Шпицберген. Ученые выяснили, что из тающей мерзлоты не происходит катастрофических выбросов ртути в биосферу

Москва, 11 ноя - ИА Neftegaz.RU. На протяжении 6 лет специалисты из нескольких институтов проводили исследования содержания ртути и органического углерода в мерзлых отложениях четвертичного периода на арктическом архипелаге Шпицберген.
Исследования не подтвердили теорию о накоплении ртути в современных экосистемах в зоне распространения многолетней мерзлоты, связанной с промышленными выбросами и потеплением климата.

Исследование проводили ученые из Арктического и антарктического научно-исследовательского института совместно с коллегами из Института озероведения РАН СПБ ФИЦ РАН, Института полярных и морских исследований А. Вегенера и Технического университета Дрездена.

Интересы РФ в Шпицбергене

Архипелаг Шпицберген расположен в Северном Ледовитом океане между 76^й и 80^й параллелями.
Согласно Шпицбергенскому трактату 1920 г.:

• Норвегия получила суверенитет над этой территорией, ранее считавшейся ничейной;
• государствам-участникам договора, в тч. России, предоставлено равное право на эксплуатацию естественных ресурсов Шпицбергена и его территориальных вод.

С 1991 г. России перешли права СССР- государства, имевшего наряду с Норвегией особые экономические интересы на Шпицбергене.
Россия работает на Шпицбергене более 90 лет.
Присутствие РФ на архипелаге обеспечивает Арктикуголь.
Угля там добывается все меньше, но актуальность присутствия на Шпицбергене только возрастает с учетом важности Арктики.
Поэтому исследования ААНИИ у Шпицбергена так важны.

Теория о накоплении ртути

Деградация мерзлых толщ из-за потепления климата может привести к поступлению в биосферу климатически и биологически активных веществ.
Разложение органики при участии микроорганизмов может привести к минерализации с выделением парниковых газов - углекислого газа (CO₂) и метана (СН₄), что усиливает потепление климата.
Оттаивание мерзлых пород несет риск поступления в биосферу значительных количеств одного из наиболее токсичных металлов - ртути, образующей соединения с органическим веществом в почвах зоны вечной мерзлоты.

Результаты исследований

Ученые скептически относятся к теории о критическом повышении концентрации ртути в почвах и донных осадках из-за деградации мерзлоты.
Оттаивание мерзлоты - это растянутый во времени процесс, который при этом не приводит к мобилизации сразу всей оттаявшей толщи и содержащейся в ней органики с ртутью.
Но проверить нужно.

Исследования проводили в 15 скважинах, всего изучено 157 образцов.
Эти научные работы - продолжение комплексного изучения мерзлоты архипелага в районе российского поселка Баренцбург.
Результаты:

• концентрация ртути в мерзлых четвертичных отложениях варьируется от 21 до 94 нг/г, со средним значением в 40 нг/г;
• ртуть поступала в мерзлые четвертичные отложения во время осадконакопления путем образования комплексов с органическим веществом или была адсорбирована на глинистых частицах;
• значения можно рассматривать как доиндустриальные фоновые значения, то есть значительные для природной среды до появления антропогенных выбросов;
• доиндустриальные морские мерзлые отложения в районе Баренцбурга содержат больше ртути, чем современные донные грунты большинства фьордов Шпицбергена;
• концентрация ртути в современных экосистемах Шпицбергена укладывается в природную норму до появления человеческой деятельности.

Научный мерзлотный полигон на Шпицбергене

• ААНИИ Росгидромета создавали полигон в период 2016 -2020 гг.;
• задачи полиона:
• изучение многолетней мерзлоты,
• испытания технологий для освоения Арктической зоны РФ и Арктики, в целом,
• технологий освоения криолитозоны (зоны мерзлых грунтов) могут быть востребованы и на территории РФ;
• расположение - неподалеку от поселка Баренцбург;
  
• оснащенность полигона:
• термометрические скважины,
• площадка мониторинга сезонно-талого слоя,
• скважины для мониторинга подрусловых таликов,
• метеорологический комплекс,
• коса длиной 150 метров с датчиками температуры и сопротивления для мониторинга формирования сезонной морской мерзлоты - установлена на дне фьорда.

Итоги работы полигона в 2022 г.

Тоже завершились в октябре, как и в 2023 г.
Работы проводились 6 месяцев.
Итоги работы 2022 г.:

• проведены комплексные исследования природной среды острова Западный Шпицберген;
• отработана технология спутниковой передачи температурных данных о состоянии мерзлых пород, что в дальнейшем планируется использовать для создания российской системы мониторинга многолетней мерзлоты;
• сняты данные действующих термометрических станций в районе поселков Баренцбург и Пирамида,
• измерена мощность сезонно-талого слоя мерзлоты,
• исследовано состояние мерзлотных форм рельефа;
• данные были тогда переданы в международную систему CALM;
• выполнены гидрологические исследования на водосборах 8 рек со стадии накопления снега и снеготаяния до осеннего паводка, что позволило оценить сток пресной воды и взвешенных наносов во фьорд;
• проводились экспериментальные измерения испарения с поверхности снежного покрова;
• ледники в районе Баренцбурга и Пирамиды:
• мониторинг абляции, геофизические исследования внутренней структуры ледников и подледникового ложа ледников,
• на поверхности ледников велось изучение теплобалансовых особенностей поверхности ледников в зимний и летний периоды, что позволило построить модели таяния поверхности ледников;
• океанографический блок:
• измерения свойств водной толщи фьордов с припайного льда и с борта судна с целью изучения распространения атлантических вод во фьордах,
• образцы морской воды проанализированы для оценки цикла углерода, распространения биогенных компонентов и активности фитопланктона,
• поднята одна притопленная буйковая станция, ведущая измерения в толще воды в течение года.
• тестовая скважина:
• пробурена на глубину 25,5 метра для отработки технологий обустройства пунктов мониторинга многолетней мерзлоты,
• для удаленного наблюдения за состоянием мерзлого грунта в скважину установлена термометрическая коса с функцией передачи температурных данных по спутниковой связи,
• керн будет использован в дальнейших мерзлотных исследованиях на архипелаге;
• полевые исследования и отбор образцов четвертичных отложений для последующих климатических и ландшафтных реконструкций велись весной в озерах в районе Баренцбурга и летом совместно с ВНИИОкеангеология на Земле Оскара II;
• вместе с СЗФ НПО Тайфун проведен фоновый и локальный мониторинг загрязнения в районах Баренцбурга и Пирамиды:
• отобраны и исследованы на содержание стойких органических загрязняющих веществ и тяжёлых металлов снег, морские, речные и почвенные воды, почвы, морские донные отложения, водная взвесь и растения,
• химический анализ проводился в лабораториях ААНИИ в Баренцбурге и СЗФ НПО Тайфун в г. Санкт-Петербурге.

Сеть мониторинговых наблюдений за состоянием зон вечной мерзлоты на территории России.

Работы в 2022 г. проводились в рамках проекта организации сети мониторинговых наблюдений за состоянием зон вечной мерзлоты на территории России.
Развертывание сети началось в 2023 г.
19 мая 2023 г., в г. Салехарде открыт 1^й пункт Государственной системы фонового мониторинга состояния многолетней мерзлоты.
Комплексная сеть наблюдения за мерзлотой будет развернута на всей территории залегания криолитозоны, которая охватывает большую часть РФ.
Оператор - ААНИИ.
Характеристики Скважины:

• глубина - 25 м;
• количество датчиков - 32, расстояние между которыми 10 см - 2 м;
• внутри находится блок регистрации, данные в режиме онлайн поступают в Центр мониторинга состояния многолетней мерзлоты ААНИИ.

Все оборудование отечественное.
Пункты мониторинга планируется также развернуть в Алтайском крае, Западной Сибири и Забайкалье.
За 2023 - 2025 гг. планируется развернуть более 140 пунктов наблюдения.






Автор: А. Шевченко, О. Бахтина