VIVOS VOCO: В.М.Котляков, Э.И.Саруханян, "Международный полярный год: 2007-2008"

Международный полярный год
2007-2008

В.М.Котляков, Э.И.Саруханян

Владимир Михайлович Котляков, академик, директор Института географии РАН, заместитель академика-секретаря Отделения наук о Земле РАН

Эдуард Иосифович Саруханян, д.г.н., специальный советник Генерального секретаря Всемирной метеорологической организации по МПГ 2007-2008.

, Интерес человечества к полярным областям Земли, особенно к Арктике, имеет многовековую историю. Достаточно вспомнить поход в XI в. (1032 г.) двинского посадника Улебы к "железным воротам" (пролив между о.Вайгач и Новой Землей) или же основание Мангазеи и плавания в Карском море [1]. Примером первой, как мы сейчас говорим, крупномасштабной экспедиции в Арктику служит Великая Северная экспедиция (1728-1741) по наказу Петра Великого, который писал в 1724 г.: "Вспомнил то, чем мыслил давно и что другие дела предпринять мешали, т.е. о дороге через Ледовитое море в Китай и Индию. Не будем ли мы в исследованиях такого пути счастливее голландцев и англичан" [1]. Результаты экспедиции общеизвестны и на протяжении трех последующих веков были приумножены героическими экспедициями российских и зарубежных исследователей, что в итоге привело к открытию и освоению не только Северного морского пути, но и обширных арктических пространств.

История исследований Антарктики более молода, но тем не менее и она насчитывает около двух веков со времени открытия Антарктиды экспедицией Ф.Ф.Беллинсгаузена и М.П.Лазарева (1820-1821). Здесь, особенно в XX в., были сделаны многочисленные пионерские открытия, исследован крупнейший современный ледниковый покров, изучены коренной, подледный рельеф материка, интенсивность образования айсбергов и многое другое.

Мысль о необходимости проведения комплексных исследований полярных областей планеты на основе широкого международного сотрудничества зародилась более 100 лет назад и была высказана известным австрийским полярным исследователем К.Вайпрехтом в 1875 г. в докладе "Основные принципы исследования Арктики", представленном на 48-й Ассамблее физиков и естествоиспытателей [2].

Отмечая важную роль полярных областей в формировании климата планеты, Вайпрехт предложил окружить район Северного полюса кольцом станций, на которых проводились бы наблюдения в течение года с помощью одинаковых приборов и по единым методикам. Спустя четыре года, потребовавших настойчивых усилий, Международный метеорологический конгресс (1879) одобрил проект проведения Первого Международного полярного года (МПГ), состоявшегося в 1882-1883 гг. [3]. В нем принимали участие 12 стран, организовавших 12 станций в Северном полушарии и две в вжном, на которых проводились геомагнитные и метеорологические наблюдения, в том числе наблюдения за полярными сияниями. К сожалению, сам Вайпрехт скончался за год до начала работ от туберкулеза, полученного в его последней арктической экспедиции, и Международный полярный год проводился под руководством Международной полярной комиссии, созданной Международной метеорологической организацией (ММО) и возглавлявшейся вначале Г.фон Неймайером (Германия), а затем Г.Вильде (Россия).

В задачу настоящей статьи не входит описание всех событий Первого МПГ, о них подробно рассказывалось в публикациях прежних лет, в частности в книге историка В.М.Пасецкого [4]. Следует лишь отметить, что несмотря на ограниченность числа станций и технических средств, результаты первого МПГ подтвердили основную идею, высказанную Вайпрехтом, - исследования полярных областей на основе многостороннего международного сотрудничества приносят гораздо более значительные результаты, нежели те, которые могут быть достигнуты в ходе отдельных национальных экспедиций.

Именно поэтому спустя 50 лет, в 1932-1933 гг., состоялся Второй Международный полярный год, вновь организованный ММО. Его проведение было осложнено жестокой экономической депрессией, охватившей мир, но тем не менее и по масштабам работ, и по полученным результатам он оказался более значительным. В работах принимало участие 44 страны, организовавших дополнительные метеорологические и геомагнитные станции в Арктике, а также специальные экспедиции с использованием судов и самолетов. Количество станций в Арктике достигло 27, в Антарктике семи. На них производились наблюдения по метеорологии, геомагнетизму, земным токам, радиации и содержанию озона. Примечательным обстоятельством стало использование аэрологических радиозондов, изобретенных П.А.Молчановым и продемонстрированных им на первом заседании международной комиссии по проведению МПГ в 1930 г. [5]. В период Второго Международного полярного года состоялось знаменитое плавание ледокольного парохода "Сибиряков", впервые прошедшего из Мурманска во Владивосток за одну навигацию и открывшего регулярные плавания судов по Северному морскому пути.

Арктические станции:
слева - в период Первого Международного полярного года (1882-1883),
справа - Второго (1932-1933).

Благодаря проведению Второго МПГ была организована система сбора информации о природе Арктики и ее влиянии на соседние регионы. В период Второй мировой войны многие материалы исследований были утеряны, однако те, что сохранились, особенно в области геомагнитных наблюдений, были успешно использованы как в научных исследованиях, так и при планировании и разработке научных проектов следующего полярного года, предложенного в 1950 г. Однако в ходе обсуждения этой инициативы она была существенно дополнена предложениями об организации геофизических исследований в низких широтах. В результате в 1957 г., т.е. спустя 25 лет после Второго МПГ, был проведен Международный геофизический год (МГГ).

Он был предложен Международным советом научных союзов (МСНС) и поддержан Всемирной метеорологической организацией (ВМО), преемником ММО с 1950 г., и проводился в 1957-1958 гг. в период максимума солнечной активности усилиями 67 стран. Это было крупнейшее международное мероприятие, в ходе которого были сделаны уникальные научные открытия, создана постоянно действующая сеть научных и оперативных наблюдений в Антарктиде, проведены морские экспедиции в вжном океане, в СССР запущен первый искусственный спутник Земли. Перечисление даже основных достижений МГГ заняло бы немало страниц, но в этом нет необходимости, поскольку им посвящены научные монографии и статьи, на их основе разработаны атласы и справочники. Состоявшееся в 2006 г. празднование 50-летия российских исследований в Антарктике - один из авторов настоящей статьи (В.М.Котляков) был участником второй Советской Антарктической экспедиции [6] - ознаменовалось новой волной публикаций. В нашей статье хотелось бы вспомнить тех, кто был первопроходцем в этих исследованиях, - М.М.Сомова, В.Г.Корта, А.Ф.Трешникова, И.В.Максимова, П.А.Шумского, Е.И.Толстикова, Е.С.Короткевича, А.Г. Дралкина и многих других, посвятивших жизни изучению полярных областей Земли.

После МГГ прошло почти 50 лет. И в начале 2003 г. Международный совет по науке (новое название МСНС) и Всемирная метеорологическая организация независимо друг от друга предложили организовать новый Полярный год. Это не означало, что за прошедшие годы исследования в полярных областях не проводились. С той или иной степенью интенсивности они продолжались и достигли расцвета в 80-е годы благодаря разработке крупной программы "Полярный эксперимент (ПОЛбКС)", а также реализации отечественного проекта "ПОЛбКС-Север" и международного "ПОЛбКС-вг" [7]. Однако в последнее десятилетие в силу экономических и организационных трудностей эти работы сократились. В то же время потребность в исследованиях полярных областей резко возросла. Наблюдающееся в последние годы изменение климата, достаточно резко выраженное в Арктике, развитие промышленной инфраструктуры в Арктике, в частности открытие и разработка нефтегазоносных месторождений арктического шельфа [8], изменение в силу этих причин социального положения народов Севера, необходимость дальнейшего изучения роли полярных областей в формировании климата планеты требуют интенсивных и крупномасштабных исследований полярных регионов, что, естественно, не под силу одному государству. Именно поэтому мировая научная общественность выдвинула новую инициативу, которая к тому же ознаменовала бы 125-летие Первого Международного полярного года, 75-летие Второго и 50-летие Международного геофизического года.

Международный полярный год 2007-2008 (такое официальное название было принято по договоренности между ВМО и МСНС) только что начался, но уже имеет свою историю. Сначала в феврале 2003 г. была организована группа планирования для изучения возможностей проведения нового полярного года и формулировки его задач. На XIV Всемирном метеорологическом конгрессе (высший орган ВМО) в мае 2003 г. была одобрена инициатива России о сроках проведения МПГ в 2007-2008 гг. Исполнительному совету ВМО было поручено создать механизм подготовки и осуществления проекта. Сами международные организации (ВМО и МСНС) стали спонсорами. В ноябре 2004 г. создан Объединенный комитет по подготовке и проведению Международного полярного года. Международное программное бюро МПГ было создано в Кембридже, а его подотдел - в Санкт-Петеpбурге.

Основная тематика была сформулирована в документе, разработанном Группой планирования МПГ, и включает следующие цели [9]: определить современное состояние окружающей среды в полярных регионах; оценить и понять изменения окружающей среды и состояния народонаселения в полярных регионах в прошлом и будущем, а также разработать прогноз будущего изменения; улучшить понимание связей и взаимодействия во всех масштабах между полярными регионами и остальной частью планеты; исследовать новые рубежи науки в полярных регионах; использовать уникальное положение полярных регионов и создать обсерватории по изучению процессов, происходящих внутри Земли, на Солнце и в космосе; изучить культурные, исторические и социальные процессы, формирующие устойчивость жизни малых северных народов и определить их уникальный вклад в разнообразие общечеловеческой культуры и общества.

Заявления стран о намерении участвовать в МПГ содержат предложения научных исследований, которые могли бы внести вклад в достижение указанных целей. Отбор заявлений о намерениях выполнялся Объединенным комитетом в составе 19 экспертов, включая 14 ведущих "полярных" специалистов в области наук о Земле, биологии, социологии, а также пять представителей международных организаций - ВМО, МСНС, Межправительственной океанографической комиссии, Международного арктического научного комитета и Научного комитета по антарктическим исследованиям.

Всего было представлено более тысячи предложений научных исследований в период МПГ 2007-2008, из которых Объединенный комитет одобрил в апреле 2006 г. в качестве основных ("кластерных") 218, в том числе 166 научных проектов и 52 проекта по образованию и распространению знаний в области полярной науки.

В целом научные проекты МПГ 2007-2008 охватывают такие области знаний, как геофизика, геология, метеорология, океанология, гляциология, биология, экология и социальные науки. В связи с тем, что новый полярный год проходит спустя 50 лет после МГГ, т.е. в период после научно-технической революции, технические, логистические и коммуникационные средства существенно отличаются от тех, что использовались в МГГ. Искусственные спутники Земли, измеряющие параметры состояния окружающей среды, мощные самолеты, вертолеты, ледоколы, научно-исследовательские суда, автоматические погодные станции, заякоренные и дрейфующие буи - эти технические средства вместе с Интернетом и иерархией компьютеров создают ту уникальную техническую базу исследований, о которой не смели и мечтать ученые в 1950-х годах - в период МГГ.

Таким образом, фундаментальная концепция МПГ 2007-2008 гг. предусматривает интенсивное проведение скоординированных на международном уровне междисциплинарных научных исследований и наблюдений, сосредоточенных в полярных регионах Земли. Официальный период наблюдений МПГ определен с 1 марта 2007 г. до 1 марта 2009 г. Основными географическими зонами, в которых будет сконцентрировано проведение наблюдений, станут высокие широты, но будут поощряться исследования в любом регионе, относящиеся к пониманию полярных процессов или явлений. Планируется, что более 50 тыс. ученых и специалистов из 60 стран примут участие в МПГ. Предварительный анализ содержания проектов МПГ показывает, что они охватывают все оболочки Земли - атмосферу, океан, литосферу, криосферу и биосферу, а также околоземное космическое пространство.

В области полярной атмосферы планируемые исследования будут иметь целью изучение влияния глобальных и региональных атмосферных процессов на зарождение, эволюцию и предсказание явлений, имеющих сильное воздействие на погодные условия (к примеру, быстро перемещающихся штормов). В области химии атмосферы несомненно важным станет проведение измерений и моделирование парниковых газов и аэрозолей с целью уменьшения воздействия химических веществ на полярные экосистемы, а также мониторинг озонового слоя с использованием наземного оборудования, оптического дистанционного зондирования и озоно-зондов, самолетов и спутников в рамках Комплексной глобальной системы наблюдений за химией атмосферы. Важную роль в реализации этих задач сыграют такие проекты МПГ, как "Сеть мониторинга антропогенного загрязнения атмосферы полярных районов", "Изучение климата, состояния аэрозоля и переноса загрязняющих веществ в полярных районах", "Озоновый слой и ультраволновая радиация в изменяющемся климате", "Межконтинентальный атмосферный перенос загрязняющих веществ в Арктике" и другие.

Несомненно, что для получения новых уникальных результатов потребуется расширение существующих и создание новых сетей наблюдений за процессами, происходящими в атмосфере. Подобные работы предусмотрены в таких проектах, как "Международная система наблюдений за атмосферой в Арктике", "Климат Антарктики и циркуляция атмосферы", "Создание обширного набора метеорологических данных в период активной фазы МПГ в Антарктике для научных и прикладных исследований".

Открытие дрейфующей станции СП-32 недалеко от Северного полюса
после почти десятилетнего перерыва в этих исследованиях.

В полярных океанах исследования будут направлены на изучение физических и химических процессов и роли океана в изменении климата. С этой целью будут созданы системы наблюдений в Арктическом бассейне и вжном океане, включая возрождение существующих и создание новых станций по измерению среднего уровня моря, расширение сетей дрейфующих буев, размещение заякоренных буев и плавучих буев АРГО, организацию научных станций на дрейфующем льду и проведение морских экспедиций в Арктике и Антарктике. Важнейшая роль в этом отношении отводится таким фундаментальным проектам МПГ, как "Интегрированная система наблюдений в Арктическом бассейне", "Климат Антарктики и вжный океан", "Взаимодействие процессов на шельфе и материковом склоне в Антарктике", "Колебания среднего уровня и приливы в полярных океанах", "Международное исследование биогеохимических циклов трассеров и изотопов в Арктическом бассейне и вжном океане".

Не меньшее внимание будет уделено изучению эволюции биологических процессов в арктических и антарктических водах и влиянию изменения климата на состояние морских организмов. Этому посвящены такие проекты, как "Морская жизнь в Антарктике", "Биоразноoбразие Арктического бассейна", "бволюция и биоразноoбразие в Антарктике" и целый ряд других.

Для полярной науки и прикладных задач чрезвычайно важна разработка дальнейших возможностей наблюдения и моделирования гидрологического цикла регионов с холодным климатом и получение количественной оценки стока поверхностных вод в Арктический бассейн. В этой связи следует отметить проект "Мониторинг, моделирование и оценка гидрологического цикла в Арктике", одна из основных задач которого - получение данных о стоке поверхностных вод в Арктический бассейн в полной области водосбора с помощью специальной сети наблюдений.

Для гляциологии, в том числе для программы "Климат и криосфера", разрабатываемой в рамках Всемирной программы исследований климата (ВПИК), МПГ может стать периодом расцвета, когда с помощью наземных сетей наблюдений за вечной мерзлотой, а также состоянием ледниковых щитов Гренландии и Антарктиды и динамикой ледников и морского ледяного покрова с использованием спутниковых наблюдений будут получены уникальные результаты. бти данные лягут в основу исследования криогенных процессов и обратных связей, посредством которых криосфера взаимодействует с другими компонентами климатической системы, они будут использованы в оценке воздействий прошлого и будущего изменения климата на компоненты криосферы, а также послужат изучению последствий таких воздействий для глобального и водного баланса, изменений уровня моря и морского ледяного покрова. Важнейшими в этом отношении станут такие проекты МПГ, как "Состояние и судьба криосферы", "Аккумуляция на поверхности и сток льда в Антарктиде", "Реакция ледников на глобальное потепление", "Обсерватория вечной мерзлоты: вклад в изучение термического состояния вечной мерзлоты", "Морской лед из космоса", "История ледникового щита Гренландии" и другие.

Положение полярных шапок Земли создает уникальные возможности для изучения взаимодействия земного и космического пространств. Изучение полярных сияний, миграции геомагнитных полюсов, проникновения космических лучей и корпускулярных потоков от солнца в полярную атмосферу составит важную область исследований МПГ 2007-2008. Создание астро- и геофизических обсерваторий вблизи полюсов Земли позволит провести исследования, предусмотренные в таких проектах, как "Влияние гелиосферы на околоземное космическое пространство", "Астрономия с полярных плато", "Полярная стратосфера и мезосфера", "Солнечно-атмосферные связи".

Буровая вышка на российской станции Восток в Центральной части Восточной Антарктиды.
Здесь и далее фото из архива В.М.Котлякова

Схема глубокой скважины (5Г) на станции Восток над одноименным подледным озером.
Бурение этой скважины было начато в 1970-х годах и приостановлено в 90-х годах для подготовки к проникновению в подледное озеро.
Ныне бурение возобновлено с тем, чтобы в ближайшие 1-2 года войти в озеро и начать его непосредственное исследование.

Хранилище ледниковых кернов из глубокой скважины со станции Восток
в полярном центре штата Огайо, США.

Отличительная черта МПГ 2007-2008 гг. по сравнению с предыдущими МПГ заключается в том, что в нем впервые запланированы социологические исследования. Это отнюдь не означает, что подобные исследования только начнутся в период МПГ, они достаточно развиты уже сейчас, однако МПГ позволит изучить социальные условия коренного и прибывшего на Север населения на всем циркумполярном арктическом пространстве и влияние на них наблюдающихся в последние годы изменений окружающей среды, происходящих как в результате существенного изменения климата, так и под влиянием интенсивной антропогенной деятельности. бкологические и социологические исследования в рамках проектов "Уязвимость и адаптация человеческого сообщества в Арктическом регионе", "Связь между климатом и благосостоянием человека", "Воздействие нефте- и газодобывающей промышленности на население Арктики", "Изучение условий проживания в Арктике" и других позволят получить обширные данные о влиянии крупномасштабных нарушений в Арктической экосистеме (климатические изменения, эмиссии газов, выбросы загрязняющих веществ, лесные пожары) на состояние среды обитания народов, проживающих в Арктике.

Работы по предложенным и одобренным проектам (они, конечно, зависят от степени их финансирования правительствами и международными финансовыми агентствами) станут одним из ключевых достижений МПГ в получении новых знаний о физических, биологических и социальных связях между полярными регионами и остальными частями земного шара. МПГ также создаст не имеющие прецедента возможности для коммуникаций среди обширного круга научных дисциплин и установления взаимосвязей с образованием на всех уровнях и с широкой общественностью.

Из изложенного выше явствует, что в период МПГ будут использованы новые наблюдательные системы, установлены новые станции и обсерватории. Как подчеркнул Исполнительный совет ВМО, создание международных, долговременных, многодисциплинарных сетей наблюдений должно быть особенно важным наследием МПГ 2007-2008. Наблюдательные системы, установленные в период МПГ, станут интегральной частью существующих глобальных систем наблюдений и должны будут обеспечивать ученых и лиц, принимающих решения, реальной информацией об эволюции полярных регионов в будущих десятилетиях [10].

Российская дрейфующая станция в центральной части Северного Ледовитого океана.

Как и в предыдущих международных проектах, Россия будет играть одну из ведущих ролей в Международном полярном годе 2007-2008. Это вполне естественно, достаточно вспомнить образные слова выдающегося российского флотоводца и исследователя адмирала С.О.Макарова: "Россия представляет собой здание, выходящее фасадом на Северный Ледовитый океан". Активная позиция России проявляется уже в период подготовки МПГ - во многих научных проектах МПГ российские ученые выступают координаторами либо обеспечивают весомый вклад в планируемые исследования. Решением правительства в России создан Национальный организационный комитет по МПГ, возглавляемый двумя сопредседателями - А.Н.Чилингаровым, заместителем председателя Государственной -умы и специальным представителем президента РФ по МПГ, а также А.И.Бедрицким, Руководителем Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Помимо участия в международных проектах, Россия будет проводить обширные исследовательские работы в Арктике и Антарктике в рамках национальных проектов по МПГ, одобренных Национальным организационным комитетом.

Успех МПГ будет способствовать фундаментальному прогрессу в научном освоении полярных областей, станет важным стимулом в развитии экономики арктических районов, особенно в области добычи нефти и газа, морской и речной навигации, в увеличении товарооборота, и создаст научные основы для устойчивого развития благоприятных социальных условий для местного населения. Оно упрочит положение России как ведущей полярной державы.

Нет сомнений, что вклад российских исследователей в Международный полярный год 2007-2008 в полной мере подтвердит замечательные слова великого русского ученого М.В.Ломоносова, чьим именем назван подводный хребет в Арктическом бассейне, сказанные им по поводу Арктики, но которые с полным правом могут быть отнесены и к Антарктике: "Северный океан есть пространное поле, где усугубиться может российская слава".

Литература

1. Магидович И.П., Магидович В.И. Очерки по истории географических открытий. Т.3. М., 1984.

2. Weyprecht K. Principes fondamentaux de l'exploration arctique. Vienna, 1875.

3. Baker F.W.G. // WMO Bulletin. V.31. No.3. 1982.

4. Пасецкий В.М. Разгадки тайна ждет. Л., 1983.

5. Короткевич Е.С. // Бюллетень ВМО. Т.31. No.3. 1982.

6. Koтляков В.М. Наука - это жизнь. Избранные сочинения. Кн.6. М., 2003.

7. Трешников А.Ф., Саруханян Э.И., Смирнов Н.П. Исследования по программе Полярного эксперимента. M., 1978.

8. Дмитриевский А.Н., Беланин М. Д. Перспективы освоения нефтегазовых ресурсов российского шельфа // Природа. 2004. No.9. С.3-10.

9. A Framework for the International Polar Year 2007-2008. ICSU Planning Group, 2004.

10. Bedritsky A.I., Sarukhanian E.I. Global Observing Systems in support of activities in the Arctic. Proceedings of the Second International Conference on Arctic Research Planning. Copenhagen, Denmark, 10-12 November 2005 (in press).