Летом болота Западной Сибири – это настоящий вызов мужеству и терпению человека. Сырость или зной. Неровные поверхности, по которым тяжело передвигаться пешком и невозможно ехать на машине. Гнус, в конце концов. Все эти «неудобства» могут отпугнуть неподготовленного исследователя. Но каково же здесь зимой? «Еще тяжелее», – говорят участники первой зимней экспедиции ТГУ в приарктические районы. И, тем не менее, несколько смельчаков в погоне за новыми данными рискнули отправиться на северные болота. Результаты этой экспедиции могут серьезно повлиять на современные представления о динамике глобального изменения климата.

– Традиционно мы выезжаем «в поле» летом: у нас накоплен огромный багаж данных о том, как ведут себя ландшафты в теплое время года. Но что происходит там зимой – никто не знает, – говорит профессор Сергей Кирпотин. – Поэтому важно развивать зимнюю экологию – ландшафтные, экологические и биохимические исследования. Это была действительно уникальная экспедиция, и не только потому, что она осуществлялась в экстремальных арктических условиях. Главная идея поездки была в том, чтобы взять пробы воды, снега, льда по всему географическому профилю от самых южных ландшафтов заболоченной Западной Сибири до Обской губы и Крайнего Севера. Это позволит изучить не отдельные точки на карте, а целый экологический коридор, как называет его наш коллега, нобелевский лауреат Терри Каллаган. В силу равнинности рельефа и относительной однородности геологической структуры Западная Сибирь – единственное место на планете, где так четко выражены классические ландшафтные зоны: степная, таежная, лесотундра, тундра.
Исследователи выехали из Томска двумя группами: одна из них (под руководством директора НИИ биологии и биофизики Сергея Воробьева) отправилась до Ямбурга (заполярного поселка у Обской губы), другая (под руководством Сергея Кирпотина) держала путь до Ханымея, где в итоге обе группы должны были встретиться. Поездка оказалась продолжительной – с 19 февраля по 6 марта. Обеим группам, в особенности группе Воробьева, пришлось столкнуться с экстремальными холодами: именно на этот период в приполярье установилась морозная погода – до -50 градусов по Цельсию. Пробоотбор в таких условиях проблематичен, ведь даже техника отказывалась работать, не выдерживала перепадов температуры.
– Неожиданно мы столкнулись с проблемой при бурении льда, – вспоминает профессор Сергей Воробьев. – Коллега Олега Покровского из Москвы, Владимир Шевченко из Института океанологии РАН, привез с собой титановый кольцевой бур для выпиливания керна. Его ножи, кстати, сделанные на одном из оборонных заводов по спецзаказу, вышли из строя в первый же день, потому что лед на северных озерах неоднородный, как на наших реках, а переслаивается вкраплениями песка. Когда водоем замерзает, вода под колоссальным давлением вечной мерзлоты снизу многократно выплескивается на поверхность наледи, поэтому керн отобранного льда напоминает слоеный пирог: песок-лед, лед-песок. При встрече с этим абразивом даже титановые инструменты «впадают в ступор». Так и наш бур.
Ученые отмечают, что фактически выжили они и смогли провести полноценную работу только благодаря двум томичам – эксперту по работе в условиях Севера Виктору Дроздову и мастеру-механику Александру Сорочинскому.
– Самоотверженно трудилась и наша молодежь – студент биологического института Иван Крицков, магистрант геолого-географического факультета Виктор Синкинов и сотрудник лаборатории БИО-ГЕО-КЛИМ Ринат Манасыпов. Днем они «пахали» в поле, брали пробы в тяжелых условиях Севера. А по вечерам нужно было обрабатывать образцы, растапливать и консервировать то, что предстоит доставить для тончайшего биогеохимического анализа во Францию, в лабораторию Олегу Покровскому. Спать ложились под утро, два-три часа сна – и снова в поле, – рассказывает Сергей Кирпотин.
Реки Западной Сибири совершенно не изучены с точки зрения тонкой биогеохимии. Отбор нужно проводить по строгим правилам, необходимы специальные инструменты и посуда для хранения, которая готовится в «чистой комнате». В Томске пока нет возможности делать такие анализы, зато она есть у коллег в Тулузе. Собранный материал послужит основой для серьезных научных публикаций в ведущих международных журналах. Ученые уверены, что это будет настоящий прорыв в науке – биогеохимии и ландшафтной экологии арктических экосистем.
– Но многие исследования по собранному материалу мы проведем и в Томске, – говорит Сергей Воробьев. – Помимо 64 точек отбора проб воды и льда, группа работала на Ханымее, проверяя данные спутниковой альтиметрии, выкапывая мерзлый торф. Мы делали снегосъемку, определяли плотность снежного покрова. Для коллег из Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН собирали образцы хвои, для химиков ТГУ – воду и снег. Еще одно интересное направление исследований – попытки оценки космической пыли. 13-15 января Земля прошла через облако пыли кометы Айсон. Осталась ли метеоритная пыль на планете? Мы знали глубину снега, с которой нужно отбирать образцы – вероятно, нам удастся что-то найти. Это первая такая попытка, которую можно осуществить благодаря новому оборудованию в университете – электронным микроскопам с анализаторами. Так что экспедиция получилась очень многоплановой и междисциплинарной.
Она и не могла получиться иной: сегодня решить многие научные задачи ученые могут только в рамках междисциплинарного сотрудничества. Именно поэтому в ТГУ создан так называемый центр превосходства BioClimLand – научный кластер, объединяющий несколько направлений, связанных с изучением и сохранением окружающей среды.

P.S.
– Несмотря на то, что экспедиция проходила в условиях сильного мороза, мы постоянно находили признаки потепления климата, – признается Сергей Кирпотин. – Холод стоял очень непродолжительное время, земля толком не промерзла. Зимник, по которому мы ехали на севере Томской области, открыли только в феврале! Когда мы выпилили и подняли монолит мерзлого торфа на Ханымее, под ним обнаружили талый грунт. Все это подтверждает теорию о том, что климат на планете очень неустойчив в глобальном масштабе. И эти процессы нужно изучать, чтобы понять роль человека в них и попытаться спрогнозировать будущее всего человечества.

Прислушаться к дыханию болот
Западная Сибирь уже сегодня становится одним из ключевых регионов планеты благодаря уникальным природным факторам. И, скорее всего, именно наши северные болота сыграют важнейшую роль в процессах глобального изменения климата.
В начале 90-х годов биологи и почвоведы Томского государственного университета отправились в первую экспедицию в Западно-Сибирскую субарктику. Они заметили там некоторые процессы, связанные с глобальным потеплением.
– В те годы изменения в лесотундре еще не носили катастрофического характера, — говорит доктор биологических наук, профессор ТГУ Сергей Кирпотин. — А в начале 2000-х процесс таяния вечной мерзлоты стал повсеместным и повлек за собой необратимые трансформации рельефа. Одна из причин таких изменений – выделение парниковых газов в атмосферу. И здесь уникальную роль играют болота.
Болота Западной Сибири накапливают торф, который в результате застойного увлажнения не разлагается, как в других экосистемах, а консервируется. Торф состоит в основном из углерода, и болота, изымая и накапливая газ из атмосферы, являются, как говорят ученые, «ловушками» для углерода, тем самым предохраняя атмосферу от перегрева, уменьшая парниковый эффект и охлаждая планету.
Эта роль болот в поддержании стабильности биосферы в условиях нарастающего техногенного влияния была осознана совсем недавно. Также стало ясно, что если процесс болотообразования пойдет как-то иначе, это может привести к серьезному выбросу в атмосферу парниковых газов. Так что процессы «дыхания» болот не могут не привлекать ученых, понимающих всю серьезность проблем, связанных с глобальным потеплением климата.
В 2007 году к исследователям ТГУ присоединились коллеги из Франции. По инициативе французского посольства был организован консорциум из примерно десяти организаций Франции и России. У томичей был богатый опыт работы «в поле», накопленные данные. Французы привнесли мощную лабораторную составляющую: разные виды геохимических анализов и методы дистанционного зондирования Земли (такие как спутниковая альтиметрия), многие из которых появились именно во Франции.
Группой томских и французских ученых доказано, что наблюдение динамики термокарстовых («талых») озер в активно меняющейся мерзлоте чрезвычайно важно для прогностического моделирования эмиссии парниковых газов в атмосферу – одной из самых значительных угроз глобального потепления. Площадка для изучения находится в центральной части Западной Сибири в 20 км от поселка Ханымей в тундровой зоне. Массивы болот здесь на несколько порядков превышают подобные явления в Скандинавии, Канаде, Аляске, многие процессы не до конца изучены.

Cправка «AM»

• Ханымей – поселок в Ямало-Ненецком автономном округе. Постоянное население – около 5 тысяч человек. Ближайшие города: Ноябрьск, Новый Уренгой, Ханты-Мансийск. Железнодорожная станция. Аэропорт – в Ноябрьске (70 км от Ханымея).
  «Ханымей» на Яндекс.Картах
  
  
• С 2013 года всестороннее изучение болотных массивов проводится в рамках лаборатории биогеохимических и дистанционных методов мониторинга окружающей среды БИО-ГЕО-КЛИМ, которая была открыта в ТГУ под руководством ученого из Франции Олега Покровского. На развитие исследований в рамках лаборатории получено финансирование по мегагранту Минобрнауки РФ.
  
  
• Лаборатория биогеохимических и дистанционных методов мониторинга окружающей среды (BIO-GEO-CLIM) приглашает студентов и соискателей с хорошим знанием иностранного языка (английский/французский) в аспирантуру по специальностям:
  03.02.08 – «Экология» (по отраслям);
  25.00.36 – «Геоэкология» (по отраслям);
  25.00.23 – «Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов».
  Аспиранты лаборатории принимают участие в полевых и экспериментальных исследованиях на передовом крае современной науки и имеют возможность получения стипендий Посольства Франции для написания диссертации под двойным российско-французским руководством. Работа аспирантов поддерживается из средств мегагранта. Контакты: Сергей Кирпотин, профессор, заместитель заведующего лабораторией, kirp@mail.tsu.ru; 8-913-881-9145.

Яна Пчелинцева