3.2.1. Фундаментальные исследования
3.2.1.1 Ожидаемые результаты фундаментальных исследований
3.2.1.2 Обоснование стратегии присутствия России в Антарктике
3.2.1.3 Современный климат
3.2.1.4 Палеоклимат
3.2.1.5 Подледниковые водоемы
3.2.1.6 Верхняя атмосфера
3.2.1.7 Свободная и приземная атмосфера
3.2.1.8 Географическая информационная система - Антарктика
3.2.1.9 Экосистемы
3.2.1.10 ГеологияПосле первых двух десятилетий изучения Антарктики было установлено, что она является ключевым звеном глобальной климатической системы. В связи с этим выдвинулась задача исследования комплекса процессов, важных для формирования климата и его изменений с учетом всего многообразия факторов, влияющих на характеристики как самих процессов, так и их взаимосвязей. Представляется целесообразным изучать процессы в каждой среде отдельно, используя разработанные именно для них методологии и одновременно продолжая исследование уже выявленных взаимосвязей в системе "океан - лед - атмосфера". Это даст возможность их детального исследования и параметризации для уточнения прогноза изменений климата на основе его моделирования.
Успешность прогноза изменений климата в значительной степени зависит от изученности его предыстории. Это возможно сделать при исследовании ледяных кернов, полученные с помощью глубокого бурения антарктического ледникового покрова и донных отложений антарктических озер. Изучение извлеченных из скважин ледяных кернов позволило получить уникальную информацию, зафиксированную на протяжении десятков тысяч лет. При этом обнаружилась тесная связь между колебаниями температуры воздуха, концентрациями в атмосфере парниковых газов и аэрозолей. Однако причинно-следственный механизм этих связей еще не вполне ясен. Анализ палеоклиматических данных позволил продолжить на десятки тысяч лет в прошлое ряды таких климатических параметров как температура воздуха, атмосферные осадки, содержание в атмосфере углекислого газа и метана, аэрозолей почвенного и вулканического происхождения.
Исследование разнообразных форм и видов солнечно-земных связей и явлений в верхней атмосфере занимает важное место в области наук о Земле. При взаимодействии солнечного ветра с магнитосферой энергия солнечного ветра поступает прежде всего в полярные шапки Земли. Именно поэтому геофизические исследования в них представляют особый интерес для изучения физики солнечно-земных связей и разработки методов диагностики и прогнозирования состояния магнитосферы и ионосферы.
Процессы в свободной и приземной атмосфере, как наиболее динамичные, являются определяющими в формировании современного климата. Крупномасштабные метеорологические исследования в Антарктике были начаты мировым сообществом в период проведения Международного геофизического года (1957/58 гг.). Их основой явились наблюдения на созданных в эти годы стационарных метеорологических станциях. В дальнейшем они были расширены за счет использования наблюдений ИСЗ, метеорологических ракет и радиолокационных станций. В последнее десятилетие на многих станциях, в том числе российской станции Мирный, выполняются наблюдения за составом атмосферы, включая ее антропогенное загрязнение.
За более чем 40-летний период исследований Антарктики проведены комплексные работы по изучению ее биоты. В первые годы в этих исследованиях преобладал прикладной аспект, связанный с ведением промысловых работ в Южном океане. В последние годы исследования ориентированы на историю происхождения и развития фауны и флоры Антарктики и эволюции ее экосистем.
Начиная с Первой Советской антарктической экспедиции (САЭ) и примерно до конца 70-х годов исследования отечественных геологов и геофизиков носили преимущественно рекогносцировочный характер и были нацелены на решение общегеологических проблем. К началу 80-х годов геолого-геофизические исследования приобрели выраженную ресурсную направленность. Важнейшим итогом этого периода явились выводы по геологическим предпосылкам нефтегазоносности Антарктики, базирующиеся на предварительном оконтуривании главных осадочных бассейнов региона и разработке основ концепции их развития в сравнении с другими нефтегазоносными провинциями мира. Благодаря широкому внедрению аэрогеофизических методов в эти же годы сильно продвинулось изучение подледного рельефа и геофизических полей обширнейших внутриконтинентальных пространств Антарктиды. В результате существенно пополнились представления о вероятной геологической природе главных морфоструктурных элементов в пределах большей части материка, практически недоступной для площадного обследования наземными методами.
Обобщение и анализ материалов многолетних наблюдений представлены в большом числе монографий, справочных пособий, Атласе Антарктики. Но содержащиеся в них результаты характеризуют в основном режимные параметры каждого из объектов исследований (атмосфера, ледниковый покров, океан и т.д.) без учета их взаимосвязей и ограничены периодом времени до начала или середины 80-х годов. К сожалению, недостаточно исследованы установленные взаимосвязи и взаимовлияния различных природных объектов Антарктики, климатообразующие процессы, протекающие в них. Это диктует необходимость продолжения и развития комплексных исследований Антарктики.
Таким образом, целью проведения фундаментальных исследований является получение новых данных о состоянии природных сред Антарктики, анализ и оценка этого состояния с учетом взаимодействия различных процессов, происходящих в этих средах, и прогноз возможных изменений Антарктики как части общей системы Земли.
3.2.1.1 Ожидаемые результаты фундаментальных исследований
1. Технико-экономическое обоснование минимально допустимых параметров присутствия России в Антарктике, изучения и исследования Антарктики с учетом национальных геополитических интересов.
2. Банк данных по состоянию природных систем Антарктики, набор ключевых параметров, характеризующих процессы взаимодействия этих систем и их изменчивость. Специализированные базы гидрометеорологических, биологических и геологических данных для тестирования моделей, режимно-справочные пособия и атласы. Модели процессов, происходящих в природных системах Антарктики. Оценка состоянии природных сред Антарктики и прогноз их изменений с учетом антропогенных воздействий.
Необходимое финансирование по направлению фундаментальных исследований составляет:
1998—2002 гг. 25,2 млн р., в том числе в 1998 г. - 5,05 млн р.
2003—2007 гг. 30,5 млн р., в том числе капитальные вложения - 1,5 млн р.
После 2007 г. - 36,2 млн р., в том числе капитальные вложения - 2,0 млн р.
Всего 91,9 млн р., в том числе капитальные вложения - 3,5 млн р.Финансирование на 1998 г., например, включает зарплату и начисления — 1,5 млн р., что обеспечивает работу примерно 100 специалистов, материалы и приборы для проведения научных исследований — 1,5 млн р., накладные расходы — 0,65 млн р. и прочее — 1,4 млн р., что включает оплату информационных, транспортных и других услуг.
3.2.1.2 Обоснование стратегии присутствия России в Антарктике
Россия всегда придавала и придает важное значение Договору об Антарктике как международно-правовому документу, направленному на предупреждение споров, трений и конфликтов между государствами в связи с уже выдвинутыми и потенциально возможными в будущем территориальными претензиями в данном регионе. Эти претензии, как отмечалось выше, не нашли признания других государств, среди которых была и Россия, которая тем не менее заявила о сохранении за собой всех прав, основанных на открытиях и исследованиях русских мореплавателей и ученых, включая право на предъявление соответствующих территориальных претензий в Антарктике. В связи с этим весьма важным является задача всестороннего укрепления Договора об Антарктике, включая закрепленный в Договоре принцип свободы научных исследований в Антарктике.
Необходимость этих работ связана с созданием пакета нормативно-правовых документов, регламентирующих деятельность российских специалистов в Антарктике и закрепляющих российское присутствие в Антарктике как регионе, имеющем стратегическое значение и перспективном с точки зрения минеральных и биопромысловых ресурсов. Эти работы также необходимы для укрепления современного международного правового режима Антарктики и для подготовки позиций российской делегации на ежегодных Консультативных совещаниях по Договору об Антарктике.
Целью проекта является разработка стратегии присутствия России в Антарктике и перспективных национальных планов изучения и исследования Антарктики.
Ожидаемые результаты по этапам
1998—2002 гг.
Подготовка технико-экономического обоснования присутствия России в Антарктике, проведение научных исследований с учетом современных экономических условий и на первые два этапа реализации подпрограммы, развитие Российской антарктической экспедиции. Разработка нормативно-правовых документов, регламентирующих основные виды деятельности российских специалистов в Антарктике, социальные льготы для участников российских антарктических экспедиций.2003—2007 гг.
Дальнейшее развитие нормативно-правовой базы российского присутствия в Антарктике.
После 2007 г.
Совершенствование нормативно-правовых документов, регламентирующих основные виды деятельности российских специалистов в Антарктике с учетом новых геополитических условий.
3.2.1.3 Современный климат
Антарктика является ключевым звеном глобальной климатической системы. В связи с этим появилась задача исследования комплекса процессов, важных для формирования климата и его изменений с учетом всего многообразия факторов, влияющих на характеристики как самих процессов, так и их взаимосвязей. Уникальность системы циркуляции атмосферы и океана в антарктическом регионе, его географическая изолированность дают возможность минимизировать набор природных факторов при выполнении исследований. Это существенно облегчает возможность выявления, ранжирования и параметризации элементов региональной климатической системы. Одни и те же элементы могут быть задействованы в процессах, протекающих в различных природных средах — атмосфере, океане, ледниковом покрове — и тем самым играть разные роли. Поэтому представляется целесообразным изучать процессы в каждой среде отдельно, используя разработанные именно для них методологии и одновременно продолжая исследование уже выявленных взаимосвязей в системе "океан — лед — атмосфера". Это даст возможность их детального исследования и параметризации для уточнения прогноза изменений климата на основе его моделирования.
Необходимость этих исследований связана с тем, что климатические изменения на планете, вызванные аномалиями ледяного покрова в Антарктике, решающим образом влияют на формирование погодных условий в России, 60 % территории которой находится в зоне вечной мерзлоты. Так, глобальное повышение температуры воздуха даже на несколько градусов может привести к катастрофическим последствиям в техническом состоянии различных фундаментов, опор, транспортных магистралей и этим нанести непоправимый ущерб национальной экономике. Владение глобальным климатическим прогнозом позволяет также в определенной степени предугадывать экономическую ситуацию на мировых биржах, занимающихся куплей-продажей сельскохозяйственного сырья.
Целью проекта является исследование процессов формирования современного климата и его будущих изменений с учетом всего многообразия факторов и связей в системе “атмосфера — океан — лед — материк” и их влияния на глобальные климатические процессы.
Ожидаемые результаты по этапам.
1998—2002 гг.
Разработка ледового блока модели циркуляции Южного океана, воспроизводящего пространственную и сезонную изменчивость ледяного покрова Южного океана; пополнение имеющихся баз данных современной океанографической и ледовой информацией по Южному океану.Создание прогностической модели циркуляции антарктических вод и льдов, воспроизводящей внутри- и межгодовую изменчивость гидрологического и ледового режима. Установка донного мареографа в районе станции Мирный в рамках международного проекта GLOSS (“Изучение уровня Мирового океана”). Выполнение океанографических разрезов в ледовитой зоне моря Космонавтов (международный проект ANZONE).
Количественные характеристики энерго- и массообмена между океаном, морским льдом, айсбергами и атмосферой для использования в климатических моделях. Оценка изменчивости айсбергового стока и его роли в формировании пресноводного баланса антарктической зоны Южного океана.Исследование гидрофизических процессов в районах антарктических стационарных полыней и установление механизма их образования, развития и влияния на экосистемы. Проведение натурного эксперимента “Прибрежная полынья”, определение механизмов формирования пришельфовой фронтальной зоны в прибрежных антарктических морях.
Оценка влияния физических процессов в океане на функционирование морской экосистемы, создание модели экосистемы антарктической зоны Южного океана.
2003—2007 гг.
Определение тенденции развития современного климатического состояния вод, дрейфующих льдов и айсбергов Южного океана под действием естественных факторов и в связи с увеличением содержания парниковых газов в атмосфере; принципы мониторинга климатических тенденций состояния Южного океана.
После 2007 г.
Количественные оценки роли различных механизмов, определяющих влияние Антарктики на глобальные климатические процессы. Оценка сопряженности климатообразующих процессов в Антарктике и Арктике. Совместная модель процессов в системе “атмосфера — океан — лед — материк” в южной полярной области.
3.2.1.4 Палеоклимат
Целью проекта является изучение изменений климата и других компонентов природной среды на протяжении последних сотен тысяч лет, основанное на исследованиях ледяных кернов антарктического ледникового покрова и донных осадков окраинных морей и пресноводных водоемов Антарктики. Необходимость этих работ связана с тем, что предсказание долгопериодных климатических изменений (глобальное потепление, повышение уровня Мирового океана) невозможно без информации о прошлых климатических циклах.
Ожидаемые результаты по этапам:
1998—2002 гг.
Бурение скважины на станции Восток и получение новых палеоклиматических и микробиологических данных по ледяному керну за последние 800 тыс. лет. Получение данных по сейсмическому и радиолокационному зондированию толщи ледника в районе подледникового озера Восток. Проведение маршрутных исследований верхней части ледникового покрова с бурением скважин в Центральной Антарктиде. Получение данных по динамике и внутреннему строению субантарктических ледников в районе Антарктического полуострова, палеоданных по грунтовым колонкам озерных донных отложений антарктических оазисов и окраинных морей Антарктики.
2003—2007 гг.
Реконструкция палеоусловий; сопоставление гляциологических данных с данными по колонкам глубоководных океанических осадков в северном и южном полушариях, а также по ледяным кернам Гренландии, анализ причинно-следственных механизмов глобальных изменений климата. Продолжение маршрутных исследований верхней части ледникового покрова с бурением скважин.
После 2007 г.
Продолжение исследований верхней части ледникового покрова Антарктиды по учащенной сети маршрутов для получения детальной информации о климатических изменениях, происходивших в голоцене.
3.2.1.5 Подледниковые водоемы
Успешность прогноза изменений климата в значительной степени зависит от изученности его предыстории. Это возможно сделать при исследовании ледяных кернов, полученных с помощью глубокого бурения антарктического ледникового покрова и донных отложений антарктических озер. Изучение извлеченных из скважин ледяных кернов позволило получить уникальную информацию, зафиксированную на протяжении десятков тысяч лет. При этом обнаружилась тесная связь между колебаниями температуры воздуха, концентрациями в атмосфере парниковых газов и аэрозолей. Однако причинно-следственный механизм этих связей еще не вполне ясен. Анализ палеоклиматических данных позволил продолжить на десятки тысяч лет в прошлое ряды таких климатических параметров, как температура воздуха, атмосферные осадки, содержание в атмосфере углекислого газа и метана, аэрозолей почвенного и вулканического происхождения.
Данные исследования необходимы для решения проблемы возникновения и эволюции ледникового покрова Антарктиды, который играет важную роль в формировании современного климата Земли. Микробиологические исследования подледниковых водоемов имеют исключительно важное значение для изучения сверхдлительного анабиоза живых организмов в контексте поиска жизни на других планетах и решения проблемы возникновения жизни на Земле.
Целью проекта является изучение древних подледниковых водоемов, хранящих информацию об истории климата Земли, оледенения Антарктиды и развитии жизни простейших организмов в условиях длительной изоляции.
Ожидаемые результаты по этапам.
1998—2002 гг.
2003—2007 гг.Проведение маршрутных сейсмических и радиолокационных зондирований ледникового покрова в районе озера Восток с целью определения положения его берегов и рельефа дна. Расчет и моделирование физико-химических особенностей состояния озера и его донных отложений. Разработка экологически чистой технологии проникновения в толщу вод озера, проектирование и изготовление бурового и пробоотборного оборудования.
Определение местоположения для буровой установки. Начало строительства полевого лагеря. Экспериментальное испытание оборудования на небольшом подледниковом озере, расположенном вблизи российской антарктической станции. Дистанционное изучение морфологических особенностей подледникового озера Восток.
После 2007 г.
Бурение ледникового покрова в районе озера Восток с проникновением в озеро, прямым определением его параметров и отбором проб воды и донных осадков. Аналитическое исследование отобранных материалов.
3.2.1.6 Верхняя атмосфера
Основным источником энергии для процессов, протекающих на Земле, является Солнце. Исследование разнообразных форм и видов солнечно-земных связей и явлений в верхней атмосфере занимает важное место в области наук о Земле. При взаимодействии солнечного ветра с магнитосферой энергия солнечного ветра поступает прежде всего в полярные шапки Земли. Именно поэтому геофизические исследования в них представляют особый интерес для изучения физики солнечно-земных связей и разработки методов диагностики и прогнозирования состояния магнитосферы и ионосферы.
Необходимость этих исследований связана с актуальной задачей совершенствования гелиогеофизического прогноза для территории России. Дело в том, что наблюдательная сеть России в Антарктике компенсирует отсутствие отечественных станций в области полярной геомагнитной шапки северного полушария, которая находится за пределами территории России.
Целью проекта является исследование тонкой структуры и быстро протекающих процессов в ионосфере полярных шапок для разработки диагностических и прогностических методов оценки аномальных изменений параметров космической погоды. Высокоширотные магнитные возмущения приводят к нарушениям в линиях электропередачи, магистральных трубопроводах, влияют на здоровье человека. Адекватный прогноз этих явлений невозможен без исследований в Антарктике.
Ожидаемые результаты по этапам.
1998— 2002 гг.
Разработка методов оценки разности потенциалов и Джоулева разогрева в полярных шапках по данным антарктических станций. Разработка методов оценки влияния высокоширотного ионосферного электрического поля на глобальную электрическую цепь. Разработка модели воздействия межпланетных полей на сопряженность геофизических явлений в северной и южной полярных областях. Разработка модели структурных изменений в магнитосфере под влиянием межпланетных полей разной ориентации.
Разработка модели мелкомасштабной структуры полярной ионосферы и ее воздействия на распространение радиоволн.
2003—2007 гг.
Определение ключевых параметров, характеризующих процесс переноса энергии из солнечного ветра в полярную ионосферу. Определение ключевых параметров, характеризующих состояние полярной ионосферы и магнитосферы — космическую погоду. Разработка модели взаимодействия в системе “солнечный ветер — магнитосфера — полярная ионосфера”. Разработка методов диагностики и прогноза аномальных изменений космической погоды.
После 2007 г.
Методы и средства прогнозирования и диагностики состояния полярной ионосферы и магнитосферы — космической погоды.
3.2.1.7 Свободная и приземная атмосфера
По мере накопления аэрометеорологической информации были установлены основные особенности режима атмосферы, полей тепловой и солнечной радиации, погодообразующих термодинамических процессов. В это же время успешно решались прикладные проблемы метеорологии: представление фактической и прогностической информации потребителям и в региональные международные центры Всемирной метеорологической организации. В настоящее время аэрометеорологические исследования в Антарктике ориентированы на получение количественных оценок динамики климата региона, обусловленной естественными и антропогенными факторами. К разряду элементов, влияющих на состояние и динамику современного климата, во Всемирной программе исследования климата (ВПИК) отнесены парниковые и фотохимически активные газы, включая озон, водяной пар, аэрозоль, облачность, составляющие радиационного режима.
Необходимость этих исследований связана прежде всего с проблемой "озоновой дыры", которая имеет общемировое значение, создавая угрозу жизни на планете.
Целью проекта является исследование процессов в свободной и приземной атмосфере, в том числе изменений состава атмосферы, включая парниковые и фотохимически активные газы (озон, метан, диоксид углерода), водяной пар, аэрозоль, в том числе динамики и прогноза развития “озоновой дыры”.
Ожидаемые результаты по этапам.
1998—2002 гг.
2003—2007 гг.Регулярные наблюдения общего содержания озона, спектральной аэрозольной оптической толщины атмосферы; пополнение архивов аэрозольно-оптических параметров и составляющих радиационного режима. Регулярные измерения малых газовых и аэрозольной составляющих антарктической атмосферы; анализ экспериментальных данных для оценки вклада антропогенных и естественных факторов в уровни их содержания в атмосфере Антарктиды, пополнение архивов данных. Оценка тенденций многолетних изменений аэрозольной составляющей и параметров радиационного режима с учетом формирующих их факторов.
После 2007 г.Продолжение измерений параметров аэрозольного и газового состава атмосферы, параметров радиационного режима и сопутствующих факторов; создание модели формирования аэрозольной и газовых составляющих атмосферы над Антарктидой.
Осуществление работ по измерению параметров, характеризующих уровни содержания аэрозольной и малых газовых составляющих, включая озон, в антарктической атмосфере; моделирование эффектов их влияния на формирование аномалий температуры в различных слоях атмосферы и параметры радиационного режима системы “ подстилающая поверхность — атмосфера”.
3.2.1.8 Географическая информационная система - Антарктика
К настоящему времени накоплен большой объем информации о состоянии природной среды южной полярной области. Наблюдения выполнялись на антарктических станциях, в маршрутных съемках, с экспедиционных судов. Собрана информация о состоянии верхней атмосферы (геофизические наблюдения), нижней и средней атмосферы (метеорологические, озонометрические, аэрологические наблюдения), гидросферы (гидрологические наблюдения за термохалинной и гидрохимической структурой вод, наблюдения за течениями с помощью автономных измерителей течений на заякоренных станциях и с дрейфующего льда, наблюдения за колебаниями уровня моря и за течениями с помощью дрейфующих буев), морского ледяного покрова (общие характеристики ледяного покрова по результатам анализа спутниковой и судовой информации, наблюдения за распределением и дрейфом айсбергов, результаты измерений физико-механических и других характеристик льда для отдельных районов океана по данным морских экспедиций), континентального ледяного покрова (ледовые керны), антарктической биоте, геологии и т.д.
Собранная информация хранится в цифровом виде, в виде карт (речь идет о информации, которая в силу своей специфики не может храниться в цифровом виде, например, геологические карты, биологические и некоторые другие), текстовом виде, виде иллюстраций (фотографии, схемы, рисунки и т.п.), космические и АФС снимки в виде негативов, отпечатков и фотомонтажей и т.д. Наибольший объем информации по указанным направлениям находится в ААНИИ, а также в институтах Российской Академии наук и ведомственных учреждениях.
Основные способы хранения цифровой информации — на бумажных и магнитных носителях. При этом для многих видов информации не разработаны общие форматы представления. Хранящаяся на бумажных носителях информация со временем утрачивается в силу неудовлетворительных условий хранения.
Информация, хранящаяся в виде карт, подвержена еще большей опасности потери (поскольку обычно имеется если не в единственном экземпляре, то в очень ограниченном числе копий), а ее получение заинтересованными пользователями затруднено. В силу этих причин практически отсутствует возможность какого-либо комплексного анализа состояния природной среды южной полярной области.
Наиболее полным обобщением знаний о природной среде Антарктики является Атлас Антарктики, изданный в 1966 г., данные которого к настоящему времени устарели. Более поздние обобщения, опубликованные в различных статьях и монографиях по отдельным направлениям исследований, далеко не всегда сопоставимы в силу различных способов представления информации. Подготовка нового издания Атласа Антарктики по финансовым причинам фактически приостановилась.
Из всего вышесказанного следует очевидный вывод — назрела необходимость собрать максимально полный объем информации о состоянии природной среды Антарктики в единой базе данных на магнитном носителе, обеспечить оптимальный способ ее хранения и пополнения, снабдив эту базу данных комплексом программ, обеспечивающих удобный, простой, но строго регламентированный доступ к информации, возможность ее анализа и получения результатов в удобном для пользователя (заказчика) виде (табличном, графическом, в виде файлов на магнитном носителе). Методы анализа, качество представления результатов (например, картографическая основа) должны отвечать современному научному уровню. Решение этой задачи может быть реализовано путем создания геоинформационной системы (ГИС) "Антарктика".
Необходимость создания такой системы связана с задачей спасения архивной информации и созданием удобной для пользователя компьютерной системы хранения данных наблюдений. Это позволит также войти в международную систему обмена данных по Антарктике. Целью проекта является создание информационно-поисковой системы по природной среде Антарктики, включая создание геоинфомационной системы (ГИС) "Антарктика".
Ожидаемые результаты по этапам.
1998—2002 гг.
Создание баз архивных данных по природной среде Антарктики. Разработка структуры информационно-поисковой системы на основе ГИС-технологий. Пополненные базы и банки данных.
Банк данных по структуре и функционированию различных сообществ и экосистем Антарктики с целью организации их мониторинга, охраны и возможного рационального использования биоресурсов; создание банка данных по флоре и фауне Антарктики. Пополненные базы и банки данных.
2003—2007 гг.
Геоинформационная система “ Антарктика” . Базы и банки данных о метеорологических, океанографических, ледовых, геофизических, биологических, геологических параметрах природной среды Антарктики. Электронно-справочные пособия по наиболее важным компонентам природной среды
После 2007 г.
Совершенствование геоинформационной системы по природной среде Антарктики, включение в нее новых данных, полученных на основе современных технологий, развитие автоматизированной системы пополнения ГИС "Антарктика" в режиме реального времени.
3.2.1.9 Экосистемы
В короткий срок были достигнуты значительные успехи в изучении флоры и фауны Антарктики, что выдвинуло отечественные исследования на одно из первых мест в мире. Вместе с тем анализ имеющихся в настоящее время знаний по биологическим проблемам Антарктики показал, что их явно недостаточно для решения задач, описывающих южную полярную область как экологически целостную систему. Основным недостатком выполненных до настоящего времени исследований как в нашей стране, так и за рубежом являются отсутствие комплексных наблюдений за всеми элементами экосистем, в первую очередь, пелагиалии Южного океана, отсутствие круглогодичных циклов наблюдений, охватывающих летнюю и зимнюю стадии развития различных сообществ, отсутствие достоверных оценок вклада криопелагических сообществ, связанных с морскими антарктическими льдами, в биологическую продуктивность Южного океана.
Необходимость этих работ связана прежде всего с тем, что антарктические воды являются исключительно продуктивными и их морские биоресурсы оцениваются массой, позволяющей обеспечить потребный промысел всем странам, осуществляющим его в настоящее время. Научно обоснованные оценки биологической продукции Южного океана и возможностей их использования можно дать на основе натурных исследований в Антарктике.
Целью проекта является исследование биоты антарктического региона, направленные на изучение пространственно-временных характеристик и физико-химической структуры биотипов, выявление таксонометрического состава и закономерностей распределения морских планктонных и бентосных сообществ, изучение трофической структуры и основных потоков вещества и энергии в наземных и морских экосистемах, оценки биоресурсов антарктических вод.
Ожидаемые результаты по этапам
1998—2002 гг.
2003—2007 гг.Получение данных по видовому составу микроскопических водорослей в морском льду моря Уэдделла, разработка схемы общих закономерностей взаимодействия флоры в системе лед-вода; обобщение данных по численности плавающих компонентов и продукционным процессам в пелагических экосистемах Южного океана; получение новых данных по тюленям Южных Шетландских островов.
Получение новых сведений о роли бактериопланктона в процессе продукции и деструкции в Южном океане, качественном и количественном составе флоры и фауны пресноводных экосистем в районе российских антарктических станций и возможном антропогенном воздействии на них; изучение истории возникновения и эволюции диатомовых водорослей Южного океана; оценка роли отдельных видов планктонных животных в пелагических системах Южного океана. Оценка роли экстремальных воздействий гелиогеофизических факторов на жизнедеятельность и работоспособность биологических организмов.
Получение новых данных о видовом составе, таксономической и трофической структуре морских пресноводных и наземных биоценозов и экосистем Антарктики, выявление особенностей распределения и распространения слагающих их видов, разработка представления об истории происхождения и формировании антарктической биоты; получение новых данных по фауне тюленей и аквафауне.
После 2007 г.
Развитие биологических исследований для создания моделей эволюции в экстремальных исторически длительно изолированных экосистемах, приводящих к уникальному развитию биопродукционных процессов (количественные изменения биоресурсов Антарктики, появление адаптационных новообразований у представителей биоты Антарктики). Будет определено глобальное значение этих явлений для экосистем Мирового океана на основе комплексных сравнительных исследований криали и криопелагических биоценозов Антарктики и Арктики и их параллельной независимой эволюции, исследований глубоководных зон антарктической части Южного океана и выявления их связей с Мировым океаном.
3.2.1.10 Геология
Ключевое значение Южной полярной области Земли (ЮПО) для познания природы и механизма глобальных геодинамических процессов определяется, во-первых, ее гигантскими размерами и, во-вторых, своеобразием строения и эволюции литосферы, обусловленным центральным положением Антарктиды в ходе становления и распада гондванского суперконтинента. Некоторые из присущих ей черт представляют собой уникальные объекты для изучения, так как не имеют аналогов в других районах мира или проявлены там в менее отчетливой форме.
Наряду с исключительной важностью для проблем глобальной тектоники, геолого-геофизическим исследованиям в Антарктике принадлежит большая роль в расширении фундаментальной базы других областей геологического знания. Так, в пределах крупнейшего Антарктического щита необычайно широко представлены ассоциации пород гранулитовых фаций с хорошо сохранившимися свидетельствами древнейших и наиболее высокотемпературных из известных на Земле тектоно-термальных событий. Несмотря на приполюсное положение, Антарктида изобилует окаменелыми органическими остатками, изучение которых вносит существенные коррективы в традиционные палеогеографические и палеоклиматологические представления. Обилие в Антарктиде разновозрастных континентальных рифтов и приуроченных к ним проявлений глубинного толеитового и щелочного магматизма открывает большие возможности для исследования эволюции верхней мантии. Наконец, гигантский ледовый покров Антарктиды и особенности конфигурации коренного ложа материка представляют собой неповторимые объекты для моделирования гляциоизостатических процессов.
Необходимость этих работ определяется перспективностью Антарктики для добычи минеральных ресурсов, среди которых особое место занимает углеводородный потенциал Антарктики. Целью проекта является изучение основных черт строения, фундаментальных закономерностей эволюции и особенностей минерагении Антарктиды и ее континентальной окраины; прогноз минерально-сырьевого потенциала Антарктики.
Ожидаемые результаты по этапам
1998—2002 гг.
Продолжение экспедиционных геологических, аэрогеофизических и сейсмологических исследований в горном обрамлении ледников Ламберта и Эймери (международный геотраверс АНТАЛИТ), морское сейсмопрофилирование в комплексе с гравимагнитными наблюдениями и донным пробоотбором в бассейне моря Рисер-Ларсена (международный геотраверс ГЕОМОД). Составление карт и геолого-геофизических разрезов, отражающих общие черты строения и истории развития осадочных бассейнов Антарктики; характеристика структурно-вещественных комплексов Антарктического щита. Морское сейсмопрофилирование в комплексе с гравимагнитными наблюдениями и донным пробоотбором в бассейне моря Уэдделла (международная программа АНТОСТРАТ). Составление геодинамических моделей и реконструкций развития земной коры в докембрии (становление Гондваны) и мезозое (распад Гондваны).
2003—2007 гг.
Продолжение экспедиционных геологических и геофизических исследований в горных районах Антарктиды и наиболее перспективных осадочных бассейнах ее континентальной окраины. Изучение современной геотермальной деятельности и процессов рудообразования в зонах максимальной тектонической активности океанского дна. Издание атласа карт и фундаментальной монографии, отражающих главные итоги российских геолого-геофизических исследований в Антарктике за 50 лет.
После 2007 г.
Продолжение геолого-геофизических экспедиционных и научно-исследовательских работ в горных районах Антарктиды и на ее континентальной окраине с целью детального изучения проблем:
- геодинамики антарктической литосферы на протяжении 3,5 млрд лет;
- изменений палеоклимата в позднем фанерозое и в четвертичное время;
- моделирования глобальных изменений природной среды.