Краткосрочный (на 100 лет) прогноз развития прибрежно-шельфовых областей в Мировом океане

Ю.А. Павлидис, Н.А. Айбулатов, А.С. Ионин
И.О. Леонтьев, Ф.А. Щербаков

Авторы этой статьи предлагают на обсуждение основные принципы прогнозирования развития обстановок на шельфах различных климатических областей в зависимости от того или иного сочетания природных и антропогеннных факторов, что составляет основу проекта РФФИ № 97-05-64209 "Палеогеография шельфа Мирового океана как основа прогноза его развития".

Шельф в Мировом океане вместе с его неотъемлемой частью -прибрежной зоной - является наиболее динамично развивающимся природным объектом. За последние 125 тыс. лет, т.е. с наиболее теплой эпохи микулинского (рисс-вюрмского) межледниковья, современный шельф эволюционировал под воздействием регрессий и трансгрессий Мирового океана, в высоких широтах - еще и под воздействием наступания и деградации материковых ледников. Повсеместно он подвергался эрозионному расчленению и воздействию других экзогенных процессов, а также процессов, происходивших в самом океане, изменявшихся в зависимости от состояния климата, - гидрогенных (течения, волнение, морской лед), биогенных и хемогенных. В историческое время, особенно с наступлением индустриальной эпохи, прибрежная зона и шельф стали объектами интенсивного хозяйственного использования и, следовательно, подвергались изменениям антропогенного характера.

Изменения природной обстановки на шельфе и морских берегах, которые могут произойти в будущем, будут иметь, по нашему мнению, преимущественно естественный характер, но с усилением антропогенного фактора. Их аналоги имели место в геологически недавнем прошлом и поэтому восстановление природных условий некоторых этапов истории развития шельфов может быть использовано для целей прогноза. В этом отношении мы придерживаемся известного принципа "актуализма" в географии и исторической геологии и считаем возможным распространить этот принцип на создание модели будущего состояния шельфа.

Одним из основных принципов, положенных в основу прогнозирования, является, на наш взгляд, представление о ритмичном характере четвертичной истории нашей планеты и предположение, что такой характер развития сохранится в ближайшем геологическом будущем.

Прогноз развития природной среды прибрежно-шельфовых зон морей и океанов может быть долгосрочным и краткосрочным. В этой статье мы затронем некоторые аспекты именно краткосрочного прогноза с периодом времени в 100 лет. Для него, как мы считаем, помимо природных факторов, влияющих на развитие шельфов, большое значение имеют факторы антропогенного происхождения.

По завершении работы над проектом РФФИ № 94-05-16202 "Арктический шельф в позднечетвертичное время, его современное состояние и прогноз развития в XXI веке" нами сдана в печать (Изд-во ГЕОС) монография "Арктический шельф. Позднечетвертичная история как основа прогноза развития" (издательский грант РФФИ № 97-05-78160). Эта книга является первым этапом в разработке проблемы изменчивости природных обстановок на шельфах Мирового океана, не только в прошлом, но и в будущем.

Для обоснования вероятных сценариев прогноза развития прибрежно-шельфовых зон необходимы оценки возможного изменения климата и уровня Мирового океана к концу следующего столетия. Для этой цели мы воспользуемся материалами Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), которая была учреждена в 1988 году Всемирной метеорологической организацией (WMO) и программой ООН по окружающей среде (UNEP). Эти материалы изложены в официальном Докладе МГЭИК "Оценки экологических и социально-экономических последствий изменения климата", опубликованном в 1992 году под редакцией академика Ю.А.Израэля.

В соответствии с так называемым сценарием "Обычная практика", согласно терминологии авторов "Доклада", в период между 2025 и 2050 гг. в атмосфере должно произойти удвоение концентрации СО2 и других "парниковых" газов, что явится причиной глобального потепления, а именно увеличения среднегодовой температуры в пределах от 1,5 до 4,5оС. Это повышение, как считают авторы "Доклада", будет неравномерным, а именно в экваториально-тропическом поясе - наименьшее, составляющее половину глобального среднего (около 2оС), в полярных областях - наибольшее, превышающее глобальное среднее в два раза (до 9оС). В соответствии с этим сценарием к концу следующего столетия произойдет повышение уровня Мирового океана примерно на один метр с одновременным повышением температуры поверхностных вод на 0,2-2,5оС. Параллельно с этим рабочей группой МГЭИК был разработан и более "умеренный" сценарий, согласно которому к концу XXI века среднегодовая температура на Земле повысится на 3оС, а уровень Мирового океана поднимется на 0,65 м (+0,35 м).

Мнение о значительном потеплении климата на планете и связанном с этим "катастрофическом" повышении уровня океана (по максимальным оценкам до 3,5 м к концу следующего столетия) разделяется далеко не всеми учеными. Так, например, академик А.Л.Яншин вообще критически относится к прогнозу существенного изменения климата Земли вследствие усиления "парникового эффекта" в результате техногенной деятельности. Он считает, что изменение содержания СО2 в атмосфере происходит главным образом по природным причинам, а в прошлом существовали периоды повышенного и пониженного содержания этого "парникового" газа, в соответствии с чем менялся и климат. Примерно такого же мнения придерживается и А.С.Монин.

О.Г.Сорохтин и С.А.Ушаков выдвинули адиабатическую теорию парникового эффекта атмосферы, согласно которой состав атмосферы играет несколько меньшую роль в его величине и влияет на температурный режим тропосферы только через молекулярный вес и теплоемкость ее газовой смеси. Рост СО2 в атмосфере при постоянстве ее общего давления приводит к снижению парникового эффекта и приповерхностной температуры, а не к их повышению, как это принято считать.

Таким образом, существуют альтернативные точки зрения на возможные причины изменения климата планеты в ближайшем будущем. Мы придерживаемся мнения, что эти причины носят в основном естественный характер. Однако совсем исключить влияние деятельности человека на изменение природной среды и, в частности, на потепление климата и повышение уровня Мирового океана, было бы необоснованным.

В монографии "Парниковый эффект, изменение климата и экосистемы" (Гидрометеоиздат, 1989) приведены данные о наблюдениях за состоянием климата в ХХ веке, которые показывают, что за период 1900-1985 гг. глобальное потепление составило 0,5оС, причем на этот общий тренд накладывались десятилетние и более кратковременные флуктуации со значительной амплитудой. Это потепление в основном было связано с увеличением концентрации СО2 и других "парниковых" газов в атмосфере. Для оценки степени антропогенного воздействия на состав атмосферы необходимы данные о количестве этих газов в атмосфере доиндустриального периода в сравнении с концом ХХ века. Было установлено, что с середины XVIII века до 1900 г. концентрация СО2 в атмосфере увеличилась с 280 млн-1 до 297 млн-1, т.е. на 17 единиц (1 единица составляет одну миллионную часть), а за период с 1900 г. по 1985 увеличение произошло на 15 единиц. Таким образом, интенсивность накопления "парниковых" газов в атмосфере в ХХ веке увеличилась, что согласно расчетам должно было привести к повышению глобальной температуры на 0,2оС, а на самом деле повышение температуры за этот период произошло на 0,5оС, что очевидно следует объяснять усилением "парникового эффекта" за счет антропогенного фактора.

Предвестником грядущего потепления климата возможно является крупная положительная, на 3-5оС, аномалия температуры поверхностного слоя воды в Тихом океане, зафиксированная в июле 1997 г., о чем было сообщено на Конференции по Мировому климату, состоявшейся в августе 1997 г. в Женеве. Эта аномалия, занимающая почти всю северную часть Тихого океана, непременно приведет к устойчивому потеплению климата, в том числе в высоких широтах. В 1997 г. было зарегистрировано чрезвычайно мощное явление "El Nino", охватившее почти весь Тихий океан, которое, судя по прогнозу, усилится в 1998 г. и будет заключаться в повышении температуры поверхностных вод у берегов Чили, Перу и Центральной Америки и формировании языка повышенно теплых вод почти через всю экваториальную часть Тихого океана. На карте, полученной со спутника U.S./French TOPEX/POSEIDON (NASA), видно, что в октябре 1997 г. теплые аномалии в Тихом океане занимали не только экваториальную часть, но и большие пространства в северной части океана (рис. 1). Эти аномалии вызывают повышение уровня океана за счет теплового расширения воды в пределах белого ареала на карте до 30 см от нормального уровня. Наоборот, холодные аномалии в пределах темного ареала вызывают понижение уровня океана на 20 и менее см от ординара.

Рис. 1. Аномалии температуры поверхностных вод в Тихом океане. По данным спутника U.S./French TOPEX/POSEIDON (NASA)

Для целей прогноза поведения уровня Мирового океана в будущем столетии необходимы сведения о положении уровня в максимально теплые эпохи позднего плейстоцена и голоцена, а также об изменениях уровня за прошедшее столетие. Было установлено, что в эпоху предыдущего межледниковья, разделяющего рисскую и вюрмскую ледниковые эпохи, существовало три наиболее теплых периода, когда уровень Мирового океана был таким же, как и в настоящее время или даже выше. Последнее случилось около 125 тыс. лет назад во время климатического оптимума межледниковья, когда уровень Мирового океана превышал современный на 6 м. В наиболее теплый период голоцена атлантический (5-7 тыс. лет назад) уровень Мирового океана по разным оценкам находился в пределах от современного нуля до +2 м. Подчеркнем, что голоцен, т.е. эпоху последних 10 тыс. лет, принято рассматривать как очередное межледниковье и за это время был пока еще только один климатический максимум, тогда как в предыдущее межледниковье их было по крайней мере три.

О поведении уровня в ХХ веке мы можем в первом приближении судить на основании анализа данных уровнемерных постов в различных районах Мирового океана. На графике (рис. 2) видно, что период с 1880 г. по 1920 г. характеризовался небольшими изменениями уровня, с 1920 г. по 1980 г. наблюдалось более заметное его повышение. Среднее повышение уровня Мирового океана за столетие составило всего около 10-12 см, хотя в разных районах оно было не одинаковым. Так у восточного побережья Северной Америки линейный тренд составил 30 см за 100 лет, у восточного побережья Южной Америки - 4 см, у атлантического побережья Африки - 32 см, в районе Австралии - 13 см, в Тихом океане - в среднем 19 см.

Рис. 2. Изменения средней глобальной температуры воздуха и уровня Мирового океана (из книги "Парниковый эффект, изменения климата и экосистемы. Гидрометеоиздат, 1989).
1 - средняя глобальная температура воздуха; 2 - изменение уровня Мирового океана (5-летние средние); 3 - колебания уровня Мирового океана (средние годовые значения); 4 - изменение уровня Мирового океана за счет термического расширения вод главного термоклина; 5 - изменение уровня Мирового океана за счет таяния малых ледников.

Для прогноза хода уровня Мирового океана в следующем столетии при условии повышения температуры воздуха на 3,5оС, как считают авторы монографии "Парниковый эффект...", следует принимать во внимание следующие физические факторы:

- термическое расширение вод океана, способное увеличить толщину верхнего 100-метрового слоя воды тропической зоны на 10 см и нижележащего 900-метрового слоя по крайней мере на 20 см;

- можно ожидать, что температура холодных глубинных вод, проникающих с течениями из полярных районов в низкие широты, несколько повысится, это приведет к их расширению и повышению уровня океана на 10-20 см;

- таяние малых ледников и ледниковых шапок, что может привести к повышению уровня океана на 20+12 см;

- эффекты от изменения скоростей таяния и аккумуляции ледниковых покровов Антарктиды и Гренландии, вероятно, скомпенсируют друг друга. Можно предположить, что повышение уровня океана за счет этого фактора не превысит 10 см.

Таким образом, в следующем столетии возможно суммарное повышение уровня Мирового океана при условии потепления глобального климата на 3,5оС на величину порядка 80 см. Эта величина могла бы быть значительно большей, если бы произошло катастрофическое разрушение ледниковых щитов, скажем, Западной Антарктиды. Но этот процесс, если он и начнется, растянется на достаточно длительное время, во всяком случае больше, чем на одно столетие. Однако надо иметь в виду, что таяние ледников Западной Антарктиды, включая шельфовые ледники, может в итоге повысить уровень Мирового океана на 5 м.

Последние сведения о современных и ожидаемых изменениях уровня Мирового океана в связи с развитием морских берегов приведены в монографии "Развитие морских берегов России и их изменения при возможном подъеме уровня Мирового океана", изданной в 1997 г. под редакцией П.А.Каплина и А.О.Селиванова при финансовой поддержке РФФИ (проект № 96-05-64923). Условно принятая авторами монографии величина подъема уровня Мирового океана в соответствии с так называемым "средним сценарием" составляет 25 см к 2025 г., 50 см к 2050 г. и 100 см к 2100 г.

Мы считаем, что основным принципом при прогнозировании развития природных условий на шельфах Мирового океана является палеогеографический анализ с учетом разномасштабных изменений климата и ландшафтов в антропогене. Мы придерживаемся мнения, что ритмичный характер развития, который имел место в прошлом, сохранится и в будущем. Мы разделяем точку зрения о том, что голоцен является только первой частью очередного межледниковья и будет развиваться далее именно как теплое межледниковье. Поэтому следует ожидать и следующих потеплений и изменений уровня Мирового океана, как природного процесса, чему, по-видимому, мы являемся свидетелями на рубеже XX и XXI веков.

Первой отреагирует на изменения климатических, гидрологических условий и колебания уровня моря верхняя часть шельфа - прибрежная зона. Поэтому мы считаем важным использовать для целей прогноза ее состояния не только традиционные методы изучения динамики и морфологии морских берегов, разработанные В.П.Зенковичем, но и математическое моделирование морфодинамики применительно к аккумулятивному берегу.

В основу этого принципа положены представления о трансформации профиля берегового склона аккумулятивного берега при повышении уровня моря и изменении параметров волнения. Нами предлагается два основных подхода при моделировании морфодинамической эволюции морского аккумулятивного берега: интегральный и локальный.

При интегральном подходе допускается, что профиль на всех стадиях развития успевает принять равновесную форму. Иначе говоря, предполагается, что внешние условия (поведение уровня моря, параметры волнения, состав рыхлого материала, характер его поступления в береговую зону и т.д.) изменяются достаточно медленно. Например, известно, что время выработки равновесного профиля берегового склона, сложенного среднезернистым песком, при изменении уровня на 10-20 см составляет несколько лет. Следовательно, интегральный подход оперирует с промежутками времени порядка нескольких лет и десятилетий.

Локальный подход в отличие от интегрального предполагает моделирование всей цепочки элементарных процессов, приводящих к морфодинамическим изменениям берега. Типичная локальная модель включает модули, описывающие трансформацию и обрушение волн, колебания среднего уровня моря, действие прибрежных течений, транспорт наносов и, наконец, деформацию рельефа дна. Существует возможность моделировать развитие профиля берегового склона (двумерная модель) и поверхности берегового склона (трехмерная модель). Локальные модели имеют дело с масштабами времени порядка продолжительности одного шторма.

Таким образом, для целей прогноза развития аккумулятивных берегов в условиях повышения уровня моря методом математического моделирования наиболее приемлем интегральный подход.

В соответствии с задачами нашего проекта предполагается провести сравнительный анализ возможных путей развития прибрежно-шельфовых областей в различных климатических зонах Мирового океана. Для этой цели будут выбраны крупные участки шельфов, для которых имеется достаточное количество данных о позднечетвертичной (за последние 120-130 тыс. лет) истории развития и современном их состоянии. К их числу относятся: арктический шельф Евразии, шельф Черного моря, отдельные участки шельфов дальневосточных морей России, шельф Кубы и Мексики, шельф Северо-Западного Мадагаскара и др.

В качестве иллюстрации предполагается обсудить основные принципы прогноза развития в будущем столетии арктического шельфа Евразии, где ожидаются наибольшие изменения в связи с потеплением климата. Для этой цели мы предлагаем рассмотреть развитие природных условий при двух основных климатических сценариях - минимальном, который мы назвали "природным" и среднем, названным МГЭИК "обычная практика".

Согласно "природному сценарию" предполагается, что в Арктике к концу будущего столетия произойдет повышение среднегодовой температуры воздуха на величину до 4оС на фоне общепланетарного повышения температуры до 2оС. В области Сибирской Арктики возможно повышение температуры до 6оС и даже выше, как это было во время климатического максимума предыдущего межледниковья 125 тыс. лет назад, когда среднегодовая температура воздуха в районе Таймыра была выше современной на 8-10оС, согласно реконструкции, выполненной под руководством А.А.Величко. Подъем уровня при "природном сценарии" мы оцениваем величиной до 0,5 м.

Потепление климата должно привести к изменению природной обстановки в первую очередь на обширных пространствах арктических побережий России и на шельфовых островах. Не исключено, что прогрев суши вызовет усиление ветрового потока в летнее время, направленного с более охлажденных пространств околополюсных льдов в сторону континента. Можно предположить, что увеличение площади безледных акваторий, особенно в морях Восточной Арктики, обусловит большую гидродинамическую активность шельфовых вод и их более продолжительное в течение года воздействие на берег.

Значительное повышение температуры воздуха в летнее время неизбежно должно привести к деградации вечной мерзлоты на побережье. На основании палеоклиматических реконструкций, осуществленных в Лаборатории эволюционной географии ИГ РАН (проект РФФИ № 17185а), установлено, что повышение среднеглобальной температуры воздуха на 1оС, что ожидается в начале будущего века, имело место в оптимум голоцена (5,5-6 тыс. лет назад), а повышение на 2оС, предполагаемое к 2025-2030 гг., имело место в оптимум микулинского межледниковья около 125 тыс. лет назад. Даже при повышении среднеглобальной температуры на 1оС палеокриологическая реконструкция ареалов распространения многолетней мерзлоты показывает, что на Европейском Севере мерзлота с поверхности полностью протаяла, на севере Западной Сибири температура мерзлых грунтов повысилась на 3-4оС по сравнению с современностью. Еще более радикальные изменения в зоне многолетней мерзлоты реконструированы для условий повышения глобальной температуры на 2оС, когда даже на Таймыре, в низовьях Лены и Колымы произошла интенсивная деградация мерзлых грунтов. Такие же изменения должны произойти и в ближайшем будущем при потеплении климата. Протаивание верхнего горизонта аллювиальных отложений, скажем, в районе дельты Лены, будет способствовать увеличению площадей озер и болот, переполнение которых приведет к формированию новых водотоков. Не исключено, что в результате потепления климата, особенно на пространствах приморских низменностей восточнее Лены, граница кустарниковой растительности сдвинется в пределы кочкарно-моховой тундры.

Непосредственно в самой береговой зоне арктического побережья, сложенного многолетнемерзлыми породами, в результате повышения температуры верхних почвенных слоев и прибрежных морских вод неизбежно произойдет активизация специфических субаэральных процессов, в первую очередь термоабразии (разрушение берега относительно теплой морской водой) и солифлюкции (стекание со склонов растаявших грунтов).

Даже при незначительном повышении уровня арктических морей, а также при возрастании энергетического воздействия волн на берег, вследствие отступания к северу границы сплошных паковых льдов, нарушится существующее сейчас относительное динамическое равновесие берегового профиля, в связи с чем для побережья приморских низменностей нами будет осуществлено прогнозное математическое моделирование морфодинамики аккумулятивного берега.

Современные скорости отступания термоабразионных берегов в морях Лаптевых и Восточно-Сибирском Ф.Э.Арэ оценивает в среднем 3-9 м/год, иногда до 12 м/год, а в исключительных случаях - до 40-60 м/год. Несомненно, что в условиях потепления климата в Арктике и повышения уровня моря произойдет существенное усиление термоабразии. Это приведет к срезанию значительных площадей поверхности приморских низменностей и изменению контуров береговой линии. Такие изменения поддаются количественной оценке.

На побережьях, расположенных в районах современного тектонического опускания, например, на побережье Восточно-Сибирского моря, величина суммарного, относительного повышения уровня в ближайшее столетие очевидно будет несколько выше, чем предусмотрено "природным сценарием", а значит и скорость размыва берегов увеличится.

В целом все же отметим, что в условиях "природного сценария" не следует ожидать катастрофических явлений в прибрежной зоне арктических морей.

Согласно сценарию "обычная практика" среднегодовая температура в Арктике должна повыситься на 3-8оС, а уровень океана подняться на 1 м. Если принять во внимание обстановку предыдущего (микулинского) межледниковья, то в Арктике следует ожидать неравномерного увеличения среднегодовой температуры воздуха, с максимумом t до 10оС в районе Таймыра и моря Лаптевых. Такое потепление повлечет за собой, во-первых, еще большее сокращение покрова многолетних паковых льдов в арктических морях и повышение температуры поверхностных вод на 2-2,5оС; во-вторых, еще более интенсивное таяние многолетнемерзлых пород и значительное усиление термоабразии, а при условии повышения уровня моря и абразии вообще; в-третьих, перестройку и отступание аккумулятивных берегов.

Впервые попытка прогноза эволюции арктических берегов России в условиях повышения уровня моря была предпринята П.А.Каплиным в 1995 г. (проект РФФИ 96-05-64923) На составленной им схеме были выделены участки побережий, развитие которых будет происходить по законам морфодинамики берегов в условиях повышения уровня моря.

Наиболее существенные изменения должны претерпеть термоабразионные берега. Ожидается, что темпы их отступания в будущем столетии, при условии реализации сценария "обычная практика", будут существенно превышать современные, в связи с чем площадь срезанной термоабразией суши увеличится в 1,5-2 раза по сравнению с "природным сценарием". В случае, если темпы термоабразии увеличатся только в 2 раза, можно ожидать, что к концу будущего столетия термоабразионные берега морей Восточно-Сибирского и Лаптевых отступят на 500-1000 м, а берега Западного Ямала - на 250-500 м.

В условиях повышения уровня моря наибольшим изменениям будут подвержены аккумулятивные побережья. Следует принимать во внимание порядок величин смещения аккумулятивных образований на поверхности подтопляемых приморских низменностей. Так, например, одна из крупнейших аккумулятивных форм на западном побережье Ямала - острова Шараповы Кошки, представляющие собой разорванную цепочку бара, протяженностью около 85 км, в условиях повышения уровня моря будет смещаться к берегу и на отдельных участках величина отступания береговой линии может составить от 1,6 до 2,4 км.

Характерной морфологической особенностью береговых баров Чукотского моря, сложенных песчано-галечным материалом, является значительная их высота (до 5 м) над современным уровнем моря, что связано с их формированием во время климатического оптимума голоцена, когда уровень океана превышал современный не менее чем на 2 м. Повышение уровня моря в ближайшее столетие, особенно в сочетании с тектоническим погружением участков побережий, вызовет размыв и перестройку внешнего контура этих аккумулятивных образований. Однако повышение уровня вряд ли может привести к катастрофическому размыву этих аккумулятивных берегов и к угрозе разрушения населенных пунктов на их поверхности, таких как Уэлен, Ванкарем и др.

Различие оценок возможного повышения уровня океана к концу будущего столетия не является существенным для изменения условий осадконакопления в области открытого шельфа арктических морей. Значительно более важными являются те изменения, которые несомненно произойдут в связи с общим потеплением климата. Прежде всего это касается изменений гидрологической обстановки в северных морях.

Основной причиной изменений природных условий в арктических морях будет, как мы предполагаем, общее уменьшение их ледовитости, особенно существенное в Карском, Лаптевых, Восточно-Сибирском и Чукотском морях, где южная граница многолетних паковых льдов отодвинется, по-видимому, далеко на север. Не исключено, что она будет располагаться вблизи бровки шельфа, скажем, в море Лаптевых и на расстоянии в несколько сот км от берега в Восточно-Сибирском море. Основные акватории арктических морей возможно в конце будущего столетия будут покрываться льдами только в холодное время года и, следовательно, в них значительно возрастет транспортировка льдом осадочного материала. Одновременно в морях, которые в настоящее время большую часть года в основном покрыты полями паковых льдов, дрейфующих сюда из Центральной Арктики, в будущем, при их частичном или полном освобождении ото льдов в летние месяцы, значительно возрастет гидродинамическая активность. Это приведет к расширению собственно прибрежной зоны, увеличению глубины воздействия волн на дно и отодвиганию в сторону моря так называемой "границы илов". Такой процесс особенно должен быть заметен в морях Восточно-Сибирском и Лаптевых.

В результате повышения уровня моря и усиления волнового воздействия на берега должно неизбежно произойти увеличение поставки в бассейн обломочного терригенного материала, что приведет к возрастанию скоростей осадконакопления и тем самым к еще большей планации рельефа шельфа Сибирских морей.

Освобождение акватории морей от постоянного ледового покрова и усиление разноса терригенного обломочного материала плавающим льдом должно привести к тому, что чисто глинистые илы, выстилающие дно, например, в Восточно-Сибирском море с глубин 10-15 м, будут замещаться более грубозернистыми отложениями. Кроме того, в осадках будет повсеместно возрастать примесь материала ледового разноса и они по своему гранулометрическому составу будут приближаться к осадкам климатического оптимума голоцена и даже к осадкам наиболее теплого периода микулинского межледниковья. Возможно, что в морях Центральной и Восточной Арктики произойдет заметное увеличение площадей дна, покрытых осадками смешанного гранулометрического состава (песчано-алевритово-пелитовых), таких же как широко распространенные ныне "смешанные" осадки в Баренцевом море.

В наименее ледовитом среди арктических морей - Баренцевом - гидрологическая и седиментационная обстановки тоже, по-видимому, изменятся, хотя и не столь значительно, чем в более восточных морях. Следует ожидать, что здесь заметно усилится влияние атлантических вод. Одновременно может увеличиться привнос свободно плавающего льда из Центрально-Арктического бассейна, образовавшегося при распаде полей пака. Этот плавающий лед, очевидно, будет поступать, как и сейчас, со струей холодного течения вдоль восточных берегов Шпицбергена. По-видимому, Баренцево море не будет вообще замерзать круглый год на всей акватории, а относительно теплое течение из Баренцева моря в Карское усилится. В общем, обстановка здесь будет приближаться к климатическому оптимуму межледниковья.

Потепление Арктики, как при сценарии "обычная практика", так и при "природном", повлечет, таким образом, усиление притока атлантических вод не только в Западную, но и в Центральную Арктику, возможно, вплоть до моря Лаптевых. Одновременно должен усилиться приток тихоокеанских вод в Восточную Арктику. Такое развитие гидрологической ситуации должно повлиять на эволюцию комплексов донных и планктонных организмов, населяющих шельфовые моря Арктики. Следует предположить, что в этих морях усилится проникновение бореального и, возможно, суббореального атлантического биоса, а на востоке - тихоокеанских вселенцев. Мы считаем, что вполне допустимо предположение об общем увеличении биопродуктивности арктических морей Евразии, начиная от первичной продукции и выше. С изменением ледового режима в арктических морях к концу будущего столетия может произойти также изменение среды обитания и для крупного морского зверя, приспособившегося к ледовым условиям жизни. Сюда можно отнести, скажем, белого медведя и некоторых ластоногих. Причем эти изменения не всегда могут привести к улучшению среды обитания. Так, некоторые виды животных, жизненные циклы которых особенно тесно связаны со сроками сезонных изменений в Арктике и Субарктике могут пострадать, например, гренландский тюлень в Белом море.

Возможные изменения в продуктивности и видовой структуре биоса, связанные с изменившимися особенностями гидрологического режима, могут привести к возникновению новых конкретных объектов в составе и распространении бентосной фауны. Можно предположить, что в районах усиления конвергенции различных по свойствам и происхождению водных масс могут возникнуть новые биоструктуры - ракушечные банки, подобные тем, которые существуют сейчас вблизи берегов Кольского полуострова в районе, где Мурманская ветвь Нордкапского течения поворачивает в Белое море. Такие постройки могут возникнуть на северо-востоке Баренцева моря, где струя Гольфстрима будет стыковаться с арктической водной массой на севере Новой Земли и у берегов Земли Франца Иосифа.

Особое внимание при прогнозировании развития арктического шельфа в будущем надо обратить на судьбу так называемой криолитозоны (более правильный, по нашему мнению, термин "постгляциальная зона") этого шельфа. В соответствии с поддерживаемой нами концепцией, рассматривающей голоцен как начало очередного межледниковья, мы считаем, что начавшееся еще в позднеледниковье потепление будет продолжаться и может иметь еще не один климатический оптимум, может быть с участием антропогенного фактора. В такой обстановке стабильное существование криогенных условий в толще новейших отложений шельфа более чем сомнительно. Данные о современных природных условиях на шельфе Арктики, знание литологии его позднечетвертичных отложений, его истории развития дают основание для прогнозирования дальнейшей деградации криолитозоны на современном арктическом шельфе. Если такой прогноз окажется верным, то следует ожидать исчезновения последних "реликтов" многолетней мерзлоты на шельфе, таких, например, как "шлиры" льда в толще верхнеплейстоценовых отложений. Это станет возможным при повышении температуры придонного слоя воды в морях и температуры поровых вод в осадочной толще.

Изменения, которые могут произойти в результате потепления климата и некоторого повышения уровня Мирового океана на шельфах и побережьях, в более низких широтах скорее всего будут не столь значительными, как в Арктике. Только в экваториально-тропической зоне можно ожидать очередной вспышки роста коралловых рифов, если этому не будет препятствовать загрязнение шельфовых вод.

Прогнозирование уровня загрязнения шельфов океанов и морей связано с социально-экономическими и природными факторами. Действительно, если прогноз, связанный с повышением уровня океана оправдается, то произойдет освоение новых территорий побережья, которые, как правило, сильно загрязнены. В этом случае должен активизироваться снос с суши на шельф загрязняющих веществ и их депонирование в донных осадках. Для целей наших дальнейших исследований будет проведено прогнозирование уровня загрязнения прибрежной зоны и шельфа с учетом развития прибрежно-шельфовой экономики в XXI веке. Будут оценены возможности по усовершенствованию технологии очистки сточных вод, атмосферных выбросов, успехи судоходства, экологического мышления и т.д.

Несмотря на существующую неопределенность в оценке подъема уровня океана и несовершенство методики прогнозирования динамического состояния шельфа, представляется своевременной постановка исследований в части прогноза, структурных схем возможных сценариев геоэкологических преобразований шельфа и морских берегов. Мы согласны с мнением У.Э.Нюренберга, возглавляющего Комитет по оценке содержания двуокиси углерода в атмосфере при Национальной Академии наук США, утверждающего, что "есть причины для беспокойства, но не для паники".


  |  К началу сайта  |  Архив новостей  |  Авторы  |  Схема сайта  |  О сайте  |  Гостевая книга  |  
>