Коллектив авторов - Итоги МПГ 2007/08 и перспективы российских полярных исследований

Отмечена стабилизация содержания озона за последние годы. Данные измерений ОСО в период МПГ на станциях Восток, Мирный, Новолазаревская и др., а также спутниковые данные показывают, что самой большой за последние годы озоновая дыра была в 2006 г., когда ее площадь составила 29 млн км 2. Потери общей массы озона внутри границ зоны, где ОСО меньше 200 ед. Добсона, составили 40 мегатонн. Озоновые дыры в 2007 и 2008 гг. были средними по интенсивности и протяженности, однако в 2007 г. разрушение озона началось раньше, чем в предшествующие годы, а в 2008 г. «дыра» просуществовала дольше, чем когда-либо ранее.

Исследованы интегральные и спектральные потоки радиации и характеристики прозрачности атмосферы в Антарктике. Радиационный климат Антарктиды был очень устойчив в течение более 50 лет. Интегральная прозрачность атмосферы существенно уменьшалась лишь после сильных вулканических извержений, причем длительность периодов с повышенным уровнем замутнения атмосферы составляла 1,5–2 года. В межвулканические периоды прозрачность атмосферы и аэрозольное ослабление солнечной радиации были стабильными и находились в пределах естественной изменчивости. Измеряемые в Антарктиде значения спектрального аэрозольного ослабления солнечной радиации являются одними из самых низких на Земле и, по существу, характеризуют начальный уровень естественного глобального фона аэрозольного замутнения атмосферы.

В процессе исследований гелиогеофизических эффектов была проведена оценка влияния космических лучей (солнечного и галактического происхождения) и солнечного ветра на температурный режим и атмосферное давление в южной околополюсной области. Показано, что галактические лучи, направляемые солнечным ветром, влияют на температурный и ветровой режим в стратосфере и на озоновый слой. Разработана эмпирическая модель влияния межпланетного электрического поля на параметры атмосферы в Центральной Антарктиде, оценено влияние солнечной и магнитной активности на атмосферное электрическое поле.

В результате океанографических исследований антарктических вод с борта НЭС «Академик Федоров» получена уникальная информация о структуре вод в области Антарктического склонового фронта, который играет важнейшую роль в климатообразующих процессах в океане, в том числе в перемешивании водных масс различного происхождения, вентиляции глубинных слоев океана и формировании антарктических донных вод в результате опускания холодных шельфовых вод по склону. Получено экспериментальное подтверждение факта формирования в море Содружества антарктической донной воды. Температура обнаруженных донных вод составляет –0,3 до –1,6 °С, соленость 34,54–34,62 ‰.

Опускание плотных вод в глубинные слои может оказывать влияние на глобальный климат, так как переносимые при этом парниковые газы лишаются контакта с атмосферой на сотни лет. Работы в море Амундсена показали, что относительно теплая и соленая циркумполярная глубинная вода Южного океана, проникая на шельф Западной Антарктиды, способствует ускоренному таянию шельфовых ледников. Определено положение и некоторые характеристики фронтов и границ Антарктического циркумполярного течения (АЦТ) и примыкающих циркуляционных систем (субполярного круговорота Уэдделла и течения Агульяс). Получены оценки временной изменчивости положения основных фронтов и границ АЦТ, установлено, что более устойчиво положение Полярного фронта и Южного фронта АЦТ, менее устойчиво положение субтропического и субантарктического фронтов. Получены параметры изменчивости толщины припайного льда и длительности периода нарастания – стаивания припая за многолетний период в районах прибрежных российских станций.

В процессе изучения палеоклимата и подледникового озера Восток выполнены палеоклиматические реконструкции, направленные на изучение механизмов функционирования климатической системы в масштабах времени от сотен до сотен тысяч лет и в конечном итоге на прогнозирование долговременных тенденций изменений природной среды нашей планеты. По данным радиолокационных и сейсмических исследований в районе озера Восток получены данные о рельефе коренного ложа, толщине ледяного покрова и водного слоя озера. Проведены оценки изменений температуры воздуха и мощности ледникового покрова в центральных районах Антарктиды в период времени 0,5–1 млн лет тому назад.

Наиболее важные результаты связаны с исследованиями замерзшей воды из новых кернов льда из сверхглубокой скважины. К концу полевых работ МПГ глубина скважины достигла отметки 3666,54 м. В ходе исследований керна озерного льда получены новые данные о минеральном составе и возрасте (по уран-свинцовым датировкам циркона) осадочных пород озера, создан банк данных об изотопном, газовом и биологическом составе озерного льда, размере слагающих его кристаллов и ориентировке их главных осей. Анализ результатов проведенных исследований позволил уточнить представления о механизме образования озерного льда и получить важную информацию о газовом, изотопном и гидрологическом режимах подледникового водоема. В частности, было установлено, что в нижней части изученной толщи озерного льда наблюдается развитие поясной (горизонтальной) ориентировки главных осей кристаллов, что свидетельствует о поступлении в этот район переохлажденной талой воды из северных районов озера.

Результаты изотопных исследований указывают на асинхронное по глубине изменение содержания кислорода 18O 2и дейтерия в озерном льду, что отражает неравномерность поступления в озеро гидротермальных вод со дна водоема. На основании данных исследований озерного льда сделана предварительная оценка биогеохимического потенциала озера Восток с точки зрения возможности существования в нем микробной жизни. Показано, что микроорганизмы, если они обитают в подледниковой воде, должны быть хемоавтотрофами по способу получения энергии и вещества и психрофильными, оксигенофильными и пьезофильными по физиологии.

В результате гляциологических исследований были получены данные о скорости движения и толщине льда для основных выводных ледников Восточной Антарктиды. По результатам оценок материкового стока и аккумуляции установлено, что баланс стока материкового льда Антарктиды составлял в 1960-х годах 675,3 км 3/год и увеличился к концу 1990-х годов до 940,3 км 3/год, т. е. на 265,0 км 3/год. Аккумуляция на материковой части Антарктического ледникового покрова в конце 1950-х годов составляла 793,8 км 3/год и увеличилась к 1990-м годам до 1012,1 км 3/год, т. е. на 218,3 км 3/год. Установлено, что баланс массы Антарктического ледникового покрова на протяжении второй половины XX века являлся положительным: составлял в 1960-х годах 118,5 км 3/год и уменьшился к концу 1990-х годов до 71,8 км 3/год.