Ключ к познанию будущего

К 30-летию лаборатории палеоокеанологии ТОИ ДВО РАН

Изучение Мирового океана помогает правильному пониманию климатических процессов

Среди пряных запахов разнотравья, сопровождающих дорогу в Академгородок, пришла мысль: всё в природе циклично, и исследования прошлого могут дать ключ к изучению будущего.

Формально наша встреча с главным научным сотрудником Тихоокеанского океанологического института ДВО РАН доктором геолого-минералогических наук Сергеем Александровичем Горбаренко была посвящена 30-летию организации лаборатории палеоокеанологии.

Лаборатория палеоокеанологии Тихоокеанского океанологического института была создана 26 июля 1993 года под руководством С.А. Горбаренко с целью изучения развития среды и климата Мирового океана в связи с глобальными изменениями климата в плейстоцене и голоцене. Cотрудники лаборатории исследуют изменения условий окружающей среды, продуктивности поверхностных вод, ледовых условий, вентиляции глубинных и придонных вод и других параметров гидрологии дальневосточных морей, северо-западной части Тихого океана и восточной Арктики в плейстоцене и голоцене. Для этого учёные в многочисленных экспедициях на научных судах отбирают морские глубоководные осадки, а затем детально изучают их в рейсах и в институте. В результате многолетней и плодотворной работы сотрудники лаборатории фактически создали в ТОИ направление палеоокеанологии, признанное мировым научным сообществом.

Лаборатория палеоокеанологии

Создатель лаборатории

Но сначала слово – о Сергее Александровиче Горбаренко, именно с него началась палеоокеанология на Дальнем Востоке. С.А. Горбаренко окончил Московский инженерно-физический институт по специальности «разделение и применение изотопов» и аспирантуру географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, защитив кандидатскую диссертацию по палеогеографии Каспийского моря на основе результатов метода изотопно-кислородного анализа морских карбонатных остатков. После защиты диссертации в 1973 году С.А. Горбаренко был распределён в ТИГ ДВНЦ АН СССР. После окончания аспирантуры и общения с ведущими учёными по палеогеографии и морской геологии (академики К.К. Марков, А.П. Лисицин и др.), С.А. Горбаренко был решительно настроен на изучение палеоокеанологии дальневосточного региона. В то время за рубежом начинались активные исследования палеоокеанологии Мирового океана. В первую очередь, Сергей Александрович с помощью инженера-конструктора Ю. Гаранько создал линейку средств пробоотбора, позволяющих отбирать керны морских глубоководных осадков большого диаметра и длины и проводить палеоокеанологические исследования региона. Но поскольку руководство ТИГ интересовали сугубо исследования суши, в 1979 году С.А. Горбаренко перевёлся на работу в ТОИ ДВНЦ АН СССР старшим научным сотрудником. В то время в ТОИ уже активно эксплуатировалось научно-исследовательское судно «Первенец», детище выдающегося морского геолога И.И. Берсенева, а вскоре в ДВНЦ поступила целая флотилия современных НИС (практически без обновления до настоящего времени).

С.А. ГОРБАРЕНКО в экспедиции в Охотском море

На основе полученных в многочисленных рейсах донных глубоководных осадков и комплекса современных и традиционных методов анализа осадков С.А. Горбаренко подготовил и опубликовал с соавторами более 160 статей в высокорейтинговых отечественных и зарубежных изданиях. В итоге в 2004 году он защитил докторскую диссертацию на тему: «Палеоокеанология дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана в позднем плейстоцене и голоцене».

История лаборатории

Все свои научные знания и опыт морских геологических работ Сергей Александрович передаёт сотрудникам лаборатории. С приходом и обучением новых специалистов, с расширением международных связей, освоением новых методик расширялись районы исследований и масштабность полученных научных результатов.

С.А. ГОРБАРЕНКО в экспедиции

 Если в начале деятельности в 1993 году в составе лаборатории было всего четыре человека, то к 2023 году численность выросла до 21 человек, из них – один доктор наук, шесть кандидатов наук, пять студентов, шесть инженеров и лаборант-исследователь. В лаборатории палеоокеанологии успешно работают научные сотрудники уже кандидаты наук А.А. Босин и Ю.П. Василенко, занимающиеся изучением палеопродукции поверхностных вод и влиянием морских льдов и айсбергов на палеосреду и палеоклимат дальневосточного региона; А.В. Артёмова и Е.А. Янченко, изучающие взаимосвязи изменений в прошлом морских микроорганизмов (диатомовые водоросли и радиолярии) и морской среды при глобальных и региональных изменениях климата. Сотрудники лаборатории О.Ю. Пшенева и Ю.В. Новосёлова успешно исследуют видовой состав бентосных фораминифер и спорово-пыльцевых комплексов из изучаемых морских осадков для более полных реконструкций палееокеанологии региона. Неоценимую помощь в проводимых исследованиях – выполнении аналитических работ и предварительной подготовки осадков – оказывают научно-технические сотрудники лаборатории: химик-аналитик С.И. Торопова, инженеры М.П. Савенко, Т.В. Матюнина, Т.Э. Варнело, Д.В. Марченко, Г.М. Волков, и другие.

Сотрудничество

С целью применения в палеоокеанологических исследований современных изотопно-геохимических, литологических, минералогических и физических методов изучения осадков, сотрудники лаборатории активно сотрудничают с другими лабораториями ТОИ, а также сотрудниками из других академических институтов. Так С.А. Горбаренко много лет плодотворно сотрудничает с исследователями Институтом геологии ДВО РАН в области изотопной геохимии. В результате многолетнего сотрудничества группами Е.Л. Гольдберга из СО РАН и М.И. Малахова из СВКНИИ ДВО РАН в палеокеанологические исследования региона внедрены методы геохимии осадков и анализа их магнитных свойств, соответственно, с серией последующих публикаций в ведущих зарубежных и отечественных журналах. В плане применения микропалеонтологических методов для исследований по палеоокеанологии налажены хорошие деловые контакты с сотрудниками ТИГ и Центром биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН (ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН).

Сотрудники лаборатории стараются активно привлекать молодёжь к своим исследованиям. В этом году в аспирантуру ТОИ поступают три выпускника ДВФУ, которые работали в лаборатории палеоокеанологии будучи студентами.

Публикации С.А. Горбаренко по палеоокеанологии региона в зарубежных и отечественных журналах привлекали внимание зарубежных коллег и послужили основой для активных совместных международных исследований. В результате сотрудничества с доктором Л. Кейгвиным (Вудсхолл океанографический Институт, США) и доктором Дж. Соутоном (Ливерморская Национальная Лаборатория им. Лоуренса, США) в 1989-2011 годах состоялся взаимный обмен учёных с целью совместного изучения палеоокеанологии дальневосточного региона и участие С.А. Горбаренко в двух совместных российско-американских-канадских рейсах 1991 и 1993 годов на судах ДВО РАН с отбором кернов осадков из дальневосточного региона.

Российско-китайский симпозиум, 2012 год

Экспедиции

Сотрудничество по палеоокеанологии региона с немецкими учёными (GEOMAR, г. Киль, ФРГ) в 1996-2008 годах привело к проведению пяти совместных рейсов на судах ДВО РАН, двух рейсов на немецком судне «Зонне» с отбором кернов осадков и международного рейса на французском судне «Марион Дюфресне», а также нескольким стажировкам сотрудников лаборатории в GEOMAR с проведением совместных работ, подготовкой совместных публикаций и участию в международных конференциях.

Сотрудничество с японскими учёными 2003-2009 годов по международной программе ЮНЕСКО International Geoscience Programme (IGCP-473) привело к организации и проведению двух совместных рейсов на современных японских НИС в Охотское море с отбором осадков. В 2005 году в рамках этой программы лабораторией была проведена международная конференция во Владивостоке на базе ТОИ с участием 23 иностранных участников (Япония, Англия, Индонезия, США, Тайвань и КНР).

Конференция IGCP-473, Владивосток, 2005 год

В рамках международного сотрудничества между ДВО РАН и Национальным научным советом Тайваня лабораторией были проведены исследования по трём совместным программам.

С 2007 году начались совместные работы по палеоокеанологии дальневосточных морей, северо-западной части Тихого океана и восточной Арктики между ТОИ и Первым институтом океанографии (ПИО) (г. Циндао, КНР). В результате было проведено восемь совместных российско-китайских научных экспедиций на российских НИС в дальневосточные моря, северо-западную часть Тихого океана и восточную Арктику, состоялся двусторонний обмен учёных между ТОИ и ПИО с выполнением совместных работ и проведено четыре международных конференций во Владивостоке и Циндао. В 2017 года между ТОИ и ПИО создан и успешно функционирует первый российско-китайский научный Центр по изучению океанов и климата. С российской стороны С.А. Горбаренко является содиректором этого Центра.

Самый первый российско-китайский рейс, 2010 год, НИС «Академик М.А. Лаврентьев»

Работа в ПИО МПР, Циндао

Торжественное открытие Объединённого Центра

Методы

В результате многолетних исследований и сотрудничества с российскими и зарубежными учёными в лаборатории освоен широкий спектр физических, изотопно-геохимических, литологических и микропалеонтологических методов изучения морских осадков, на основе которых проводятся достоверные реконструкции изменений палеосреды, продуктивности, циркуляции поверхностных течений, вентиляции промежуточных и глубинных вод, влияния морских льдов и айсбергов на условия среды и климата изучаемого региона.

Например, для изучения изменений параметров поверхностных и глубинных вод и вентиляции вод в лаборатории успешно используется основной метод палеокеанологии – анализ изменений изотопного состава кислорода и углерода карбоната планктонных и бентосных фораминифер, показывающий изменения в прошлом температуры и изотопного состава кислорода приповерхностных и придонных вод соответственно. Для датирования морских осадков – основы построения возрастных моделей изучаемых морских осадков и интерпретации полученных результатов во времени палеоокеанологи используют различные методы. Однако для определения радиоуглеродного возраста осадков методом ускорительной масс спектрометрии до сих пор приходится пользоваться контактами с зарубежными лабораториями, которые были налажены при международном сотрудничестве, поскольку в РФ нет хорошей такой лаборатории. Мы не можем перечислять все методы исследований, потому что газетная площадь ограничена.

В результате международного сотрудничества в лаборатории были также созданы и отработаны современные методы и подходы получения и предварительной обработки и предварительных анализов морских глубоководных осадков на борту судна во время экспедиций, необходимых для последующих работ в лабораториях и хранения отобранных осадков. В итоге участия сотрудников лаборатории в многочисленных экспедиций на отечественных и зарубежных НИС с отбором глубоководных отложений (более 25 рейсов с 1977) в ТОИ создан уникальный архив морских осадков Японского, Охотского и Берингова морей, северо-западной части Тихого океана и восточной Арктики. Созданный архив донных морских осадков изучаемого региона служит необходимым и важным элементом дальнейших исследований изменений природы океана и климата планеты в целом.

Экспедиционные работы в Охотском море

Экспедиция в Берингово море. 2013 год

Результаты работы коллектива

В течение 2009-2020-х годов сотрудниками лаборатории палеоокеанологии были защищены пять диссертаций на соискание учёной степени кандидата наук по специальности «океанология».

Исследования выполнялись по многочисленным проектам в рамках фундаментальных программ Президиума РАН, по проектам ФЦП «Мировой океан», пяти грантам РФФИ и трём – РНФ, международным проектам и соглашениям с зарубежными партнёрами, проводились совместные исследования с Сибирским отделением РАН.

За время работы сотрудники лаборатории опубликовали более 500 научных статей, по большей части в международных издательствах; несколько монографий и сборников статей. Учёные лаборатории принимают участие в международных и российских конференциях, ими сделано более 100 докладов.

В ближайших планах лаборатории – провести научную экспедицию в районы восточной Арктики и северо-западной части Тихого океана, наименее изученные регионы Мирового океана.

Человечеству важно знать, что происходит с климатом. Чтобы понимать, чего ожидать в будущем, надо знать, как он изменялся в прошлом. Это знание – ключ к тайнам будущего, крепко держат в своих руках научные сотрудники – палеоокеанологи.

Фото из архива Сергея ГОРБАРЕНКО