Основные направления фундаментальных научных исследований в Арктике

Поиск и научное обоснование решений по реализации основ­ных мер государственной политики в Арктической зоне России позволяет сформировать основные направления фундаменталь­ных научных исследований в Арктике.

Одной из наиболее значимых проблем, имеющих выраженный геополитический характер, является задача определения внешних границ континентального арктического шельфа. От ее решения зависит вопрос расширения зоны экономических интересов Рос­сии в Арктике. В РАН эта работа проводится специально создан­ной рабочей группой под руководством академика Н. П. Лавёрова. Предложена специальная геолого-геофизическая методика опре­деления природы земной коры на хребтах имени М. В. Ломоносо­ва и Д. И. Менделеева. На основе последних данных по строению всего Арктического бассейна разрабатывается новая геодинами- ческая концепция — тектоника расслоенных плит с переменными параметрами вязкости.

В определении внешних границ особую роль играет еще один важнейший источник информации, который мог бы поставить точ­ку в определении типа коры и континентальной природы рассмат­риваемых геологических элементов. Речь идет о бурении одной- двух скважин на хребте имени М. В. Ломоносова (в дополнение к одной скважине, пробуренной в течение последних лет) и под­нятии проб из скважин на хребте имени Д. И. Менделеева. Необ­ходимо участие России в международном проекте бурения на этих структурах (IODP Aurora Borealis) с правом пользоваться получен­ным материалом.

Формирование ресурсной базы углеводородов и другого стра­тегического сырья в пределах континентального шельфа и в при­брежной зоне Российской Арктики на долгосрочную перспективу предполагает:

— расширение масштабов геолого-разведочных работ в Арк­тике, особенно шельфа Северного Ледовитого океана, где уровень изученности самых разведанных морей (Баренцева и Карского) не превышает 9—12%;

— учет возможного резкого потепления;

— решение проблем сжигаемого при добыче нефти попутного газа;

— разработку новых технологий добычи углеводородных ре­сурсов, учитывающих усложнение их извлечения и пере­работки, а также работу в экологически сложных районах Арктики (особенно на ее шельфе);

— проведение системного анализа и составление прогноза развития глобальных рынков энергетических ресурсов для выработки стратегии освоения нефтегазовых месторожде­ний шельфа, в том числе с учетом программы энергосбере­жения, формируемой Европейским союзом, и активизации производства сланцевого газа в Северной Америке.

Важно отметить, что выявленные и потенциальные запасы уг­леводородов в российском секторе Арктики, если не касаться ма­териковой суши, сосредоточены в трех зонах: на шельфе; в зоне континентального склона и континентального подножия, ложе Арктического бассейна (Северного Ледовитого океана); в зоне за пределами шельфа и континентального склона.

У каждой из этих трех зон имеется свой набор проблем, для ко­торых характерны свои особенности и основные направления ис­следований. В РАН уже имеются серьезные наработки на этот счет. Многие из открытых месторождений и неразбуренных структур арктического шельфа находятся в крайне сложных ледовых усло­виях или недостаточно рентабельны сейчас. Постоянное развитие технологий и технических средств разведки и разработки таких объектов делает очевидным целесообразность установления оче­редности их освоения с учетом будущих снижений финансовых за­трат и экологических рисков. Делать это следует, по мнению РАН, на основе создания фонда резервных запасов углеводородного сы­рья России, имеющего стратегическое значение.

Одной из первоочередных задач расширения минерально-сы­рьевой базы Российской Арктики является развитие и возобнов­ление комплексных научно-исследовательских и геолого-разве­дочных работ с оценкой ресурсного потенциала, экономической целесообразности и очередности освоения минеральных ресурсов россыпных месторождений в следующих секторах и районах Рос­сийской Арктики (включая прибрежный шельф и острова):

— Архангельский (алмазы);

— Таймыро-Североземельский (золото, платиноиды);

— Анабарский (алмазы, редкие металлы);

— Северо-Ляховский (олово);

— побережье Центральной и Восточной Чукотки (золото, олово).

Одновременно необходимо возобновить прерванные в начале 1990-х годов исследования, направленные на изучение техноген­ного воздействия отработки россыпных месторождений в при­брежной зоне шельфа, а также на изучение ресурсной базы и пер­спектив освоения техногенных россыпей, сформировавшихся при отработке рудных и россыпных месторождений.

Одним из важнейших условий масштабного ввода в эксплуа­тацию месторождений углеводородов российского шельфа в Арк­тике является ускоренное развитие на новой технической основе транспортно-коммуникационной системы. Научное обоснование решения этой комплексной проблемы является необходимым ус­ловием успешного освоения ресурсов шельфа, реализации других экспортных возможностей, а также решения ряда ключевых эко­номических проблем России.

Направления исследований здесь должны предусматривать помимо вопросов обеспечения транспортными средствами ново­го поколения обоснование перспектив развития трубопроводного транспорта (бесперебойная работа существующих и ввод альтер­нативных трубопроводов), развития Северного морского пути как национальной магистрали России в Арктике, восстановления и ук­репления его инфраструктуры.

Интенсивное освоение арктических территорий невозможно без создания надежной и эффективной системы энергообеспече­ния. Один из реальных путей решения данной задачи — развитие малой автономной энергетики как разумного дополнения центра­лизованного энергоснабжения.

Арктика должна стать громадным полигоном для использова­ния новых энергетических установок: малогабаритных АЭС, вет­роэлектростанций, новых систем жизнеобеспечения для городов и поселков. Все это позднее поможет решить проблемы энергети­ки и ЖКХ по всей стране. На арктической «площадке» можно оп­робовать системы теплоизоляции, энергосбережения, автономные системы тепло- и энергообеспечения.

Необходимы разноплановые исследования по указанным на­правлениям, а также проведение районирования арктических тер­риторий России по целесообразности внедрения энергетики во­зобновляемых источников (прежде всего, ветроэнергетики).

Исследования климата. Несмотря на относительно малые раз­меры Северного Ледовитого океана (его площадь составляет 5% от площади Мирового океана, а объем вод — 1,5% от объема вод Мирового океана) и прилегающих морей, они оказывают сильное влияние на состояние климата Земли, одновременно являясь ин­дикатором глобальных климатических изменений, и играют кри­тическую роль в прохождении важных биогеохимических циклов.

Осадки арктического шельфа и материкового склона содержат значительные объемы метана, которые в условиях глобального по­тепления поступят в атмосферу и будут способствовать усилению парникового эффекта. Арктические воды могут быть источником диметилсульфида — газа, влияющего на радиационные свойства арктической атмосферы. Особо серьезной проблемой является возможность выхода большого количества метана в зоне вечной мерзлоты.

В связи с этим наиболее важными представляются следующие направления фундаментальных исследований:

— экономическая оценка эффекта от изменений климата в арктических регионах России, целесообразность созда­ния интегральной арктической сети социально ориентиро­ванного мониторинга угроз окружающей среде и мер по обеспечению безопасности населения;

— оценка и прогноз риска и угроз растепления вечномерзлых грунтов для природных экосистем, населенных пунктов и ин­женерных сооружений. Оценка эмиссии парниковых газов, подготовка рекомендаций по ее снижению в регионах;

— оценка последствий климатических изменений для Аркти­ческой зоны России с целью адаптации к этим изменениям и рационального использования Северного морского пути;

— оценка и прогнозирование качества вод суши Арктического бассейна в условиях климатических изменений и интенси­фикации антропогенной нагрузки;

— разработка научных основ мониторинга криолитозоны шельфа с целью своевременного выявления криогенных опасностей;

— оценка инженерно-геологических условий возведения и эксплуатации объектов нефтегазового комплекса в усло­виях криолитозоны.

Уместно вспомнить, что в 2007 — 2008 гг. состоялся 3-й Между­народный полярный год. Его результаты дали основание говорить о необходимости объявления Международного полярного десяти­летия, в течение которого будет проведен мониторинг и исследо­вание резких климатических изменений, обнаруженных в поляр­ных регионах и оказывающих влияние как на окружающую среду и условия жизни населения в полярных регионах, так и на всю нашу планету.

Особенности природной среды Арктики усугубляют воз­действие антропогенных факторов и определяют острую необ­ходимость их комплексных исследований, оценки критических нагрузок и изучения ассимиляционной емкости экосистем как важнейшей компоненты экологически устойчивого развития от­дельных регионов Арктики.

Для предотвращения или снижения угроз окружающей среде необходимо:

— провести анализ комплекса мер, которые регулируют со­стояние окружающей среды и использование природных ресурсов российского сектора Арктики с учетом сохране­ния природного равновесия;

— решить проблему нефтяного загрязнения при добыче и транспортировке (до 10% годовой добычи);

— реконструировать или перенести из приморских, паводко­опасных зон Российской Арктики экологически опасные объекты хранения горюче-смазочных материалов с целью устранить негативные экологические и социально-эконо­мические последствия наводнений, маловодья;

— начать очищение Арктики от радиационных отходов, осно­вываясь на разработанном с активным участием РАН Стра­тегическом мастер-плане по снижению угроз на северо-за­паде России;

— решить вопросы адаптации ихтиофауны Арктики к возмож­ным изменениям;

— создать систему экологического мониторинга, в том числе и с использованием космических средств, при особом вни­мании к районам будущей разработки углеводородных ре­сурсов шельфа, а также районов расположения источников радиации;

— осуществить дифференцирование (по степени важности и опасности со стороны человека) особоохраняемых зон, как это было сделано в Южном полярном регионе Новой Зеландией и Австралией;

— подготовить стратегию немедленного реагирования на раз­лив нефти;

— выработать способы очистки акваторий северных морей от нефтяного загрязнения с использованием биологических объектов (морских водорослей и нефтеокисляющих бакте­рий);

— разработать научное обоснование и практические рекомен­дации по активному воздействию на ледяные образования различного типа с помощью судов и других технических средств с целью создать эффективную систему активного ледового мониторинга в районах месторождений углеводо­родов российского шельфа для различных ледовых режи­мов и построить вероятностные модели для оценки частоты опасных сценариев ледовой обстановки (торосы, многолет­ний лед, айсберги и др.).

Развитие в Арктике территориальных образований, социальной инфраструктуры, промышленных и горнодобывающих объектов, энергетических систем, транспортных систем всех типов требует разработки комплексной программы социально-экономического развития, учитывающей особенности и перспективы отдельных территорий, промышленных объектов и населенных пунктов, в це­лях улучшения жизни населяющих Север народов.

РАН активно выступает за развитие научных исследований и регулярных наблюдений с использованием стационарных стан­ций и судов, адекватных условиям Арктики, а также космических средств. В этом плане необходимы следующие мероприятия:

— возобновление, модернизация, расширение сети станций различной ведомственной принадлежности, выполняющих комплексные научные исследования и мониторинг в круг­логодичном и сезонном режимах с обеспечением нор­мальных условий проживания и работы постоянного и се­зонного контингентов сотрудников; обеспечение станций приборами и оборудованием, транспортными средствами, современным жильем. В качестве первоочередных объек­тов следует выделить станции на островах Шпицберген (Ба­ренцбург), Земли Франца-Иосифа, Врангеля;

— выделение средств на проведение морских геологических и геофизических экспедиций с использованием существу­ющего флота; разработка и реализация плана строительства новых судов ледокольного и ледового классов, включая суда, предназначенные для научных исследований и мониторинга природных процессов в Арктике (в их числе научно-иссле­довательское судно для РАН водоизмещением 3 — 3,5 тыс. т ледового класса для геолого-геодезических и геофизических исследований в районах нефтегазовых месторождений на шельфе и континентальном склоне, а также для проведения работ по научно-техническому сопровождению нефтегазо­вых проектов на акваториях морей);

— строительство модульных обитаемых станций морского ба­зирования нового поколения;

— комплексные исследования перспектив арктического ту­ризма, в том числе с эколого-этнографическим уклоном.

Назрела необходимость создания учебно-научного центра по подготовке специалистов геолого-геофизического профиля для работ на шельфе России. Академия предлагает это сделать на базе Южного отделения и Каспийского филиала института океаноло­гии РАН (совместно с Российским государственным университе­том нефти и газа имени И. М. Губкина и Институтом проблем не­фти и газа РАН).

Изучением арктических районов занято в России более 70 ор­ганизаций различных министерств и ведомств. В силу ресурсных ограничений проводимые исследования нередко направлены на решение узких, интересующих соответствующие ведомства задач.

* * *

В фундаментальных исследованиях, направленных на реали­зацию мер государственной политики в Арктике, РАН принимает весьма активное участие. Помимо отмеченных выше фактов, со­трудники Академии участвовали в разработке упомянутых Основ государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2020 г. и дальнейшую перспективу, в подготовке доку­ментов «О защите национальных интересов Российской Федера­ции в Арктике», «Об угрозах национальной безопасности в сфере освоения нефтегазового потенциала континентального шельфа Российской Федерации», предложений в Комплексную программу фундаментальных и прикладных исследований, направленных на расширение и углубление представлений о состоянии и измене­ниях природной среды и климата Арктической зоны Российской Федерации и Арктики в целом, а также предложений по созданию Российского научного центра на Шпицбергене.

В РАН арктические исследования проводятся силами пример­но 20 институтов в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2008 — 2012 гг. Благодаря этому мощному потенциалу при достаточном ресурсном обеспечении роль РАН в формировании направлений и координа­ции исследований, проводимых в ключевых для Арктики областях знаний, таких как геология, геофизика, сейсмология, биология, океанология, физика, химия, материаловедение, может быть су­щественно усилена. Это содействовало бы более эффективному и бережному использованию потенциала Российской Арктики на благо нашей страны и всего мирового сообщества.