«Чем больше знаешь море — тем страшнее погружаться»
Честный рассказ океанолога о жизни в арктической экспедиции
Арктика — крайне недружелюбное место в любое время года. Какие химические реакции, помимо выброса адреналина, приводят людей на край света, рассказывает химик-океанолог Александр Полухин.
Что делать с крабами в Карском море, которые случайно попали туда с Дальнего Востока Можно ли захоронить лесные опилки на дне морском, чтобы при этом не убить всех местных обитателей? Примерно такие вопросы и решает Институт океанологии РАН. Один из его ведущих научных сотрудников (кандидат географических наук, руководитель лаборатории биогидрохимии) Александр Полухин отправляется в экспедиции каждый год. Чаще всего — именно в Арктику.
Монолог Александра о работе в море, о сложностях фундаментальной науки и о ставящих в тупик вопросах из Минобрнауки записала редактор АЧБД Анна Горовец.
КАК ПОПАСТЬ В АРКТИКУ
Моя история простая: химия нравилась мне еще в школе, поэтому пошел по химическому пути в океанологии. Мне очень хотелось попасть в морские экспедиции, на пароходы, в море. Когда я учился, бытовало мнение, что гидрофизикам (то есть тем, кто изучает всяческие физические процессы: распределение температуры, солености, течения, водной массы) попасть в рейс сложнее — их слишком много. А гидрохимиков, наоборот, обычно не хватало, поэтому мне сказали: займешься гидрохимией — всегда будет возможность и в рейс сходить.
Я за это зацепился и в дальнешем понял, что не зря
Начинал работать на Черном море, когда был студентом. Арктика тогда изучалась только Санкт-Петербургским институтом Арктики и Антарктики — в советские годы Арктика была их вотчиной. А Институт океанологии РАН в те же годы работал практически по всему мировому океану — кроме Арктики. Она пришла в наш институт уже в нынешнее время, в XXI веке. Была организована арктическая экспедиция академиком Михаилом Флинтом.
И в 2011 году, как раз когда я выпустился, состоялась первая за долгие годы экспедиция в Арктику: в Карское море на судне «Академик Келдыш». Это судно — носитель обитаемых подводных аппаратов «Мир», на которых искали и снимали «Титаник». Попал туда в отряд гидрохимии, и всё — меня засосало… С 2011-го каждый год хожу в арктические экспедиции.
Почему именно туда? Во-первых, в Арктике красиво
Но не сказать, что у меня был большой выбор. Просто экспедиции на корабле (как я и мечтал), пошли именно в Арктику. Кроме того, научный руководитель предложил мне писать диссертацию по теме Карского моря. Идея показалась интересной — раньше много работ было посвящено гидрофизическим особенностям Карского моря (температура, соленость), а химическим — очень мало. Недостатка в них не было только в советские годы, а потом произошел большой перерыв в исследованиях, надо было начинать все заново. То есть остались знания сорокалетней давности, а понимания того, что сейчас происходит, почти не было.
Плюс в начале 2010-х изучение Арктики находилось в фокусе государственных интересов — появились всякие морские доктрины, в том числе связанные с освоением хозяйства Арктики, проводились большие исследования нефтеуглеводородов. На это стало выделяться финансирование — тогда и пошли экспедиции. Я попал в одну из них, и дальше уже стал работать в этом направлении. Ну и вжился. Естественно, когда я первый раз попал в Карское море, оно меня очень поразило — огромной пустотой пространства и низким серым небом. Конечно, впечатлила и сама экспедиция: весь этот процесс, большой белый пароход с множеством маститых ученых.
Чем вообще
занимаются океанологи
То, чем я занимаюсь, — биогидрохимия — это область океанологии, которая изучает химический состав воды. Приставка «био» означает, что мы изучаем химические элементы, напрямую связанные с биологическими компонентами воды. Это те вещества, которые потребляют водоросли — биогены (фосфор, азот, кремний). Поэтому наши исследования находятся в самом низу пищевой цепи и формируют такую базу, на которой уже дальше строится исследование фитопланктона, рыб, морских млекопитающих... В конечном счете, эта цепочка приходит к человеку. Поэтому наши исследования находятся в основе всех прочих экосистемных, или, можно сказать, экологических исследований.
Будет меньше фитопланктона — меньше пищи для зоопланктона, меньше пищи для рыб, меньше пищи, в итоге, для человека
Наша наука, конечно, отстает от западных трендов. Допустим, исследования асидификации на Западе стали проводиться лет 30 назад — поэтому у них давно есть хорошее понимание этих процессов. Сейчас они больше уже углубляются именно в связь с биологией, делают более точные прогнозы. Мы же все еще находится на раннем этапе исследований.
Сейчас еще довольно активно развивается тема карбоновых полигонов. Это федеральная государственная программа, посвященная изучению баланса углерода в России, — эта оценка важна для экономики страны. В частности — для продажи квот на выбросы углекислого газа. В 2015-м было подписано Парижское соглашение о сокращении выбросов углекислого газа. Страны с высокими показателями выбросов договорились закупать квоты на выбросы углерода у тех стран, которые или выбрасывают его сильно меньше, или поглощают его очень много.
В России, по идее, много лесов и различных акваторий — эти квоты мы можем продавать, получая дополнительный доход. Но в нынешних реалиях про эти квоты речь не идет — из-за событий последних лет. При этом такие оценки баланса углерода все равно очень важны — это основной элемент на Земле, из него много чего строится: в том числе и морские экосистемы, и растения на суше. В России такие оценки проводятся редко, но наша лаборатория в том числе занимается и этим проектом.
Есть в нашем институте, например, прикладные исследования. Они проводятся в техническом секторе — там делают подводные аппараты, их потом продают. Наши же исследования — фундаментальные, их задача состоит в том, чтобы показать, что, как и где меняется, оценить в том числе влияние человеческой деятельности на экологию. В последнее время в России стали появляться законодательные акты в сфере экологической безопасности, требований к производству в том числе, но процесс идет очень неспешно.
То, чем я занимаюсь, — биогидрохимия — это область океанологии, которая изучает химический состав воды. Приставка «био» означает, что мы изучаем химические элементы, напрямую связанные с биологическими компонентами воды. Это те вещества, которые потребляют водоросли — биогены (фосфор, азот, кремний). Поэтому наши исследования находятся в самом низу пищевой цепи и формируют такую базу, на которой уже дальше строится исследование фитопланктона, рыб, морских млекопитающих... В конечном счете, эта цепочка приходит к человеку. Поэтому наши исследования находятся в основе всех прочих экосистемных, или, можно сказать, экологических исследований.
Грубо говоря, мы занимаемся фундаментальными исследованиями, но к нам никто особо не обращается по этому вопросу. Если кто-то обратится — мы будем только рады
Был один случай, когда к нам в институт обратились из одного химического предприятия. Они предложили дать оценку идее: опилки от деревообрабатывающей промышленности (а их очень много остается) компоновать в брикеты и захоранивать на дне Черного моря. Оно известно тем, что в нем есть сероводород, а в сероводороде ничего не окисляется. Соответственно — углекислый газ и углерод, который при окислении выходил бы в море и дальше уже в атмосферу, оставался бы на дне и лежал бы сотни или тысячи лет нетронутым.
Администрация института спросила у нас, научных сотрудников, хотим ли мы этим заняться. Ответили: «Давайте попробуем». Но никаких документов так и не пришло. Но это касательно нашего направления, а так в институте проводят много прикладных исследований. Например, мониторинг загрязнения нефтью (его хорошо видно со спутника) — можем сказать, что именно произойдет, если в природные воды вылить нефть или какое-то другое загрязняющее вещество, — со всем пониманием фундаментальных процессов.
Но на государственном уровне такие заказы редки, в основном такие мониторинги проводят коммерческие фирмы (особенно нефтедобывающие), и иногда в них участвует наш институт. В последнее время появилось много организаций, которые занимаются этим на коммерческой основе, и некоторые научные институты участвуют как исполнители. В основном это выглядит так: институтские ученые выезжают на место и делают химические анализы, а какие-то выводы делаются уже вот в этих коммерческих организациях.
КАК ПРОХОДЯТ ЭКСПЕДИЦИИ
Подготовка к экспедиции занимает длительное время, от полугода. Изначально пишется заявка с конкретным планом работ: что будет проводиться, в каких местах (необходимо указать конкретные координаты), какие виды работ. При этом экспедиции часто комплексные — в них проводится большой набор исследований: в области физики, химии, биологии, геологии, процессов в атмосфере. Поэтому пишется подробная программа экспедиции, и заявка подается в Министерство науки и образования.
Если вы хотите уйти летом в экспедицию, то подать заявку в министерство вам нужно уже осенью (где-то в ноябре). Грубо говоря, за девять месяцев — конкурс, комиссия, письмо с подтверждением заявки. Только после этого выделяется финансирование и происходит набор научных команд: по разным задачам выбираются соответствующие специалисты. Где-то за месяц до начала экспедиции (когда дата уже назначена) начинает происходить сбор оборудования, материалов, необходимых для исследований.
Примерно за пять дней мы буквально забиваем машину оборудованием (на корабле его почти нет), личными вещами, теплой одеждой — после чего все это хозяйство едет в порт. У нас все суда изначально стоят в Калининграде, потом они идут в пункт старта экспедиции — до Мурманска или до Архангельска. Вся экспедиция перемещается следом на поезде или на самолете в ту же точку. Встречаемся в порту, происходит разгрузка оборудования. Его много — обычно две фуры, не меньше 20 тонн. Погрузка Съемка местности на Новой Земле на судно занимает день, тогда же происходит подвоз продуктов — у большого судна должен быть автономность на 90 дней. Только после всего этого начинается экспедиция.
Экспедиции бывают разными. В советское время они были долгими, по полгода. Сейчас такие есть разве что у Института Арктики и Антарктики. В среднем экспедиция занимает месяц.
Срок обработки полученных результатов сильно зависит от исследования. Допустим, в нашей лаборатории (речь про группу гидрохимии) мы делаем все анализы прямо на борту судна, потому что эти пробы нельзя консервировать и везти в Москву. А вот наши коллеги биологи или геологи во время экспедиции собирают образцы и везут их в институтские лаборатории, потому что в их случае много на борту не сделаешь: оборудование, которое для этого нужно, очень громоздкое, его с собой везти нереально. У геологов обработка материала может занять и год, и полтора. У биологов — около полугода.
Что есть на борту исследовательского судна
Корабли в принципе оснащены всем необходимым для комфортной работы всех членов экспедиции. Зачастую даже интернетом. Не такой, чтобы скачивать фильмы или по видеосвязи звонить родственникам. Но почта и мессенджер работают. Хотя я ходил в экспедиции, в которых никакого интернета не было в течение месяца — это не сложно. Те, кто ходит в экспедиции, осознают все сложности. Хотя были случаи, когда люди очень хотели выйти в море, а по возвращении говорили: «Нет, это не мое».
Опасности погружения и спасение крабов
Бассейн — это максимум, куда я ныряю во время экспедиции. Гидрохимику вообще не обязательно погружаться под воду, это больше нужно биологу. Потому что какие-то образцы и материалы они могут собрать только руками.
Честно скажу, что я опасаюсь,
даже боюсь работы под водой
Одно дело, когда речь идет о красивом дайвинге где-то в теплых морях, но в Арктике это научная задача, причем довольно рискованная. И этот риск бывает неоправданно высок.
Я учился этому, погружался в Черном море. Там не очень глубоко было, но тем не менее у меня это вызвало не очень приятные ощущения. Потому что там, под водой, от тебя практически ничего не зависит. Ты, конечно, обладаешь неким набором навыков, которые позволяют тебе выжить, но даже с аквалангом и несколькими напарниками произойти может что угодно.
Трагедий всегда хватало, причем, что удивительно, чаще с опытными людьми, чем с новичками. Да и погружаться в холодную воду — Что есть на борту исследовательского судна сомнительное удовольствие. Для таких случаев сейчас уже используют специальные дроны — подводные аппараты, которые в том числе и у нас в институте производят (называются «гномами»). Они оснащены камерами: вы видите, что происходит, и «щупальцами» робота можете отбирать нужные образцы.
Чем больше знаешь о море — тем страшнее погружаться. Особенно в Арктике — лед даже при минусовых температурах все равно подвижный, там всегда есть какие-то течения или ветер, которые могут двигать ледяные поля. Погрузился под воду, поработал, хочешь вынырнуть в том же месте — а там наверху уже лед. Поэтому погружаться можно только с разрешения капитана, плюс нужно получить специальный документ. Просто так в воду тебя никто не пустит.
В целом, во время арктических экспедиций мы, океанологи, пытаемся понять, как в море работают различные процессы, в том числе связанные с биоресурсами (с рыбой, например). Карское море в этом плане очень бедное — добывать нечего. И это удивительно, ведь в соседнем Баренцевом море есть треска, крабы, креветки. А в Карском море — голяк.
Но в 2013-2014 годах мы стали замечать, что в Карском море появился краб-стригун. Он пришел из Баренцева моря, хотя там его тоже изначально не было — он пришел с Дальнего Востока. Вернее, его принесли суда, которые из восточных морей приходили в Мурманск: в их балатные воды (морская вода, которую судно набирает для использования в технических целях: промыть баки, охладить двигатель) попали личинки краба-стригуна.
Потом эти воды сбросили — вообще-то так делать нельзя, но было это довольно давно, когда на такие вещи никто не обращал внимания. И с этими балатными водами в Баренцево море из Владивостока краб-стригун и приехал. Там он не встретил для себя конкурентов, а потому очень активно развивался. Сейчас Баренцево море — это такой промышленный район вылова крабов. А в 2014-м выяснилось, что он и до Карского дошел. Минприроды стало выдавать квоты на вылов.
Но потом наши исследования показали, что численность этого краба стала резко снижаться. Начали писать письма, привлекли специалистов, и в конце концов доказали, что если его продолжат вылавливать, то он вообще исчезнет. Вылов в Карском море запретили.
Что касается добычи полезных ископаемых (нефти, газа), то в Карском море она практически не ведется, за редкими исключениями. Похорошему, конечно, организации, которые все-таки этим занимаются, должны бы нанимать и нас — чтобы посмотреть, не происходит ли каких-то серьезных изменений в экосистеме. И это делается, но, мягко говоря, не на должном уровне.
В целом мы можем косвенно предсказывать «по воде» будущее — ведь результаты исследований используются для прогнозов. Есть такая международная комиссия по оценке изменения климата — IPCC (The Intergovermental Panel on Climate Change). От ее имени раз в несколько лет выпускают доклады. Лучшие ученые, которые добились успехов в изучении земли, океана или климата, пропускают через себя большие объемы информации и делают глобальный обзор — как меняется тот объект, которым они занимаются.
Допустим, мы изучаем процесс распределения водородного показателя (pH) в Карском море, другие ученые — в Индийском океане, третьи — в Тихом, а потом лучшие ученые всю информацию анализируют и дают прогноз: условно через 100 лет уровень pH понизится на 1/10. И расписывают, к чему это может привести.
Но надо иметь в виду, что все-таки эти математические оценки — они не стопроцентно точные. Природа и океан в том числе — это такая вещь, где параметры могут меняться из-за миллиона вводных (мы же не можем исследовать океан одномоментно, а взаимосвязано в нем примерно все). Поэтому к таким оценкам надо относиться тоже с легкой долей скептицизма. Ну или наоборот — оптимизма. Если что-то плохое прогнозируется — не обязательно, что оно произойдет.
«А ЗАЧЕМ ВЫ ЭТО ДЕЛАЕТЕ?»
Не так давно, в марте 2023-го, была отчетная сессия после экспедиции. В последние годы Министерство науки и высшего образования собирает всех участников и руководителей экспедиций и заслушивает доклады по каждой из них.
Во время моего доклада руководитель департамента научных экспедиций неожиданно спросила: «Вы вот в эти арктические экспедиции в Карское море от института ходите с 2007 года, то есть уже 16 лет. А зачем вы это делаете» Я так растерялся — в первый раз делал доклад по результатам экспедиции в министерстве и ожидал вопросы по теме. А к такому жизнь меня не готовила. И я что-то такое промямлил из серии… Ну как те самые ученые из фильмов, знаете, которых называют «яйцеголовыми». И говорю: «Ну это же интересно!» А сам про себя подумал: «Слушайте, ну если вы министерство и вы выделяете нам деньги на эти исследования, но не понимаете, зачем вы их выделяете, то, может быть, это и к вам тоже вопрос»
Но, с другой стороны, это нормальный вопрос, потому что мы на деньги налогоплательщиков, всех граждан России куда-то там ходим, что-то там изучаем. А результаты фундаментальных исследований очень редко бывают видны. Чаще всего, чтобы совершить открытие, нужно очень серьезно поработать с материалом. А у нас сейчас зачастую просто не хватает времени, потому что мы, бывает, участвуем сразу в нескольких экспедициях. Подготовка, отчеты после экспедиции — все это отнимает время, а там уже новая экспедиция начинается. Мы иногда просто не успеваем посмотреть назад, посидеть-подумать, что мы получили-то вообще.
Такое происходит, потому что есть некая гонка: дескать, экспедиции надо делать каждый год. Хотя в зарубежных институтах в некоторые районы экспедиции проводятся далеко не так часто. Но это очень важно — работать и заниматься океаном там, где он есть. Например, у нас есть база в Геленджике — вот там можно выходить на берег моря каждый день, брать пробы, делать любые исследования. С Арктикой сложнее. Но мы работаем.
Истории 26 сентября 2023