Нынешний выезд учёных на остров Земля Александры (входит в архипелаг Земля Франца-Иосифа) стал продолжением масштабного проекта по изучению биологического разнообразия в Арктике. В состав экспедиции в этом году впервые вошли геофизики, геологи, сейсмологи, креологи и океанологи, что придало исследованиям междисциплинарный характер. Главные вопросы, которые интересуют учёных, — как влияет глобальное изменение климата на все аспекты жизни в Арктике и что нужно сделать для сохранения её уникальной экосистемы.
Пока мишка спит…
Основной целью экспедиции, которая проходила с 26 марта по 10 апреля, стало наблюдение за белыми медведями. Совместная работа учёных из Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН и специалистов национального парка "Русская Арктика" ведётся периодически с 2009 года и на постоянной основе — с 2018 года. Только в динамике, собирая ежегодно данные по виду, учёные могут сделать выводы по актуальному состоянию популяции и проследить динамику. Возможность вести многолетние наблюдения биологи получили благодаря поддержке Русского географического общества.
grg00202.jpg
Земля Франца-Иосифа считается "родильным домом" белого медведя. Многочисленные острова архипелага, окружённые льдами даже в летние месяцы, с большим количеством птичьих базаров, обилием тюленей и лежбищами моржей — идеальное место для обитания полярного хищника.
Как сообщил руководитель группы биологов из Института имени А.Н. Северцова Илья Мордвинцев, была исследована центральная часть острова и его северное побережье от бухты Зверобоев до бухты Илаева и мыса Нимрод, пройдены основные поисковые маршруты по припайному льду в бухтах залива Дежнёва. Исследователи преодолели на снегоходах более 850 км. Северное побережье острова открыто от льда. Были замечены нерпа и лёжка пяти атлантических моржей у кромки воды, а также птицы — чистики и люрики.
grg10197.jpg
В этом году погода преподнесла неприятный сюрприз. Практически всю вторую половину экспедиции шёл сильный снег и мела метель. В такую погоду медведи стараются не выходить из своих укрытий. Тем не менее биологи сумели обнаружить одну берлогу и следы самки с детёнышами, а также отловить четырёх самцов. Их взвесили и взяли биоматериал для генетического, биохимического и токсикологического анализов.
— Чтобы провести необходимые исследования, медведя обездвиживают — стреляют из специального ружья ампулой со снотворным средством, — объясняет представитель нацпарка "Русская Арктика" Марина Меньшикова. — Этот безопасный метод используется учёными всего мира. Пока животное спит (не более 15 минут), учёным нужно взять анализ крови на содержание эритроцитов и лейкоцитов. Позже, в лаборатории, которая развернута прямо в Арктике, проводится исследование крови и на гормоны. А уже в московской лаборатории кровь будут изучать генетики. Кроме того, медведей измеряют, взвешивают и ставят ушную метку с датой мечения и названием места, где он был отловлен. После проведения манипуляций медведю вводят специальное средство, которое помогает ему поскорее пробудиться.
Предварительные выводы обнадёживают. Мишки с острова Земля Александры здоровы и вполне упитанны, следовательно, не испытывают проблем с питанием.
grg07724.jpg
Тем не менее зоологи хотят убедиться в том, что полученные данные отражают состояние всей популяции белых медведей на острове. В планах также установить специальные ошейники на самок, чтобы фиксировать маршруты миграции животных. Поэтому группа учёных продолжит свою работу на Земле Александры и по окончании экспедиции.
— Белый медведь в Арктике стоит во главе трофической цепи питания, — резюмирует директор нацпарка "Русская Арктика" Александр Кирилов. — Наблюдая за ним, биологи могут отследить тенденции намного большего масштаба. Это климатические изменения, антропогенное влияние в регионе и распространение новых видов в Арктике в целом.
Междисциплинарный эффект
Масштабные тенденции интересны не только биологам. И в этом году научный состав комплексной экспедиции был значительное расширен.
Впервые за всю историю остров Земля Александры изучали геофизики, сейсмологи, океанографы и специалисты по вечной мерзлоте. У них разные цели в рамках собственных исследований, но общая логика. Учёных интересует, как ведёт себя Арктика в условиях изменения климата, какие вызовы могут возникнуть в обозримой перспективе.
Леонид Остроумов, возглавлявший группу исследователей из Государственного океанографического института имени Н.Н. Зубова, рассказал, что участие в экспедиции позволило учёным понять возможности определения уровня моря с использованием системы ГЛОНАСС. Это в первую очередь вопрос безопасности населения, подчеркивает учёный.
Точность изменения уровня моря и его динамики необычайно важна, например, для прогнозирования затоплений, при строительстве объектов на побережье, а также для обороноспособности страны. По изменению уровня моря в Мировом океане можно судить, происходит ли глобальное потепление, и если да, то насколько критичными могут быть его последствия для человечества.
Учёные сходятся во мнении, что мы живём в эпоху быстрых изменений, особенно в Арктике. Чтобы понять их вектор, необходим как системный мониторинг происходящих сегодня процессов, так и ретроспективный взгляд. Вечная мерзлота и в целом криосфера (географическая оболочка Земли, где температура держится в основном ниже нуля) дают исследователям такую возможность.
Как подчеркнул руководитель группы специалистов из Института мерзлотоведения имени П.И. Мельникова Сибирского отделения РАН Роберт Сысолятин, мёрзлые породы на Земле Александры никогда и никем ранее не изучались. Между тем они являют собой своего рода шифрограмму многовековых природных изменений.
Его коллега из Института криосферы Земли Сибирского отделения РАН Евгений Бабкин объясняет, что заложенные на различной глубине термодатчики будут фиксировать изменения температуры мёрзлых пород. По прошествии трёх лет можно будет сделать вывод о климатических колебаниях.
grg07063.jpg
Специалисты Института физики Земли имени О.Ю. Шмидта РАН также работали на Земле Александры в первый раз. Была, в частности, проведена полевая апробация микросейсмического зондирования морского дна с ледяной поверхности в условиях Арктики.
— Если сейсмодатчики установить на дрейфующих льдах, они способны стать "локатором", сканирующим рельеф морского дна, и давать информацию о любых телах или предметах в толще подлёдной воды, — говорит Руслан Жостков, старший научный сотрудник лаборатории фундаментальных проблем экологической геофизики и вулканологии Института физики Земли.
Учёные выполнили аэрофотосъёмку части территории острова. Совокупность снимков с последующей компьютерной обработкой позволит создать отрофотоплан — своего рода трёхмерное изображение рельефа на точной геодезической основе. С его помощью можно сделать анализ земной структуры — например, выявить складки и трещины.
Пожалуй, главная особенность нынешней экспедиции состоит в её междисциплинарном взаимодействии. Оно очевидным образом усиливает исследовательский эффект. Геофизика идёт рука об руку с геологией, высшая геодезия — с океанографией, биология — с экологией.
Теперь, по завершении полевой части работы, начинается этап расшифровки и интерпретации её результатов. На основании геофизических данных станет понятно, существует ли сейсмический разрыв в районе одной из бухт острова Земля Александры. Если предположения учёных подтвердятся, значит, здесь ранее произошло сильное землетрясение. И оно может повториться.
В лаборатории отправлены многочисленные пробы воды, льда, почвы, а также биоматериала. Это даст возможность оценить состояние окружающей среды и животного мира, степень воздействия на них деятельности человека. А также сделать прогноз и сформулировать рекомендации.
Арктика без ошибок
Арктический регион всё чаще оказывается в центре внимания. Это связано с большими запасами минерального сырья и перспективными транспортными коридорами в акватории морей Северного Ледовитого океана. Однако Арктика до сих пор остаётся слабо изученным природным комплексом в силу её удаленности, труднодоступности и сложных погодных условий. Всё это ограничивает периоды проведения научных исследований.
Вместе с тем именно Арктика, и прежде всего её животный мир, в силу пока ещё ограниченного воздействия человека является чутким индикатором глобальных климатических изменений.
Результаты работы учёных в рамках экспедиции "Умка-2021" чрезвычайно важны в свете хозяйственного освоения Арктики. А именно это, судя по всему, ждёт регион в обозримом будущем.
Практически повсеместно на планете, где начиналась экономическая деятельность, в предыдущие периоды совершались грубые, порой преступные ошибки по отношению к природе. Для устойчивого развития Арктики важно уже сейчас учесть тот негативный опыт и попытаться избежать его повторения. В этом заключается миссия российских учёных, работающих сегодня в Заполярье.
Для справки
В декабре 2010 года в ходе экспедиции Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН на Землю Франца-Иосифа Владимир Путин надел ошейник со спутниковым передатчиком на белого медведя. С того момента тема изучения этого краснокнижного животного в Российской Арктике стала одной из ключевых для Русского географического общества.
В 2013 году РГО поддержало международную экспедицию на Землю Франца-Иосифа, в ходе которой большой коллектив учёных впервые собрал комплексные научные данные о состоянии биологического разнообразия архипелага.
В 2013–2015 годах национальный парк "Русская Арктика" получил грант РГО на исследование роли заказника "Земля Франца-Иосифа" в сохранении популяций редких видов морских млекопитающих и белого медведя.
С 2018 года при поддержке РГО каждую весну биологи исследуют состояние здоровья и сезонные перемещения животных.
В течение трёх последних лет учёные постоянно входят в состав комплексных экспедиций РГО и Северного флота в акватории Северного Ледовитого океана и на его островах. В ходе предыдущих экспедиций сделан ряд важных научных открытий, в том числе и в сфере современного состояния редких видов морских млекопитающих.
Айвар Валеев