором проб озерной воды, и гляциологические исследования Антарктики”

В 2008 г. были продолжены работы по выявлению микроорганизмов в глубоких слоях конжеляционного льда над подледниковым озером Восток с помощью методов эпифлуоресцентной микроскопии и сканирующей и люминесцентной микроскопии

Полученные результаты вступают в определенное противоречие с данными анализов аналогичных ледяных кернов молекулярной биологии, что требует проведения дополнительных методических исследований.

 Микроструктурные исследования льда, проведенные почти непрерывно в интервале керна 3624-3667 м, показали, что строение озерного льда в значительно большей степени отражает условия его образования и роста, нежели является следствием рекристаллизации первичного озерного льда.

С помощью сканирующего микроскопа проведено исследование минерального состава и петрографической характеристики обломков горных пород, извлеченных из крупного (более 1 см) рыхлого агрегата в керне озерного льда с глубины 3608 м. В результате исследований изучен минеральный состав всех тринадцати обломков и выполнена оценка количественного содержания минералов. Анализ парагенезиса, взаимоотношений и морфологии минералов позволяет предположить, что изученные породы имеют первично осадочное происхождение и отражают состав коренного ложа восточного побережья озера Восток, подвергавшегося ледовой экзарации.

Составлен банк данных о размере и ориентировке кристаллов озерного льда, его изотопном составе, общем газосодержании и отношении O2/N2, концентрации основных ионов и органического углерода, количестве, видовом составе и жизнеспособности клеток микроорганизмов.

Проект 3 “Определение строения, геологической эволюции и потенциальных минеральных ресурсов антарктической литосферы”

В геолого-геофизических исследованиях наиболее важные результаты связаны с изучением бассейна моря Дюмон-Д'Юрвиля. В результате обработки и интерпретации геофизических данных, полученных в западной части этого моря составлен комплект карт и разрезов земной коры, отражающих ее строение и историю тектонического развития. Показано, что суммарная мощность осадочного чехла западного бассейна моря Дюмон- Д'Юрвиля составляет 5,0–15,0 км на изученной части внешнего шельфа и подножии континентального склона, 2,0–6,0 км в абиссальной котловине и 5,0 – 7,0 км в пределах «рифтового блока земли Адели».

Кроме того, построены тектоническая карта для континента Антарктики в масштабе 1:20 000 000 и отдельных ее фрагментов в масштабе 1:10 000 000 .

Проект 4 “Определение состояния антарктических экосистем, оценка состояния окружающей среды в районе работ РАЭ ”

В биологических исследованиях наиболее важные результаты связаны с анализом данных полевых работ на станциях Прогресс и в районе станции Беллинсгаузен. Водолазные гидробиологические подледные работы на станции Прогресс позволили получить качественные и количественные данные по распределению флоры, фауны и донных биоценозов в бухте Нелла и открытой части залива Прюдс и заложить основу многолетнего мониторинга за ледовыми и донными сообществами на мелководье в районе, ранее не затронутом биологическими исследованиями.

В течение трех сезонов, начиная с 2005-06 гг., проводились круглогодичные гидробиологические исследования в заливе Ардли у станции Беллинсгаузен. Исследования проводятся на двух постоянных станциях: прибрежной и в центре залива до глубины 50 метров, где берутся ежедекадные пробы фито - и зоопланктона и проводится съемка стандартных океанографических данных. Показано, что небольшая глубина и специфический гидрологический режим бухты Ардли приводят к значительной перестройке мезопланктонного сообщества по сравнению с глубоководными участками. В планктонном разнообразии при этом доминирующую роль занимают мелкие виды, размножающиеся в течение круглого года.

Проанализированы результаты лихенологических исследований в районе станции Беллинсгаузен. Сделан таксономический анализ новых материалов по фауне лишайников. Проанализированы новые материалы по состоянию отдельных компонентов наземной биоты, дана оценка ее биоразнообразия и адаптационных возможностей. Результаты анализа выявили в составе флоры 37 видов лишайников из 22-х родов 11-ти семейств и 10 видов мхов, в том числе из районов ранее никогда в ботаническом отношении не изучавшихся.

Проект 5 “Разработка методов и средств формирования информационной системы по природной среде Антарктики»

В работах по информационной тематике наиболее важные результаты связаны с подготовкой проектно-технологической документации на создание программно-технологического комплекса получения расчетных характеристик по природной среде Антарктики. Подготовлены проектно-технологические решения на разработку электронного справочного издания по природной среде Антарктики в среде геоинформационных систем и средствами Интернет-технологий. Выполнена модификация и расширение интегрированной базы данных информационной системы по различным дисциплинам. Разработана система управления базой данных по гидрометеорологии, геофизике, гляциологии и биологии. Пополнены соответствующие специализированные базы данных по данным видам исследований.