Санкт-Петербургское отделение института геоэкологии им. Е.М. Сергеева

Максим Георгиевич Храмченков

В эти дни мы потеряли нашего друга, талантливого ученого и педагога. 25.09.2026 года из жизни ушел Максим Георгиевич Храмченков, доктор физико-математических наук, профессор, специалист в области физико-химической гидродинамики, отдавший многие годы жизни развитию механико-математического направления исследований в Казанском федеральном университете. Значительная часть его научной и педагогической деятельности была также связана с Институтом геологии и нефтегазовых технологий КФУ.
Максим Храмченков – выпускник физического факультета Казанского университета, он посвятил свою профессиональную жизнь соединению математики и наук о Земле, поиску математического и программного решения задач механики жидкости и газа, фильтрации и массопереноса в пористых средах, механики взаимодействия флюидов с горными породами.
Математик по образованию и геолог в душе, благодаря своему таланту, личным качествам и яркому обаянию, он смог стать связующим звеном не только между этими областями науки, но и между нашими научными коллективами. Сотрудничество физиков-математиков Казанского университета из группы А.В. Костерина с гидрогеологами Ленинградского горного института (позднее – СПбГУ и СПбО ИГЭ РАН) и Московского университета, с учеными ФЯЦ ВНИИЭФ (г. Саров), продолжалось с конца 1980-х годов по настоящее время, а его результаты нашли отражение и в совместных публикациях, и в интересных программных разработках. Творческий обмен и наша дружба с Максимом длились многие годы, мы строили планы, которым, увы, не суждено уже осуществиться.
Глубокая разносторонняя эрудиция, яркая индивидуальность Максима Георгиевича, его остроумие, удивительные сердечность и теплое отношение к людям вызывали глубокое уважение и симпатию у всех, кто его знал. Появление Максима в любой аудитории вносило в общение творческую и живую струю, а у нас на день Геолога и в Новый Год стало уже традицией зачитывание вслух его поздравительных стихов…
С уходом Максима Георгиевича мы, как и все гидрогеологическое сообщество, понесли невосполнимую утрату. Светлая память нашему дорогому другу и коллеге!

В.Г. Румынин, член-корр. РАН, научный руководитель СПбО ИГЭ РАН,
С.П. Поздняков, профессор, зав. кафедрой гидрогеологии МГУ,
А.М. Никуленков, директор СПбО ИГЭ РАН,
И.Л. Хархордин, зам. ген. директора ООО «Геостройпроект»

В Республике Беларусь состоялась ХХIX сессия Межправительственного совета по разведке, использованию и охране недр

С 24 по 25 сентября в Минске на территории «Президент-Отеля» прошло ежегодное отраслевое событие, посвящённое развитию сотрудничества стран СНГ в области изучения, разведки, использования и охраны недр.

Первый день был полностью посвящён деловой части мероприятия. На открытии к участникам обратился министр природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь Максим Лысенко:«Внедрение передовых методов разведки в условиях истощения традиционной сырьевой базы; создание прозрачных, но строгих условий для недропользователей; цифровизация процессов; развитие кадрового потенциала — я убеждён, что эти и многие другие вопросы актуальны для участников сегодняшнего заседания. Взаимодействие по этим направлениям требует от нас максимальной сплочённости. Со своей стороны, Беларусь всегда открыта для конструктивного диалога и готова делиться своим опытом геологического изучения недр, управления минерально-сырьевым потенциалом и охраны недр. Наша страна высоко ценит многолетнее сотрудничество в рамках Межправительственного совета и видит в нём действительный механизм укрепления экономических связей и технологического партнёрства между государствами Содружества».

Также с речью выступил заместитель министра природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь Виктор Галанов:«Для нашей страны большая честь и высокая ответственность принимать ХХIX сессию Межправительственного совета на белорусской земле, поскольку на этой площадке мы выносим решения по ключевым вызовам отрасли, устраняем барьеры в сфере недропользования, тем самым закладывая фундамент минерально-сырьевой безопасности наших стран».

Советник Департамента экономического сотрудничества Елена Валевич отметила:«Этот год для Содружества Независимых Государств юбилейный. 35 лет — это значительный этап, который позволяет нам, опираясь на накопленный опыт, не только подвести черту под пройденным, но и, что гораздо важнее, сформировать коллективную повестку на будущее, отвечающую на вызовы новой реальности. Межправительственный совет по разведке, использованию и охране недр является важным органом отраслевого сотрудничества государств-участников СНГ, который вносит весомый вклад в развитие отношений стран Содружества».

Со своей речью также выступил председатель Комитета геологии Министерства промышленности и строительства Республики Казахстан Канат Ерубаев. Кроме того, в рамках рабочей сессии «О результатах работы геологических служб государств-участников СНГ за период сентябрь 2025 года — сентябрь 2026 года по выполнению решений XXVIII сессии Межправсовета и о реализации Перспективного плана совместных работ по разведке, использованию и охране недр государств-участников СНГ на 2023–2030 годы» свои доклады представили члены Межправсовета, руководители и члены делегаций стран Содружества:
Республика Армения — Арутюн Мовсисян
Республика Беларусь — Виктор Галанов
Республика Казахстан — Канат Ерубаев
Российская Федерация — Олег Казанов
Кыргызская Республика — Амантур Турсуниязов
Республика Таджикистан — Илхомджон Оймухаммадзода
Республика Узбекистан — Нафиса Дулабова

В своём выступлении руководитель Роснедр Олег Казанов отметил:«Если раньше мы занимались в основном обменом информацией, установлением взаимодействия, контактов, то в последние несколько лет мы переходим в стадию практической реализации заметных проектов, в том числе проектов, которые содержат в себе полевую компоненту. Это очень важно, это захватывает уже не только сотрудничество геологических служб стран-участников. Оно распространяется на компании, недропользователи активно входят в процесс. И это говорит, с одной стороны, о том, что действительно очень активно развиваются геологические службы наших стран, а с другой стороны, говорит о том, что мы с вами движемся в правильном направлении. Мне кажется, вот именно эту практическую составляющую надо дальше усиливать.»

Также в ходе работы Межправсовета свои доклады о реализации «Перспективного плана совместных работ по разведке, использованию и охране недр государств-участников СНГ на 2023–2030 годы» представили члены российской делегации из подведомственных организаций Роснедр.

ГЛАВНОЕ ИЗ ДОКЛАДОВ

Генеральный директор ФГБУ «ИМГРЭ» Игорь Спиридонов «О состоянии работ по созданию бесшовной геохимической карты масштаба 1:1М приграничной с Республикой Казахстан территории России»:

«К концу года на геохимическую секцию НРС Роснедра и НГСМ мы предоставим комплект карт, включающий карты по 26 элементам, ландшафтно-геохимическую, эколого-геохимическую и главную прогнозно-геохимическую – это позволит оконтурить и уточнить специализацию, а также оценить ресурсный потенциал 27 трансграничных геохимических аномалий, 8 из которых являются высокоперспективными».

Генеральный директор ФБУ «ГКЗ» Игорь Шпуров «Об итогах и перспективах сотрудничества в области гармонизации национальных классификаций запасов и ресурсов полезных ископаемых, взаимного признания экспертов по недропользованию и создания парка инновационных технологий»:

«Впервые с 2002 года на 59-м пленарном заседании Межпарламентской Ассамблеи государств — участников СНГ по инициативе российской стороны одобрено внесение изменений в статью 303 модельного Кодекса о недрах и недропользовании для государств — участников СНГ в части установления основных требований к экспертам и компетентным лицам. Данный документ основан на Модельных требованиях, утвержденных ранее Межправсоветом стран СНГ. Это значимый успех, так как согласование данного документа не только упрощает международное взаимодействие, создает возможности для сближения законодательства стран СНГ, но также подтверждает заинтересованность парламентариев стран СНГ в развитии сотрудничества между странами в различных сферах».

Начальник Управления геологических основ, науки и информатики Федерального агентства по недропользованию Борис Королёв «О дорожной карте по выполнению плана мероприятий»:

«Был представлен отчёт о выполнении поручения предыдущей сессии в Астане касательно дорожной карты в рамках реализации Программы сотрудничества государств — участников СНГ в области изучения, использования, охраны и мониторинга подземных вод на период до 2030 года. Дорожная карта была рассмотрена на заседаниях рабочей группы в ноябре 2025 года и марте 2026 года. По итогам шестого заседания документ одобрен.

В связи с этим хочу выразить благодарность Комитету геологии Министерства промышленности и строительства Республики Казахстан за организацию работы рабочей группы, Исполнительному комитету Содружества Независимых Государств и всем национальным экспертам, принявшим активное участие в рассмотрении и дополнении дорожной карты. Не сомневаюсь, что члены Межправсовета поддержат утверждение дорожной карты и поручат заинтересованным национальным ведомствам организовать работу по ее реализации».

Генеральный директор ФГБУ «ВНИГНИ» Павел Мельников «Об итогах и перспективах сотрудничества в области геологоразведки на углеводородное сырье»:

«В 2024 году в правовом регулировании региональных ГРР произошла инновация – изменения в законодательстве разрешили проведение региональных ГРР за счёт недропользователей. В том числе такие работы доступны дочерним обществам нефтегазовых компаний стран-участниц СНГ, зарегистрированным на территории РФ. Это позволяет получать лицензионные участки в контуре профинансированных региональных ГРР без необходимости прохождения аукциона, что упрощает процесс сотрудничества с иностранными компаниями».

Генеральный директор ФАУ «ЗапСибНИИГГ» Василий Морозов «Об итогах и перспективах сотрудничества в области геологоразведки на углеводородное сырье»:

«Наша сотрудничество со странами СНГ даёт свои плоды: уже были подписаны два соглашения с белорусской стороной, одно из них на полях ХХIX сессии Межправительственного совета по разведке, использованию и охране недр с Белоруснефтью. Работа продолжается, связи укрепляются, и сейчас мы переходим в активную фазу совместной разработки минерально-сырьевой базы двух стран».

Генеральный директор ФГБУ «ВИМС» Андрей Коровко «Об итогах и перспективах сотрудничества в сфере геологии и лабораторно-аналитического сопровождения геологоразведочных работ»:

«За отчетный период был актуализирован и пополнен до количества 733 документа Единый перечень методик, допущенных к применению при лабораторных исследованиях минерального сырья на территории СНГ. Кроме того, была актуализирована единая база стандартных образцов, составляющих на сегодняшний день 627 образцов, и реализована 21 программа МСИ (межлабораторные сравнительные испытания), в которых приняли участие 29 лабораторий СНГ, сформировано 109 заключений о качестве исследований.

Отдельно стоит выделить фактор роста интереса лабораторий стран-участниц к взаимодействию по направлению МСИ. Так, в 2026 году к нашим программам присоединилась лаборатория «НПЦ по геологии» из Республики Беларусь».

Заместитель директора по правовым вопросам Денис Никишин «О развитии правового регулирования отношений недропользования с использованием цифровых сервисов (на примере Российской Федерации)»:

«Развитие правового регулирования цифровых сервисов является одним из важнейших элементов повышения качества и эффективности управления в сфере геологии, разведки и охраны недр. Главная цель – обеспечить управление на основе данных и принятие решений с учетом всего многообразия внешних и внутренних факторов.

За счет снижения человеческого фактора повышается оперативность и объективность принимаемых решений. Наиболее важными сферами внедрения цифровых инструментов в правовом регулировании недропользования является лицензирование, проектирование, работа с геологической информацией и отчетностью. Причем в настоящее время уже реализуются возможности проактивного взаимодействия с недропользователями, когда компьютерные системы по результатам анализа данных в автоматическом режиме уведомляют компании о юридически значимых событиях».

Генеральный директор ФГБУ «Институт Карпинского» Павел Химченко «О сотрудничестве государств-участников СНГ в области регионального геологического изучения недр и геологического картографирования»:

«Институт Карпинского как базовая организация Межправсовета осуществляет сотрудничество в том числе в рамках совместного изучения недр.

На полях XXIX Сессии мы с гордостью представили текущие результаты работ по созданию единой цифровой карты музейных геологических коллекций стран СНГ. В цифровую систему загружено более 200 000 музейных образов с фотографиями, географической привязкой и описанием. Теперь любой исследователь может познакомиться с геологией региона, не выходя из дома, благодаря цифровому сервису.

Геологические знания должны быть доступными всем геологам и способствовать совместным исследованиям недр».

Первый заместитель генерального директора ФГБУ «ЦНИГРИ» Евгений Наумов «Об основных итогах и перспективных направлениях сотрудничества в области прогнозно-металлогенических и опытно-методических исследований при геологическом изучении недр»:

«Существует несколько основных направлений сотрудничества в области прогнозно-металлогенических и опытно-методических исследований при геологическом изучении недр. В первую очередь стоит отметить программу «Металлогения без границ», и международный проект «Большой Алтай» в рамках которого разработаны предварительные варианты разномасштабных структурно-формационных и металлогенических карт региона, разработана структура и проводится наполнение электронного каталога геологической, геохимической и геофизической информации, подготовлены разномасштабные прогнозно-минерагенические карты, прогнозно-поисковые модели эталонных месторождений и другие материалы в отношении редких, благородных и цветных металлов.

Другим направлением являются опытно-методические работы, например, проведена апробация ионно-сорбционного метода геохимических поисков применительно к геолого-ландшафтным условиям казахстанской части Рудного Алтая. Получены хорошие результаты, подтверждена применимость ионно-сорбционного метода в ландшафтно-геохимических условиях Восточного Казахстана, что может повысить эффективность поисковых работ на полиметаллы и золото».
Во второй день мероприятия участники сессии почтили память героев Великой Отечественной войны, возложив цветы к Вечному огню около стелы «Минск — город-герой» в парке Победы и посетив Музей истории Великой Отечественной войны. Данный музей является одним из крупнейших военно-исторических музеев в мире: в нём хранится более 140 экспонатов в 10 тематических залах с интерактивными объектами, благодаря которым можно пройти полный путь Беларуси в той войне — от самого начала до Победы.
Источник – rosnedra.gov.ru

Как вулканы и снег Камчатки меняют химию Тихого океана

Специалисты Тихоокеанского океанологического института им. В. И. Ильичева ДВО РАН проследили путь вулканических веществ от снежного покрова Камчатки до глубин Тихого океана. В ходе трехлетнего исследования, включавшего три экспедиции на научно-исследовательском судне «Академик Опарин», ученые проанализировали изотопный состав воды и азота в восьми реках полуострова.
Выяснилось, что талый снег на склонах действующих вулканов работает как природный накопитель: за зиму он собирает продукты вулканических выбросов, а в период растянувшегося на три месяца половодья разом отдает их рекам. Результаты показали, что этот «залп» влияет на химический состав прибрежных вод на расстоянии более 150 км от берега и на глубине до 500 м, переносясь туда мезомасштабными вихрями.

Работа выполнена в рамках Межведомственной комплексной программы научных исследований Камчатского полуострова и сопредельных акваторий в 2024–2026 годах. Координатором программы, объединяющей усилия 11 научных организаций, выступает КамГУ имени Витуса Беринга. Результаты опубликованы в журнале Marine Pollution Bulletin.

О том, как изотопный анализ помогает отличить вулканический азот от фонового, почему река Пенжина стала эталоном «чистой» воды и как это связано с риском «красных приливов», «Ъ-Наука» поговорил с руководителем исследования, заведующим лабораторией гидрохимии Тихоокеанского океанологического института ДВО РАН Павлом Семкиным.
— Почему для отслеживания происхождения воды ученые выбрали именно изотопный анализ, а не стандартный химический? Что конкретно могут «рассказать» изотопы кислорода и водорода о пути снежинки до океана?

— Обычный химический анализ показывает, сколько вещества растворено в воде, но не говорит, откуда эта вода взялась и какой путь прошла. Изотопы решают именно эту задачу. В молекуле воды атомы кислорода и водорода бывают «легкими» и «тяжелыми» — с разным числом нейтронов, и соотношение этих форм у ледниковой, дождевой, снеговой, грунтовой или гидротермальной воды выражено по-разному. Химически эти формы неотличимы, а физически — нет: при испарении, конденсации, замерзании и таянии легкие и тяжелые молекулы разделяются, и это разделение оставляет след, сохраняющийся даже после смешения разных вод.

У снега есть дополнительная особенность. Осадки становятся легче по изотопному составу с высотой: чем выше поднимается воздух, тем быстрее из него конденсируются тяжелые изотопы, поэтому снег у вершин вулканов изотопно легче снега в долинах. При этом, в отличие от дождя, снег продолжает менять изотопный состав уже лежащим — из-за многократных оттепелей и повторного замерзания. Измерив соотношение изотопов в речной воде по месяцам, мы смогли различить, какая доля стока сформирована свежим снегом в долинах, какая — тающими снежниками на вершинах, а какая — подземными и термальными водами, циркулирующими в толще вулканических пород.
— В чем суть «изотопной подписи» нитратов? Как по соотношению изотопов азота и кислорода ученые отличают «вулканический» азот от «фонового» (атмосферного или почвенного)?

— У иона нитрата (NO3-) тоже есть два «паспортных» изотопа — азота и кислорода, и их соотношение зависит от происхождения нитрата. Нитраты из канализационных стоков обогащены тяжелым азотом сильнее, чем нитраты из удобрений или осадков, а нитраты из атмосферы отличаются высоким содержанием тяжелого кислорода. У азота в вулканических газах и в веществе земной коры и мантии тоже есть свой узнаваемый диапазон значений — от 6% до +6%.

Мы сравнили нитраты в реке Камчатка и реке Авача, которые собирают воду с территорий действующих вулканов, с рекой Пенжина, где вулканизма нет. У Камчатки и Авачи значения оказались практически одинаковыми— от 0,8 до 1,5%. Это укладывается в диапазон, характерный для вулканического азота, и заметно отличается от легкого состава Пенжины (0,9%). Механизм такой: аммоний, который выбрасывают вулканы, накапливается в снеге за зиму, а весной и летом при таянии окисляется до нитрата бактериями. В ходе этого окисления часть тяжелого азота теряется, поэтому итоговый нитрат немного легче исходного вулканического аммония, но все равно попадает в вулканический интервал, а не в диапазон почвенного или атмосферного азота.

— Почему в качестве естественного эталона (фонового значения) была выбрана именно река Пенжина, а не, скажем, среднее значение по всем рекам полуострова?

— Для контроля нужна река, максимально похожая на исследуемые по масштабу и климатическому режиму, но без единственного фактора, который изучается,— вулканизма. Пенжина подходит по обоим условиям: это крупная снегово-дождевая река (площадь бассейна 73 500 км2, среднегодовой расход 682 м3/с — сопоставимо с рекой Камчатка, 55 900 км2 и 915 м3/с соответственно), но ее бассейн лежит севернее зоны активного вулканизма и им не затронут.

Усреднение по всем изученным рекам полуострова для этой цели не подошло бы: Камчатка, Авача, Налычева, Жупанова и другие реки сами в разной степени находятся под влиянием вулканов, и их усреднение смешало бы искомый сигнал с фоном, а не выделило бы его. Пенжина — по сути, единственная доступная нам «чистая» точка отсчета, а не статистическое среднее по данным, часть из которых сама содержит эффект, который нужно измерить.

— Как уникальный режим снеготаяния (растянутый с мая по июль, дающий до 75% стока) влияет на концентрацию вулканических веществ в реках? Меняется ли состав воды в течение этих трех месяцев?

— Половодье на Восточной Камчатке растянуто на три месяца: в мае реки поднимает таяние снега в долинах, в июне — снега и льды в горах, пик расхода воды приходится на конец июня — начало июля. С ростом расхода воды концентрации минерального азота и фосфора систематически растут: поток азота с водой в реке Камчатка увеличился с 17,6 тонны в сутки 1 апреля 2023 года до 55,8 тонны в сутки 17 июня того же года при росте расхода воды с 612 до 2131 м3/с.

Объяснение в том, что вещества, которые вулканы выбрасывают в атмосферу за зиму, оседают в первую очередь в снеге на самых высоких участках — у вершин, где снег держится дольше всего. Пока тает снег в долинах, в реку поступает более «чистая» талая вода, а когда очередь доходит до высокогорного снега, накопившего за зиму больше вулканических веществ, состав воды заметно меняется. Паводок в мае и паводок в июле — это, строго говоря, вода разного происхождения и разного химического состава, а не один и тот же процесс, растянутый во времени.
— Если азот поступает из снега, а фосфор и кремний — из свежего пепла. Могут ли различия во времени между пиком снеготаяния и вулканическими выбросами влиять на сезонную динамику химического состава речной воды и как это отследили ученые?

— Да, эти два источника работают по разным правилам, и поэтому азот и фосфор в реках Восточной Камчатки не всегда растут синхронно. Азот в основном накапливается в снеге за зиму равномерно и высвобождается по мере таяния — процесс довольно предсказуемый. Фосфор и кремний сильнее связаны с конкретными извержениями: они поступают в воду при взаимодействии свежего пепла с почвенными и подземными водами и при выветривании свежих вулканических пород и зависят от того, было ли извержение именно в этом году.

Мы заметили эту разницу, сравнивая одни и те же станции и даты отбора проб в 2023 и 2024 годах. В районе Ключевской группы вулканов и Шивелуча концентрация фосфора в июне 2023 года оказалась заметно выше, чем в июне 2024-го, и это совпало с извержением Шивелуча в апреле 2023 года, добавившим в бассейн свежий пепел. Азот при этом от года к году менялся не так резко. Такое межгодовое сравнение позволило разделить сезонный эффект, влияющий в основном на азот, и событийный эффект конкретного извержения, влияющий в основном на фосфор и кремний.

— Чем Восточная Камчатка отличается от других изученных вулканических районов мира (например, Исландии или Японии) с точки зрения связи «вулкан—река—океан»?

— Большинство прежних работ о связи вулканизма с составом подземных и речных вод выполнено в теплых регионах — на Гавайях, в Индонезии, Камеруне, Японии, на юге Италии, где снег либо отсутствует, либо не играет заметной роли в водном балансе. Восточная Камчатка устроена иначе: по нашим данным, это самый активный вулканический регион планеты, и при этом он лежит в зоне сурового климата — снежный покров держится от 180 до 300 дней в году, его средняя толщина около полутора метров, а зима длится около семи месяцев.

Сочетание этих факторов дает эффект, которого нет в других изученных вулканических районах: снег на Камчатке работает как природное хранилище, которое всю зиму собирает продукты вулканических выбросов, а затем за два-три месяца весенне-летнего половодья разом отдает их рекам и через них — прибрежным водам Тихого океана. В более теплых вулканических регионах вещества от вулканов поступают в воду почти круглый год понемногу, без такого выраженного сезонного «залпа».

— Как ученым удалось доказать, что влияние рек прослеживается на глубине до 500 м, если речная вода (пресная) обычно легче соленой и должна оставаться на поверхности?

— Сама речная вода легче морской и держится у поверхности, но мы отслеживали не саму воду, а ее химический след — пониженную соленость и повышенную концентрацию растворенного кремния, поступающего с суши. Во время экспедиции на судне «Академик Опарин» в конце лета 2023 года мы выполнили 170 станций с измерениями и отбором проб на разных глубинах, включая горизонт 500 м.

Оказалось, что контуры распределения солености и кремния на глубине 500 м повторяют ту же картину, что и на поверхности,— с юга на север вдоль восточного побережья. Такое совпадение говорит о том, что опресненная, обогащенная кремнием вода не остается тонкой пленкой на поверхности океана, а затягивается вниз за счет крупных вихревых структур: речной сигнал доходит до полукилометровой глубины не потому, что пресная вода тонет сама по себе, а потому, что ее туда переносит океаническая динамика.
— Какую роль в этом процессе играют мезомасштабные вихри? Почему именно вихри, а не просто ветер или течения являются главным «транспортным средством» для перемещения речного вещества в открытый океан?

— Мезомасштабные вихри — это вращающиеся кольца воды диаметром в десятки и сотни километров, которые живут неделями и месяцами и способны захватывать участок прибрежной воды вместе с его химическим составом. В отличие от ветрового дрейфа, который двигает только тонкий приповерхностный слой на небольшое расстояние и быстро рассеивается, и в отличие от прибрежных течений, идущих вдоль берега по одному маршруту, вихрь уносит захваченную воду далеко в открытый океан и одновременно продавливает ее вглубь по границам своего вращения.

Именно поэтому мы связываем распространение речного влияния на расстояние свыше 150 км от берега и на глубину до 500 м не с ветром или береговым течением, а с вихревой динамикой моря у Восточной Камчатки, которую мы изучали в предыдущих экспедициях на судне «Академик Опарин». Без вихрей вещества из рек и с вулканов, скорее всего, оставались бы в узкой прибрежной полосе.

— Какое влияние этот процесс оказывает на морские экосистемы? Является ли поступление вулканического азота удобрением (эвтрофикацией) или токсичным загрязнением для прибрежных вод Тихого океана?

— И то и другое, в зависимости от периода и соотношения веществ. Регулярный весенне-летний вынос азота, фосфора и кремния с континентальным стоком поддерживает продуктивность прибрежной экосистемы Восточной Камчатки в целом — на этой пищевой базе держится обилие лосося и держатся серые и гренландские киты, которых привлекает регион. Первая, майско-июльская вспышка развития фитопланктона, совпадающая с пиком половодья,— часть этого нормального цикла.

Но у той же истории есть оборотная сторона. Вторая вспышка, приходящаяся на сентябрь—октябрь, чаще связана с потенциально токсичными динофлагеллятами и иногда перерастает в так называемые красные приливы — заметные скопления окрашивающих воду микроводорослей, часть которых выделяет опасные для морских животных и человека токсины. Мы связываем такие вспышки с резким ростом соотношения азота к фосфору в жаркие годы: чем сильнее прогреваются вершины вулканов летом, тем интенсивнее тает высокогорный снег, обогащенный азотом за зиму, и тем сильнее перекос в сторону избытка азота. Получается, что одно и то же вулканическое питание при одних условиях действует как удобрение для экосистемы, а при других создает риск токсичного цветения.
— Может ли это исследование помочь в прогнозировании последствий крупных извержений для рыбных запасов и биоресурсов Камчатки?

— Да, отчасти. Для нас это и научный результат, и практический ориентир одновременно. По нашим данным, интенсивность цветения фитопланктона у Восточной Камчатки будет тем выше, чем больше снега накопилось в горах за предыдущую зиму и чем теплее оказалось лето: оно ускоряет таяние этого снега и одновременно усиливает расслоение прибрежных вод на теплый поверхностный и холодный глубинный слои. Иначе говоря, зная снегозапас в горах и прогноз летних температур, в принципе можно заранее оценивать годы повышенного риска сильных вспышек фитопланктона, включая потенциально опасные «красные приливы».
Важная оговорка: мы сами пока называем это гипотезой. Чтобы превратить ее в рабочую модель прогноза, нужны еще годы наблюдений. Тем не менее для рыболовства, марикультуры и туристической отрасли Камчатки, прямо зависящих от состояния прибрежной экосистемы, такой подход уже сейчас дает ориентир, на какие параметры смотреть в первую очередь — снегозапас предыдущей зимы и летнюю температуру воздуха в горных районах.
Источник – Коммерсантъ Наука

Российские ученые провели масштабное исследование донных отложений Северного Ледовитого океана.

Российские ученые из Тихоокеанского океанологического института провели масштабное исследование донных отложений в Восточно-Сибирском море и прилегающей части Северного Ледовитого океана. Они изучили пробы грунта, поднятые с морского дна, и обнаружили там целый «коктейль» из природных газов: метан, его более тяжелые родственники (этан, пропан, бутан), водород, гелий, сероводород, угарный и углекислый газ, а также аргон, кислород и азот. Концентрации этих газов сильно разнятся — от ничтожных следов до значений, которые в десятки раз превышают фоновые показатели для арктических морей.

Особый интерес представляет происхождение этих газов. Анализ изотопного состава углерода в метане, этане и углекислом газе показал, что они имеют смешанную природу. Часть газов образовалась на месте, в самих донных осадках, в результате разложения органики (так называемые сингенетические газы). Другая, и судя по всему, более значительная часть, мигрировала снизу, из более глубоких и древних отложений, поднимаясь по разломам и трещинам в земной коре (эпигенетические газы). Именно поэтому в некоторых районах концентрации метана и его гомологов в сотни раз превышают обычные значения.

Ученые составили подробные карты распределения газов. Выяснилось, что их скопления образуют несколько крупных аномальных зон. Самые впечатляющие «газовые поля» приурочены к Анисинскому и Новосибирскому прогибам, а также к зонам тектонических нарушений и структурам так называемого сквозного дробления. Здесь концентрации метана достигают 0,17 см³/кг, а суммарное содержание тяжелых углеводородов — 0,035 см³/кг. Для сравнения, порог аномальности для арктических морей составляет всего 0,05 и 0,001 см³/кг соответственно. То есть превышение достигает 3,5 и 35 раз. Также мощные аномалии зафиксированы в юго-восточной и западной частях впадины Подводников и на южном склоне хребта Ломоносова.

Помимо углеводородов, исследователи отметили высокие концентрации водорода и гелия. Водород в основном имеет глубинное происхождение, но частично образуется и в верхних слоях осадков благодаря жизнедеятельности микроорганизмов. Гелий — типичный радиогенный газ, продукт распада радиоактивных элементов в недрах. Его максимальные концентрации (до 0,2 см³/кг) приурочены к перспективным нефтегазоносным площадям Анисинского и Новосибирского прогибов. Угарный газ и сероводород встречаются в меньших количествах, но их присутствие указывает на активные биохимические процессы и восстановительную среду в осадках.

Все эти газовые аномалии не случайны. Они контролируются сложным взаимодействием геологических факторов. Среди главных — состав и насыщенность органическим веществом донных и подстилающих пород, наличие угленосных и нефтегазоносных толщ, разломная тектоника, магматизм, сейсмическая активность, а также глубина залегания осадков и мерзлотные условия. Например, зоны тектономагматической активизации на поднятии Лонга и Восточно-Лаптевском поднятии являются не только путями миграции газов, но и источниками глубинного тепла, которое дополнительно разогревает осадки и ускоряет образование газов.

Температурный режим осадков тоже играет важную роль. На большей части континентальной окраины температуры отрицательные или близки к нулю, что связано с суровыми арктическими условиями и подводной мерзлотой. Однако в глубоководных районах, где ощущается влияние теплых атлантических и тихоокеанских течений, температуры повышаются до +2 °C. Это создает контрастные условия для газообразования и миграции.

Полученные данные имеют не только научное, но и практическое значение. Они помогают понять, как формируются и распределяются природные газы в арктических морях, что важно для оценки нефтегазового потенциала региона и прогноза возможных выбросов метана — мощного парникового газа. Кроме того, исследование вносит вклад в изучение глобального углеродного цикла и климатических изменений в Арктике. Ученые подчеркивают, что дальнейшие работы в этом труднодоступном районе необходимы для более точного понимания всех процессов, происходящих в недрах Северного Ледовитого океана.

Исследование опубликовано в журнале «Тихоокеанская геология»
Источник – ПОИСК

Солнце и Луна способны запускать землетрясения: учёные нашли возможный механизм

Земля постоянно испытывает гравитационное воздействие Солнца и Луны. Именно оно в значительной степени создаёт океанские приливы, но вода — далеко не единственное, что реагирует на это притяжение. Приливные деформации возникают даже в твёрдой земной коре и горных породах.

Создаваемые Солнцем и Луной напряжения очень малы, однако учёные уже замечали, что иногда они совпадают с так называемыми медленными землетрясениями. Во время таких событий разлом высвобождает накопившуюся энергию гораздо медленнее, чем при обычном землетрясении, поэтому человек на поверхности обычно ничего не чувствует.

До сих пор оставалось не совсем понятно, каким образом настолько слабое воздействие вообще способно запускать движение разлома. Новое моделирование предлагает возможный ответ: всё может быть связано с резонансом.

Принцип чем-то напоминает раскачивание качелей. Даже небольшие толчки способны постепенно увеличить амплитуду движения, если повторяются в подходящем ритме. Примерно так же периодическое воздействие приливных сил может влиять на разлом.

В исследовании, опубликованном в журнале JGR Solid Earth, учёные смоделировали действие приливных возмущений на границы тектонических плит. По их словам, создаваемые ими напряжения обычно составляют всего несколько килопаскалей — это чрезвычайно мало. Тем не менее на некоторых разломах даже такого воздействия оказывается достаточно для запуска медленных землетрясений.

Исследователи использовали упрощённую модель отдельного участка разлома, которая учитывает движение блоков породы и изменение трения между ними. Важны сразу два параметра: скорость скольжения и состояние поверхности контакта.

Особенно чувствительными оказываются разломы, которые уже медленно и стабильно движутся, но при определённых условиях легко могут выйти из этого режима.

Если скорость скольжения возрастает, трение между поверхностями разлома может уменьшиться. Это, в свою очередь, ещё сильнее ускоряет движение. В модели такой процесс иногда приводил не только к медленным, но и к более быстрым эпизодам скольжения.

Результат во многом зависит от свойств самого разлома, а также от двух характеристик приливного воздействия — его силы и продолжительности.

Если воздействие слишком слабое, разлом может продолжать медленно и почти незаметно двигаться. Но если сила приливного напряжения превышает определённый порог, а его период оказывается подходящим, движение может заметно усилиться.

Особенно важен момент, когда период внешнего воздействия совпадает с естественным временем реакции разлома. Иными словами, приливные силы начинают действовать в подходящем для него ритме.

В таком случае даже небольшое воздействие способно вызвать медленное землетрясение — подобно тому, как регулярные толчки качелей в нужный момент заставляют их подниматься всё выше.

Некоторые реальные наблюдения хорошо согласуются с этой идеей. Например, в юго-западной Японии и в Каскадии на северо-западе Северной Америки сейсмические толчки нередко достигают максимума примерно с интервалами в 12 и 24 часа, совпадающими с приливными циклами.

Однако система далеко не всегда ведёт себя настолько просто. В некоторых условиях приливное воздействие может приводить к гораздо более сложной и хаотичной последовательности сейсмических событий.

Учёные также проверили, в какой именно момент приливного цикла чаще всего могут возникать такие события. Один вариант — когда приливное напряжение достигает максимума. Другой — когда оно увеличивается с наибольшей скоростью. Наконец, землетрясения могли бы вообще не иметь чёткой связи с фазой прилива.

Модель показала, что возможны разные варианты. Всё зависит от свойств конкретного разлома и от того, на какой стадии приливного цикла он находится.

Авторы считают, что такая модель поможет лучше интерпретировать связь между приливами и медленными землетрясениями. В перспективе эти данные могут оказаться полезными и для исследований, связанных с прогнозированием сейсмической активности.

Например, зная приливные циклы и сопоставляя их с зарегистрированными землетрясениями, сейсмологи смогут попытаться восстановить некоторые свойства разлома: насколько велико трение между его поверхностями и какое смещение требуется, прежде чем разлом начнёт ослабевать.

При этом модель имеет существенное ограничение: она рассматривает только один участок разлома. Поэтому она лучше подходит для описания повторяющихся локальных низкочастотных землетрясений, чем более масштабных сейсмических явлений, которые затрагивают множество участков одновременно.

Особый интерес медленные землетрясения представляют в зонах субдукции по краям Тихого океана. Исследователи считают, что они могут дать дополнительную информацию о том, как на границах плит накапливается и высвобождается напряжение.

Это, в свою очередь, важно для изучения будущих мегаземлетрясений — самых мощных сейсмических событий на планете, способных вызывать разрушительные цунами и даже влиять на вулканическую активность.
Источник – ПОИСК

Тайна чёрных алмазов

Представьте, что на древнем речном дне в Бразилии вы находите чёрный камень. Его поверхность блестит почти как стекло, но внутри он весь пронизан крошечными пустотами. Если расколоть такой камень, окажется, что он состоит не из одного кристалла, а из плотной массы множества миниатюрных алмазов.

Такие образования называют карбонадо — пористыми чёрными алмазами. Их находят в Бразилии и Центральной Африке, однако породу, в которой они изначально сформировались, до сих пор обнаружить не удалось.

Необычный внешний вид карбонадо давно породил несколько версий их происхождения. Из-за гладкой блестящей поверхности исследователи даже предполагали, что эти камни могли прилететь из космоса или возникнуть непосредственно во время мощного космического столкновения.

Однако новое исследование предлагает иной сценарий. Согласно ему, древний удар космического тела действительно мог сыграть важную роль, но сами алмазы возникли не в момент столкновения. Удар мог запустить процесс, который быстро перенёс богатый углеродом материал с поверхности Земли глубоко в её недра. Уже там, в мантии, под огромным давлением часть этого углерода превратилась в алмазы.

Исследователи изучили образцы карбонадо из бразильской формации Томбадор. Они проанализировали состав углерода, просканировали камни рентгеновскими лучами и рассмотрели отдельные частицы под электронными микроскопами.

Одной из главных загадок была стекловидная поверхность чёрных алмазов. Раньше её сравнивали с расплавленной коркой метеорита. Если бы такая поверхность действительно возникла при мощном ударе, внутри алмазов должны были сохраниться соответствующие микроскопические повреждения.

Но исследователи их не обнаружили. Обычные кристаллы алмаза спокойно продолжались вплоть до самой поверхности, без характерных следов ударной деформации.

Некоторые образцы также оказались покрыты тонким слоем анатаза — минерала из диоксида титана. При этом гладкая поверхность проходила одновременно и по этому покрытию, и по открытым участкам самого алмаза. Это означает, что сначала на камне появился минеральный слой, а уже позже поверхность стала гладкой и блестящей.

По словам исследователей, жидкости могли частично растворить одновременно и поверхность алмаза, и минеральное покрытие, постепенно сглаживая их. Получается, что характерный блеск карбонадо может рассказывать не о моменте рождения алмаза, а о гораздо более позднем этапе его истории.

Ещё более интересные результаты дал анализ углерода. В большинстве образцов его соотношения напоминали углерод, оставшийся от древних живых организмов. В одном из камней показатели оказались промежуточными между обычным карбонадо и алмазами, образовавшимися глубоко внутри Земли. Возможно, углерод в нём происходил сразу из нескольких источников.

Но тогда возникает главный вопрос: как материал с поверхности мог попасть на глубину, где формируются алмазы?

Исследователи считают, что это могло произойти при очень быстром погружении участков земной коры в недра планеты. Такая скорость особенно важна потому, что карбонадо сохранили большое количество пор. При слишком медленном погружении эти пустоты, по мнению авторов работы, вероятно, исчезли бы.

Запустить столь стремительный процесс могло крупное столкновение на молодой Земле. Исследователи отмечают, что в древности планету бомбардировали внеземные тела размерами порядка 100–200 километров. Такой удар потенциально мог вызвать быстрое погружение вещества с поверхности.

Вместе с ним глубоко вниз могли уйти осадки, богатые органическим углеродом. Добравшись до мантии, этот материал оказался под огромным давлением, и часть углерода превратилась в алмазы.

На этом путешествие не закончилось. Позже поднимающаяся магма могла разрушить содержащую алмазы породу и вынести её фрагменты обратно ближе к поверхности. В поры проникали различные минералы, затем эрозия переносила обломки в осадочные породы, а жидкости со временем сглаживали их внешнюю поверхность.

Такой сценарий способен одновременно объяснить сразу несколько странностей карбонадо: их химический состав, многочисленные поры, раздробленную структуру и заполненные минералами полости.

Есть и косвенные свидетельства того, что карбонадо действительно могли провести какое-то время в мантии. В одном из предыдущих исследований был описан образец, где поверх карбонадо вырос алмаз ювелирного качества.

Тем не менее исследователи подчёркивают, что предложенная история пока остаётся гипотезой. Им не удалось связать карбонадо с каким-либо конкретным древним столкновением. Кроме того, внутри изученных образцов пока не найден минерал, который однозначно доказал бы, что материал земной коры сначала попал в мантию, а уже потом превратился в алмаз.

Не до конца понятно и то, когда именно поверхность камней стала гладкой: это могло произойти ещё до их разрушения и переноса эрозией.

Зато один этап истории удалось установить гораздо увереннее. Минеральное покрытие из анатаза появилось раньше характерной стекловидной поверхности. Это хорошо согласуется с версией о том, что позднее жидкости постепенно растворяли и сглаживали внешние слои камня.

Таким образом, загадочные чёрные алмазы могли оказаться результатом чрезвычайно длинного путешествия: углерод с поверхности Земли был отправлен древним космическим ударом глубоко в мантию, превратился там в алмаз, а затем снова вернулся наверх — уже в виде необычных пористых камней, которые спустя миллиарды лет продолжают хранить следы своей сложной истории.
Источник – ПОИСК

Таяние вечной мерзлоты меняет целые речные системы в арктической части Аляски

В результате таяния вечной мерзлоты на Аляске выделяются кислоты и металлы, которые окрашивают реки в оранжевый цвет, изменяя химический состав воды на протяжении десятков километров. Результаты исследования были опубликованы в журнале AGU Advances.
На склонах холмов в арктической Аляске просачивающаяся вода переносит кислоту и металлы в реки, которые выше по течению от этих источников чистые. Вероятная причина — оттаивание земли, поскольку оно позволяет воде проникать глубже в породы, содержащие серосодержащие минералы.
В одной из рек повышенный уровень металлов сохранялся на протяжении 103 километров (64 мили) вниз по течению. Иными словами, небольшое количество кислых притоков может изменить химический состав реки на протяжении десятков километров.
«Больше всего нас удивило, что источники оказались такими же кислыми и богатыми металлами, как сильно загрязненные воды с мест добычи полезных ископаемых, но эти образцы воды были взяты из национальных парков США и впадают в чистые арктические реки», – объясняет соавтор исследования Бретт Пулен из Калифорнийского университета Дэвис.
В течение летних сезонов 2022-2024 годов команда провела отбор проб в шести водосборных бассейнах в западной части хребта Брукс, в пределах и вокруг национального заповедника Ноатак и национального парка Кобэк-Вэлли.
Под всеми шестью бассейнами земля остается промерзшей круглый год. По мере таяния вечной мерзлоты вода и воздух вступают в реакцию с такими минералами, как пирит. В результате последующих реакций выделяются кислота, сульфаты и ряд металлов.
В четырех из шести водосборных бассейнов впервые отмечены выходы кислых вод на поверхность на склонах холмов.
В местах выхода родников среднее значение pH составляло 3,2, по сравнению с примерно 8,3 в реках выше по течению. В одном литре просачивающейся воды содержалось в среднем 451 миллиграмм 23 металлов в совокупности, по сравнению с примерно одной десятой миллиграмма выше по течению.
Вода в трех водосборных бассейнах оказалась более кислой и богатой металлами, чем вода, отобранная в районе месторождений руды Ред Дог и Су-Лик в тех же горах. Исключением стал один источник, в водосборном бассейне ручья Наколикурок, вода в котором была близка к нейтральной и содержала мало металлов.
«Влияние на качество воды ниже по течению было настолько значительным, что мы часто могли видеть это невооруженным глазом», — сказал Пулен, добавив, что данные подтверждают это. Во всех шести водосборных бассейнах содержание нескольких металлов, включая никель, алюминий и железо, было в 3–21 раз выше в основных реках ниже мест кислотного стока, чем выше них.
Команда более тщательно изучила одну реку — Салмон — в 19 точках вдоль этих 64 миль. Более половины ее притоков несли кислые стоки. Чуть ниже первых из них pH реки упал с 8,3 до 7,7, а затем вернулся примерно к 8,0.
Содержание никеля на последнем участке было примерно в 65 раз выше, чем на первом, а содержание растворенного цинка и кадмия — примерно в 18 и 28 раз выше соответственно. Чистые притоки разбавляли металлы по пути, но недостаточно, чтобы вернуть их к исходному уровню.
«Результаты нашего исследования указывают на наличие оснований для беспокойства, особенно в отношении здоровья рыб и других водных животных, поскольку многие из измеренных нами металлов, как известно, токсичны», – пояснил Пулен.
По словам Пулена, для людей уровень свинца и мышьяка низок, поэтому изменение не представляет непосредственной угрозы для здоровья тех, кто использует эти реки в качестве источника питьевой воды.
В закисленных притоках концентрация селена превысила федеральный порог, установленный для защиты жизни в проточной воде. Однако высокое содержание сульфатов в этих ручьях может затруднить усвоение селена животными.
Источник – planet-today.ru