Бухта Золотой Рог посылает сигнал SOS

В Год экологии с особой актуальностью звучит тема экологического здоровья дальневосточных морей, побережье которых занимает по меньшей мере треть российской береговой черты. Изучением процессов, происходящих здесь, занимаются ученые Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичева ДВО РАН. Они вновь бьют тревогу по поводу загрязнения вод залива Петра Великого и объясняют происходящие здесь процессы многочисленными антропогенными факторами ‒ непродуманным влиянием человека. 

Об исследованиях океанологов в заливе Петра Великого, а также о предстоящих экспедициях в дальневосточные моря и Арктику корреспондент деловой газеты «Золотой Рог» побеседовал с директором ТОИ ДВО РАН кандидатом географических наук  Вячеславом Лобановым. 

Бухта Золотой Рог посылает сигнал SOS

‒ Вячеслав Борисович, ученые вашего института совместно с ДВФУ принимают участие в программе по изучению бухты Золотой Рог, каковы ее цели?

‒ Это большая федеральная программа, направленная на очистку многих бухт в России, в числе которых Авачинская бухта в Петропавловске-Камчатском, Кольский залив в Мурманске. Наш проект называется «Разработка программы по ликвидации накопленного экологического ущерба в бухте Золотой Рог в городе Владивостоке». Заказчик ‒ Министерство природных ресурсов РФ. Ответственным исполнителем является ДВФУ, мы же участвуем как соисполнители и партнеры.

Сейчас завершаются работы по оценке состояния бухты Золотой Рог ‒ это первая часть проекта, в которой мы активно участвуем. Наши исследователи работают на малом научно-исследовательском судне «Малахит». В конце мая были завершены геофизические работы: сейсмопрофилирование, магнитометрическая и эхолотная съемки ‒ сейчас ведутся обработка и анализ огромных массивов полученных данных. Мы оцениваем состояние дна, описываем объекты, которые здесь находим (затонувшие суда, затопленные конструкции), оцениваем содержание в них нефтепродуктов.

Второе направление нашей работы ‒ оценка собственно водной толщи, уровня загрязнения вод бухты, изучение процессов взаимодействия «вода‒ донные осадки», как происходит перенос загрязнения в придонном слое ‒ это очень важно! Это, например, выходы газов, которые там формируются в результате разложения захороненного на дне органического вещества, и многое другое.

Если раньше мы обращали внимание главным образом на загрязнение вод пестицидами, тяжелыми металлами, что, конечно, очень важно и наносит бухте серьезный ущерб, то сегодня мы отстаиваем точку зрения, что наиболее негативными для вод бухты Золотой Рог, да и Амурского залива, являются органические загрязнения. Именно они формируют явление гипоксии, что, в свою очередь, приводит к выбросам сероводорода в верхние слои и заморам рыб.

Если пестициды и нефтепродукты определить довольно просто, отобрав пробы воды, то оценить загрязнения органическими веществами сложнее, потому что нужно померить целый комплекс химических параметров и провести расчеты. Мы эту работу успешно делаем и даем оценку химическим процессам, которые влияют на экосистемы ‒ на процессы продукции и деструкции органического вещества, связанного, в частности, с развитием и отмиранием фитопланктона.

После завершения анализа состояния дна и водной толщи бухты Золотой Рог на основе заключений, сделанных нашими специалистами и коллегами из других научных учреждений, будет реализован второй этап проекта ‒ подготовлены рекомендации и программа очистки бухты. 

Антропогенный фактор

‒ Как органика попадает в воды Золотого Рога и Амурского залива и каковы последствия такого загрязнения?

‒ В бухту Золотой Рог - с водами реки Объяснения, которые несут городские стоки: ливневые, грязевые и канализационные. В Амурский залив - в основном с водами реки Раздольной, здесь добавляются различные химические вещества, используемые в сельском хозяйстве (гербициды, пестициды и прочее). Еще один источник ‒ сбросы с судов, хотя это законом запрещено, но в реальной жизни явление весьма распространенное.

Исследования наших специалистов д.х.н. П.Я. Тищенко и д.б.н. В.И. Звалинского показали, что не столько городские стоки, а именно река Раздольная является основным фактором ухудшения экологической обстановки в Амурском заливе. В районах водосбора реки Раздольной (на китайской территории ‒ Суйфэньхэ) интенсивно развивается сельское хозяйство, в некоторых местах ‒ без специальных заградительных полос леса или кустарника, которые должны предотвратить или уменьшить смыв удобрений с полей в реку. (Наши сотрудники специально проезжали вдоль русла реки, чтобы отследить ситуацию.) В результате после дождя удобрения попадают в реку, а затем ‒ в Амурский залив, происходит так называемая эвтрофикация - обогащение вод биогенами. Это вызывает бурное развитие фитопланктона, который зоопланктон просто не успевает перерабатывать, и отмирающий фитопланктон оседает на дно.

Дальнейший процесс его переработки бактериями связан с потреблением кислорода. В результате чего в придонном слое его содержание резко снижается и иногда падает почти до нуля. Такое состояние вод называется гипоксией или даже аноксией. Продолжение процесса разложения органики в анаэробных (бескислородных) условиях приводит к формированию ядовитого вещества сероводорода. Противодействовать этому мог бы фотосинтез, производство кислорода донным фитобентосом. Но в последние годы вода становится все более мутной, и солнечная радиация не доходит до дна уже на глубинах 12-15 м, фотосинтез не идет.

В результате такого дисбаланса в придонном слое происходят процессы заиливания, изменения экосистемы, там, где раньше был песок и лежали гребешки, теперь илы и донные черви. Очень опасным является и образование сероводорода, который при перемешивании вод поступает в верхние слои и вызывает массовую гибель рыб.

Вообще говоря, это тревожный факт, впервые мы обнаружили гипоксию в придонном слое еще в 2007 году, тогда начались регулярные наблюдения. Теперь можно сказать, что гипоксия с годами не проходит, а усиливается. Данное явление зафиксировано и в других районах залива Петра Великого - в заливе Посьете, Уссурийском заливе. В бухте Новик ситуация тоже становится тревожной в связи с увеличением количества сточных вод, сбрасываемых инфраструктурой университета. В некоторых местах залива Петра Великого в последние годы нашими наблюдениями зафиксированы выходы метана из зон геологических разломов, что тоже может быть причиной формирования гипоксии.

Однако и выходы метана, и залповое цветение планктона являются естественными природными факторами. Они были и раньше, и залив с ними справлялся. Антропогенный вклад в формирование гипоксии связан, во-первых, с интенсивным поступлением биогенов с сельхозполей, а во-вторых, с повышением мутности вод. Мутьевые стоки с побережья и перенос глинистых частиц ветром приводят к формированию слоев взвеси. Это связано со строительством в прибрежной зоне, большим количеством неасфальтированных дорог и не засаженных растительностью и газонами склонов и откосов. Об этом наши специалисты не раз говорили. Вновь тревогу по поводу состояния залива выразили участники научной конференции «Океанография залива Петра Великого и прилегающей части Японского моря», организованной нами недавно во Владивостоке.  Безусловно, антропогенное органическое загрязнение требует повышенного внимания, с ним надо бороться. 

В русле программ ЮНЕСКО

‒ Какие работы ведутся в институте в рамках Года экологии?

‒ ТОИ - комплексный институт, у нас есть химики, физики, геологи, биологи, акустики, технические специалисты, представлена даже биомедицина, и это позволяет решать сложные комплексные задачи, связанные с оценкой экологических состояний. Недавно ЮНЕСКО в числе 19 задач устойчивого развития планеты до 2030 года, наряду с борьбой с голодом, нищетой, повышением качества образования, выдвинуло задачу сохранения морских экосистем. Наш институт именно благодаря своей комплексности может полноценно участвовать в решении этой задачи, в том числе предметно занимаясь вопросами экологии Амурского залива, Японского моря, да и других дальневосточных морей.

Обо всем рассказать не получится. Скажу только о некоторых работах, связанных с проблемами экологии. Сенсационные результаты получены нами в Восточной Арктике, где уже на протяжении нескольких лет лабораторией геохимии полярных районов под руководством чл.-корр. РАН И.П. Семимлетова зафиксированы мощные выбросы метана из донных осадков, а метан ‒ парниковый газ. Оценки площадей выбросов, а также возможность внезапного поступления большого количества метана в атмосферу в связи с потеплением климата и таянием донного слоя мерзлоты, чреватого резким изменением климата, позволили говорить об угрозе «метановой катастрофы». Этой лабораторией за последние два года опубликовано около 60 научных статей в международных и переводных изданиях.

Исследования выходов метана и газогидратов ведутся нами и в районе о. Сахалина как в Охотском море, так и в Татарском проливе. Коллективом под руководством д.г-м.н. А.И. Обжирова совместно с японскими и корейскими коллегами обнаружено несколько сотен метановых «факелов». Сейчас начаты работы по созданию технологий добычи и использования газогидратов, представляющих перспективное углеводородное сырье.

Мы участвуем в программах развития методов спутниковых наблюдений совместно с Японским и Европейским аэрокосмическими агентствами. Группой д.ф.-м.н. Л.М. Митника разработаны и успешно применяются алгоритмы обработки данных как с зарубежных, так и с отечественных спутников, позволяющие оценивать различные характеристики океана и атмосферы по данным дистанционного зондирования.

С китайскими коллегами мы провели несколько совместных экспедиций в различных дальневосточных морях по оценке современного состояния и палеосреды. Только в прошлом году были проведены две экспедиции в северную часть Тихого океана и в Восточную Арктику под руководством д.г.-м.н. С.А. Горбаренко и А.С. Астахова. В этом году подписано соглашение о создании Российско-китайского центра по исследованию океана и климата, открытие которого состоится в сентябре во Владивостоке. Совместно с Институтом морской геологии и геофизики Вьетнамской академии наук и технологий проводим экспедиционные исследования во Вьетнаме, где обнаружено много интересного в плане поиска новых месторождений нефти и газа, других минеральных ресурсов.

У нас успешно работает Российско-корейский научный центр морских и информационных технологий, где под руководством д.т.н. Ю.Н. Моргунова развиваются современные технические средства и методы  оценки состояния окружающей среды. Современные измерительные комплексы на основе лазерных технологий, позволяющие регистрировать различные сигналы происходящих природных процессов на больших расстояниях, разрабатываются под руководством академика Г.И. Долгих.

Японское море ‒ модель Мирового океана

Причем Японское море в этом смысле для нас особенное - оно быстрее всего реагирует на глобальные изменения, происходящие на планете. Потепление климата, изменение интенсивности и траекторий тайфунов, атмосферной циркуляции, изменения ледяного покрова ‒ все это глобальные вещи, но быстрее всего проявляются здесь в изменении характеристик вод моря.

Это связано с тем, что Японское море почти изолированный, но глубокий бассейн ‒ более 3,5 тыс. метров в отдельных местах, оно соединено с океаном мелкими проливами, глубина которых всего лишь около 150 метров. Кроме того, Японское море находится близко к самому холодному месту на земле ‒ это район Якутии, откуда к нам зимой приходит сухой и холодный воздух, который определяет процессы перемешивания моря и характеристики вод его толщи. В то же время это район, где, как известно, глобальные изменения происходят наиболее быстрыми темпами, и, соответственно, Японское море быстрее других регионов реагирует на эти изменения. Наблюдая за ними, мы можем прогнозировать глобальные процессы в Мировом океане. Зимы становятся более теплыми, конвективное перемешивание в море уже не достигает больших глубин, и, соответственно, растет температура вод, ослабевает поступление кислорода в глубинные слои, снижается подъем биогенных элементов к поверхности, и происходят изменения в экосистеме.

Другой важной особенностью Японского моря является его близость к бурно развивающемуся Китаю. Усиливающиеся промышленные выбросы соединений азота и серы, а также устойчивых органических соединений, попадающие на поверхность моря, приводят также к значительным последствиям. Уже в течение двух десятков лет мы ведем совместные исследования с японскими коллегами из Университета Канадзавы по изучению переноса полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), которые являются опасными патогенными и даже мутагенными веществами.

В прошлом году при поддержке российских и японских научных фондов начат совместный проект по изучению переноса ПАУ и радионуклидов в водах Японского моря. Это очень сложные и дорогостоящие анализы, но это очень важное направление исследований, и мы намерены его развивать.

Поскольку наше море разделено границами, то изучать его нужно совместно с коллегами из соседних стран. Мы активно участвуем в работе различных региональных и глобальных международных организаций. У нас есть несколько долгосрочных программ сотрудничества. Одна из них ‒ совместные исследования с Сеульским университетом и рядом университетов Кореи, которые ведутся с 2001 года под эгидой Северо-тихоокеанской организации по морским наукам PICES.

Другая программа реализуется совместно с Японским метеорологическим агентством, в соответствии с которой начат важный проект «Климатический разрез Японского моря». Он является частью проекта «Глобальная система наблюдения океана (ГСНО)», проводимого ЮНЕСКО. Каждая страна выполняет работы в своей экономической зоне, а потом мы обмениваемся данными и получаем картину в целом. Это позволяет видеть, как с годами меняется структура вод, которая отражает изменения процесса взаимодействия океана и атмосферы, происходящие в связи с изменением климата. 

Под угрозой план экспедиций ‒2017

‒ Вячеслав Борисович, в какие научные экспедиции отправятся владивостокские океанологи в этом сезоне и все ли благополучно в плане подготовки научно-исследовательского флота?

‒ В целях обеспечения эффективной работы научно-исследовательского флота еще в январе 2016 года Советом по гидросфере Земли, в задачу которого входит обеспечение проведения морских научных исследований на судах ФАНО, было принято решение о создании единого центра коллективного пользования научно-исследовательскими судами, который пока базируется в Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН в Москве. Мы возражали против этого решения, потому что у нас на самом деле такой центр уже существовал ‒ суда принадлежали Управлению научно-исследовательского флота ДВО РАН.

С нашей точки зрения, решение сосредоточить весь флот в одном месте - не самое лучшее, учитывая размеры страны, условия связи и требуемую оперативность принятия решений при проведении экспедиций. Конечно, было бы правильно иметь один такой центр во Владивостоке, который бы контролировал работу в дальневосточных морях, а другой ‒ в Москве, который бы обеспечивал работу флота в западной части России. Эти аргументы были восприняты с пониманием руководством ФАНО, но тем не менее решили пойти по пути эксперимента и все суда подчинить одному центру. Что касается судов, находящихся в западной части, то это решение пошло им на пользу, например позволило возвратить на родину два научно-исследовательских судна после длительной стоянки в иностранных портах.

Но на Дальнем Востоке ситуация тревожная. Наше основное рабочее судно «Академик М.А. Лаврентьев» до сих пор не может выйти в море, так как с конца прошлого года не проведен ремонт, необходимый для прохождения морского регистра. Судно будет готово не раньше октября, а экспедиции, запланированные на март, переносятся на более позднее время и на другое судно. Под угрозой наши планы на арктические экспедиции, и не только наши, но и Национального научного центра биологии моря.

Для спасения плана работ часть экспедиций будет перенесена на другое судно ‒ «Академик Опарин», но для этого его необходимо переоборудовать, на это тоже нужны средства и время. Арктическую экспедицию решено провести на судне «Академик Келдыш» с переброской научной группы и оборудования в порт Архангельск. Так что есть надежда, что все запланированные экспедиции все-таки состоятся, но и опасения тоже имеются, потому что руководить всеми процессами из Москвы гораздо сложнее: документальная чехарда, бюрократические проволочки серьезно затрудняют работу. 

Россия ‒ важная Тихоокеанская держава

Если посмотреть на карту страны, то становится очевидным, что самое большое побережье России, самая длинная береговая черта ‒ здесь, на Тихоокеанском побережье. Да, здесь живет гораздо меньше людей, чем в центральной части, но с точки зрения интересов страны ‒ разнообразия биологических и минеральных ресурсов, влияния на климат, оборонных проблем - этот район очень важен.

Здесь необходимо проводить исследования  гораздо в больших объемах, чем сейчас. Конечно, Атлантика для страны тоже очень важна, но должен соблюдаться некий баланс, которого сейчас нет. К удивлению многих моих зарубежных коллег, в морских исследованиях Россия не чувствует себя тихоокеанской державой: наше присутствие на Тихом океане очень слабое, я бы сказал, неудовлетворительное, его надо наращивать. Ведь центр мирового развития сейчас перемещается в Восточную Азию - с точки зрения политики, экономики, науки.

Несмотря на повышенное внимание руководства страны к развитию Дальнего Востока, проводимые здесь морские научные исследования поддерживаются недостаточно. Мы надеемся, что интерес руководства Академии наук и ФАНО к нашему региону возрастет, и приветствуем политику Совета по гидросфере привлечь к экспедиционной работе на Тихом океане коллективы ученых из западных областей страны.

Но этого все-таки мало, научный флот на Дальнем Востоке требует развития, необходимо направить сюда исследовательские суда, которые на Балтике стоят без работы. Мы неоднократно об этом говорили на Совете по гидросфере, и я надеюсь, что это все-таки произойдет. 

На фото:

Директор Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичева ДВО РАН, к. г. н. Вячеслав Лобанов: «Если посмотреть на карту страны, то становится очевидным, что самое большое побережье России, самая длинная береговая черта - здесь, на Тихоокеанском побережье. Да, здесь живет гораздо меньше людей, чем в центральной части, но с точки зрения интересов страны этот район очень важен».

Ирина Баранник. Фото автора.