Сибирское отделение российской академии медицинских наук
 
 

Итоги очередного заседания Президиума РАН 24 мая 2016г.

25 Мая 2016

24 мая 2016 года

состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук

Научное сообщение «Большие морские экосистемы и климат Арктики». Докладчик — академик Геннадий Григорьевич Матишов. Присуждение премии имени Д.С. Рождественского 2016 года.

Члены Президиума заслушали научное сообщение «Большие морские экосистемы и климат Арктики».

Докладчик — академик Геннадий Григорьевич Матишов.

Жизнь требует от нас критического осмысления результатов и прогнозов, а также качества обучения будущих покорителей Мирового океана. Морские науки должны опираться на фактический материал. Мы ведем мониторинг от Исландии до моря Лаптевых, а зимой по трассе Северного морского пути. Сегодня Арктикой занимаются все, даже те, кто ее никогда не видел.

На волне «глобального потепления климата» возникают разного рода спекуляции. Причина: в XXI веке проблема климата приобрела геополитичекий и коммерческий крен. В данный момент требуется более качественное осмысление, экспертная оценка всего накопленного материала, при котором модели должны быть только инструментом.

Обращает внимание крайне малая сеть метеостанций в Арктике за Полярным кругом. Поэтому возникают умозрительные прогнозы. В данный момент предсказать изменчивость окружающей среды нереально. Но экономике нужны ориентиры и возможность опираться на разумные климатические шаблоны, временные циклы. Безусловно, фундаментом для реконструкции климата должны быть базы данных. Мы с NOAA завершили колоссальный по объему труд по климату всех морей России. Учтены доступные наблюдения за 150 лет. Степень изученности неравномерна. Термохалинный режим и гидробиология Баренцева моря, как по квадратам акватории, так и по месяцам изучен фрагментально, а на севере — очень слабо. Высокая Арктика и Полярный бассейн изучены еще хуже.

В рейсах мы применяем стандартное океанографическое и гидробиологическое оборудование, отрывные зонды и буйковые станции. Ни спутники, ни прогностические модели не заменят уникальную контактную информацию о жизни во льдах в условиях полярной ночи. В морских экосистемах все взаимосвязано. Менее всего изучена в Арктике криопелагиаль. Речь идет о первичной продукции, криофлоре, жизни во льдах и под дрейфующими льдами Заполярья.

Рыба — ключевой элемент пищевой цепи, как для биоты, так и для жителей Крайнего Севера. Арктические виды рыб привязаны к очень низким (до -20С) температурам воды. В частности, чернобрюхий липарис обитает при температуре от +10С до -20С. В Арктике важно изучать как самих птиц, так и ту биоту, которую они переносят в оперении. На примере панцирных клещей наглядно показано, какими путями в голоцене почвенная биота попала на птичьи базары архипелагов. Зимой в Арктике только с атомных ледоколов и с помощью спутниковых меток можно добыть объективные данные о морской среде и льдах, о видовом составе птиц, тюленей, китов и белых медведей. Мы имеем возможность исследовать жизнь арктических млекопитающих в плавучих вольерах Кольского залива.

Сегодня биологическая и промысловая океанография все чаще обращается к теории Больших морских экосистем. Морская экосистема включает в себя гораздо больше, чем два-три компонента. Только среди биотических звеньев их более 10-20, начиная от первичной продукции и ихтиопланктона, до китов и белых медведей. Примерно такое же количество надо учитывать абиотических элементов: от морских льдов, термохалинных параметров до донных отложений и геоморфологии дна.

Большие морские экосистемы, как понятие, возникли в голове американца проф. Шермана, моего близкого коллеги. Двадцать лет назад мы стали вместе дорабатывать концепцию. Пять лет назад проф. Шерман удостоился Гетеборгской премии — эквивалента Нобелевской премии по экологии. Мировой океан подразделен на 49 Больших экосистем и дающих 95% морской биопродукции. В основе концепции пять обязательных модулей: 1) продуктивность; 2) ихтиофауна и рыболовство; 3) загрязнение и здоровье экосистемы; 4) социоэкономические условия; 5) управленческие механизмы.

Социоэкономика. По сей день рыболовство остается главным фактором, который привносит дисбаланс в жизнь Больших морских экосистем. После распада СССР отечественная рыбная отрасль потеряла позиции крупнейшего в мире производителя морепродукции. СССР добывал рыбы до 11 млн. т. Сейчас Россия — 3-4 млн. т. Спад возник из-за перелова и развала отрасли. Утрачены научные рыбохозяйственные позиции, как в сфере товарного рыбоводства, так и заводского воспроизводства.

Радиоактивность океана. Мы серьезно этим занимаемся. Работали на старых ядерных полигонах, в Черной губе, в месте гибели АПЛ «Курск» и «Комсомолец». Во всех губах базирования атомного флота. В морях Арктики уровни поллютантов как в период атомных испытаний, так и в 21 веке очень низкие.

Интродукция. При анализе LME серьезного учета требует вселение чужеродных видов. Перевоз тихоокеанских лососей и камчатского краба на Русский Север — одна из наиболее масштабных инвазий советской эпохи. Горбуша расселилась не только на Севере России, но и проникла в моря Европы. Камчатский краб, так же как и горбуша, с позиций социально-экономических — это позитивный фактор. А с точки зрения здоровья экосистемы — явный вред.

Жизнь и экономика Крайнего Севера прямым образом зависят от масштабов грузоперевозок по Северного морского пути, от развития «Атомфлота». В постсоветский период очевиден спад грузопотока в 3 раза. До экономических санкций развивались тенденции к росту до 4,0 млн. т. Есть интерес у Китая. В 2014 и 2015 годах транзитный грузопоток между Европой и Азией по СМП резко сократился. Сейчас международные перевозки по Севморпути переживают явный кризис. В ближайшие годы достичь советских объемов грузоперевозок нереально — не восстановлена навигационная инфраструктура.

Из 40-летней истории вопроса не ясны перспективы нефтегазодобычи на шельфе Арктики. Добыча нефти объемом 1 млн. тонн на Приразломной — это капля в море. Уже тридцать лет жители Мурманска связывают свое будущее с разработкой гиганта Штокманского месторождения. Под проект века выстраивалась вся социально-экономическая инфраструктура Крайнего Севера.

При коммунистах Крайний Север бурно заселялся. В постсоветский период население Заполярья стремительно сокращается. Мурманская область по численности вернулась к уровню 60-летней давности. Депопуляция выразилась в снижении почти на 300 тыс. человек.

Военно-морская деятельность — важный фактор при анализе Больших морских экосистем. Арктика, Северный полюс, Баренцево море — всегда были ключевыми в геополитике.

Загрязнения, ограничение районного рыболовства — помеха для развития гражданской инфраструктуры. Все это имеет место в Баренцевом и Черном морях, Балтике, Персидском заливе.

Моделей оледенения много, но суть одна — климат цикличен, глобальные потепления и похолодания повторяются. В северном полушарии 17-20 тыс. лет назад произошло материковое оледенение. Уровень океана опускался на 120 м., а шельфы осушились. Великие ледники Северной Америки и Европы стали распадаться. Для того чтобы растаял Скандинавский ледник понадобилось порядка 5 тыс. лет. Громадный Скандинавский ледник начал таять 14 тыс. лет назад. Часть стока талых вод поступала по Волге, Дону, Днепру в Каспийский и Азово-Черноморский бассейн. В условиях наземного периглянциала на юге России и в Китае формировались лёссы. При таянии 2-4 км ледниковых щитов Скандинавии, Исландии, Гренландии, Канады зарождались мутьевые потоки. Густой сетью они растекались по материковому склону на абиссальные равнины. Масштаб сил, создавших подводные «речные» системы сопоставим с речными процессами, которые создали долины Амазонки, Ганга, Инда, Хуанхэ.

Теплый цикл в Арктике в начале XXI века очевиден. Но также видно, что сейчас идет резкое нарастание льда в Антарктиде. С периодичностью в 30 лет откалываются айсберги от шельфового ледника Нансена. Нам представляется, что прогнозы климата Северного Ледовитого океана без увязки с явлениями в Южном океане будут выглядеть упрощенной теоретической моделью. Анализируя глобальные изменения, нужно учитывать Антарктиду. Тут сконцентрировано 92% льда и холода на Земле. Процессы в Антарктиде на много порядков масштабнее флуктуации тонкого (2-5 м.) льда в Арктике. Именно здесь формируется глобальная термохалинная циркуляция холодных вод на дне Мирового океана.

Наряду с Гольфстримом и прочими поверхностными струями вод Мирового океана существует колоссальная циркуляция придонных холодных вод на глубинах 3-8 км. Безусловно, модели обязаны учитывать воздействие абиссального холодильника, а именно донной холодной гидросферы на глобальный климат. Очень сложную картину имеет вертикальный океанографический разрез, термохалинная циркуляция. Сомневаюсь, что климатические модели принимают в расчет всю сложную гамму процессов и явлений. В Арктике климат — определяющий фактор развития экосистем.

Впечатляет плеяда выдающихся ученых, обращавших внимание на климат: Нансен, Амудсен, Норденшельд, Делонг, Колчак, Макаров, Воейков, Седов, Панов, Книпович, Н. Зубов. Бесценные труды еще большего числа первопроходцев стали стираться в памяти специалистов. В 1878 году Норденшельд на судне «Вега» прошел за лето от Стокгольма до Берингова пролива. И Норденшельд, и челюскинцы, и многие другие за одну навигацию проходили вдоль берегов Сибири в безледных условиях потепления.

С тех пор дискуссия о цикличности климата не прекращается. И все потому, что от наличия льда зависит освоение шельфа. Морской лед — один из важнейших индикаторов климата в Арктике. Существует много алгоритмов расчета площади морского льда. Погрешность расчетов примерно 10% или 1 млн. км2. Это внушительно много.

В 2012 году рекордно долго — более 100 дней — продержались льды в Беринговом море, продолжив серию «холодовых» рекордов в этой части. Площадь ледового покрова в Беринговом море вышла на второе место среди максимальных значений за историю американских наблюдений со спутника (с 1979 года). Для Арктики характерна внутривековая периодичность климата (11, 17, 30, 60 и т.п. лет). Раз в 30 лет замерзает Кольский залив. Безусловно, в 2012 году февральская площадь ледового покрова в Баренцевом море показала абсолютный минимум за историю наблюдений, составив 400 тысяч квадратных километров против обычных 860 тысяч. Холодная весна и лето 2013 г. привели к росту покрова льда в Арктике. Его площадь стала примерно в 1,5 раза больше, чем в 2012 году. С этого момента Арктика вступила в эпоху похолодания с 17 или 30-летним циклом. В середине сентября 2013 г. из-за сплоченных льдов эскадра кораблей Северного Флота проходила пролив Вилькицкого в сопровождении четырех атомных ледоколов. Ледяной барьер, шириной почти в 100 км, как тромб был преградой для судоходства.

Мой опыт в экосистемной климатологии подсказывает, что теплый период в Арктике завершился. За последние годы вектор климата повернулся в сторону холодного цикла, расширения площади льда, добавления техногенных и климатических рисков. Без ледоколов наш ледяной «Шелковый путь» не пройти. Обращают на себя случаи столкновения с айсбергами и крупными торосами. В 2013 г. в результате пробоины ниже ватерлинии получили ледоколы «50 лет Победы», танкер «Нордвик» и другие. Дрейфующие айсберги требуют учета при моделировании.

В 21 веке следствием потепления климата морей Арктики стало изменение ареалов основных видов коммерческих рыб. Например, смещение черного палтуса на север Карского моря. Смещались ареалы не только коммерческих рыб, но и белого медведя, атлантических моржей. Для периода последнего потепления в XXI веке проведена ревизия систематики зообентоса. Зообентос — важный индикатор вариаций климата. Несмотря на то, что климат цикличен, периодичность не такая четкая, как у часового механизма. По изменению биомассы конкретно (полихет) установлено, что донная фауна не сразу реагирует на вектор температурной аномалии. Происходит запаздывание на 3-8 лет.

Для начала 21 века в Арктике характерно потепление. Напротив, для юга Европы аномальными явились экстремальные морозы и площади льда в южных морях. Мы не поймем климат Арктики, если наряду с Северной Атлантикой не будем учитывать глобальные процессы в Сибири, Канаде, Беринговом море, Европе и южных морях. Пришло время сфокусировать внимание на воздействии громадных зимних антициклонов: Сибирского, Канадского, на Атлантику, северную Пацифику. Корень зла в противоборстве двух полюсов: сухого холода — Сибирского антициклона и тропического тепла — Гольфстрима. Ось Воейкова — блокирует поступление более теплых воздушных масс из Атлантики к морям Средиземноморья.

Арктика, гидрокосмос, т.е. моря и океаны требуют не деклараций, а реального внимания. Надо строить новые научные суда для океана и внутренних водоемов. В начале XXI века, как в 30-е годы ХХ века, в Баренцевом море, и в целом в Арктике, наблюдалось потепление. Эта фаза обусловлена мощной адвекцией тепла из Атлантики. Это породило, с подачи Альберта Гора, разговоры о скором таянии арктических льдов. Прошло 15 лет — лед не растаял. Надо чаще читать классиков.

В обсуждении доклада приняли участие:

ак. Б.Н. Четверушкин, ак. А.С. Бугаев, д.б.н. П.Р. Макаревич, к.фарм.н. Е.Д. Облучинская — Мурманский морской биологический институт РАН, д.г.н. С.В. Бердников — зам. председателя ЮНЦ РАН, ак. Р.И. Нигматулин, д.б.н. М.В. Флинт — зам. директора Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН.

На заседании рассмотрен вопрос о присуждении премии имени Д.С. Рождественского 2016 года (представление Экспертной комиссии и бюро Отделения физических наук) д.физ.-мат.н. Валерию Сергеевичу Запасскому за цикл работ «Лазерная спектроскопия спиновых шумов». Выдвинут Санкт-Петербургским государственным университетом.

На заседании Экспертной комиссии присутствовали 6 членов Комиссии из 9. В соответствии с результатами тайного голосования единогласно к присуждению премии имени Д.С. Рождественского 2016 года рекомендована кандидатура В.С. Запасского. На заседании бюро Отделения физических наук РАН присутствовали 19 членов Бюро из 36. В соответствии с результатами тайного голосования большинством голосов (за — 18, против — 1, недействительных бюллетеней — нет) в президиум РАН представлен проект постановления о присуждении премии имени Д.С. Рождественского 2016 года В.С. Запасскому.

В цикле работ В.С. Запасского был предложен и реализован принципиально новый способ наблюдения магнитного резонанса, основанный на оптической регистрации шумов намагниченности. Пионерская работа по наблюдению магнитного резонанса в шумах фарадеевского вращения была выполнена В.С. Запасским совместно с Е.Б. Александровым ещё в 1981 году, однако расцвет этого направления наступил только в последние годы, когда выяснилась перспективность применения этой техники к полупроводниковым структурам (включая низкоразмерные). В настоящее время это новое направление исследований активно развивается во многих научных лабораториях мира. В.С. Запасский является общепризнанным лидером в этой области науки. Полученные им и его группой в последние годы оригинальные результаты, опубликованные в ведущих научных изданиях (Physical Review, Physical Review Letters, Optics Express, Scientific reports и др.), существенно повлияли на прогресс в этой области исследований. В.С. Запасский — автор более 100 научных работ, является общепризнанным специалистом в области магнитооптики конденсированных сред, физики магнитного резонанса и поляризационной оптики.

Члены Президиума обсудили и приняли решения по ряду других научно-организационных вопросов.