04.12.2020

Ученые составили «Электронный атлас абразионной и ледово-экзарационной опасности прибрежно-шельфовой зоны Российской Арктики»

Географы МГУ завершили работу над бета-версией «Электронного атласа абразионной и ледово-экзарационной опасности прибрежно-шельфовой зоны Российской Арктики», создание которого поддержано грантом 16-17-00034-П Российского научного фонда. Атлас включает в себя серию обзорных и региональных карт, аналитических и фотоматериалов, наглядно иллюстрирующих распространение процессов, которые наиболее опасны для человеческой деятельности в Арктике: абразии и ледовой экзарации. В первой половине декабря Атлас будет опубликован в открытом доступе на сайте arcticcoast.ru.

Абразия – процесс разрушения берегов и подводного склона при механическом воздействии волн. В Российской Арктике, где большая часть побережья расположена в зоне вечной мерзлоты (криолитозона), а морские берега сложены мерзлыми льдистыми грунтами, помимо механической волновой абразии, выделяют также и термическую. Она развивается в процессе оттаивания грунтов в результате контакта с водой и воздухом. За динамически активный период года, когда акватория освобождается ото льда, такие берега могут разрушаться со скоростью от 1 до 3 м в год. В последние десятилетия на фоне потепления климата и снижения ледовитости эти скорости увеличились местами до 2-5 м/год.

Ледовая экзарация – это выдавливание и выпахивание грунта в процессе механического воздействия ледяного покрова (торосов и айсбергов) на берега и подводный склон. В результате образуются борозды ледового выпахивания глубиной в первые метры, шириной – десятки метров и длиной – до нескольких километров. В морях Российского Арктики торосы могут царапать дно до глубины моря 20-50 м, айсберги – до 100-150 м. Навалы морских льдов на берега на крутых береговых уступах могут достигать 20 м отметок, а надвиги на пологий низменный берег продвигаться на несколько сот метров в глубь суши.

В настоящее время начинается новый этап освоения отдаленных месторождений на побережье и шельфе арктических морей. Масштабы развития абразионных и ледово-экзарационных процессов могут существенно осложнить условия строительства и эксплуатации различных сооружений как на берегах, так и на шельфе: нефтенакопительных терминалов, буровых и добывающих платформ, подводных трубопроводов, портов, других производственных и жилых объектов инфраструктуры. Обустройство месторождений и создание инженерных объектов, необходимых для хранения и транспортировки углеводородов в суровых условиях Арктики, диктует необходимость полноценного учета природных факторов. Именно они во многом определяют геотехническую безопасность как самих объектов, так экологическую безопасность прилегающих к ним территорий и акваторий.

— Например, подводный трубопровод или кабель связи, проходящий через береговую черту и оголившийся в результате абразии, с большой вероятностью подвергнется воздействию морских льдов и будет поврежден. К сожалению, примеры подобного негативного сценария развития событий уже имеются и в Арктике, и на Сахалине, и на Каспии, — отметил руководитель проекта по созданию электронного атласа, заведующий лабораторией геоэкологии Севера географического факультета МГУ, профессор РАН Станислав Огородов.

Для «погружения» читателя в материал и лучшего понимания механизма развития абразионного и экзарационного процессов в атласе даны описания и примеры основных типов берегов, а также схемы, иллюстрирующие особенности строения ледяного покрова в береговой зоне. Дополнительно в виде серии обзорных карт рассмотрены основные факторы, определяющие характер и распространение абразионного и экзарационого процессов в морях Российской Арктики.

На карте литолого-геоморфологического строения побережья отображены морфология берегов и слагающие их породы. На карте геокриологического строения побережья и шельфа показано распространение многолетнемерзлых пород, тип и льдистость грунтов, область распространения многолетнемерзлых пород на шельфе, а также современные ледники. Карта изменений относительного уровня моря и вертикальных движений земной коры отражает средние скорости поднятия или опускания относительного уровня морей Российской Арктики в голоцене (то есть последние 10000 лет). На картах сезонного нарастания и таяния ледяного покрова показано среднее положение 15% концентрации морских льдов с шагом в месяц.

— Карты строения ледяного покрова в период его максимального распространения, осредненного для периода до (1979-1999 гг.) и во время (2005-2018 гг.) глобального потепления показывают, что структура и площадь, занимаемая разными типами льда значительно изменилась в результате потепления климата. Подобные изменения приводят к смещению зон наиболее интенсивного воздействия ледяных образований на дно. На карте источников и ареалов распространения айсбергов отображены наиболее крупные ледники, от которых могут откалываться айсберги, области их максимальной концентрации и южная граница встречаемости, — рассказал Станислав Огородов.

Собственно, сами карты, иллюстрирующие развитие абразионных и ледово-экзарационных процессов, имеют три уровня детальности: обзорный – для всего побережья Российской Арктики, региональный – отдельно для каждого из морей, и третий, наиболее детальный – для него ученые МГУ специально выбрали ключевые районы нефтегазового освоения. Обзорная карта позволяет увидеть общие закономерности распространения опасных экзогенных процессов в прибрежно-шельфовой зоне всей Российской Арктики. Региональные карты атласа могут служить в качестве источника базовых знаний и информации о типах морских берегов и скоростях их разрушения, масштабах и видах воздействий ледяного покрова на дно. Эти сведения необходимы как на уровне принятия стратегических инвестиционных решений по освоению крупных месторождений и регионов, так и для организации учебного процесса для студентов и аспирантов. Наиболее детальные карты могут быть востребованы при проектировании конкретных гидротехнических сооружений в береговой зоне морей Российской Арктики.

Атлас будет размещен на сайте https://arcticcoast.ru/ рабочей группы «Динамики берегов и дна арктических морей» лаборатории геоэкологии Севера МГУ в открытом доступе до 15 декабря 2020 года.