Этим летом завершилась экспедиция научно-исследовательского судна «Атлантис» Института WHOI (Вудс-Холл). Аспирант-геоморфолог СПбГУ Алексей Железнов стал единственным участником из России

Участники экспедиции у борта ждут команды к началу работы. На переднем плане Алексей Железнов

Алексей Железнов занимается изучением геоморфологии Атлантического океана, владеет английским, окончил англоязычную магистерскую программу POMOR. Его участие в экспедиции Института WHOI (крупнейшего океанологического института в мире) стало возможным благодаря программе «InterRidge Cruise bursary». В экспедицию на конкурсной основе вошли три аспиранта (из СПбГУ, Кембриджа и Болоньи).

Руководитель экспедиции — Дебора Смит — известная исследовательница Атлантики. Специальных практических задач экспедиция не выполняла — NSF (американский аналог нашего РФФИ) выделяет достаточные средства для работ в океане по фундаментальным научным направлениям, среди которых изучение климата, геодинамики, эволюции планеты.

Основными задачами данной экспедиции стали спуск трёх гидрофонов (автономных систем, которые находятся по два года в водах океана и регистрируют данные о подводных землетрясениях) и съёмка рельефа дна центральной Атлантики с помощью многолучевого эхолота, совмещённого с гидролокатором бокового обзора и различными датчиками. Главная цель при этом — собрать данные о так называемой точке тройного сочленения литосферных плит, то есть о том, какие процессы происходят под водой на стыке Северной и Южной Америк и Африки. Этот район отличается повышенной сейсмичностью. С осью Срединно-Атлантического хребта и пересекающим его трансформным разломам связаны многие подводные землетрясения, о которых абсолютное большинство людей и не подозревает.

Научная группа. Алексей Железнов в первом ряду, во втором ряду третья слева — руководитель экспедиции Дебора Смит из Вудс-Холла

Рифтовую долину Срединно-Атлантического хребта «Атлантис» пересёк именно по тому сектору, который Алексей изучает в аспирантуре. Мы расспросили его про экспедицию подробнее.

— Алексей, как удалось принять участие в экспедиции?

— Для начала я узнал о возможности попасть на конкурсной основе в экспедицию американского научно-исследовательского судна «Atlantis». Оно отправлялось в район Экваториальной Атлантики, который мне интересен. Конкурс организовала ассоциация  InterRidge, которая развивает междисциплинарные, международные программы исследования Мирового океана. Я обратился за советом к профессорам Владиславу Юрьевичу Кузнецову, Йорну Тиде, Георгию Александровичу Черкашёву и Андрею Ивановичу Жирову. Все они меня поддержали, я отправил заявку, краткое резюме и рекомендательные письма, выиграл международный грант и вошёл в состав группы.

— Я так понимаю, что вы блестяще знаете английский язык?

— Не могу сказать, что совсем блестяще, но тем не менее у меня уже был опыт участия в канадской экспедиции. Кроме того, я окончил международную магистерскую программу POMOR, которую  преподают в СПбГУ на английском языке.  Этих знаний вполне хватило, чтобы общаться с учёными, будучи единственным участником от России.

Игра в гольф во время пересечения экватора

— Откуда отправлялся корабль, по какому маршруту вы прошли?

— Корабль отправился с острова Барбадос, из города-порта Бриджтаун, который был отправной и конечной точкой маршрута. Мы совершили небольшой круг по океану: сначала отошли на север, пересекли Срединно-Атлантический хребет (это большая горная цепь посредине Атлантического океана, которая проходит от юга до севера Атлантики, остров Исландия является надводной частью этой цепи), далее мы шли на юг, через экватор, и в итоге вернулись на Барбадос. Маршрут был круговым, так как нашей целью были три точки, в которых опускали буи с приборами-гидрофонами для исследования подводных землетрясений. По пути мы исследовали также подводный рельеф, и в том числе прошли над участком, которым я занимаюсь в своей научной работе.

— Большое везение — на практике посмотреть то, чем занимаешься в теории!

— Я, к сожалению, не опускался на дно, как Джеймс Кэмерон в этом году, и не погружался, как учёные на знаменитых «Мирах», которые ставят флаги на Северном полюсе, исследуют подводные месторождения или дно Байкала. Но тем не менее на «Атлантисе» установлено специализированное новейшее оборудование, которое позволяет с высокой степенью подробности наблюдать картину дна океана, пусть даже и не соприкасаясь с ним руками, но получая подробные данные, которые могут помочь в исследовании как землетрясений, так и полезных ископаемых Мирового океана.

Карта с маршрутом движения судна «Atlantis

— Алексей, прежде чем я расспрошу вас подробнее о технических деталях, расскажите, как отметили на «Атлантисе» прохождение через экватор? Устраивали какую-нибудь церемонию для тех, кто делал это в первый раз?

— Многие знают, что на кораблях существуют церемонии прохода через экватор,  связанные с Нептуном. Оказалось, что у американцев они есть только на военных судах. На нашем судне это было больше развлечение, чем церемония: игра в гольф. За полчаса, пока мы пересекали линию экватора, каждому из молодых учёных, членов экипажа дали по мячу, и мы смогли запустить мяч из южного полушария в северное. Это довольно необычная традиция.

— Основной задачей экспедиции было исследование подводных землетрясений? «Атлантис» в целом предназначен только для научных целей?

— Научно-исследовательское судно «Атлантис» считается относительно новым, оно выпущено в 1996 году. На нём обычно находится глубоководный обитаемый аппарат «Элвин», который предназначен для визуального наблюдения дна, подобно российским «Мирам». В нашей экспедиции «Элвин» не участвовал, мы опускали специфические приборы — гидрофоны, которые закрепляются на дне и фиксируются буями на два года в океане. Через два года снимем полученные данные с датчиков, и можно будет описать полную картину землетрясений. На современном уровне пока мы не можем прогнозировать землетрясения, но можем понять, где они происходят, где они будут происходить. Для этого и опускаются гидрофоны. Это международный проект: в Северной Атлантике такими работами занимаются французские и немецкие суда, в Центральной Атлантике — американские. Экспедиция Института Вудс-Холл, кроме того, ещё исследует рельеф с помощью многолучевой эхолотной съёмки, особых промеров дна. Поэтому мне было интересно принять участие именно в ней.

«Atlantis» по возвращении в порт Бриджтауна (Барбадос)

— Правильно ли я понимаю, что гидрофоны фиксируют звуки?

— Гидрофон – это прибор для получения данных о точках землетрясений. Это специфическая капсула, которая опускается на тросе на глубину примерно 750-1000 метров и действительно фиксирует всевозможные звуки. Это довольно интересно, так как такие приборы можно использовать, например, для того, чтобы изучать звуки китов, понять, чем один кит отличается от другого, ведь киты разных видов, размеров издают разные звуки. Не знаю, насколько это правдоподобно, но слышал, что гидрофоны также использовали во времена холодной войны. Глубина порядка 850 метров — это глубина подводного звукового канала, по которому звуки передаются на гигантские расстояния. Если  опустить прибор на эту глубину в районе Северного полюса, то можно услышать то, что происходит в Южном океане.

На «Атлантисе» приборы были настроены определённым образом, чтобы изучать звуки землетрясений. Соотношение этих звуков позже будут анализировать и определять, где произошли землетрясения, как они будут распределяться в будущем. Пока это чисто теоретические цели, набираются данные, но вероятно, что они будут использованы и на практике.

Скриншот экрана с данными о подводном рельефе на одном из участков океанического дна, который впервые был обследован только в ходе экспедиции «Атлантиса»

— Насколько реально научиться прогнозировать подводные землетрясения? Ведь они вызывают цунами, и недавний пример Фукусимы в очередной раз показал, какими могут быть последствия.

— Действительно, так или иначе, любое цунами — это последствие подводного землетрясения. В Атлантическом океане происходит множество землетрясений, но для людей опасны те из них, которые происходят вблизи от островов. Исследования землетрясений на островах в основном происходят не с кораблей, а с помощью телесейсмики и наземных приборов. Но это, например, не сработало в Японии. Землетрясение очень сложно предсказать. Хотя районы, в которых они произойдут, известны.

Я занимаюсь теми землетрясениями, которые происходят в самой центральной части океана. Цунами они вызвать не могут, но влияют на формирование дна океана, океанической коры, опосредованно могут сказаться и на других геологических процессах.

— Ваши исследования смогут в дальнейшем принести и практическую пользу?

— Я занимаюсь, как и многие исследователи Атлантики, изучением гидротермальных полиметалических сульфитов, подводные руды которых зачастую могут быть привязаны к зонам трещиноватости на дне, разломов в океанах.  Эти месторождения металлов богаты медью, цинком. Возможно, удастся установить связь их расположения с зонами землетрясений, зонами формирования активных разломов.

— Словосочетание «месторождение металлов» сразу наводит на мысль о территориальной принадлежности. Установлены ли границы посередине океана, на его дне?

— Экспедиция «Атлантис» работала в центральной Атлантике, в зоне, которая, казалось бы, далека от различных государств. Островов там мало. Но есть своя специфика. Например, на протяжении значительной части маршрута приходилось выключать приборы, так как посреди океана находятся два маленьких островка  — святого Петра и святого Павла. Они необитаемы, но формально относятся к территории Бразилии, и в зоне 200 морских миль от них нельзя работать представителям других государств.

Что касается подводного рельефа, то как различные его формы соотносятся с территориальными претензиями государств, регулирует ООН. Сейчас существует Международный орган по морскому дну (МОМД), который регулирует на основе договорённостей разных стран территориальную принадлежность акваторий, в зависимости от изученности подводного рельефа. Многие слышали, например, что россияне сейчас проводят исследовательские работы, для того чтобы получить права на Арктический шельф. В Северном Ледовитом океане сейчас находится научно-исследовательский ледокол «Капитан Драницин», там ведут работы петербургские учёные. По поводу Атлантики могу сказать, что один из её секторов (между 12 и 20 градусами северной широты в центральной Атлантике) возможно, если и не будет являться территорией России, то станет территорией её экономического влияния. МОМД выдал разрешение нашей стране на поисковые геолого-разведочные работы в этом районе. Российские, и в частности петербургские геологи сейчас активно проводят эти работы.  В ближайшее время Министерство природных ресурсов должно подписать договор с МОМД, и подводные месторождения меди, цинка (с малыми долями золота, серебра), возможно, пополнят богатства наш страны.

— Алексей, насколько, в целом, ощутимо присутствие российских учёных в Атлантике?

— Надо сказать, что эта та область океанологии и морской геологии, в которой во многом Россия остаётся впереди планеты всей, благодаря и потенциалу СССР, и  новым исследованиям. В Атлантике работают многие российские научно-исследовательских суда, много учёных именно из Петербурга. Например, знаменитая Полярная Морская геолого-разведочная экспедиция, которая находится в Ломоносове. У неё два научно-исследовательских судна (корабль «Академик Александр Карпинский» работает в Южном океане вблизи Антарктики, корабль «Профессор Логачёв» в настоящее время как раз работает в центральной Атлантике, занимается геологическими работами, пробоотбором в районе рудопроявлений полиметаллических руд, которые  входят в заявку Российской Федерации). Работы проводят ежегодно, в течение нескольких месяцев. В прошлом году мне удалось принять участие в экспедиции на корабле «Профессор Логачёв». Наши суда отплывают поздней весной, а возвращаются поздней осенью. Такое не могут себе позволить иностранные корабли. В плане геологической подготовки наши учёные, несмотря на экономические проблемы, нехватку оборудования, остаются на высоком уровне благодаря доскональной, подробной, длительной работе. Это и позволило подать России заявку. Среди первых заявок на регион Атлантического океана наша была лидирующей, и первая получила одобрение. В то время как многие европейские страны, например Франция, ещё только подали заявку, американцы пока даже не рассматривают вариант её подачи. Экспедиция «Атлантиса» длилась всего 18 дней, в следующем году коллеги планируют экспедицию на месяц. Русские же суда выходят в плавание из Петербурга и работают в течение трёх-четырёх месяцев с кратковременными заходами на Канарские острова. И, несмотря на все трудности, работают качественно, что позволяет добиваться больших успехов.

Нам есть чем гордиться. Конечно, можно сказать, что мы не единственные. Сейчас активно занимаются научно-исследовательскими работами и китайские учёные, в том числе привлекая и русских специалистов. Работают в этой области французы, немцы, американцы, но пока Россия — один из лидеров.

Беседовала Мария БЛАЖНОВА

Фото предоставлены Алексеем ЖЕЛЕЗНОВЫМ