Аналитический обзор
НЭС «Михаил Сомов» буксирует айсберг массой около 200 тыс. т
© ААНИИ

Изучение обстановки в Арктике поможет обезопасить деятельность по освоению региона от природных угроз

В западной части российской Арктики реализуется проект создания новых средств мониторинга опасных природных процессов. В чём суть проекта и как его результаты могут помочь в разработке арктического шельфа и увеличении судоходства по Северному морскому пути, порталу arctic.ru рассказал заместитель директора по научной работе Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) Росгидромета Александр Данилов.

В Арктике реализуется проект по созданию новых средств мониторинга опасных природных процессов. Расскажите, пожалуйста, что это за проект и в чём его суть?

Министерство образования и науки Российской Федерации реализует масштабный проект, который называется «Создание новых методов и средств мониторинга гидрометеорологической и геофизической обстановки на архипелаге Шпицберген и в западной арктической зоне Российской Федерации», который выполняется уже второй год. В нём участвует несколько организаций: наш институт (ААНИИ) как головной, Северный арктический федеральный университет из Архангельска (САФУ), Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ), Институт экологических проблем Севера (ИГКЭ) и Кольский филиал геофизической службы РАН.

В чём суть проекта? Одна из задач науки в Арктике — это изучение природных рисков, которые существуют для деятельности как в наземной, так и в морской Арктике. Риски достаточно серьёзные. Это сложные ледовые условия, айсберги, климатические изменения, которые в Арктике происходят, загрязнение Арктики, сейсмические опасности (они тоже существуют, поскольку в Арктике, в Северном Ледовитом океане тоже бывают сейсмические явления — землетрясения), оттаивание вечной мерзлоты.

Наука изучает эти процессы, создаёт методы и средства, чтобы минимизировать эти природные риски или даже управлять ими. Это прежде всего мониторинг, наблюдение за этими опасными явлениями, их прогнозирование и принятие решений на основании этой информации об угрозах. Далеко не всеми рисками можно управлять, но я приведу в качестве примера те риски, управление которыми всё-таки возможно, — это ледовые условия, включая айсберги. Проект, который реализует наша группа организаций, включает в себя эти ледовые риски и угрозы. Суть заключается в том, чтобы создать инструменты обнаружения, прогнозирования и выдачи информации пользователям.

Айсберги представляют большую угрозу для стационарных морских сооружений — платформ, терминалов, которые намертво прикреплены к морскому дну. Если судно от айсберга может уйти, обогнуть его, то платформе достаточно затруднительно это сделать, хотя такие способы существуют. В рамках этого проекта первое — это метод обнаружения объектов. Обнаруживать их надо в любое время года, в том числе когда полярная ночь. Это делается с помощью спутниковых методов. Достаточно сложно разглядеть со спутника айсберг или его обломки, поэтому разрабатываются высокоточные спутниковые методы, которые всё-таки позволяют обнаруживать айсберги, обломки айсбергов в любое время года. Обнаружили, а дальше нужно определить, дойдёт этот айсберг до морской платформы, опасен ли он для неё? Чтобы прогнозировать движение айсберга, нужно прогнозировать атмосферные условия, должна быть хорошая метеорологическая модель, а также модели, описывающие движение льдов, айсбергов, вод, которые несут этот айсберг. Это целая технология. Мы должны уметь оценивать степень риска для сооружения, и если это опасный айсберг, то дежурящие около платформ суда ледовой защиты должны выдвинуться к айсбергу и отбуксировать его, сместить с опасной траектории движения.

Вот, собственно говоря, вся цепочка. И фактически в каждом звене этой цепочки лежат научные разработки методов обнаружения и прогнозирования. В конечном итоге это всё объединяется в единую систему, которую называют аппаратно-программным комплексом. Те методы, которые я перечислил, по сути, все компьютерные, в компьютер поступает информация (спутниковая, наблюдения со станций), нужная для того, чтобы обнаружить опасность и спрогнозировать. Таким образом, айсберговыми рисками можно управлять. Определённая отработка такого комплекса была осуществлена летом 2014 года, когда в Карском море «Роснефть» проводила разведочное бурение на месторождении «Победа». Эти технологии не в окончательном виде использовались и показали свою способность решать такие задачи. Это совершенно необходимый инструмент для обеспечения безопасности морских сооружений в арктических морях.

Точно так же можно управлять не только айсбергами, но и тяжёлыми льдами вблизи платформ. Там важно понять, оценить и спрогнозировать сложную ситуацию, когда к платформе могут прийти тяжёлые ледяные поля, и задача судов защиты и ледоколов — эти поля разрушать. Ледовые риски относятся к тем рискам, с которыми бороться можно. Но бывают разные ситуации. Например, айсберг в миллион тонн ещё можно оттащить с опасной траектории, а вот айсберг в четыре миллиона тонн — уже сомнительно. Была такая история в рамках подготовки проекта по освоению Штокмановского месторождения (это проект «Газпрома», сейчас он заморожен): наша экспедиция в 2003 году в районе Штокмановского месторождения обнаружила айсберг весом около четырёх миллионов тонн. Вначале предполагалось, что добычная платформа будет намертво заякорена с морским дном, а когда выяснилось, что может появиться такой айсберг, проектировщики сделали платформу-судно, которое в случае появления айсберга может быть отстёгнуто от дна и отойти в сторону, пропустив айсберг.

А как обстоит дело с сейсмическими угрозами? Ведь их нельзя предотвратить?

Мы, конечно, бороться с землетрясениями не можем и никогда, видимо, не сможем их предотвращать. Но мы можем предупредить о том, что землетрясение произошло, где его эпицентр, какова мощность. И опять же важно понимать, как это событие может повлиять на морские сооружения — платформы, подводные трубопроводы. В Арктике очень сильных морских землетрясений не бывает, где-то пять баллов. Но дело в том, что эти землетрясения провоцируют подводные сели, оползни, и если этот оползень случается в районе, где проходит подводный трубопровод, могут возникнуть серьёзные повреждения.

Сейсмические методы, разработкой которых занимаются ИЭПС  и геофизическая служба РАН, позволяют диагностировать не только очаги и силу землетрясений, их можно использовать для обнаружения образования айсбергов. Как образуются айсберги? Края оледенения архипелагов и островов — ледники — сползают в море, откалываются, образуется айсберг, который дальше движется по воле ветра и течений. Сейсмические методы позволяют обнаружить этот момент откола. Когда айсберг откалывается от ледника, происходит удар по дну, и это генерирует сильные сейсмические волны, которые тоже можно диагностировать и определять, поэтому сейсмические методы в будущем, безусловно, будут полезны для создания систем мониторинга айсбергообразования.

В рамках этого проекта также есть важный раздел, который касается климата. Нас интересует, что будет со льдами в Арктике через 50 лет или через 100. Такие вопросы возникают, в частности, перед теми, кто проектирует суда на долгую перспективу, ледоколы и строит порты. Вот сейчас, например, в Обской губе строится порт Сабетта, из которого будут вывозить ямальский сжиженный газ, и, безусловно, при строительстве таких портовых сооружений, при проектировании транспортных систем стоит вопрос о том, чтобы транспорт был круглогодичный. Фактически мы идём к тому, что Северный морской путь в конце концов должен работать круглогодично на всём своём протяжении. Сейчас только западная часть Северного морского пути от устья Енисея на Европу круглогодично работает, но ставится вопрос и о том, чтобы и на восток он был тоже круглогодичным. И вот, конечно, возникают вопросы, какие будут льды, какие будут условия, для того чтобы эта транспортная система работала бесперебойно? Сейчас грузы в морских перевозках должны в порты назначения доставляться с точностью до нескольких часов, поэтому важность климатических аспектов учитывается. И в рамках проекта есть подпроект, который будет содержать информацию о будущих сценариях климатических изменений в Арктике: какой ледяной покров будет, какая атмосфера — это достаточно востребованная вещь.

Можно ли уже сейчас делать какие-то прогнозы относительно изменения климата в Арктике? Очистится ли Северный морской путь от льда и в какие сроки?

Если говорить коротко, то до конца XXI века лёд в Северном Ледовитом океане будет присутствовать на трассах Севморпути больше шести месяцев в году. Но существующие сценарии говорят о том, что к концу века в Арктике лёд может стать однолетним. Это означает, что где-то в августе весь лёд в Северном Ледовитом океане может растаять, но пройдут совершенно безледовые три недели — месяц, и он снова будет замерзать, и где-то к октябрю-ноябрю Северный Ледовитый океан весь покроется льдами.

Если бы лёд был ровный, как на катке, то проблем было бы меньше. Толщина однолетнего льда примерно 1,2 метра, и суда и ледоколы его ломают. Но лёд ломается, смерзается, и образуются ледяные торосы, их высота от вершины до киля метров 20-30, и, конечно, для преодоления мощных торосов нужен ледокол.

Есть ещё такое явление во льдах, как сжатие. И сила сжатия что в двухметровом, что в полутораметровом примерно одна и та же. Поэтому, безусловно, ледовое плавание будет достаточно сложным в холодное время года. Но в целом, конечно, ледовые условия будут легче, ледоколы будут нужны, но не постоянно. Это будет способствовать более активному трафику по Северному морскому пути, более широкому его использованию. Для мореплавателей эти изменения благоприятны.

Тренд последних 25 лет сохраняется: Арктика теплеет, и пока нет никаких серьёзных указаний на то, что этот тренд сменится на противоположный. Я говорю о тенденции не на уровне одного, двух, трёх лет, а на уровне пяти-десяти лет. Поэтому мореплавание получит карт-бланш в Арктике, безусловно.

Но возникнут другие проблемы: оттаивание вечной мерзлоты, более активное разрушение берегов и так далее. Как всегда, любые изменения несут положительные и отрицательные последствия. Поэтому в рамках нашего проекта будут сделаны полезные инструменты, и это, в частности, связано с деятельностью на Шпицбергене Российского научного центра, в котором создан современный центр приёма спутниковой информации, который позволяет нам лучше видеть Арктику, особенно западную. Западная Арктика нас интересует потому, что здесь ближайшая перспектива по разработке шельфа — это Карское море, Баренцево море. Это очень важно, и здесь вклад Российского научного центра очень значительный.

Нужно сказать, что Министерство образования и науки  и его департамент науки и технологии, внесли этим проектом вклад, с одной стороны, в развитие деятельности России на Шпицбергене, а с другой стороны, на пользу для деятельности в российской западной Арктике. Я полагаю, что это важный проект, сочетающий исследовательскую часть и абсолютно прикладную, это его выгодно отличает от многих арктических проектов.

Для мониторинга ситуации в Арктике используются спутники. Какие ещё технические средства задействованы в этом проекте?

Используется самая разная космическая информация, и, может быть, в этом проекте она одна из основных. Безусловно, используются те гидрометеорологические наблюдения, которые проводятся на сети метеорологических станций, находящихся в Арктике. Без этой информации невозможно прогнозировать погоду, атмосферу, а без прогноза атмосферы мы не можем прогнозировать движение льдов, айсбергов и так далее. Кроме того, здесь используется историческая информация об изменениях климата, это те данные, которые мы имеем за десятилетия работы в Арктике. В этом проекте используется информация сейсмическая, это данные сейсмических станций, российских и других, которые находятся в Арктике.

Особое значение космическая информация имеет для обнаружения и прогнозирования опасных метеорологических явлений, которые трудно и даже невозможно обнаружить по данным наблюдений на редкой сети полярных станций. Это, в частности, компактные и мощные полярные циклоны с сильным ветром. Это зоны с сильными осадками и другими явлениями. Специалисты РГГМУ в нашем проекте разрабатывают методы обнаружения таких явлений на основе космической информации и прогнозирования.

Сейчас исследования ведутся в западной Арктике, а в будущем планируется расширять географию исследования?

Конечно. Освоение российского шельфа имеет сейчас вектор развития на восток — Карское море, море Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское — и смещается в более высокие широты. Если вы посмотрите на российскую Арктику с точки зрения так называемых лицензионных участков, где, возможно, есть нефть и газ, то увидите, что они по существу охватывают все наши арктические моря. Поэтому будущее исследований Арктики уже начертано этими лицензионными участками. У нас две крупные компании, которым эти лицензионные участки принадлежат, — это «Роснефть» и «Газпром». У компаний существуют планы разведочного бурения, а в ходе разведочного бурения будет понятно, насколько каждое месторождение перспективно, реальная оценка запаса. И тогда компания может решать, вкладывать деньги или не вкладывать. Поэтому по существу мы с вами говорим о будущей деятельности в российской Арктике на ближайшие 30-40, а то и 50 лет.

Арктика — район уязвимый, холодный, непростой, поэтому, конечно, мы должны всё делать, чтобы, используя такие методы, со своей стороны обеспечивать в конечном итоге безопасность окружающей среды, чтобы деятельность по добыче нефти и газа была максимально защищена и от природных угроз в частности. Не будем забывать, что в Арктике развивает свою деятельность МЧС России, создавая свои аварийно-спасательные центры, которые должны решать свои задачи в любое время года и суток. Судоходство на акватории Северного морского пути, обеспечение обороноспособности — это погодо- и климатозависимая деятельность, для которой результаты проекта будут полезны.