Итоги и направления научных исследований.

Наша страна внесла крупнейший вклад в изучение природы Антарктики и ее роли в глобальных процессах. Более чем 40-летнюю историю отечественных антарктических исследований можно условно разделить на три этапа:

1. Комплексные исследования Антарктики как географического объекта (период Международного геофизического года и последующее десятилетие: 1956–1968 гг.);

2. Изучение природных механизмов и закономерностей, управляющих изменчивостью процессов в природных средах южной полярной области и углубленное ресурсное исследование антарктического региона (1969– 1985 гг.);

3. Комплексное исследование Антарктики с учетом ее роли и места в глобальных процессах, определяющих будущее развитие человечества (с 1986 г. по настоящее время).

Климатические исследования.

Одной из наиболее значимых научных программ, выполняемых в настоящее время международным сообществом, является проект по исследованию глобальных изменений климата. Уникальное географическое положение Антарктиды, специфика циркуляции атмосферы и океана в этом регионе дают возможность минимизировать набор природных факторов, определяющих тенденции климатической изменчивости, дает возможность ранжирования и параметризации элементов региональной климатической системы. Процессы, протекающие в свободной и приземной атмосфере, наиболее динамичны. При этом именно они являются определяющими в формировании современного климата атмосферы, океана и разделяющего их ледяного покрова. В настоящее время установлены основные особенности режима антарктической атмосферы, полей тепловой и солнечной радиации, а также погодообразующих термодинамических процессов. Выявленные тренды климатических изменений за последние 30 — 40 лет показали неоднозначность этих процессов над всем регионом: кроме районов с положительными тенденциями изменения температуры, в Восточной Антарктиде выделена большая зона с отрицательным трендом температуры воздуха. Этот факт свидетельствует о сложном ходе современных климатических изменений в Антарктике.

Одной из наиболее существенных причин, определяющих современные глобальные изменения климата на планете, является эффект «озоновой дыры» в Антарктике, открытый в 1984 г. В настоящее время значения общего содержания озона в весенний период над антарктическим континентом ежегодно продолжает снижаться, что приводит к развитию «парникового эффекта».

Палеоклиматические исследования.

Антарктический ледниковый покров является уникальным природным архивом, хранящим информацию о изменениях палеоклимата нашей планеты. Фундаментальный вклад в исследования глобальных изменений климата в далеком прошлом дали работы по глубокому бурению ледникового щита на станции Восток. Достигнутая в 1996 г. глубина ледовой скважины 3523 м, при общей толщине льда 3740 м, позволила получить информацию об изменчивости характеристик атмосферы за последние 400 тыс. лет, что соответствует четырем полным климатическим циклам гляциации и дегляциации.

Палеоклиматические данные, полученные при анализе ледниковых кернов и донных отложений антарктических озер, показали, что на протяжении предшествующих 250 тыс. лет колебания температуры атмосферы, концентрация в ней парниковых газов и аэрозоля происходили синхронно с колебаниями орбитальных параметров движения нашей планеты в солнечной системе. Обнаруженное в районе станции Восток крупное подледниковое озеро, соизмеримое по размерам своего зеркала с озером Онтарио, хранит в себе информацию о климатической ситуации на планете на протяжении более 1 млн лет назад.

Полученные данные дают исчерпывающие сведения об изменчивости климата под действием планетарных процессов и необходимую информацию для прогнозирования этих процессов в будущем, причем увеличение продолжительности ряда данных в прошлое повышает надежность прогнозов будущих тенденций.

Океанографические исследования.

Выявлены основные закономерности крупномасштабной изменчивости антарктического морского льда и обусловливающие ее физико-географические факторы, сформулирована рабочая гипотеза эволюции морского ледяного покрова. Колебания ледовитости Южного океана проявляются в виде полициклических автоколебаний с преобладающей квазидвухлетней периодичностью в саморегулируемой системе универсально взаимодействующих сред южной полярной области. При этом ареал и морфология циркумполярного ледового пояса определяются термохалинной структурой и циркуляцией вод. В свою очередь, структура гидрофизических полей деятельного слоя антарктической зоны Южного океана во многом зависит от ее пресноводного баланса, решающий вклад в который вносят колебания ледовитости и сток материкового льда в виде айсбергов.

Одним из генераторов автоколебаний южнополярной климатической системы, их своеобразным камертоном является внутриантарктическая энергоактивная зона, образуемая циркумполярной совокупностью стационарных полыней.

Подготовлена наиболее полная (37 тыс. станций) база океанографических данных по Южному океану и на ее основе издан российско - германский «Океанографический атлас Южного океана». С помощью созданной прогностической 24 - уровненной модели рассчитана циркуляция вод Южного океана с учетом реальной топографии дна.

Получено подробное распределение полей гидрохимических элементов во всей толще вод Южного океана, дано также содержание приоритетных загрязняющих веществ (нефтяные, хлорированные и полиароматические углеводороды, тяжелые металлы) в природных средах Антарктики. Результаты уникального российско - американского эксперимента, выполненного на единственной дрейфующей станции в Южном океане « Уэдделл-1», позволили провести анализ водных масс неисследованной юго-западной части моря Уэдделла и установить особенности их структуры и степень трансформации. Впервые оценена скорость формирования антарктической донной воды в море Уэдделла, проведены измерения и получены количественные оценки потока тепла из океана в атмосферу через ледяной покров моря Уэдделла, что исключительно важно для понимания планетарных климатических процессов.

Геофизические исследования.

Магнитное поле Земли, которое простирается в космическое пространство, играет основную роль в захвате энергии солнечного ветра, трансформируя энергию в количество движения и направляя ее в атмосферу Земли. Взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой проявляется в полярных шапках в форме различных геофизических процессов. Хаотические изменения в межпланетном поле приводят к крупномасштабной перестройке всех процессов на границе магнитосферы и вызывают высыпание авроральных частиц, генерацию полярных сияний и формирование трехмерных токовых систем, ответственных за возмущение магнитного поля Земли.

Биологические исследования.

Исследования в Антарктике установили видовой состав флоры и фауны региона, а также остатков микроскопических диатомовых водорослей и радиолярий в донных осадках Южного океана и антарктических озерах. Была обоснована гипотеза трансокеанского расселения вторично-глубоководных видов бореально - тихоокеанского происхождения через область пролива Дрейка до абиссальных районов Северной Атлантики и Арктики. Открыта новая эндемичная фауна глубоководных (до 5500 м) липаровых рыб (род Карепроктус), представленная 37 видами, из которых 28 являются новыми для науки видами. Установлено систематическое положение ископаемой рыбы из эоцена Западной Антарктики, которая оказалась предковой формой – новый род и вид подотряда нототеноидных рыб, составляющих основу коренной ихтиофауны Антарктики. Изучены распределение, запасы и возможности промыслового использования антарктических придонных (нототеноидных) и мезопелагических рыб, антарктического криля и кальмаров. Даны подробные рекомендации по рациональному использованию этих биоресурсов как российским, так и международным организациям – Научному комитету по изучению Антарктики (СКАР) и Комиссии по сохранению морских живых ресурсов Антарктики (АНТКОМ).

Основными недостатками выполненных биологических исследований было отсутствие комплексных наблюдений за всеми элементами экосистем, круглогодичных циклов наблюдений, охватывающих летнюю и зимнюю стадии развития различных сообществ и оценок вклада криопелагических сообществ, связанных с морскими антарктическими льдами, в биологическую продуктивность Южного океана.

Геологические исследования.

Несмотря на то, что коренные выходы горных пород занимают менее 2% поверхности шестого континента, а остальная его площадь покрыта ледовым покровом средней толщиной около 2 км, геолого - геофизическое изучение Антарктиды и ее шельфа позволило не только выявить фундаментальные закономерности геологического строения и разработать первые модели геодинамической эволюции земной коры региона, но и подойти к оценке его перспектив в отношении полезных ископаемых. По ряду районов (Земля Королевы Мод, Земля Эндерби, горы Принц - Чарльз, шельфы морей Уэдделла и Содружества) решающий вклад в этом направлении был сделан именно российскими специалистами (рис. 8). Ими обнаружены крупные скопления железных руд и каменного угля, проявления полиметаллов, золота, алмазов, признаки присутствия других металлоносных геологических формаций, выполнено предварительное минерагеническое районирование Антарктического щита. Осуществлено оконтуривание и структурно-нефтегеологическое районирование главных осадочных бассейнов на континентальной окраине Антарктиды, общая площадь которых сопоставима с крупнейшими нефтегазоносными провинциями арктического шельфа.

По результатам аэрогеофизических исследований созданы обширные базы данных, организован российский филиал Международной библиотеки сейсмических данных по Антарктике (70 тыс. км сейсмических разрезов в цифровой форме), составлены комплекты региональных и обзорных геолого-геофизических карт в масштабах 1:10 000 000 –1:1 000 000.

Рис.5. Районы геолого-геофизических исследований РАЭ:
1 — действующие станции; 2 — законсервированные станции;
3 — сезонные базы; 4 — законсервированные сезонные базы;
5 — аэромагнитная съемка в комплексе с радиолокационными наблюдениями;
6 — авиадесантная гравиметрическая съемка; 7 — площади геологических исследований;
8 — аэрогравиметрическая съемка в комплексе с радиолокационными наблюдениями.

Топографо-геодезические, картографические и гидрографические работы.

Для обеспечения геолого - геофизических работ и других исследований на значительной части антарктического континента с помощью отечественных космических аппаратов была проведена фотосъемка, с использованием которой были развиты обширные фотограмметрические сети. Это позволило создать большой объем топографических и тематических карт разнообразнейших масштабов и областей применения.

За время проведения отечественных работ в Антарктике различным географическим объектам присвоено 1200 русских названий. Создан фундаментальный Атлас Антарктики и подготовлено его второе современное издание.

С целью обеспечения безопасности мореплавания в Главном Управлении навигации и океанографии Министерства обороны Российской Федерации были созданы многочисленные навигационные карты и пособия районов работ отечественного флота в Антарктике.