У свій перший рейс під українським прапором криголам, перейменований на «Ноосферу», вирушив перед повномасштабним вторгненням рф в Україну — наприкінці січня 2022-го. Під час перших двох навігацій «Ноосфера» виконувала суто логістичні функції — доставляла до пунктів призначення учасників українських та польських експедицій, а також вантажі для полярників.
У третій — найбільш тривалій, яка розпочалася у листопаді 2023 року і завершилася у травні 2024-го, криголам був задіяний у повноцінних наукових дослідженнях спільно з американськими та польськими колегами. Зокрема, відібрано зразки донних осадів для вивчення геологічної історії Землі, криля та фітопланктону (для важливого дослідження з поширення силіконів), а також зібрані «голоси» рідкісних китів.
«Зрозуміло, що під час війни на наукові цілі витрати мінімізовані, й антарктична програма — не виняток. Ми з Міністерством фінансів визнали, як можемо «закрити» критично необхідні потреби, щоб судно та українська антарктична станція «Академік Вернадський» взагалі збереглися. Щоб не припинялися спостереження, закриття яких стане злочином проти світової науки»,
— розповів директор Національного антарктичного наукового центру України Євген Дикий.
За його словами, під час війни всі нові наукові напрямки «поставлені на паузу». Через це у попередніх навігаціях «Ноосфера» виконувала суто логістичні функції. Але Україна бере участь у низці міжнародних проєктів, завдяки чому під час третього сезону криголам залучили до повноцінних досліджень. Як уточнив Дикий, усі вони фінансувалися західними партнерами, і хоча потенційні (наукові) можливості судна «розкриті» менш ніж на 10 відсотків, вже можна говорити про значні ус-піхи.
Одним із найважливіших сучасних проєктів (за участі кількох міжнародних полярних експедицій, зокрема й української) є дослідження можливого розповсюдження силіконів в Антарктиці. Він реалізується спільно з Silicones Europe — некомерційною організацією торгівлі, до якої входять представники всіх основних виробників силіконів у Європі.
«Ми з вами знаємо, як багато цього матеріалу використовується у побуті та виробництві. Є підозра, що похідні силіконів є стійкими органічними забруднювачами — вони не руйнуються у природному середовищі протягом багатьох років. Ба більше, їх розносить океанськими течіями від населених регіонів до берегів Арктики та Антарктики, де «хімікати» накопичуються», - зауважив Євген Дикий.
За його словами, з борту «Ноосфери» зібрано зразки, які досліджуватимуть у європейських лабораторіях на предмет того, чи справді силікони є грізними стічними забруднювачами. Після отримання результатів відповідних аналізів ухвалюватимуть фінальне рішення — чи запровадить Європейська Комісія законодавчі заходи щодо регулювання використання силіконів, можливо, аж до їхньої заборони. «Фактично від цього проєкту залежить доля «мільярдної» галузі економіки. Доведеться вирішувати — перебудовувати її чи ні», — наголосив директор Антарктичного центру.
Задля проведення дос-ліджень щодо можливої наявності силіконів українські вчені відібрали зразки з різних середовищ — повітря, донних відкладень, ґрунту та антарктичного моху на кількох островах, розташованих навколо української антарктичної станції «Академік Вернадський». Також взяті проби криля і фітопланктону — з борту «Ноосфери» та моторних човнів вчені від-фільтрували з океанських вод десять зразків цих рослинних організмів.
Про важливість цих досліджень розповів кандидат біологічних наук, фітопланктонолог, учасник проєкту Silicones Андрій Зотов: «Якщо життя уявити як піраміду, то на її верхівці — консументи — кити, ссавці. Внизу — продуценти — організми, які створюють біологічну масу, якою і харчуються консументи. Саме цю функцію виконує фітопланктон. Тобто це організми, на яких тримаються всі інші елементи життя».
Вчений порівнює Землю з організмом людини, пульс якої відчувається саме в Антарктиді — місці, де проявляються перші ключові зміни, які потім призводять до тих чи інших планетарних зрушень.
«Фітопланктон — перші удари цього пульсу в біологічних системах, початок тих змін, які каскадом поширюються в інших її складових, адже організація фітопланктону здатна змінюватися дуже динамічно, її кардинальні перебудови можуть відбуватися за дні, навіть години... Важливо постійно моніторити, відстежувати зміни як у Чорному морі, так і в Антарктиді»,
— наголосив Зотов.
А ще він зазначає, що знайти місця концентрації криля у Південному океані — завдання дуже непросте. Але наші вчені визначили зони його скупчення і спеціальними сітками відібрали зразки цього важливого для харчового ланцюга Антарктики організму.
«Криль накопичується на певній глибині, як правило, його виловом займаються спеціальні судна, оснащені чутливими сонарами (гідролокаторами). В умовах відсутності цього специфічного обладнання місця скупчення криля розпізнати вкрай важко»,
— розповів учений. Тож тут велике значення має інтуїція моряків. Вони «полювали» на криль, орі-єнтуючись на скупчення китів, які харчуються цими морськими мешканцями.
Ще одним цікавим напрямком роботи українських вчених в Антарктиці (спільний проєкт з американськими біологами) є вивчення мови та комунікація під водою китів, а саме південних плавунів. Це один із найменш вивчених видів китів у світі, побачити його представників — величезний успіх.
Для дослідження спілкування китів між собою застосовується метод пасивного акустичного моніторингу. Зокрема, декілька стаціонарних рекордерів для запису встановлені поблизу острова Анверс і працюють впродовж року. Однак записати звуки, які видають рідкісні тварини, вирішили спробувати за допомогою «Ноосфери».
Полярники дізналися, що на північ від станції «Академік Вернадський» — у протоці Джерлаш — велика різноманітність ссавців і є шанс зустріти там південних плавунів. Тому туди вирушила «Ноосфера», з борту якої вели візуальні спостереження та виконували «акустичне тралення» — запис звуків китоподібних. Окремо пошук тварин здійснювали з моторного човна, який рухався неподалік — з нього обстежили бухти, важкодоступні для великого судна.
У перший день роботи команді дуже пощастило — полярники помітили групу з п’яти південних плавунів. Зустріч тривала кілька секунд, але біологи встигли зробити фото рідкісних тварин і передати інформацію про спрямування їх руху на «Ноосферу». А з криголама, за допомогою спеціальної акустичної системи, вдалося записати унікальні звуки. Загалом зібрано безперервне 14-годинне «спілкування» плавунів, а також косаток і горбатих китів.
Американські та українські фахівці розшифровуватимуть ці записи і фактично вивчатимуть мову китів.
За словами Євгена Дикого, «Ноосфера» взяла також участь в українсько-польському проєкті, в рамках якого вчені відібрали зразки морської фауни з дна Південного океану. Дослідження, яке проводилося у протоці Пенола (район станції «Академік Вернадський»), необхідне для вивчення процесів зміни клімату.
Як розповіли науковці, для проведення робіт використали спеціальний придонний трал. За його допомогою на трьох різних глибинах — 250, 200 та 120 метрів — брали «проби». З кожної із глибин дістали різного роду морські організми. Серед них — величезні морські зірки й голотурії (їх ще називають «морськими огірками»), великі багатощетинкові черв’яки та офіури або змієхвістки, які переміщуються дном, як змії. На судні зразки зберігали в спеці-альних морозильних камерах, щоб потім у лабораторіях вчені зробили виділення та сіквенс (прочитання) генетичного коду цих організмів.
Одним із найсучасніших методів дослідження морських екосистем, пояснюють науковці, є саме аналіз ДНК із довкілля. Цим методом можна в одній пробі води визначити десятки й сотні видів живих організмів, що дозволяє заощаджувати час та кошти. Також такий метод завдає значно менше шкоди довкіллю порівняно з традиційними дослідженнями, які передбачають обов’язковий вилов живих істот.
Але щоб сучасний метод працював, спершу треба зібрати своєрідний банк даних маркерних послідовностей ДНК — саме місцевих видів, який надалі гратиме для вчених таку ж роль, як для криміналістів база відбитків пальців. Для розвитку такого «банку» фауни й призначений вилов на криголамі.
Ще один напрям — вивчення того, скільки металу є в мінеральних скелетах виловлених організмів. Річ у тім, що зміни клімату призводять до підвищення температури морської води та її окиснення. У більш кислій і теплій воді змінюється фізіологія тварин — вони набагато інтенсивніше вбирають метали, які відкладаються у кістках, раковинах, панцирах і роблять «скелети» слабкими. Крім того, окислення води негативно впливає на раковини морських жителів — поряд з накопиченням металів це робить скелетну опору морських мешканців ламкою та вразливою.
Саме завдяки дослідженням кістяків вчені зможуть оцінити чутливість водних істот до зміни хімічного складу Південного океану та виявити тих, яким насамперед загрожують кліматичні зміни.
«Відбір зразків придонної морської фауни дав початок новому напрямку наукової співпраці між Україною та Польщею. Очікується його розвиток у довгостроковому спільному проєкті, який фінансується Національним науковим центром Польської Республіки»,
— розповіли у НАНЦ.
У теперішній експедиції на криголамі «Ноосфера» також провели важливі геологічні дослідження, які «розкажуть» про зміну клімату на Землі за останні 20 тисяч років. Ці геологічні дослідження Південного океану науковці розпочали у першому антарктичному сезоні судна (у 2022-у) і продовжили зараз. Наразі вдалося взяти сім колонок донних відкладень у семи точках неподалік станції — в районі протоки Пенола та Френч, де виявлено тектонічний розлом та льодовикові долини.
За словами Євгена Дикого, зразки на борту криголама докладно описали, сфотографували та розділили на частини для доставки в Україну. Надалі їх вивчатимуть у лабораторіях Києва та Одеси.
У НАНЦ пояснюють, що донні відкладення — це своєрідний «запис» історії Землі. Їх аналіз дозволяє зрозуміти, що відбувалося на планеті тисячі та мільйони років тому, і робити прогнози на майбутнє, зокрема, щодо кліматичних змін.
Як пояснює учасник експедиції, геолог Сергій Кадурін, вихід з останнього льодовикового періоду (приблизно 20 тисяч років тому) до сучасного максимуму температур проходив не протягом одного етапу. Цей процес був покроковим, з так званими флуктуаціями, коли виникали тепліші періоди, які потім змінювалися короткими проміжками похолодання.
«Аналіз цього динамічного процесу допоможе зрозуміти, що ж відбувається з глобальним кліматом і на що ми можемо очікувати у найближчому майбутньому — на подальше потепління чи похолодання»,
— каже Кадурін.
Антарктика, яка зазнала мінімального впливу діяльності людей та зберегла найдавніший льодовиковий покрив на планеті (йому вже десятки мільйонів років), є знаковим місцем для таких досліджень. За змінами накопичення донних відкладень в Антарктиці можна чітко відстежити періоди зменшення та збільшення рівня льодовика, що дозволить відновити історію зміни клімату планети щонайменше за 20 тисяч років.
Як зазначає Андрій Зотов, кліматичні зміни зараз дуже непокоять вчених усього світу — відповідні процеси у навколишньому середовищі відчуваються вже навіть на побутовому рівні. І наразі фахівці різних країн об’є-днують свої дані для розуміння того, що відбувається.
«Ми дуже стурбовані, бо розуміємо, наскільки близькі до кліматичної катастрофи, можливо, навіть у найближчі роки», — констатує Зотов.
Загалом директор НАНЦ Євген Дикий задоволений третім антарктичним сезоном «Ноосфери», який, за певних успіхів, пройшов без ексцесів, хоча у квітні, під час переходу зі станції «Академік Вернадський» до Чилі, криголам потрапив у потужний шторм. Шлях довжиною 1140 миль (2111 км) «Ноосфера» подолала за де-в’ять днів, з яких три — науково-дослідницьке судно йшло через протоку Дрейка, відому своїм «крутим норовом». Як зазначають учені, цього разу вона була дуже норовливою — висота хвиль сягала 9—10 метрів, а швидкість вітру — 30 м/с. «Іти в таких умовах досить непросто, але наш екіпаж впорався із цим викликом»,
— розповів капітан судна Павло Панасюк.
За словами Євгена Дикого, до наступної навігації криголам перебуватиме у Кейптауні (ПАР) — у порт приписки (Одесу) «Ноосфера» не може повернутися через повномасштабне вторгнення рф в Україну:
«У майбутньому очікується значне розширення тривалості та діапазону наукових рейсів. Все це будуть міжнародні проєкти, насамперед через Європейську Комісію. І доки триває велика війна, судно в Україну не повернеться — у такому випадку ми його просто втратимо. В 2022 році нам вдалося врятувати криголам, оскільки ми серйозно ставилися до попередження про вторгнення рф... Тоді встигли «виштовхати» судно з акваторії Чорного моря і завдяки цьому воно збережене».
Лариса КОЗОВА
Дослідники історії Землі, або Навіщо Україні криголам «Ноосфера» в Антарктиці
