|
В принятых границах (Атлас океанов, 1980) Северный Ледовитый океан (СЛО) занимает площадь 14,69 млн.км2, из которых 11,08 млн.км2 приходится на долю морских льдов, в составе которых доминируют многолетние льды, остающиеся после летнего ледотаяния на акватории, главным образом, глубоководной части океана - Арктического бассейна (АБ). Их площадь (по наблюдениям в 70-х годах) в период максимального развития зимой составляла 8,26 млн.км2, а при минимальном - в летний период - 6,90 млн.км2 (Захаров, 1981). Хотя занимаемая морскими льдами площадь в масштабах Мирового океана относительно невелика (около 4%), вместе с тем, очевидно, что их изучение важно для понимания места и роли льдов в современном балансе вещества и энергии в биосфере.
Как физическая прослойка между водой и воздухом, морской лед оказывает существенное влияние на поддержание термодинамического равновесия между океаном и атмосферой вследствие изменения его средне равновесной толщины, причем равновесие этой системы поддерживается и определяется стабильностью климатической системы в Арктике (Зубов, 1945). В последние три десятилетия наблюдается четкий температурный тренд в сторону потепления. Как следствие потепления, в СЛО выявлено заметное уменьшение площади и толщины ледового покрова, аномально большие по величине и области распространения изменения повышение температуры и солености поверхностных арктических вод (Cavelieri et al., 1997; Johannessen et al., 1995; 1999; Carmack et al., 1997; Serreze, Maslanik, 1997; Morison et al., 1998; McPhee et al., 1998; и др.). Климатические изменения и связанные с ними изменения морской ледовой среды предполагают изменения в составе, структуре и функционировании экосистемы морского льда. Так, наблюдения, выполненные в эксперименте SHEBA (Perovich et al., 1999) в Канадском секторе СЛО, показали, что за прошедшие десятилетия действительно произошли заметные изменения видового состава и структуры ледовой биоты и биологических сообществ, населяющих подледный слой и поверхностную арктическую водную массу (Melnikov et al., 1998; Melnikov, 2000; Melnikov, Kolosova, 2001; Melnikov et al., 2002). Основные причины выявленных изменений в структуре сообществ в этом районе СЛО связаны с изменениями гидрофизических и гидрохимических характеристик поверхностных вод, контактирующих с морским ледовым покровом: средняя соленость в слое 0-30 м, например, уменьшилась за последние два десятилетия почти на 4‰, а его температура повысилась на 0.3°С (McPhee et al., 1998). Распресненный слой изолирует морской лед от глубже лежащих морских вод, что, с одной стороны, препятствует заселению льда типично морскими организмами, с другой - способствует развитию в его толще и на нижней поверхности солоновато-водных организмов.
Научная идея настоящего проекта
- показать, как наблюдаемое потепление в Арктике распространяется на морские льды и его биоту в центральных районах СЛО. Являются ли выявленные изменения в Канадском секторе СЛО типично локальными или связаны с глобальными процессами потепления и распреснения поверхностных вод в целом для всего океана? До настоящего времени, информация по данному вопросу весьма ограничена, а важность в ее получении определяется хотя бы тем, что необходимы знания для оценки состояния морского ледового покрова и моделирования климатических и экологических процессов в СЛО на ближайшие десятилетия. К сожалению, экспедиционные исследования последних лет связаны, в основном, с Арктическими морями, а единичные трансарктические ледокольные проходы (например, АОS-94 или "Polarstern") охватывают непродолжительный период наблюдений (около одного месяца) и поэтому малоинформативные в смысле поставленного вопроса. Наблюдения на одной дрейфующей станции "Северный Полюс" также малоинформативные для такой оценки, поскольку связаны с одним ледовым полем и ограниченным районом для сбора необходимой информации. Отсюда следует, что необходим новый подход в исследованиях системы "морской лед - верхний океан" в центральных районах СЛО.
Логистическая концепция настоящего проекта
состоит в том, чтобы в период МПГ провести циркумполярную экспедицию в ключевых районах СЛО. Ее цель состоит в организации 8-10 ледовых дрейфующих лагерей (ЛДЛ) (Ice Drifting Camps, IDC), на которых силами 5-7 человек будет выполнена научная программа по круглогодичным наблюдениям за гидрофизическими и гидрохимическими параметрами подледного слоя (контактный слой "вода-лед"), поверхностных вод (0-30м) и собственно морского льда, а также за биоразнообразием этой системы. Все наблюдения будут выполняться по единой методике организации и проведения полевых работ, использования единых приборов для измерений, орудий отбора проб, методов первичной обработки и фиксации собранных материалов, а также единому временному графику проведения наблюдений и выполнения измерений. Такой подход даст возможность для получения "мгновенной" ("snap-shot") круглогодичной информации о состоянии системы "морской лед - верхний океан" в масштабах всего СЛО, которая будет использоваться в дальнейшем, как базовая, для оценки состояния этой системы в условиях изменения климата в Арктике.
В настоящее время имеется хорошо разработанная и проверенная на практике предыдущих российских и американских дрейфующих станций логистическая концепция организации таких ледовых лагерей в СЛО с использованием авиации. В последние годы, начиная с 1996 г., экспедиционный центр Арктики и Антарктики "Полюс" проводит такую работу путем точечных парашютных сбросов экспедиционного груза в различных районах СЛО. Примеры ледовой станции "Борнео", дрейфующей станции СП-32 и др. показали возможность и эффективность такого подхода в организации, как научных, так и коммерческих ледовых лагерей. Использование такого подхода трудно переоценить, поскольку он дает широкую возможность для организации крупномасштабных и междисциплинарных научных исследований в контексте идеологии МПГ.
|
