Ученые обращаются к комбинации данных, собранных при проведении воздушного и космического мониторинга земли, чтобы получить более полную картину того, как изменение климата влияет на скорость таяния вечной мерзлоты в различных регионах нашей планеты. Из-за её деградации появляются гигантские воронки, наблюдается падение столбов линий электропередач, повреждение дорог, взлетно-посадочных полос и жилой инфраструктуры. На мерзлых грунтах стоят крупные города: Якутск, Мирный, Норильск, Салехард. Частично мерзлота присутствует в Чите, Улан-Удэ, Петропавловске-Камчатском, Магадане, Нерюнгри. Повреждения нефте- и газопроводов зафиксированы в Югре. Под дорожным полотном твердый грунт превращается в болото, что уже не раз случалось на трассе «Амур». А более теплая, свободная от вечной мерзлоты Арктика может иметь неисчислимые последствия для формирования погоды и климата Земли. Эти и другие вопросы корреспондент газеты «Аргументы Недели» Мария Шарковская обсудила с доктором географических наук, руководителем Лаборатории радиоуглеродного датирования, главным научным сотрудником Института мерзлотоведения имени П.И. Мельникова Сибирского отделения РАН Алексеем Александровичем Галаниным.
- Вечная мерзлота занимает около 65% территории России, и сейчас наблюдается её деградация, с чем это связанно, воздействует ли на это явление человеческий фактор?
- Однозначно, что человек здесь совершено не причём или почти не причём. Таяние мерзлоты, главным образом, связано с общими тенденциями климатических изменений в Северном полушарии планеты. Нельзя отрицать техногенное влияние на этот процесс вокруг населённых пунктов или промышленных объектов. Но, они оказывают лишь локальное воздействие и приводят к ускорению естественных процессов. Вездеходы, например, нарушают почвенно-растительный покров в тундре, вырубка леса, пожары, нарушение технологии строительства и эксплуатации инженерных сооружений. Всё это лишь усиливает эффект деградации мерзлоты, но, ещё раз повторю, что в целом ее деградация обусловлена глобальным изменением климата. Средне сезонные и годовые температуры воздуха растут. Ведётся мониторинг изменения этого показателя. Так же ведутся наблюдения за изменением температур пород (на разных глубинах в скважинах) и на земной поверхности. Всё указывает на прогрессирующее потепление не только воздуха, но и многолетнемёрзлых пород. Наблюдается неравномерный процесс деградации мерзлоты – где-то раньше, где-то позже. Например, вырубка леса ускоряет этот процесс. И наоборот, искуственное восстановление лесной растительности замедляет деградацию мерзлоты.
Таяние мерзлоты можно наблюдать на космических снимках: появляются новые формы рельефа, связанные с неравномерным протаиванием древних подземных льдов. Опять же подчеркну, что это естественный природный процесс. Такие же процессы происходили в далеком прошлом, на протяжении всего времени формирования мерзлоты. Около 100 тыс. лет назад был тёплый период, и мерзлота практически вся растаяла. Затем последовал период похолодания, и она восстановилась. Относительно недавно, около 9 тыс. лет назад мерзлота активно деградировала (в том числе и в Сибири). Этот факт научно доказан. И сейчас мы наблюдаем очередное потепление и как следствие активизацию деградации мерзлоты.
-Что это может означать для людей, живущих в российских регионах вечной мерзлоты? Что будет с этой территорией, станет ли она опасной для проживания человека? Что там поменяется?
- Дать однозначный ответ на этот вопрос сложно. В Центральной Якутии, например, активно развивается земледелие на почвах, под которыми находятся многолетнемёрзлые породы, очень льдистые (там много льда). И когда эти породы вытаивают, все эти территории становятся малопригодными для сельского хозяйства. На них пашни, угодья для сенокоса теряются. Деформируется дневная поверхность, рельеф становится резко пересечённым (бугристыми), что затрудняет сельскохозяйственную обработку этих земель. По ним невозможно передвижение сельскохозяйственной техники. С другой стороны, климат теплеет, что позволит со временем выращивать в данном регионе более теплолюбивые сельскохозяйственные культуры. Урожайность повысится. Произойдут изменения флоры и фауны. Уже на протяжении более 10 лет в Центральной Якутии ежегодно появляются новые виды животных и растений. Например, летом стали прилетать новые виды перелетных птиц. Теперь в Якутске в мае-июне под окнами поют соловьи, певчие дрозды и другие птицы.
- Являются ли небывалые по масштабам пожары, которые прошли в тундре в прошлом году причиной или следствием таяния вечной мерзлоты?
- Дело в том, что в Восточной Сибири и, в частности, в Якутии резко континентальный климат с очень низким количеством осадков и коэффициентом увлажнения. Здесь при отсутствии мерзлоты, при тех же температурах и осадках скорее всего, развились бы степные ландшафты, а может быть даже пустынные. Осадков здесь выпадает столько же, сколько в пустыне Сахара, а лето хоть и короткое, но очень жаркое. Спасает то, что мерзлые породы находятся близко к поверхности и увлажняют верхние слои почвы. Поэтому здесь произрастают леса. Деградируя, мерзлота приводит к серьёзным ландшафтным изменениям. Возникают засухи, случаются всё чаще сухие грозы, что создаёт «благоприятные» условия для возникновения пожаров. В общем, в Центральной Якутии из-за потепления и деградации мерзлоты будут расширяться площади степных ландшафтов. Вероятно, природа здесь чем-то будет похожа на Забайкалье или юг Бурятии. Ведь совсем еще недавно 15-20 тыс. лет назад по тундростепям Якутии и Восточной Сибири бродили многочисленные стада мамонтов, бизонов, овцебыков, сайгаков, диких лошадей. Даже кости верблюдов изредка находят. Так что, в природе всё повторяется, и человек вряд ли сможет что-то с этим поделать. В настоящее время наш научный коллектив выполняет специальные комплексные исследования под эгидой Российского фонда по изучению строения и реакции криолитозоны Восточной Сибири на климатические изменения. В рамках некоторых сценариев климатических изменений рассматриваются варианты опустынивания и остепнения территории. Особый интерес вызывает «Четвертичный эоловый рельеф и покровные отложения бассейна реки Лены (Восточная Сибирь): строение, возраст, палеогеографическое значение». Мы глубоко погружены в эту тему.
- В зоне вечной мерзлоты стали часто возникать карстовые провалы: воронки Ямала, Таймыра, связано ли это с потеплением или с другими явлениями?
- Ямальская всем известная воронка и другие воронки связаны с прорывом газогидратов. Они отчасти вызваны деградацией мерзлоты. В целом данное явление является редкостью - исключением. Обычно, при деградации мерзлоты разрядка давления газов происходит более плавным способом без объёмного разрушения породы. Но в каких-то местах происходят застойные явления, там сильно льдистые мерзлые породы не позволяют просачиваться через них глубинным газам, в результате происходит взрыв. Не думаю, что эти воронки и взрывы будут иметь массовый характер.
- Ещё 10 лет назад в Северо-восточной Сибири учёные РАН нашли в одной окаменелой норе белки семена «смолёвки узколистной», им удалось оживить и вырастить растение, а затем получить новые семена, находке было 32 тыс. лет. Могут ли организмы или микроорганизмы в связи с таянием мерзлоты проснутся и какую опасность это может представлять для человека?
— Это конечно же очень популярный вопрос, но я бы не назвал его насущным. Совершенно очевидно, что при деградации мерзлоты освобождаются от многовековой (многотысячелетней) заморозки некоторые объёмы древних почв. Особенно это характерно для так называемой едомы, в которой присутствуют древние грунтовые ядра с торфом, гумусом и семенами растений. И они начинают прорастать при потеплении. Это как правило мы видим степные виды трав, которых нет среди современной растительности регионов вечной мерзлоты. Это доказывает, что в более тёплые периоды здесь были степные, травянистые, обширные пространства. Травы были кормовой базой мамонтового биома. Вообще такое уникальное явление как прорастание древних семян, можно рассматривать как естественное сохранение биоразнообразия. Если эти виды окажутся полезны для новой экосистемы, то они впишутся в неё и займут свои экологические ниши. Наоборот, если они окажутся инвазивными, то современная экосистема их «выплюнет». То же касается микрофлоры, которая существует в симбиозе с экосистемой, и она не сможет развиться в современных ландшафтах. Даже если какие-то виды микроорганизмов оживут и попытаются размножиться, они будут подавлены современной экосистемой. Сейчас учёные ищут полезные свойства у древних ископаемых организмов, законсервированных в мерзлоте на десятки тысяч лет. Это касается не только микроорганизмов, но и крупных представителей флоры и фауны. Мамонты, например, могли выживать при низких температурах, у них и других животных были особые криопротекторные свойства крови, препятствующие ее загустеванию и замерзанию при низких температурах. Речь идет о специфической биохимии, которая давала возможность выживать в суровых климатических условиях. Такие знания могут быть использованы при разработке некоторых биотехнологий, например, как вводить тела в анабиоз, замораживать и размораживать живые биологические материалы и организмы при полном сохранении их клеточной структуры. В Якутии иногда находят замороженных во льду мелких земноводных ящериц (углозубов), которые после разморозки быстро оживают. Я считаю, что повышение температур в Якутии принесёт больше пользы, чем вреда. Условия для жизни станут более благоприятные. Примерно 100 тыс. лет назад в районе Якутска росли липы, численность животных была больше, биоразнообразие богаче, экосистема была более продуктивная, бродили многотысячные стада животных. Скажите, неужели это опасно для человека, если в Якутске будет климат такой же, как в Крыму? Понятно, что придётся менять технологии строительства с учётом изменения состояния грунтов, развивать новые виды сельского хозяйства. А все города, жилые поселения и прочие здания придётся перестраивать заново. Зато не будут разрушаться дороги и инженерные сооружения, как это происходит сейчас.
- Что вы можете сказать про обрушение берегов? По словам заведующего лабораторией геоэкологии Севера Географического факультета МГУ Станислава Огородова, в год в результате термоабразии разрушается от 1 до 3, а кое-где и до 5-7 метров берега. Так, например строительство и работа арктических морских портов, береговых нефтенакопительных терминалов, газоперерабатывающих заводов, прокладка подводных трубопроводов и кабелей, как результат – ежегодное обрушение части суши, по площади сравнимой с центральной частью Москвы.
— Это правильные данные, я согласен с ними, но помимо техногенных ещё идут и природные процессы. Дело в том, что при деградации мерзлоты в Северном полушарии, в основном это льды, сконцентрированные на российской территории в Арктике и Восточной Сибири, частично в Канаде и Аляске, уровень океана повысится на один -полтора метра. И низменные территории в устьевых частях крупных рек (Колымы, Яны, Индигирки, Анадыря, Маккензи и других) испытают ещё большее воздействие со стороны моря, уровень которого, как мы, сказали поднимется на 1,5 м, а всякие нагонные и приливные явления поднимутся до 5 м - 6 м. Значительная территория, сложенная быстро деградирующими, неустойчивыми высокольдистыми породами (опять же эта едомая свита) быстро деградирует и море будет наступать, и с этим ничего поделать нельзя, какую-то часть территории мы потеряем. Острова в Ледовитом океане также могут частично деградировать. Но не все, поскольку у многих островов там есть коренные, гранитные, вулканогенные ядра. В целом, эти территории сейчас малопродуктивные, там распространены кочкарные болотистые тундры, они не являются сколь-нибудь ценной кормовой базой даже для оленеводства. Экономика и сельское хозяйство от их потери не сильно пострадают.
- Вулканическая активность усилится, с вашей точки зрения?
- Вулканическая активность, скорее всего будет фоновой с какими-то всплесками. В целом вулканическая активность в истории четвертичного периода опосредованно связана с формированием крупных оледенений и их деградацией. В результате этих явлений существенно меняется нагрузка на земную кору и литосферу, активизируются тектонические движения, такие как гляцио-изостатические колебания. Ледник набирает массу и давит на земную кору, та в свою очередь тонет в мантии, ледник деградирует, литосфера начинает всплывать, возникают деформации, приводящие к вулканической и сейсмической активности. Например, 74 тыс. лет назад извержение вулкана Тоба в Индонезии совпало с деградацией ранневолдайского оледенения. То же самое произошло в конце поздневалдайского оледенения 10-12 тыс. лет назад, когда крупные ледниковые щиты деградировали. Что сейчас происходит? На территории России в восточной Сибири крупных ледниковых щитов нет, деградировать особо нечему. Изменение климата вряд ли отразится на сейсмической и вулканической активности. Возможно воздействие других явлений, но этот вопрос уже надо задавать специалистам в области сейсмотектоники и сейсмологии. Но вот в связи с климатом серьезной сейсмической активности не предвидится, по крайней мере на территории Северо-Восточной Евразии.