Эволюция среды, климата и продуктивности восточной Арктики и северо-западной Пацифики в плейстоцене и голоцене; роль региона в углеродном цикле

Знания об изменениях климата в прошлом и таких параметров среды восточной Арктики и северо-западной Пацифики как продуктивность, ледовые условия и вентиляция промежуточных и глубинных вод, представляется важным и совершенно необходимым, как для решения фундаментальной проблемы изучения климата Земли, так и для планирования социально-экономического развития изучаемого региона в будущем. Это особенно актуально в настоящее время при беспрецедентном потеплении климата, особенно ярко проявляющегося в Арктике. Продолжающийся антропогенный выброс в атмосферу СО2 и других парниковых газов, по мнению большинства ученых, является основной причиной потепления климата. Хотя в последние два десятилетия появилось много публикаций зарубежных и российских исследователей об эволюции палеоокеанологии и климата предлагаемого к изучению региона, этот сегмент Мирового океана в силу ряда причин изучен намного хуже Атлантики и Южного Океана, что затрудняет понимание динамики изменений климатической системы Земли в прошлом и проведение прогнозов их изменений в будущем. Принято считать, что изменения циркуляций глубинных вод в северной Атлантике и Южном океане в прошлом приводили к изменениям баланса СО2 между атмосферой и океаном, содержанию углекислого газа в атмосфере и соответственно к вариациям климата (Sigman et al., 2010). Однако изменения вентиляции промежуточных и глубинных вод северной Пацифики, которые содержат значительный объем вод Мирового океана и соответственно растворенного в них СО2, также могут оказывать значительное влияние на содержание атмосферного углекислого газа (Rae et al., 2014). Изменения продуктивности региона в прошлом, которые ответственны за интенсивность стока атмосферного СО2 в океаны, в свою очередь тоже оказывали значительное воздействие на его содержание в атмосфере и соответственно на изменения климата. Основная фундаментальная задача проекта направлена на комплексное исследование изменений ледовых условий, продуктивности и вентиляции промежуточных и глубинных вод восточной Арктики и северо-западной Пацифики, эволюция которых в плейстоцене и голоцене тесно взаимосвязана. В периоды прошлого, когда уровень моря был ниже современного на 55 метров (глубина Берингова пролива), приток относительно теплых и насыщенных нутриентами тихоокеанских вод в Арктику приводил к кардинальным изменениям условий среды и климата восточной Арктики. В периоды похолоданий, когда уровень моря опускался на 100-130 метров, большая часть Арктики покрывалась многолетними льдами и биогеохимические процессы, и седиментация замедлялись. Сопутствующие изменения арктической атмосферной циркуляции и сибирского максимума давления оказывали значительное влияние на среду и гидрологию северо-западной Пацифики (Worne et al., 2019) и зимние восточно-азиатские муссоны. Таким образом, восточная Арктика и северо-западная Пацифика, взаимосвязанные в своей эволюции, представляют ключевую и слабо изученную часть Мирового океана, исследование которых необходимо для понимания механизмов глобальных и региональных изменений климата в прошлом и выполнения прогнозов. Непосредственно выполнение проекта заключается в многодисциплинарном исследовании глубоководных морских осадков ключевых районов восточной Арктики и северо-западной Пацифики, полученных ранее членами проекта. Анализ данных, полученных в результате этих исследований, позволит провести реконструкцию изменений ледовых условий, продуктивности и вентиляции промежуточных и глубинных вод региона в плейстоцене и голоцене и выявить влияние изучаемого региона на изменения содержания СО2 в атмосфере. Для этого будут использованы как традиционные литофизические и микропалеонтологические методы, так и современные изотопно-геохимические и физические методы. Коллектив проекта имеет многолетний опыт изучения палеоокеанологии региона, и обладает необходимым для выполнения проекта комплексом методов.