Международная научная ледовая экспедиция в Охотское море в марте 1999 года

Дорогие друзья.

4 апреля 2021 – День Геолога!

Это святой праздник геологов – «копателей и ходоков». Молодых, нас зовет романтика поиска и открытия месторождений минерального сырья. Постарше, нас держит великая жажда познания процессов на Земле, а дальше, мы уже не можем жить без геологии.

Здоровья и успехов ГЕОЛОГАМ и всем, кто с нами вместе познают Природу Земли.

Расскажу одну из экспедиционных историй в геологической жизни ТОИ.

Международная ледовая экспедиция была организована институтом ГЕОМАР (Германия, г. Киль) и Тихоокеанским океанологическим институтом им. В.И. Ильичева (ТОИ) ДВО РАН. Программа экспедиции была разработана в рамках международного договора о сотрудничестве между институтами ТОИ и ГЕОМАР. С российской стороны руководителем был Анатолий Обжиров, с германской стороны – Штефан Ламмерс. Эта программа составляла часть комплексной программы между ТОИ и ГЕОМАР (КОМЕКС, 1998-2004 гг.). По комплексной программе КОМЕКС каждый год осуществлялись экспедиции в Охотское море на российском судне «Академик М.А.Лаврентьев и в 2004 году на германском судне Зонне (Sonne - солнце). В этих экспедициях выполнялись комплексные исследования – геологические, геофизические, газогеохимические, океанологические, гидроакустические, батиметрические и сонарные съемки. Отбирались пробы донных осадков геологическими трубками, пробы воды батометрами на различных горизонтах, выполнялись высокочастотная сейсмическая съемка (спаркер), гидроакустическое эхолотирование, сканированием дна и др. Из проб осадков и воды извлекались природные газы, которые анализировались на газовых хроматографах. Определялись углеводородные газы (метан и тяжелые углеводороды, (С2-С4), углекислый газ, кислород, азот, водород, гелий.

Основная цель исследований состояла в поиске структур в рельефе дна, потоков пузырей природных газов, газогидратов, оценки сейсмо-тектонической активности региона, трассирование зон разломов, определение источника поступления углеводородных и других газов в виде потока из донных отложений в воду и из воды в атмосферу и возможное влияние этих потоков на повышении количества парниковых газов (СН4, СО2) в атмосфере, что способствует глобальному процессу изменения (потепления) климата.

Потоки газов изменяли морфологию поверхности дна, которые по зонам разломов мигрировали из глубоких горизонтов к поверхности, в воду и в атмосферу. В воде потоки пузырей природного газа хорошо фиксировались гидроакустической установкой, разработанной А.С. Саломатиным, зав. лабораторией гидроакустики ТОИ. Они представляли собой субвертикальные тела, поднимающиеся в воде от дна, иногда до поверхности, высотой 300-500 и более метров. Самый высокий столб пузырей метана был зафиксирован нами на юге Охотского моря, на западном склоне Курильской котловины, который с глубины 2200 м достигал почти поверхности. В этих районах наблюдались изменения поверхности рельефа дна в виде возникновения холмов, ямок глубиной и высотой около 20-30 м и диаметром 50-100 м. В этих районах нами обнаружены газогидраты, которые являются хорошей покрышкой для углеводородов и взаимосвязаны с формированием нефтегазовых залежей. Отметим, что в районе потоков пузырей газа, концентрация метана в придонной воде возрастает в 100-10000 раз относительно фона, который не превышает 30-70 нл/л в придонной воде и около 100-120 нл/л в поверхностных слоях воды. В осадках, в районе потока газа, количество метана также возрастает в 100-1000 раз, достигая 100 мл/л.

Одним из вопросов нашей основной цели выполнения комплекса исследований было выяснение масштаба поступления парниковых газов, в основном метана, в атмосферу из региона Охотского моря. Мы, (руководитель Мишукова Г.И.) подсчитали, что в летнее время с поверхности воды Охотского моря выделяется в атмосферу около 1 млн. куб. м метана. Но, следовало проверить, выделяется ли метан в атмосферу зимой. Является ли лед препятствием для выделения метана в атмосферу. Для этого и была организована ледовая экспедиция.

Организация и выполнение ледовой экспедиции

Надо отметить, что в любой экспедиции есть свои трудности и радости, но ледовая экспедиция оказалась сверх экстремальной. Расскажу по порядку. Началось все хорошо. Я приехал в Киль, Германия и мы с Штефаном начали сборы необходимого оборудования для экспедиции. Планировалось выполнить отбор проб придонной и верхних слоев воды батометрами в районе, где мы летом обнаружили самый активный поток пузырей газа с аномальными концентрациями метана (до 0.1 мл/л), который располагался на глубине 700 м. (Это первый поток метана, который мы обнаружили в Охотском море в 1988 году и в последствии Эрвин Зюсс, руководитель проекта КОМЕКС от Германии, дал ему имя Обжиров (Фото 1). В настоящее время, когда я пишу воспоминания о ледовой экспедиции, нами обнаружено более 700 потоков пузырей метана, часть из них названа различными именами. Специального снаряжения для ледовой экспедиции у нас не было, и, потому, мы подбирали меховую одежду, обувь, палатку и кое-что еще в институте ГЕОМАР вместе с Штефаном Ламмерсом. Отряд мы наметили из 6-и человек – Анатолий Обжиров, Анатолий Салюк, Иосиф Югай, Ренат Шакиров и Александр Воронин, (Россия), Штэфан Ламмерс, (Германия). (Фото 2).

Когда в Германии к ледовой экспедиции мы все собрали, я решил пошутить. Я сказал Штефану, что надо еще взять с собой на лед пару девушек. Штефан спросил меня, зачем еще девушек. Я в своем стиле ответил, что на льду будет холодно и девушки помогут согреться. Штефан все воспринял всерьез и озабоченный ушел. Когда он утром пришел, а я уже забыл о шутке с приглашением девушек, он вдруг обрадовано заявил – не надо девушек, для тепла мы возьмем печку. Я улыбнулся и с сожалением сказал, что тогда брать девушек не будем. Кстати, эта шутка имела деловую сторону. Мы вдруг озаботились, как будем решать проблему с теплом в палатке. Мы взяли баллоны с пропаном и газовую горелку с вентилятором. В марте 1999 г. за палаткой температура была – -20 гр., а в палатке она держалась около - +5 гр., что позволяло работать нашим приборам и нам.

Груз со спецодеждой, палаткой и с другим оборудованием был послан из Германии и пришел во Владивосток в ящиках. Что мы взяли в экспедицию. Из оборудования были ледобуры с возможностью получения колонки льда, специальная лебедку весом 200 кг с фалом длиной более 1000 м, батометры 12 шт., измеритель температуры и солености с автоматической записью, переносной гидроакустический регистратор, дегазационная установка с вакуумным насосом для извлечения газа из воды, склянки для отбора проб воды и газа (газ анализировался в лаборатории газогеохимии, во Владивостоке), два электрогенератора мощностью 2.5 квт и 3.5 квт, бензин, красная большая палатка с ее опорным основанием и др. Меховую красную одежду и обувь, привезенную из Германии, мы одели сразу.

На вертолете с грузом мы прибыли в Оху. Расстояние от порта Оха до района работ было 90 км. Отмечу наше большое удивление увиденным, когда мы первый раз полетели в район работ. Сплошное поле льда прослеживалось всего на 25-35 км от берега. Затем появилась большой ширины полынья, которая тянулась до 60-70 км от берега. Затем появилось, как нам показалось сначала вполне хорошие поля льда, покрытые снегом. Когда мы приблизились ближе, то увидали, что это большие льдины диаметром 100-200 м, между которыми наблюдаются торосы и полыньи. Когда мы планировали экспедицию, то мы думали, что вертолет будет находиться вместе с нами на льду. Но оказалось все сложнее и намного опаснее. Вертолет даже не мог сесть, а только чуть колесами касался льда и работал винтами. (Фото 3). В это время мы разгружали вертолет, около тонны оборудования, вертолет улетал, а мы оставались на льдине. Надо сказать, экипаж вертолета был отличный. Он состоял из 3-х человек. Командир вертолета был очень опытным, я его знал и встречался с ним, когда я работал в Южно-Приморской экспедиции на геологической съемке. Они понимали тяжесть нашей работы и помогали, чем могли.

Когда вертолет улетал, мы бурили лунки (Фото 4), ставили палатку (Фото 5 и 6). В палатке устанавливали лебедку, другое оборудование, зажигали газовую горелку, заводили электрогенераторы и работали. На лебедке опускали на разные горизонты батометры (Фото 7), вели гидроакустические, океанологические исследования. Из батометров брали пробы воды на изучение газового состава, на биологию. на микробный анализ. Газ из проб извлекали на дегазационной установке. Прилетали на лед мы около 10 утра, вертолет за нами прилетал около 5 часов вечера.

В чем оказалась трудность и опасность нашей экспедиции на льду. Все ледяное поле состояло из отдельных больших льдин. Пока мы работали на выбранной льдине, я все время наблюдал за движением ее. Она ехала на юг со скоростью около 1.5 узла в час. Причем за 50-100 м от палатки вдруг появлялось с одной стороны торосы, с другой чистая вода. Нам повезло, что под нами разлома льдины не произошло. За 5 дней пребывания нас на льдинах, я впервые сделал важный психологический вывод. Я был начальником, и вся ответственность за безопасность лежала на мне. Мои коллеги-друзья работали и не обращали внимания на все движения льдов и опасности. Они положились на меня и не беспокоились. Это интересное наблюдение, но оно очень меня беспокоило, так как я чувствовал всю опасность нашего пребывания на льду, и, если что-то случится, то помощи ждать не откуда, вертолета или лодки с нами нет. Видно, бог нас миловал. Мы не знали раньше о таком движении льдов в этом районе и приходилось рисковать. Еще риск был, что вечером нас вертолет не найдет, если испортится погода. Льдина с нами движется и за время работы уходит к югу на 7-8 км. Один день началась снежная поземка и сильный ветер. Но вертолет прилетел, хотя было опасно и тяжело нас обнаружить. Командир вертолета и экипаж молодцы, понимали, что на ночь нас оставлять на льдине совсем плохо.

Мы вернулись домой целыми и с пробами газа и другими данными. Результаты исследований показали, что концентрации метана и другие характеристики не отличаются от летних данных. Подо льдом аномалий метана не обнаружено. Это связано с тем, что лед не сплошной, льдины движутся, образуются торосы и поля чистой воды, так что газ из воды выходит в атмосферу.

Так началась, и так закончилась наша отличная геологическая ледовая экспедиция.

Фото 1. Гидроакустическая запись потока пузырей метана из донных отложений в воду (внизу поток «Обжиров»), район работ в ледовой экспедиции, 1999 г. Расположен поток метана на Сахалинском северо-восточном склоне Охотского моря (координаты см. под рисунком)

Фото 2. Научный состав ледовой экспедиции, 1999. (слева направо) стоят Штефан Ламмерс, Иосиф Югай, Анатолий Обжиров, Александр Воронин, Анатолий Салюк, сидит – Ренат Шакиров.

Фото 3. Вертолет с оборудованием и участниками ледовой экспедиции зависает надо льдом в районе работ. Из вертолета разгружается оборудование и вертолет улетает обратно в г.Оха, 90 км от района работ.