Большой передел мира

Глубоководное бурение океанов — наиболее успешный международный мегапроект в области наук о Земле, основанный в 1966 году с целью проверки основных гипотез геологической эволюции нашей планеты. За 50-тилетнюю историю было пробурено более 3000 скважин, что заложило прочный фундамент в быстроразвивающихся междисциплинарных исследованиях Мирового океана. В настоящее время программа носит название IODP — International Ocean Discovery Program.
Главным приоритетом проекта IODP являются высококачественные фундаментальные исследования. По итогам большинства экспедиций были получены выдающиеся результаты, причем основные прорывы отмечались среди следующих важнейших научных направлений:
1) палеоклиматические изменения и эвстатические колебания уровня мирового океана в мезозое и кайнозое;
2) геотектоника и геология (строение земной коры и верхней мантии, спрединг, субдукция, геохимический обмен между океанической корой и морской водой);
3) эволюция жизни на больших поддонных глубинах (микробные экосистемы под поверхностью океанского дна);
4) опасные геологические процессы (землетрясения, оползни, флюиды, газовые гидраты).
Российская Федерация не участвует в программе IODP, несмотря на активные приглашения со стороны ECORD. В связи с этим, огромный массив новой информации по геологии и тектонике Мирового океана (площадь которого составляет 70% земной поверхности) проходит мимо научного сообщества нашей страны. Отсутствие возможности принимать участие в исследовании «свежего» уникального материала неизбежно приводит к отставанию.

Современное состояние IODP
IODP является самой многонациональной среди других международных программ в области наук о Земле. В ее состав входят 26 стран, включая 15 европейских, а также Канаду, Израиль, США, Японию, Китай, Южную Корею, Индию, Бразилию, Австралию и Новую Зеландию. При этом европейские страны, Канада и Израиль объединились в Европейский Консорциум по Научному Бурению Океана (ECORD), являющийся важнейшей частью IODP.
Для работ используются буровые суда JOIDES Resolution (США) и Chikyu (Япония), а при необходимости — специальные буровые платформы/суда, ответственность за которые несет ECORD. Например, проект IODP-302-ACEX, посвященный бурению хребта Ломоносова в Северном Ледовитом океане, осуществлялся с помощью бурового ледокола «Видар Викинг». Весь собранный керновый материал хранится в специальных «репозиториях» в Германии (Бременский Университет), США (Университет Техаса) и Японии (Университет Кочи) и доступен для научных исследований при составлении соответствующего запроса.

Бурение в Северном Ледовитом океане — проект ACEX
В этом году исполнилось 13 лет с момента первого глубоководного бурения в Северном Ледовитом океане, состоявшегося в приполюсной части хребта Ломоносова. В 2004 году в рамках экспедиции IODP-302-ACEX были пройдены пять скважин, расположенные в непосредственной близости друг от друга вдоль сейсмического профиля AWI-91090. Результатом явился сводный разрез мощностью 428 м, охватывающий кайнозойские осадки и остановившийся в коре выветривания кампанского возраста. Впервые в центральной Арктике был получен реальный керновый материал, позволивший поднять на качественно более высокий уровень научные дискуссии о геологической и тектонической эволюции Северного Ледовитого Океана (СЛО) в кайнозое. Другим важнейшим достижением данной экспедиции явилась возможность вещественного наполнения многочисленных сейсмических разрезов, выполненных в глубоководной Арктике.

Проект «ACEX-2» — IODP-377 (Arctic Ocean Paleoceanography)
Наличие единственного геологического разреза на весь Северный Ледовитый Океан оставляет нерешенными ряд важнейших фундаментальных вопросов. В связи с этим Арктика рассматривается IODP в качестве ключевого региона для исследований.
В 2018 году под эгидой IODP предполагалось выполнение проекта «ACEX-2»-IODP-377 в южной части хребта Ломоносова (рис. 1). Продолжительность работ — 50 дней. Глубина бурения планировалась не менее 1225 м ниже поверхности дна. При этом должны были быть опробованы осадки эоценового, олигоценового, миоценового и плиоцен-четвертичного возрастов (рис. 2). Мощность осадочного чехла в районе планируемых работ почти в четыре раза выше, чем в приполюсной частью хребта. Это могло дать возможность получения данных со значительно более высоким разрешением, что позволило бы решить ряд спорных вопросов, появившихся после изучения материалов скважины ACEX. В частности, существующая на сегодняшний момент проблема продолжительности среднекайнозойского перерыва имеет принципиальное значение для познания геологической и тектонической эволюции региона. Другим важным аспектом является возможность оценки распространения в направлении прилаптевоморской части хребта эоценовых отложений, которые перспективны на нефть. Научными руководителями проекта IODP-377 являются проф. Рюдигер Штайн (Ruediger Stein) из Института Полярных и Морских Исследований Альфреда Вегенра (AWI, Германия, Бремерхафен) и проф. Кристен Сэнт Джон (Kristen St. John) из Университета Джеймс Мэдисон (James Madison University, США).
Стоимость буровых проектов в Арктике выше прочих, что связано с необходимостью привлечения дополнительных судов-ледоколов, для обеспечения бурения в сложной ледовой обстановке. В проекте должны участвовать не менее трех ледоколов, один из которых непосредственно занимается бурением морского дна, а два других обеспечивают измельчение паковых льдов для поддержания стабильности позиционирования бурового судна. Данный подход был успешно апробирован при бурении скважины ACEX в 2004 году.

С учетом дороговизны проекта IODP-377, для его успешного осуществления требовалось привлечение дополнительных средств на аренду третьего ледокола. Чиновники ECORD были готовы пригласить ученых из России для участия в буровых работах при условии предоставления Российской стороной судна ледокольного класса. На эту тему проводились переговоры с представителями Министерства природных ресурсов и экологии РФ. К сожалению, ледокол не был предоставлен, что повлекло за собой перенос проекта на 2019 год. Для успешного выполнения бурения в 2019 году организаторам экспедиции IODP-377 необходимо в срок до конца февраля 2018 года иметь гарантию/контракт на то, что ледокол будет предоставлен. Иначе проект будет отменен.

Кроме проведения научных исследований программа эксперимента включала имитацию и проработку таких действий, как:

• выход на околоземную орбиту;
  


• стыковку с межпланетным комплексом, переход экипажа на транспортный корабль, проверка работоспособности комплекса;
  


• старт к Луне, достижение её орбиты, осуществление стыковки с орбитальной станцией;
  


• операции по подготовке посадочного модуля, отработка элементов внекорабельной деятельности, управление робототехническими средствами на поверхности Луны;
  


• выход на лунную поверхность, забор проб грунта и управление моделью лунного ровера на фоне вывески рук, моделирующей лунную гравитацию.;
  


• отлёт посадочного модуля от поверхности Луны и стыковка с орбитальным кораблем, анализ полученных данных;
  


• возвращение на Землю, расстыковка и посадка спускаемого аппарата.
  

В общей сложности программа предусматривала три высадки на Луну с забором грунта, а также проведение исследований по анализу образцов. Во время высадок команда делилась на две части: одна часть отправлялась на Луну, другая оставалась на корабле. Кроме того, экипаж испытал в условиях изоляции специализированное оборудование, готовящееся в поставке на МКС. Благодаря полученным данным учёные также смогут оценить влияние изоляции на психологическое и психофизиологическое состояние экипажа, проследить изменения в основных физиологических системах организма человека и то, насколько условия влияют на психическую и физическую работоспособность.
Общая программа SIRIUS рассчитана на 5 лет: SIRIUS-17 и SIRIUS-19 прошли в 2017 и 2019 годах соответственно. SIRIUS-21 завершился. Старт финального этапа SIRIUS-22/23 запланирован на 2022 год. Главная цель всего проекта — проведение исследований по определению мер профилактики и технологий для защиты здоровья астронавтов и космонавтов при освоении космоса.