Шельф и потепление: каков прогноз?

Когда в феврале в Москве прошла конференция Арктика-2018, на ней звучали в основном скептические оценки готовности России к выходу на шельф. Так, профессор МГУ им. Ломоносова Ю.П. Ампилов сказал тогда, что проблем на шельфе у России больше, чем достижений. Прозвучало также мнение, что деньги, вложенные в ледостойкую нефтяную платформу «Приразломная» (на сегодня единственная платформа, ведущая добычу нефти на российском арктическом шельфе), оправданы только тем, что России необходимо развивать и обкатывать технологии работы на шельфе.

Спустя почти девять месяцев в РИА-Новостях состоялась онлайн-конференция на тему "Арктический шельф и освоение Севера: перспективы России". Это было разностороннее обсуждение проблем и достижений РФ в пространстве арктического шельфа. С какими же вызовами должна справиться наша страна?

Расширение арктического шельфа

 

В 2015 году Россия подала очередную заявку на расширение своих границ в Арктике – имея в виду увеличение того, что можно считать океаническим шельфом, то есть продолжением суши – и в конце октября 2018 года учёные из Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения РАН (ИНГГ СО РАН) дополнили доказательную базу по этому вопросу. 

Работа над новой, улучшенной заявкой (первая была подана ещё в 2001 году) продолжалась десять лет. Сегодня у России остаётся ряд разногласий с Данией и Канадой. Дания уже представила свои обоснования, а соответствующая заявка от Канады ожидалась в нынешнем году. Поскольку комиссия собирается принять решение, лишь имея полную картину и обоснованное мнение всех заинтересованных сторон, оно может быть принято не ранее следующего года. 

Сама заявка включает множество разделов. Основу её, как пояснил главный научный сотрудник лаборатории геодинамики и палеомагнетизма ИНГГ СО РАН Дмитрий Метёлкин, составляют «результаты съёмки рельефа морского дна, разнообразные геофизические данные, раскрывающие его строение. Однако немаловажной частью общего обоснования является реконструкция геологической истории региона и различных аспектов эволюции составных элементов шельфа, что позволяет аргументированно говорить об их связи с прибрежными структурами».

 

Запасы шельфа и их значение

 

Сейчас на шельфе сосредоточено около 25% всех арктических ресурсов – это перспективные запасы, которые ещё предстоит открыть. Степень разведанности шельфа низкая – например, в Баренцевом море она составляет всего около 13%, а по Карскому морю – меньше 1%. Море Лаптевых, Восточно-Сибирское море с точки зрения запасов шельфа изучены даже ещё менее.

Таким образом, сейчас только 2% от общероссийских запасов приходится на арктический шельф. Но со временем, по мере бурения и улучшения геологической изученности, этот показатель будет возрастать. 

В целом же запасы Арктики оцениваются приблизительно в 15% мировых запасов углеводородов. Бόльшая часть запасов на шельфе – это природный газ, он составляет 80–85% всех запасов углеводородов на шельфе. На наименее разведанных территориях Восточной Арктики можно прогнозировать присутствие гигантских месторождений – вероятно, более 10 млрд т углеводородов.

Всего в Арктической зоне открыто более шестисот нефтяных месторождений, и добыча нефти только за прошлый год приросла на 7,2%. Ключевые арктические регионы, которые производят добычу нефти, – Красноярский край и Ямало-Ненецкий автономный округ (непосредственно на полуостров Ямал приходится 43% добычи нефти в Арктике). 

За последнее время основной прирост добычи нефти в Арктике связан с новыми крупными месторождениями: Новопортовским, Мессояхским, Ярудейским. Приразломное остаётся единственным нефтяным месторождением, которое Россия разрабатывает непосредственно на арктическом шельфе. В 2017 году там было добыто 2,6 млн тонн, за год прирост добычи составил более 20%. В структуре общероссийской добычи это немного, но Приразломное - это по-прежнему «опытный» проект на шельфе, ценность его – в обкатке технологий. Это тем более важно, что открытые и прогнозируемые месторождения на шельфе восточных морей Арктики (которые являются предметом территориальных споров сегодня) представляют своего рода стратегический запас на будущее.

Дмитрий Метёлкин считает, что «экономическая выгода может быть достигнута достаточно быстро... Кроме того, мы – единственная страна, обладающая ледокольным флотом, поэтому освоение углеводородных ресурсов в пределах восточной Арктики не выглядит фантастической идеей».

 

Работа на шельфе

                                               

У России пока нет достаточного опыта, технологий, оборудования, кадров, которые бы позволили осуществить широкомасштабный выход на арктический шельф. Однако российские нефтегазовые компании предпринимают в этом направлении значительные усилия.

Заместитель директора ИНГГ СО РАН по инновационному развитию Леонтий Эдер рассказал во время конференции: 

"Газпром", а также ряд нефтяных компаний сейчас активно реализуют программы по импортозамещению, и организация добычи на Арктическом шельфе является одним из приоритетов в развитии этих программ. В том же в "Газпроме" активно идет работа по стандартизации и сертификации оборудования, которое должно работать на шельфе. Определяются поставщики, перечень необходимых ключевых технологий – всё то, без чего мы не сможем начать добывать нефть и газ на арктическом шельфе. Приоритетом в этом вопросе является безукоризненное соблюдение всех экологических норм и условий. Арктика – это регион с очень чувствительной экосистемой, и любые ошибки могут обернуться здесь в крупные экологические катастрофы".

Добыча углеводородов в Арктике – очень сложный, дорогостоящий и трудоёмкий процесс. Некоторые эксперты считают, что он будет рентабельным, если цена нефти будет выше ста долларов за баррель. Однако готовиться к полноценному освоению шельфа следует уже сейчас – тем более с учётом, что технологии, а следовательно, и представления о рентабельности постоянно изменяются.

Большинство арктических регионов отрезаны от общехозяйственных связей с другими областями России. По мнению Эдера, ориентироваться в Арктике на возобновляемые источники энергии не получится, «потому что они характеризуются неустойчивым характером выработки энергии и зависят от природно-климатических условий – будет ли дуть ветер и светить солнце в нужном объёме». Использование северного морского завоза чрезвычайно дорого. Решением может стать плавучая АЭС – она позволит удалённым регионам иметь надёжный бесперебойный источник энергоснабжения.

Существует и другая проблема: некоторые арктические регионы могут оказаться сейсмически активными. То, что сейчас там не регистрируются мощные землетрясения, не значит, что эти районы не являются потенциально опасными. Иногда фоновая сейсмичность наблюдается несколько сотен лет, прежде чем происходит одно сильное землетрясение. Землетрясения предсказать очень трудно, это многофакторное явление. Но если мы не можем вести постоянный мониторинг – то не предскажем даже вероятность крупного сейсмического события.

Заместитель директора ИНГГ СО РАН по научной работе по направлению геофизика, член-корреспондент РАН Иван Кулаков подчёркивает важность таких исследований: 

«Чтобы оценить реальную сейсмоопасность Арктики, необходимо установить там сеть станций. Это жизненно необходимо, если мы хотим строить в Арктике платформы, газопроводы, подводные и надводные объекты. Крупные нефтяные компании сейчас занимаются этим направлением. У нефтяников даже были проекты по размещению сейсмостанций вдоль побережья – именно для отслеживания фоновой сейсмичности. 

Другой вариант – поставить станции на дно моря, но в условиях Арктики существует большой риск их потерять».

Поэтому такого рода эксперименты в Северном Ледовитом океане, по словам Кулакова, сейчас практически не проводятся. Хотя несколько лет назад была пионерская работа немецкого Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера по установке сети сейсмостанций на дрейфующих льдинах. Эти станции на льдинах перемещались по океану, что дало возможность собирать показания с новых точек. Работа с этими данными показала, например, что в районе хребта Гаккеля регистрируются сейсмические колебания, свидетельствующие о проходящей там вулканической активности.

Есть подобный проект и в Институте нефтегазовой геологии и геофизики. Его суть в том, чтобы с помощью станций на льдинах сделать более тонкий анализ сейсмической ситуации. Этой зимой сотрудники Института собираются поехать в Тикси и поставить сейсмостанцию на льду Северного Ледовитого океана. Она будет работать там в течение нескольких месяцев.

 

Остров Самойловский

 

Уже действующие станции также очень важны. Например, на станции "Остров Самойловский", расположенной в дельте реки Лены, специалисты занимаются изучением климата, геологии и гидрологии этого района, ведут геофизические, ботанические и почвенные исследования, палеомагнитные работы, связанные с реконструкцией прошлого Земли. Изучается биостратиграфия, палеонтология и геокриология. Исследуются эффекты эмиссии метана из деградирующей мерзлоты и поведение бактерий и планктона в озёрах, а также ботаническое разнообразие. Все эти работы направлены на изучение связей между изменением климата и многолетнемёрзлых грунтов.

Научный сотрудник Арктического центра ИНГГ СО РАН (научно-исследовательская станция "Остров Самойловский") Леонид Цибизов: 

«Информацию, полученную в результате изучения дельты Лены, мы регулярно включаем в наши глобальные базы данных. Скажем, сведения о температуре, погоде и климате как в ближайшем прошлом, так и в настоящем, современные экологические данные – всё это может выступать как кусочки паззла в глобальной картине мира. Эта информация может иметь и прикладное значение – например, магнитные данные нужны не только для фундаментальной науки, но и для навигации. Дельта Лены сама по себе – интересный объект для исследования, её изучение помогает нам лучше узнавать природу, наблюдать какие-то слабо изученные ранее процессы. Это самая большая северная дельта, и там мы встречаем иногда то, чего просто нет в других местах, и о чём раньше не имели никакого представления». 

Дельта Лены – прекрасный полигон для исследований мерзлоты. Здесь можно увидеть различные процессы её деградации, а на основе полученных данных специалисты могут разработать методики, которые найдут применение при строительстве на мерзлоте. На станции, по словам Цибизова, даже можно проводить практику для студентов, которые потом смогут применить полученные знания на производстве. Другие варианты исследований – например, экспедиция – требуют больших сил и времени, а ведь северное лето короткое. Независимая группа более мобильна, однако станция, расположенная в правильном месте, позволяет учёным иметь постоянный доступ к разнообразному снаряжению, оборудованию и источникам энергии, и использовать рабочее время максимально эффективно.

Вдоль Быковской протоки – одной из основных в дельте Лены – обнажаются в естественных разрезах древние кайнозойские отложения. Время их формирования – около 60 млн лет назад. В современном ландшафте здешних мест не встретишь ни одного дерева, а только тундру с её мхами, лишайниками и кустарничковыми березкой и ивой, но тогда, в палеоцене-эоцене (от 65 до 25 млн лет назад), здесь росли пальмы и секвойи. В угольных сланцах можно найти янтарные вкрапления – подобные породы говорят о тёплых и влажных условиях, произраставших здесь хвойных лесах.

Научный сотрудник лаборатории микропалеонтологии ИНГГ СО РАН Леонид Хазин: 

«На острове Сардах мы изучили разрез предположительно неогенового возраста (23–3 млн), в основании которого впервые были обнаружены отпечатки листьев деревьев широколиственных пород, среди которых явно определяется платан (в связи с очень характерным строением листа). К другим находкам можно отнести остатки деревьев хвойных пород – стволы и окаменелые шишки. Таким образом, можно сделать предварительный вывод о существовании зоны смешанных лесов на этой территории во время накопления осадков нижней части разреза.

В будущем году мы планируем взять несколько трубок донных озёрных отложений, что позволит нам отследить историю осадкообразования с момента возникновения водоёма до наших дней. Мы сможем реконструировать динамику изменений условий окружающей среды, приводящих к протайке мерзлоты». 

 

Чтобы работать на Самойловском, можно быть геологом, геокриологом, либо заниматься исследованиями в сфере окружающей среды: быть атмосферным физиком или метеорологом. Нужны здесь и рабочие, люди с техническими навыками: дизелисты, электрики, техники, инженеры, наладчики… Однако большую роль играет способность адаптироваться: не всем людям легко отказаться от удобств цивилизации и довольно длительное время жить в суровом климате с коротким летом и долгой зимой.

 

Потепление

 

Главным поставщиком тепла в акваторию морей Северного Ледовитого океана является течение Гольфстрим. В Восточно-Сибирское море тепло поступает за счёт течений из Тихого океана. Однако есть геологические доказательства, что Гольфстрим менял объёмы приносимого тепла в прошлом, а в настоящее время меняется направления течения Гольфстрима – от Исландии и Скандинавии к Гренландии. Если так будут развиваться обстоятельства, то потепление произойдёт в большей степени в Гренландии. Она и называется "Зелёной страной" потому, что когда-то была значительно теплее, чем сейчас. Но в таком случае большой объём тепла не будет приноситься Гольфстримом в акватории Северного Ледовитого океана, моря арктических районов нашей страны будут испытывать дефицит тепла, и климатический вектор потепления может смениться на вектор похолодания.

Заместитель директора Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения РАН по научной работе Николай Сенников: 

«Поэтому в Баренцевом и Карском морях и в море Лаптевых может произойти понижение температуры, а также приостановиться активный процесс таяния многолетних льдов и разрушения мерзлоты. А в это время у берегов Гренландии будет масштабное потепление. Для того чтобы точно сказать, что сейчас идёт перераспределение и локализация приносимого в высокие широты Северного полушария тепла либо же происходит устойчивая глобальная тенденция к изменению климата, которая грозит человечеству какими-то значимыми последствиями, необходимо тщательное всестороннее научное изучение этих явлений». 

Наблюдения за температурой в Арктике ведутся лишь немногим более ста лет, с начала её освоения. Это слишком короткий промежуток для оценки изменений климата, которые связаны с изменениями угла наклона оси вращения Земли, с количеством тепла, поступающего с Солнца на Землю, с распределением морей и континентов на поверхности Земли. Для более точных прогнозов необходимо, по словам Сенникова, изучать не только арктические территории, но и более южные районы умеренной климатической зоны, где таких резких изменений может и не происходить, так как они затушевываются менее контрастными средними температурами. Если же выявить на Юге какую-то температурную тенденцию и сравнить с тем, что происходит на Севере, будет более строгий подход к оценке изменений климата в средних и высоких широтах Северного полушария.

Как бы то ни было, ни в настоящее время, ни в перспективе использование Северного морского пути без ледоколов не представляется возможным. По мнению Дмитрия Метёлкина, «существующие прогнозы о катастрофически быстром сокращении площади морского льда в Арктике сильно преувеличены. И использование Северного морского пути без ледокольного флота вряд ли будет возможно в ближайшие несколько тысяч лет. Скорее будут придуманы новые технологии, которые позволят в принципе отказаться от использования Северного морского пути».

 

Подготовила Татьяна Шабаева