Наука в Сибири | Летняя наука | Наука в сибири
Сегодня - 15.08.2018

Летняя наука

02 августа 2018

Лето — пора экспедиций и полевых работ. Специалисты Томского научного центра СО РАН побывали в нескольких сибирских регионах, чтобы оценить влияние изменений климата на экосистемы, а также изучить состав вод различного происхождения.

Читая летопись природы
 
Горно-ледниковый бассейн Актру (Республика Алтай) без преувеличения можно назвать летописью природы. Эта уникальная территория уже более века является объектом пристального внимания ученых. 
 
С 1999 года исследования в этом бассейне проводит коллектив лаборатории динамики и устойчивости экосистем Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН под руководством доктора биологических наук Елены Евгеньевны Тимошок. Уже двадцать лет каждое лето научные сотрудники выезжают в экспедиции на Алтай. Работая на нескольких полигонах, расположенных в трех центрах современного оледенения Алтая: Северо-Чуйском, Южно-Чуйском и Катунском, они исследуют влияние глобальных изменений климата на состояние различных экосистем в международно признанных «зонах раннего отклика»: высокогорных лесах, лесотундровом экотоне (зоне перехода между лесом и тундрой), на молодых моренах ледников. Еще одно направление — реконструкции климата, которые позволяют ответить на вопросы, каким он был на протяжении последних пятисот лет.
 
«Неслучайно наш основной полигон расположен в горно-ледниковом бассейне Актру, где встречается редчайшее разнообразие экосистем, — рассказывает Елена Тимошок. — Это старовозрастные кедровые и молодые лиственничные послепожарные леса, лесотундровый экотон — своеобразный буфер между лесом и высокогорной тундрой, а также молодые экосистемы, формирующиеся на протяжении последних 150 лет на молодых моренах (территориях, образующихся после отступания ледников и на водно-ледниковых отложениях). Известно, что экосистема — это ключевой элемент, влияющий на формирование почв и видовое разнообразие животных: ее изменения влекут за собой перемены в их составе».
 
Вид на долину Актру
 
В свою очередь все экосистемы очень чутко реагируют на трансформации климата. «В середине XIX века завершился так называемый малый ледниковый период, во время которого погибли деревья на склонах долины, а вследствие наступания ледников были уничтожены почвы и растительность в приледниковой зоне, — говорит сотрудник лаборатории динамики и устойчивости экосистем ИМКЭС СО РАН кандидат биологических наук Евгений Николаевич Тимошок. — С середины XX века, как считается, началось современное потепление. При этом изменения в состоянии климата за последние сорок лет были столь интенсивными, что достигли значений, равных изменениям за 130 предыдущих лет».
 
Первыми потепление ощущают ледники: они начинают постепенно сдавать свои позиции и отступать со скоростью от нескольких до нескольких сотен метров в год. Освободившиеся ото льда территории — каменистые, безжизненные морены напоминают пейзаж из какого-то фантастического фильма. Постепенно там появляются первые растения: в условиях резко континентального климата Алтая это мхи и травы. Для того чтобы почвы стали пригодными для заселения деревьями, нужно примерно сто лет.
 
Особого внимания заслуживают самые стабильные и устойчивые к колебаниям климата экосистемы — старовозрастные леса. Их фрагменты сохранились в горно-ледниковом бассейне Актру, в свое время они не были стерты с лица земли ледниками и не затронуты пожарами благодаря россыпям камней, ставших защитным барьером. Исследованиями таких лесов на протяжении двадцати лет также занимается коллектив лаборатории динамики и устойчивости экосистем.
 
«Самые старые кедры и лиственницы в этих экосистемах доживают до тысячи лет, довольно много деревьев, достигших 500—600 лет, но в основном их возраст 300—400 лет, — рассказывает сотрудник лаборатории кандидат биологических наук Дмитрий Анатольевич Савчук. — Эти леса пережили несколько волн похолоданий и потеплений климата. Нам удалось проследить, какие периоды были благоприятными для появления новых поколений деревьев, ведь именно в основном во время потеплений молодые растения успешно выживали».
 
По словам ученого, выделяются три таких основных периода: 500—550 лет назад, когда появились старшие поколения деревьев, затем 340—380 лет и, наконец, 160—90 лет назад (в это время начали расти самые «юные» деревья в древесном ярусе). Надо отметить, что старовозрастные леса успешно возобновляются кедром и в настоящее время.
 
«В конце XIX века всю Сибирь, в том числе и Алтай, охватили масштабные лесные пожары, – продолжает сотрудник лаборатории динамики и устойчивости экосистем ИМКЭС СО РАН  кандидат биологических наук Светлана Александровна Николаева. — Мы установили, что восстановление после таких катаклизмов также идет «волнами», которые напрямую зависят от погоды и микроклимата на определенной территории. Интересно то, что в последние годы более активно идет распространение кедра, чем лиственницы. Что же касается лесотундрового экотона, то в течение последних 150 лет деревья постепенно покоряют и его».
 
Полученные учеными из ИМКЭС СО РАН данные позволяют реконструировать климат на территории Алтая, проследить его колебания в течение тысячи лет. Выяснилось, что эти колебания носят циклический характер: средневековое потепление, длившееся с IX по XIV век, сменилось малой ледниковой эпохой, продлившейся до середины XIX века, а затем — снова потеплением климата, продолжающимся до настоящего времени. Внутри последнего периода также выделяются циклы, но меньшей длины. Например, с 1940-х по 1950-е годы наблюдалось кратковременное похолодание, а с 1980-х началось потепление.
 
Что содержат воды?
 
Насыщенным выдался экспедиционный сезон и для ученых из Томского филиала Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН. Они побывали в экспедициях в Томской и Тюменской областях, в Кузбассе, в республиках Алтай и Саха (Якутия). Специалисты исследуют водные ресурсы — то, без чего невозможна жизнь на нашей планете.
 
Одна из экспедиций побывала на севере Томской и Тюменской областей, где ученые взяли пробы болотных, подземных питьевых вод и вод глубокого залегания на нефтяных месторождениях. Далее предстоит исследовать механизмы и источники накопления железа в природных водах регионов.
 
«Мы работаем по гранту РФФИ «Гидрогеохимия железа в различных геохимических средах: источники, механизмы концентрирования и рассеивания», — рассказывает заведующая лабораторией гидрогеохимии и геоэкологии кандидат геолого-минералогических наук Олеся Евгеньевна Лепокурова. — Когда природные воды сильно обогащены железом, оно откладывается на стенках труб, и это со временем значительно снижает производительность скважин при разработке месторождений. Поэтому полученные результаты имеют важное прикладное значение для нефтяников.
 
Отбор проб воды на нефтяном месторождении (Томская область)
 
В рамках выполнения гранта РНФ «Механизмы взаимодействия, состояние равновесия и направленность эволюции системы соленые воды и рассолы — основные и ультраосновные породы (на примере регионов Сибирской платформы)» томские ученые совместно с коллегами из Иркутска продолжили исследование чрезвычайно соленых вод (рассолов) в кимберлитовых трубках Якутии. Оказалось, что эти жидкости обладают уникальным составом: так, если соленость океана составляет 35 граммов соли на один литр воды, то в рассолах цифры могут быть и вовсе запредельными — 700 граммов на литр.
 
Еще одна группа ученых побывала на Алтае, в бассейне реки Катунь. Много лет объектом их изучения являются чистейшие родники, не потревоженные деятельностью человека. В ходе полевых исследований специалисты оценивают химический состав и объемы воды — полученные данные очень важны при проведении экологических исследований и выявлении месторождений природных ископаемых.
 
Также в нынешнем полевом сезоне продолжились совместные с ООО «Газпром добыча Кузнецк» гидрогеохимические исследования в Кузбассе, где впервые в России начали разработку угольного метана. «Это позволит победить «главного врага» шахтеров и эффективно решить комплекс проблем: вести промышленную добычу и утилизацию метана, предотвращая его скопление в шахтах и обеспечивая безопасность при подземных горных работах, — поясняет Олеся Лепокурова. — При этом сейчас метан считается одним из перспективных и рациональных видов топлива, который может занять лидирующие позиции в ситуации истощения традиционных энергоресурсов. Для организации месторождения метана всегда необходимо располагать полной информацией о составе подземных вод». Как выяснилось в ходе исследований, содовые воды угленосных отложений обладают не только высокой минерализацией, но и уникальным изотопным составом, включающим тяжелый углерод.
 
Ольга Булгакова, ТНЦ СО РАН
 
Фото предоставлены исследователями
 
Ваша оценка: Нет Средняя: 4.3 (3 votes)
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus