Мониторинг мерзлоты в ЯНАО: гидрологическая карта Салехарда и карбоновый полигон «Семь лиственниц»

198-метровая вышка карбонового полигона «Семь лиственниц». t.me/yamal_arctic

Гидрологическая карта Салехарда

Ученые Научного центра изучения Арктики работают над созданием первой гидрологической карты Салехарда, основу которой составят исследования, проводимые в различных районах города и окрестностях, рассказывает видеосюжет «Ямал-Медиа».

Из-за потепления вечная мерзлота тает, создавая потоки, вымывающие грунты, делая их подвижными. Салехард как раз расположен в зоне подвижных грунтов. Рекомендации ученых и карта вычисленных ими опасных для строительства мест помогут учитывать это при проектировании и монтажных работах.

Специалисты регулярно мониторят состояние не только грунтов, но и уже возведенных зданий. Чтобы выяснить, почему возникли промоины и просело основание дома, – кроме термометрического, необходим и гидрологический мониторинг, а гидрологические скважины для комплексного мониторинга еще предстоит обустроить.

Одна наблюдательная гидрологическая скважина глубиной 25 метров появится в самой высокой точке Ангальского Мыса – территории в границах Салехарда, которая считается священной для народа ханты.

Еще ученые по архивным документам разыскали точное местонахождение нескольких старых разведочных гидрогеологических скважин 1960–1980-х годов – от 30 до 120 метров глубиной. Их планируют расконсервировать, восстановить работоспособность и включить в единую сеть наблюдения на территории Салехарда.

Эти и другие собираемые специалистами данные станут основой создаваемой гидрологической карты.

Салехард. Скриншот видеосюжета 

«Семь Лиственниц» и карбоновый ликбез

Кроме настраивания сети гидрологических скважин, на Ямале создается целый полигон в 2 тыс. гектаров для комплексных исследований. Называется он «Семь Лиственниц» и находится в Лабытнанги, на станции Обской. Сегодня на полигоне была установлена система мониторинга температуры многолетней мерзлоты, которая позволит получать данные о температуре грунтов на изучаемых участках в диапазоне глубин от 0 до 15 метров и глубже. Температурные наблюдения за многолетнемерзлыми грунтами – необходимое условие всех натурных экспериментов. Сегодняшний эксперимент посвящен «обоснованию использования одиночной железобетонной сваи в талых грунтах и на фоновых скважинах».

Но поскольку полигон прежде всего – карбоновый, то он предназначен «для разработки и испытания методик измерения выбросов и поглощения естественных и антропогенных газов, которые оказывают парниковый эффект на атмосферу и влияют на изменение климата».

Для непрерывного наблюдения за потоками углерода установлена вышка высотой 198 метров со специальным оборудованием. Результаты наблюдений помогут определить углеродный след окружающих полигон городов и промышленных объектов.

На карбоновом полигоне обязательно есть карбоновые фермы – разные виды экосистем, территории не только экологические и научные, но и коммерческие: на них с помощью специальных технологий увеличивают объемы поглощения углекислого газа и «производят углеродные единицы». Одна углеродная единица эквивалентна одной тонне парниковых газов, которая не попала в атмосферу.

Эти углеродные единицы в свою очередь для компенсации выбросов парниковых газов в атмосферу покупают производства, не имеющие возможности перейти на углеродонейтральную продукцию.

Сами по себе углеродные единицы – это биржевой инструмент, показывающий объем парниковых выбросов, который компании удалось предотвратить. По сути эти – в буквальном смысле «деньги из воздуха» – что-то вроде квот на вредные выбросы, и как бы не назывались эти биржевые игры, польза в том, что стал происходить учет, контроль и сдерживание выбросов. По крайней мере – так об этом говорят.

Мнение директора Научного центра изучения Арктики о полигоне, мерзлоте и легендах

Директором салехардского Научного центра изучения Арктики в этом году стал один из ведущих отечественных специалистов в области геотехнического и фонового геокриологического мониторинга, кандидат геолого-минералогических наук Владислав Сергеевич Исаев.

Создание в Лабытнанги карбонового полигона, команда которого была сформирована в 2021 году – проект Научного центра. В состав участников вошли Тюменский государственный университет, Институт географии Российской академии наук и Институт леса Красноярского ФИЦ, в качестве индустриального партнера выступило правительство ЯНАО.

Поскольку тема карбоновых полигонов достаточно новая для России, Владислав Исаев старается популяризировать ее, описывая смысл и деятельность «Семи Лиственниц».

Идея карбоновых полигонов

В октябрьских интервью ямальским СМИ «Север-Пресс» и «Ямал-Медиа» директор Научного центра изучения Арктики начал с того, что в  мировой практике подобные полигоны существуют больше 20 лет. 

Актуальность активизировавшихся в последние годы исследований объяснима тем, что сейчас всем необходимо понять, в каком количестве в экологических системах планеты происходит накопление либо выделение (эмиссия) газов – естественных и антропогенных, – которые, как известно, оказывают парниковый эффект на атмосферу и влияют на изменение климата. Зная, что именно происходит, можно планировать действия, которые позволяют либо снизить выделение газов, либо увеличить «складирование» этих газов в природных средах.

Основная общая идея – создать опорную сеть полигонов, которая позволит накапливать информацию по всей России: на первом этапе – получать данные, как происходит движение воздушных масс, какие регионы наиболее перспективны для депонирования углерода; на втором этапе – обустраивать карбоновые фермы, то есть проекты, интересные индустриальным заказчикам.

Территория полигона выбрана так, что при хорошей транспортной доступности от Лабытнанги наиболее широко охватывает те виды ландшафтов и зон, которые представлены в округе. С помощью почти 200-метровой мачты, что редкость, особенно для Арктики, можно следить за движением парниковых газов на расстоянии до 800 км. На полигоне, кроме мачты и оборудования – два рабочих корпуса, лаборатория и метеостанция.

Карбоновые фермы для нефтегазового края

«Мы знаем, что наш регион – лидер по производству нефти и газа в России, и до 17% газа он выпускает в мировом масштабе. При этом существует проблема: у нас есть попутный нефтяной газ, который сжигается в колоссальных объемах, с превышением в пять раз допустимых норм. И мы должны понимать, насколько это серьезно, насколько можем компенсировать такие выбросы в атмосферу тем, что может поглощать природная среда – так называемые карбоновые фермы», – отмечает Владислав Исаев.

Большое благо – окрестные болота, которые и являются «природными карбоновыми фермами»: работа их экосистем направлена на то, чтобы отбирать из атмосферы углекислый газ, поэтому ученые рассматривают их в качестве компенсации того, что в атмосферу выбрасывается. К тому же за счет изменения климата граница лесотундры в регионе сдвигается на север и формируются природные территории вновь выросшего леса, который тоже – отличное хранилище для углекислоты.

Постоянное, круглогодичное наблюдение на полигоне позволяет отслеживать сезонные изменения потоков парникового газа. Летом в жаркую сухую погоду большой вклад в загрязнение воздуха вносят пожары. Зимой потоки не останавливаются, происходит выделение углеводородов с месторождений нефти и газа. Как выяснилось, существует два источника эмиссии: биогенный газ, формирующийся в верхнем слое почвы, и эндогенный газ, который из глубин в полтора-два километра, на которых сейчас добываются нефть и газ, просачивается на поверхность.

Проблема в том, что в Арктической зоне неприменимо то, что привычно для  центральной части России

«Как работают карбоновые полигоны в центральной части страны? Высаживаются большие площадки с быстрорастущими растениями – это павловния, это воронежский тополь. Павловния дает прирост 4 метра в год. Естественно, у нас они не будут расти. Замечательный близкий для нас пример – это то, что сделано на Сахалине в рамках эксперимента, который был признан Минобрнауки успешным: это оценка эффективности депонирования углерода маршами».

Марши – низкие прибрежные морские или речные террасы, на которых собирается органика, накапливающая углерод. На местных Байдарацкой губе, Обской губе есть сапропелевый ил, сопоставимый с маршами Сахалина. «У нас есть где найти приложение карбоновому полигону, и я считаю, что мы будем в этом плане пионерами».

О мерзлоте и легендах

«Задавали буквально на днях вопрос: насколько опасны биологические, микробиологические угрозы, которые возникают при таянии мерзлоты. Я отослал к легенде: местному населению всегда запрещалось трогать то, что появляется на поверхности оттаявшей мерзлоты под угрозой, что придут сихиртя (мифологический народ культуры ненцев, который живет как раз там, под землей, где мы пытаемся разобраться – что происходит) и будет нехорошо. Очень многие вещи не просто так в легендах отражены. Действительно есть опасность того, что микроорганизмы в мерзлоте хорошо сохранятся, вы будете при контакте с ними заражены».

Владислав Исаев добавил, что на выставке «Россия», к которой они готовятся, в рассказах о своих проектах ученые хотели как раз увязать то, что ими изучается, с легендами о таинственных волшебных сихиртя.

В образах сихиртя много архетипичных черт, связанных с недрами, – по сути, сихиртя являются ненецким аналогом европейских гномов. А гномы, как известно, были хранителями подземных сокровищ, славились богатством, мастерством и сверхъестественной силой. Как и сама природа.