Наукові дослідження на станції “Академік Вернадський”


На станції “Академік Вернадський” проводяться дослідження, обумовлені Меморандумом про передачу станції Фарадей Україні. Водночас вони є складовими частинами Державної програми досліджень України в Антарктиці, яка розроблена на період 2002 - 2010 рр.

Організація та проведення досліджень України в Антарктиці здійснюється Українським антарктичним центром (УАЦ) Міністерства освіти і науки України. УАЦ координує дослідження, що проводяться інститутами Академії наук України та інших наукових установ і державних органів.
Приоритетні напрямки досліджень та наукову програму експедицій затверджує Науково-технічна рада “Антарктика” Міністерства освіти і науки України. Станція Академік Вернадський є однією з 18 антарктичних станцій, що включені до глобальної системи спостереження за кліматом.
УАЦ передає копії даних за деякими напрямами (іоносферні дослідження, дослідження повного вмісту озону, метеорологічні дослідження, дані вимірювань геомагнітного поля) до Британської антарктичної служби з 1995 року і зобов’язаний продовжувати передачу цих даних до 2005 року.
Наукова діяльність УАЦ нині концентрується навколо таких напрямків: дослідження змін клімату, фізика атмосфери та іоносфери, біологія. За цими напрямками УАЦ намагається співпрацювати з національними антарктичними агентствами Польщі, Великої Британії, Німеччини та США, країн Південної Америки. Наукова діяльність в УАЦ здійснюється у тісній кооперації з інститутами НАНУ (Радіоастрономічний інститут, Інститут геофізики, Львівський центр космічних досліджень) та іншими організаціями (Київський університет ім. Тараса Шевченка, Одеський екологічний університет) та іншими організаціями.
На станції “Академік Вернадський” виконуються спостереження за станом озонового шару, земного магнетизму, рівнем океану, основними метеорологічними параметрами, чисельністю і динамікою морських тварин, птахів та показниками функціонального стану зимівників. Крім цього, виконуються дослідження з фізики атмосфери та ближнього космосу, гляціологічні, екологічні і синоптичні дослідження. В літній сезон здійснюються маршрутні роботи зі збирання геологічного матеріалу, відбору проб льоду для хімічного аналізу повітря, оклюдованого в пухирчиках льоду.
Пізніше було вирішено розпочати моніторинг аномалій радону та стану забруднення прилеглого узбережжя відходами антропогенного походження відповідно до методик КОАМР, дослідження динаміки місцевих льодовиків архіпелагу Аргентинські острови та Антарктичного півострова, польові та лабораторні дослідження процесів переносу атмосферних аерозолів та озоноруйнуючих органічних домішок з повітря до снігу/льоду узбережжя Західної Антарктики, гляціохімічні дослідження, вивчення віддалених наслідків перебування людини в Антарктиці, звернувши особливу увагу на медико-етичні аспекти під час проведення медико-біологічних досліджень.
Робота на станції здійснюється круглий рік загоном зимівників, в якому представлені фахівці за основними напрямками досліджень та фахівці із забезпечення життєдіяльності станції. Як показала практика попередніх експедицій, оптимальна кількість загону зимівників становить 12-14 осіб, хоч практично станція розрахована на 24 зимівники. В літній сезон на станції перебувало до 35-40 осіб.
Дослідження в морській частині експедиції виконуються безперервно від виходу з порту України і до повернення. При цьому вони поділяються на два самостійні блоки: дослідження під час трансатлантичного переходу та полігонні дослідження в районі Південно-Оркнейських, Південно-Шетландських островів та протоки Брансфілд. Дослідження під час морської експедиції надзвичайно важливі, оскільки дозволяють паралельно з науковими роботами розв’язувати комплекс прикладних завдань, необхідних для розвитку промислу риби і криля в Антарктиці. Адже останніми роками відмічаються негативні зміни в екосистемі пелагіалі, і, насамперед зміщення на південь ареалу сальпи. Тому міжнародне співтовариство порушує питання про виконання державами, що ведуть крилевий промисел, полігонних біоресурсних зйомок і комплексних океанографічних досліджень. Такий підхід дозволяє отримати повну інформацію про стан екосистеми.
Експедиційні матеріали проходять додаткове вивчення в лабораторіях Києва, Севастополя, Одеси, Харкова, Керчі, Львова. Зведені матеріали щодо стану екосистеми пелагіалі, біологічних ресурсів, залікових зйомок передаються до Комісії зі збереження живих морських ресурсів Антарктики (АНТКОМ), яка узагальнює матеріали по Антарктиці в цілому і приймає рішення щодо щорічного об’єму вилову криля, риби.
Згідно з Угодою між Україною і Великою Британією (від 20 липня 1995р.), з міжнародними нормами обміну даними між країнами-учасницями Антарктичного Договору, здійснюється передача даних зі станції Академік Вернадський. Право власності отриманих даних належить УАЦ МОН України. Споживачами наукових даних є відомі світові центри даних у Единбурзі, Парижі, Женеві та Торонто, Всесвітня метеорологічна організація, Комітет з гідрометеорології України, наукові установи України, міжнародні наукові організації.
Метеорологічні дані, спостереження за озоном та земним магнетизмом передаються до світових центрів даних за відповідними напрямками, а також, згідно з Меморандумом про передачу станції Фарадей Україні, в Британську антарктичну службу.
Результати досліджень на станції та в морській експедиції публікуються в Бюлетені Українського антарктичного центру.
Науково-дослідні роботи на станції “Академік Вернадський” під час зимівлі проводяться за дев’ятьма напрямами досліджень:

  1. метеорологія, гідрологія, клімат, які направлені на дослідження довгострокових змін клімату;
  2. фізика атмосфери та ближнього космосу, що включає дослідження навколоземного простору та електромагнітного оточення Антарктиди, розробку і впровадження нових методів дистанційного радіозондування ближнього космосу (пріоритетний напрямок “Дослідження процесів розповсюдження енергії від поверхні Землі до іоносфери та магнітосфери”);
  3. дослідження вікового ходу геомагнітного поля, а саме дослідження тонкої структури геомагнітного поля Південної півкулі та її зв’язок з довгостроковими кліматичними змінами;
  4. фізика озоносфери, що передбачає визначення закономірностей змін озонового шару, потоку ультрафіолетового випромінювання та приземного озону над Антарктичним півостровом;
  5. сейсмоакустичні дослідження, що включають дослідження сейсмічної активності та тектонічних умов в регіоні Антарктичного півострова;
  6. геофізика Землі, гляціологія, в рамках якої вивчаються природні умови та процеси західної частини Антарктичного півострова у пізньому мезозої – кайнозої;
  7. екологія, моніторинг навколишнього середовища, що передбачає оцінку стану антарктичних екосистем в умовах сучасних змін клімату; моніторинг стану морського середовища в зоні Української Антарктичної Станції; оцінка впливу діяльності антарктичної станції на навколишнє середовище;
  8. біологія, в рамках якої проводяться дослідження генетичної структури популяцій криля з використанням сучасних методів біохімічної генетики для оцінки динаміки їх генофонду та удосконалення методів прогнозування зміни чисельності; а також вивчення паразитофауни антарктичних риб (таксономічна структура, філогенія та сезонна динаміка);
  9. медико-фізіологічні дослідження, що включають вивчення механізмів адаптації людини в екстремальних антарктичних умовах з урахуванням біоритмологічних особливостей функціонування організму та впливу регіональних геофізичних факторів; дослідження психо-фізіологічних, респіраторних, кардіо-гемодинамічних, імунологічних, гемічних механізмів адаптації людини в антарктичних умовах, розробка нових критеріїв відбору, методів реабілітації, профілактики захворюваності і медичного забезпечення; дослідження механізмів розвитку втоми та субклітинні механізми порушення імунного стану людини в антарктичних умовах; дослідження варіабельності серцевого ритму в залежності від коливань геомагнітного поля в діапазоні дуже низьких та ультра низьких частот в Антарктиці; вивчення впливу умов Антарктики на стабільність геному зимівників.

В рамках завдань Державної програми досліджень України в Антарктиці на 2002-2010 рр. дослідження по пріоритетним напрямам доповнилося новими проектами:

  1. фізика атмосфери та ближнього космосу, а саме дослідження іоносферних дрейфів в Антарктиці за допомогою когерентного імпульсно - допплерівського зондування спільно з науковцями Радіоастрономічного інституту НАН України (м. Харків);
  2. геологічні дослідження, що передбачають регіональне дослідження складу та потенційної рудоносності підльодовикових геологічних утворень Антарктиди спільно з Київським національним університетом ім. Тараса Шевченка (м.Київ);
  3. геофізичні дослідження, які включають електромагнітний моніторинг на станції “Академік Вернадський” спільно з Львівським Центром Інституту космічних досліджень НАН України (м. Львів); вивчення еволюції горизонтальних рухів Антарктичного півострова у мезо-кайнозої спільно з інститутом геофізики ім. С.І. Суботіна НАН України (м. Київ); петрофізичні дослідження при високих термодинамічних параметрах в районі УАС спільно з інститутом геофізики ім. С.І. Суботіна НАН України (м. Київ); неотектоніка, динаміка ландшафтів та льодового покриву Західної Антарктики спільно з Інститутом геологічних наук НАН України (м. Київ);
  4. гляціологічні дослідження, які передбачають дослідження динамічного та термічного режиму льодовиків Антарктичного півострова в межах Землі Грейама та островів Аргентинського архіпелагу (Галіндез, Вінтер, Скуа) для визначення змін сучасного їх стану та прогнозу на майбутнє спільно з українським науково-дослідним гідрометеорологічним інститутом (м. Київ);
  5. геодезичні роботи, побудова ГІС, в рамках яких має бути здійснена побудова геодезичної та геодинамічної мережі території Аргентинських островів спільно з Національним університетом "Львівська політехніка" (м. Львів);
  6. медико-фізіологічні дослідження, а саме вивчення субклітинних механізмів порушення імунного стану людини в антарктичних умовах спільно з Інститутом медицини та праці (м. Київ), Київським національним університетом ім. Тараса Шевченка (м. Київ);
  7. біологічні дослідження, які включають дослідження структури популяцій пінгвінів Дженту; ідентифікацію та вивчення концентрації речовин - "антифризів" у крові антарктичних риб; генетичні та біохімічні дослідження антарктичного криля; генетичний моніторинг популяцій криля спільно з Київським національним університетом ім. Тараса Шевченка        (м. Київ);
  8. еколого-геохімічний моніторинг району станції Академік Вернадський спільно з Київським національним університетом ім. Тараса Шевченка         (м. Київ);
  9. роботи з утилізації відходів, а саме оптимізація біотехнологій переробки харчових відходів і біоремедіації підводного сірководневого звалища за допомогою регуляторів мікробного метаболізму (РММ) для станції “Академік Вернадський” спільно з Інститутом мікробіології і вірусології НАН України (м. Київ).

На станції був встановлений GPS-пункт SCAR 2002, що дозволило українським вченим приєднатися до виконання міжнародної програми досліджень руху літосферних плит. Виконані високоточні спостереження разом з Geodaetisches Institut Universitaet Karlsruhe (Німеччина) - це продовження досліджень векторів руху Антарктичної плити відносно сусідніх плит за програмою SCAR “Геодезична інфраструктура Антарктики” (GAP96, GAP98, SCAR2002).
Дослідження динамічного та термічного режиму льодовикових куполів – реліктів давнього шельфового льодовика Антарктиди, дає можливість вивчати регіональні кліматичні зміни.
На українській станції проводяться також вивчення причин формування метеорологічних і гідрологічних аномалій в районі Антарктичного півострова, чисельність котрих останнім часом зростає і котрі можуть бути наслідками ефекту глобального потепління, а також проводиться пошук явищ-відгуків цих аномалій у стані екосистем.
Станція “Академік Вернадський” географічно розташована у районі “озонової дірки”. Виміри озону, запроваджені Великою Британією на станції Фарадей ще у 1957 році, є одним з найдовших рядів спостережень в Антарктиці. Продовжуючи роботу розпочату британцями, українські вчені досліджують озоновий шар над Антарктикою. Вивчаються довгострокові варіації атмосферних озоноруйнуючих органогалогенідів та вуглеводнів в різних зразках Антарктичного льоду та снігу з деградуючих льодовиків, датованих від передіндустріального Голоцену до теперішнього часу у порівнянні з сучасними стандартами повітря та морської води.
УАЦ, спільно з Київським університетом ім. Т.Шевченка, заснував науково-дослідну лабораторію "Антарктика", яка проводить свою роботу за наступними напрямами:

  1. фізичні процеси в атмосфері та магнітосфері,
  2. біологічні дослідження,
  3. екологічна геохімія та теригенна мінералогія

Спільно з Інститутом медицини праці УАЦ створив НДЛ "Медико-біологічних проблем в Антарктиці", яка виконує роботи за наступними напрямками антарктичних досліджень:

  1. проблеми адаптації зимівників до полярних умов та реадаптації.
  2. вивчення впливу середовища Антарктики на стан організму людини.

У 2002 році, за ініціативою УАЦ МОН України, створена спільна науково-дослідна лабораторія Львівського центру Інституту космічних досліджень НАН України та УАЦ "Новітні технології електромагнітного моніторингу Антарктики", яка виконує роботи за наступними напрямками антарктичних досліджень:

  1. вивчення динаміки геомагнітного поля Землі у високих широтах Південної півкулі;
  2. електромагнітний моніторинг станції “Академік Вернадський” та прилеглої території Антарктичного півострова;
  3. постійну реєстрацію компонент магнітного поля Землі та передачу даних через космічний канал зв’язку у міжнародну систему INTERMAGNET;
  4. розробку, виготовлення, сертифікацію та технічне обслуговування пристроїв для реєстрації електромагнітних полів;
  5. участь у створенні геоінформаційної системи ГІС "Антарктика - Вернадський" з метою розробки сучасних методів просторового та часового аналізу і моніторингу природне середовище Антарктики.

Українські вчені плідно співпрацюють з науковцями інших держав. Так лише за час 8-ї Української Антарктичної експедиції були виконані такі наукові програми в рамках міжнародного співробітництва:
- по напрямку “кліматологія, фізіологія рослин” були проведені дослідження еритемної ефективності УФ B2 випромінювання, постановка моніторингу УФА та УФВ радіації на станції “Академік Вернадський”, дослідження режиму обміну енергії (випромінювання та теплової) між поверхнею Землі, природними біологічними субстратами та атмосферою; дослідження фізіології стресу комплексу рослин (лишайники, мохи) в умовах Антарктичного півострова. Вивчення залежності основних фізіологічних функцій рослин (фотосинтез) від переносу поживних речовин, фізичних та хімічних умов навколишнього середовища проводиться разом з Університетом Масарика (Брно), Університетом Південної Богемії (Требонь) Чеська республіка.
- по напрямку “фізика верхньої атмосфери” були запроваджені досліджень резонансних варіацій магнітного поля Землі і їхніх зв’язків з поперечною провідністю нижньої іоносфери у магнітоспряжених регіонах УАС – Бостон разом з AFRL, Haystack Observatory, Lowell University та Радіоастрономічним інститутом НАН України (м. Київ). В тому ж напрямку були скоординовані одночасні спостереження геомагнітного поля разом з Британською антарктичною службою станція Порт-Локрой, Розера разом з БАС (Велика Британія). Також разом з вченими Німеччини та США проводилося вивчення часових варіацій органічних сполук та аерозолів в атмосфері прибережної Західної Антарктики за даними аналізу снігу та льоду деградуючих льодовиків.
- по напрямку “біологія (орнітологія)” проводилися дослідження структури популяцій пінгвінів Дженту, аналіз мінливості генетичних маркерів та морфологічних ознак пінгвінів разом з Болгарським антарктичним інститутом та Київським національним університетом ім. Тараса Шевченка (м. Київ).

Як видно з вищенаведених прикладів, діяльність українських науковців в Антарктиці дуже різноманітна, їх внесок в міжнародну базу Антарктичних досліджень значно перевищує їх матеріальні можливості.

     

Українці в Антарктиді

Hosted by uCoz