Научно-образовательный центр Science Idea 

Карелию называют краем рек и озер. Почти половина территории республики находится в арктической зоне, а значит, природа здесь особенно уязвима. Об исследовании Белого моря и уникальных особенностях этой акватории корреспонденту «Научной России» рассказал руководитель лаборатории географии и гидрологии Института водных проблем Севера Карельского научного центра РАН Алексей Владимирович Толстиков.

Справка: Алексей Владимирович Толстиков ― океанолог, кандидат географических наук, старший научный сотрудник и руководитель лаборатории географии и гидрологии Института водных проблем Севера Карельского научного центра РАН, ведущий инженер-гидролог 56-й Российской Антарктической экспедиции, член Русского географического общества, участник и член программного комитета ежегодной конференции океанологов «Комплексные исследования Мирового океана».

― Чем интересно Белое море с научной точки зрения и можно ли отнести его к арктическим морям?

― Мы исследуем Белое море более 20 лет. Для нас оно интересно своей близостью и доступностью (бо́льшая часть побережья Карелии непосредственно соприкасается с его водами), а также уникальными особенностями, свойственными в том числе и арктической природе. Если рассматривать Белое море с географической точки зрения, то оно находится в зоне умеренного климата и назвать его арктическим нельзя, однако если мы говорим о биологических видах, то все обстоит иначе.

Верхняя водная масса Белого моря заселена так называемыми бореальными видами животных. Но если спуститься на бо́льшую глубину ― несколько десятков метров, где постоянно холодно (−1,5 ℃), ― мы обнаружим множество арктических видов, например представителей зоопланктона и бентоса.

Исходя из этого, можно сказать, что Белое море ― холодное и арктическое, и это кажется мне очень интересным. Кроме того, значительная часть Республики Карелия (38%) относится к арктическим зонам России, и с этой, экономической, точки зрения Белое море также можно отнести к Арктике.

― Насколько оно уязвимо?

― Арктические экосистемы в целом очень уязвимы: подвергнувшись какому-то вредному воздействию, они восстанавливаются очень долго (или не восстанавливаются вообще), гораздо дольше, чем, например, южные экосистемы. Наверняка вы слышали о том, что если где-то в тундре прошел вездеход, негативные последствия будут сохраняться в течение последующих десятилетий. О морях, я думаю, можно сказать то же самое.

Белое море ― это небольшое внутреннее море России; оно со всех сторон окружено сушей, и на его экологические характеристики очень влияет водосбор, то есть все впадающие в него реки.

Примечательно, что водосбор Белого моря в восемь раз больше, чем само море. Таким образом, загрязняющие вещества от множества местных рек попадают в маленькое и уязвимое Белое море. 

― Много ли в мире аналогичных морей, чей водосбор намного превышает площадь самого моря?

― Для внутренних морей это обычное явление, например для Азовского, водосбор которого в 15 раз больше самого моря, но в российской Арктике такое море одно ― Белое. Если мы сравним его с другими арктическими морями, то увидим, что водосборы у них очень небольшие: коэффициент соотношения площади самого моря и его водосбора составляет в среднем 1 : 2 или 1 : 3.

― Что еще делает арктическую природу особенно уязвимой?

― Как я уже упоминал, из-за холода в Арктике все происходит очень медленно, причем это касается не только восстановления экосистем, но и процессов их развития: мы видим, что и живые организмы, и растения, например тундровые, имеют низкие темпы роста. Кстати, примечательно, что в Карелии есть места, где тундра и тайга соседствуют друг с другом.

Белое море, располагаясь в зоне тайги, имеет в своем составе острова, где встречается тундровая растительность: архипелаг Кузова.

― Какие исследования вы проводите в акватории Белого моря?

― Мы исследуем водосбор, то есть реки, несущие свои воды, в том числе биогенные элементы (азот, фосфор, кремний), в акваторию Белого моря, и непосредственно сам морской бассейн. Попадая в море, биогенные элементы трансформируются, и загрязняющие вещества часто оседают в устьевых областях морского бассейна. Поэтому нам важно проследить всю эту цепочку от береговой линии и устьевой области до непосредственно самого водоема. Наши исследования, таким образом, затрагивают не только морские глубины, но и прибрежную зону. В своей лаборатории мы стремимся объединить физические и биогеохимические исследования, изучая физические процессы и параметры среды: температуру, соленость, их распределение на разных глубинах, изменение ледяного покрова и связь этого процесса с потеплением. Для совместной работы мы приглашаем специалистов по биохимическим процессам из других институтов. Они помогают отследить, что происходит с фито- и зоопланктоном Белого моря. Химики нашего института также принимают участие в этих комплексных исследованиях.

― Нынешнее лето в Карелии выдалось аномально жарким. Как это сказывается на Белом море?

― Пока непонятно, каким образом такие эпизоды, как нынешняя жаркая погода, могут отразиться на состоянии Белого моря в будущем. Если же говорить не о погоде, а о долгосрочных исследованиях климата, то подобные работы в КарНЦ РАН действительно ведутся.

Наши исследования ледяного покрова, проведенные за последние 30 лет, показали, что ледяной покров Белого моря сократился по площади. Кроме того, он стал формироваться позже, чем обычно, и разрушаться раньше.

― К чему это может привести?

― Есть прогнозы, согласно которым лед Белого моря может полностью исчезнуть. Случится это в реальности или нет, пока неизвестно, но существуют сценарные расчеты, показывающие, что это событие весьма вероятно. Плохо это или хорошо? Как и в любом процессе, здесь есть свои положительные и отрицательные стороны.

Многие говорят о том, что сокращение льда в Арктике позволяет освободить Северный морской путь и расширить возможности навигации. С другой стороны, деградация многолетней мерзлоты, содержащей в себе парниковые газы, в частности метан, приводит к их выбросам в атмосферу.

Потепление влечет за собой много негативных последствий, причем не только для природы, но и для нашей экономики. Мировой океан аккумулирует большое количество парниковых газов, и при определенном стечении обстоятельств они могут попасть в атмосферу в большом количестве. Для нас это сравнимо с миной замедленного действия.

Со льдом связано и много других интересных процессов, например так называемый ледовый разнос, который пока слабо изучен. Это когда лед захватывает с собой подводные биогенные элементы или даже какие-то частички с суши и внутри него развивается своя экосистема, которая затем перемещается по акватории моря.

― Я слышала о том, что карельские ученые построили численную модель Белого моря. Расскажите, пожалуйста, об этом подробнее.

― Да, наш Институт водных проблем Севера предоставлял данные, полученные в исследованиях на море, для построения этой трехмерной численной модели. Ее разработали специалисты Института прикладных математических исследований КарНЦ РАН. Чтобы верифицировать эту модель, нужны многолетние данные реальных измерений. Этот проект содержит в себе различные блоки, например учет параметров атмосферы, динамику течений и перенос вещества, модель экологии морского льда и т.д.

С помощью численной модели Белого моря, задав те или иные условия, можно предсказывать различные сценарии развития событий в акватории.

― Какой из сценариев наиболее вероятен для Белого моря?

― Выделить какой-то один довольно сложно. Есть сценарии оптимистичные и пессимистичные, есть более вероятные. Что касается потепления в Арктике, то практически все сценарии в настоящее время говорят о том, что в ближайшие десятилетия температура продолжит повышаться и морской лед будет таять.  

― Это можно остановить на локальном уровне, то есть непосредственно в рамках Белого моря?

― Вероятно, да, причем не только на локальном уровне. Общепринятые мировые прогнозы, касающиеся в том числе развития экономики в Арктике, сообщают о том, что существуют механизмы снижения парниковых газов, по крайней мере антропогенных. Об этих механизмах снижения выбросов парниковых газов в мире говорят уже давно, они хорошо известны, но будут ли реализованы эти планы, мы пока не знаем. Я все-таки надеюсь на то, что антропогенный выброс парниковых газов не будет увеличен до критического предела, ведь многие страны уже принимают соответствующие меры для снижения этого потока. В противном случае мы рискуем достигнуть точки невозврата, спровоцированной экспоненциальным ростом температуры.

― То есть пока процесс обратим?

― Это очень дискуссионный вопрос. Многие специалисты даже говорят о том, что мы сейчас просто находимся в очередной фазе естественного потепления, за которой последует похолодание, аргументируя это тем, что в истории Земли уже были сменяющие друг друга периоды похолодания и потепления. Но страшно то, какой вклад в это потепление сегодня вносит человек!

Большинство ученых единодушны в том, что участие человека в этом процессе очень ощутимо, но я надеюсь, что мы еще достаточно далеки от точки невозврата.

― В 1990-е гг. в Карелии произошло крайне громкое событие: огромное количество животных были выброшены на берег из пучины Белого моря. Как часто такое происходит в регионе и с чем связано это явление?

― Да, речь идет о морских звездах. Случается так, что в воду попадают цианотоксины природного происхождения, которые могут приводить к массовому выбросу гидробионтов на сушу и их гибели. Нечто подобное несколько лет назад произошло и на Камчатке. К сожалению, мы можем ожидать повторения подобных ситуаций в Белом море, хотя за последние 30 лет ничего похожего (в таких масштабах) у нас пока не наблюдалось. Кстати, есть ученые, считающие, что массовый выброс морских звезд на берег в 1990-х гг. был связан не с токсинами, а с сильным штормом.

― Над какими задачами вы планируете работать в ближайшее время?

― Сейчас мы сосредоточены на исследовании устьевых областей, то есть тех зон, где речная вода сталкивается с морской. Выше я уже говорил о том, насколько важно их изучение. Добавлю еще, что устьевую область можно считать своеобразным индикатором того, что происходит на водосборе и непосредственно в море. Есть такое понятие, как импактная зона для экосистем: это когда некая точечная область может существенно повлиять на экосистемы Белого моря. Поэтому очень важно изучать устьевые области подробно и комплексно, регулярно собирать физические, химические и биологические пробы. Это поможет предотвратить возможное развитие нежелательных событий и быть во всеоружии. Кроме того, мы не забываем и о фундаментальной науке. В тех же устьевых областях формируются своеобразные экосистемы, подверженные влиянию и морской, и пресной воды. Было бы очень интересно изучить их подробнее.

Фото: Алексей Толстиков / КарНЦ РАН: Архипелаг Кузова, где тундра и тайга встречаются вместе.

Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)