Огородов: Россия каждый год теряет территорию, равную площади Лихтенштейна
До 10 метров в год
Практически всё морское побережье Российской Арктики находится в зоне вечной мерзлоты. Примерно половина побережья сложена мёрзлыми грунтами, которые на 20-50% состоят изо льда, а на отдельных участках в Восточной Сибири, где распространён так называемый ледовый комплекс, содержание льда в грунте достигает 80-95%.
И именно в береговой зоне Северного Ледовитого океана в период короткого северного лета берега, сложенные мёрзлыми льдистыми грунтами, подвергаются не только термическому воздействию воды и воздуха, но и механическому воздействию волн, поэтому отступание таких берегов происходит достаточно быстро. По-научному, этот процесс называется термоабразия — разрушение берегов, сложенных мёрзлыми породами или льдом.
«Берега Северного Ледовитого океана, подверженные термоабразии, разрушаются со скоростью от 1 до 5 метров в год, а в отдельных случаях и до 10 метров в год. В результате Россия ежегодно теряет несколько сотен квадратных километров своей территории. Эти потери по площади сопоставимы с размером маленького европейского государства, такого, например, как Княжество Лихтенштейн», — рассказывает профессор РАН, руководитель лаборатории геоэкологии Севера географического факультета МГУ Станислав Огородов.
Научные знания о скорости развития термоабразионного процесса и его механизме в свете текущих климатических изменений на планете имеют приоритетное значение для планирования деятельности человека в полярных регионах и имеющейся там инфраструктуры, поскольку хозяйственное освоение в Арктике главным образом концентрируется на берегах — здесь строятся порты, нефтенакопительные терминалы, газоперерабатывающие заводы, через береговую черту прокладывают подводные трубопроводы и кабели связи. Порой именно строительство инженерных сооружений в береговой зоне арктических морей приводит к необратимым последствиям для окружающей среды — нарушение термического и литодинамического режимов запускает триггерный механизм разрушения берегов и способствует развитию термоабразии.
Поэтому сегодня специалисты научно-исследовательской лаборатории геоэкологии Севера географического факультета МГУ стараются определить, как связаны глобальные климатические изменения и локальные техногенные нарушения со скоростью разрушения морских берегов Арктики. Другими словами, по итогам проекта исследователи смогут понять, где, почему и с какой скоростью отступают берега в Арктике, какие из участков наиболее опасны в будущем и как будет выглядеть побережье Северного Ледовитого океана через несколько десятков лет.
Беспилотники в помощь
Стоит отметить, что лаборатория имеет давние традиции исследования берегов, особенно в западном секторе Российской Арктики, и обширную сеть мониторинга динамики состояния берегов, которая была заложена на ключевых участках нефтегазового освоения Карского и Печорского морей ещё в 1980-х годах. При этом в последнее десятилетие область мониторинга расширилась вплоть до Чукотки. Одновременно сильно трансформировались методы наблюдений — более широко стали использовать аэрокосмические снимки высокого разрешения, сделанные в разное время.
На первом этапе проекта учёными была собрана база разновременных данных и составлен аналитический обзор об изменениях многолетних мёрзлых берегов Российской Арктики. В дополнение летом — осенью 2018 и 2019 годов состоялась серия экспедиций на Ямал, Таймыр и Чукотку, которые провели аэрофотосъёмку побережья при помощи беспилотного летательного аппарата.
На втором этапе, который должен завершиться в мае 2020 года, на основе имеющейся базы данных пространственной и временной изменчивости арктических берегов как в естественных условиях, на фоне климатических изменений, так и под влиянием деятельности человека, учёные построят компьютерную модель, при помощи которой планируют выполнить ретроспективную оценку изменений береговой линии Северного Ледовитого океана.
«Катастрофы мы не на наблюдаем»
Уже сегодня можно говорить о некоторых результатах исследования. Так, оказалось, что летом в Арктике граница дрейфующих льдов уходит всё дальше на Север, а прибрежная акватория освобождается ото льда на более длительный срок. В результате продолжительность периода оттаивания мёрзлых грунтов и механического воздействия волн на берег увеличивается. Растёт и длина разгона волн, высота и продолжительность штормовых нагонов, дополнительно усиливая механическое и термическое воздействие на морские берега.
«Изменение климата — популярная в настоящее время тема. Часто можно услышать, что в результате потепления деградация многолетней мерзлоты будет происходить экстремально быстро и нас ожидает катастрофическое разрушение берегов со скоростями чуть ли не десятки метров в год, — рассказывает Станислав Огородов. — Действительно, после 2005 года вместе с уменьшением площади ледового покрова арктического бассейна наши наблюдения фиксируют заметное ускорение отступания берегов, сложенных многолетнемёрзлыми грунтами, а на ряде ранее стабильных участков сформировался уступ размыва и началось активное разрушение берега. Но, несмотря на то что скорость разрушения берегов увеличилась, никакой "катастрофы" мы не наблюдаем».
По словам специалиста, термический и волновой факторы разрушения береговой линии часто работают несинхронно. Например, в тёплый год, когда берег интенсивно оттаивает, сильные штормы могут не наблюдаться, и, наоборот, в холодный год, когда оттаивание не такое сильное, одного только волнового воздействия для катастрофических последствий недостаточно.
На следующем этапе проекта исследователи планируют провести моделирование процесса термоабразии для различных сценариев изменения климата и разной площади ледового покрова арктического бассейна. Кроме того, будет выполнена оценка влияния техногенного фактора на динамику состояния береговой линии.
Исследования проводятся в рамках проекта Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) №18-05-60300 «Термоабразия морских берегов Российской Арктики».