ЗЕМЛЯ №6(336)
НОЯБРЬ-ДЕКАБРЬ, 2020
ISSN 0044-3948
космонавтика
астрономия
ВСЕЛЕННАЯгеофизика
55 яегт}
ШКОЛА. ЛЕТО. КОСМОС
ФЕНОМЕН АТАНАСИУСА КИРХЕРА
ПРОСТЕЙШАЯ ФОТОННАЯ РАКЕТА
КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЕСОВ
ЭМИССИЯ МЕТАНА
+ И ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА В АРКТИКЕ
СЛЕДЫ ДРЕВНИХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
НА ВЕЛИКОМ ШЕЛКОВОМ ПУТИ
ЗЕМЛЯ №6 (336)
НОЯБРЬ-ДЕКАБРЬ, 2020
И
ISSN 0044-3948
космонавтика
астрономия
ВСЕЛЕННАЯгеофизика
Научно-популярный журнал В НОМЕРЕ: 3
Российской академии наук 5
Издается под руководством Колонка главного редактора 18
Президиума РАН 27
Выходит с января 1965 года БАРТАЛЁВ С.А., СГЫЦЕНКО Ф.В. Космические исследования 37
6 раз в год лесов
«Наука» 60
Москва ЛУКИНА Н.В. Глобальные вызовы, леса и дистанционное
зондирование Земли 64
На стр. 1 обложки: 69
Арктика из космоса. Мозаика ЛОБКОВСКИЙ Л.И. Сейсмогенно-триггерная гипотеза 72
изображений, полученных по усиления эмиссии метана и изменения климата в Арктике
данным спектрометра MODIS 7S
на борту спутника Terra (NASA) КОРЖЕНКОВ А.М., АНАРБАЕВ А.А., УСМАНОВА М.Т., 89
с 12 сентября по 12 ноября 2020 г. ЗАХИДОВ Т.К., МАКСУДОВ Ф.А., САИДОВ М.М.,
с помощью сервиса Worldview (NASA) КУБАЕВ С.Ш., НАСРИДДИНОВ Ш.Н., РОДИНА С.Н., 94
https://worldview.earthdata.nasa.gov/ ВАРДАНЯН А.А. Сейсмические деформации в древнем 96
поселении Кыркхуджра, расположенном на Великом
Шелковом пути в Папском районе Узбекистана 98
99
Новости науки 106
АНАНЬЕВА В.И. Второй «Лунный корабль» продолжает 109
полет
Образование
ХОХЛОВ А.В. Школа. Лето. Космос
ШУБИН П.С. Летняя космическая школа - 2020
ГОЛОВАНОВА А.В., МАГАРЯН К.А., НАУМОВ А.В.
Викторина юных физиков Отделения физических наук
РАН. Часть 2. Задачи
Люди науки
ИОГАНСОНЛ.И. Феномен Атанасиуса Кирхера (1602-1680)
Гипотезы, дискуссии, предложения
АЛЕКСАНДРОВ Е.Б. Фотонная ракета: фантазии физическая
реальность
Любительская астрономия
СОЛОМОНОВ Ю.В. «Небесная Франция»
Литературный космос
АРБИТМАН Р.Э. Прогрессор Стругацкий - в настоящем и
будущем
In Memoriam
Михаил Игоревич Панасюк (14.08.1945-03.11.2020)
Образование
Викторина юных физиков Отделения физических наук
РАН. Часть 2. Решения
Указатель статей и заметок, опубликованных
в 2020 году
Table of Content and Selected Abstracts
© Российская академия наук, 2020
© Редколлегия журнала «Земля и Вселенная» (составитель), 2020
© ФГУП «Издательство «Наука», 2020
Earth&Universe: Astronomy, Geophysics, Cosmonautics
Bimonthly popular scientific magazine of the Russian Academy of Sciences & NAUKA Publishing.
Founded 1965.
Published by NAUKA Publishing, Profsoyuznaya Str., 90,117997, Moscow, Russia.
Редакционная коллегия: Editorial Board:
главный редактор Editor-in-chief
академ ик Л.М. ЗЕЛЁНЫЙ, Acad. Dr. Lev M. ZELENYI
Acad. Dr. A natoly M. CHEREPASCHUK
летчик-космонавт Dr. K onstantin V. IVANOV
П.В. ВИНОГРАДОВ, P ilot-cosm onaut A lexander Yu. KALERI
Deputy Editor-in-chief
зам.главного редактора Acad. Dr. V ladim ir M. KOTLYAKOV
кандидат филолог, наук Dr. Olga Yu. LAVROVA
О.В. ЗАКУТНЯЯ, Dr. A lexander A. LUTOVINOV
Deputy Editor-in-chief
доктор исторических наук Dr. Oleg Yu. M ALKOV
К.В. ИВАНОВ, Dr. Igor G. M ITROFANOV
Acad. Dr. Igor I. MOKHOV
летчик-космонавт RAS Corr.M ember Dr. Igor D. NOVIKOV
А.Ю. КАЛЕРИ, Dr. Stanislav P. PEROV
Dr. K onstantin A. POSTNO V
зам. главного редактора Dr. M ikhail V. RODKIN
ак ад ем и к В.М. КОТЛЯКОВ, Faina B. RUBLEVA
Dr. V ladislav V. SHEVCHENKO
кандидат физ.-мат. наук RAS Corr. Member Dr. Boris M. SHUSTOV
О.Ю. ЛАВРОВА, RAS Corr. Member Dr. Alexey L. SOBISEVICH
RAS Corr. Member Dr. V ladim ir A. SOLOVYEV
доктор физ.-мат. наук P ilot-cosm onaut Pavel V. V IN O G RA D OV
А.А. ЛУТОВИНОВ, Deputy Editor-in-chief
Dr. Olga V. ZAKUTNYAYA
зам. главного редактора
доктор физ.-мат. наук
О.Ю. МАЛКОВ,
доктор физ.-мат. наук
И.Г. МИТРОФАНОВ,
ак ад ем и к И.И. МОХОВ,
член-корр. РАН
И.Д. НОВИКОВ,
доктор физ.-мат. наук
С.П. ПЕРОВ,
доктор физ.-мат. наук
К.А. ПОСТНОВ,
доктор физ.-мат. наук
М.В. РОДКИН,
научный директор
Московского планетария
Ф.Б. РУБЛЁВА,
член-корр. РАН
A.Л. СОБИСЕВИЧ,
член-корр. РАН
B.А. СОЛОВЬЁВ,
академик
A.М. ЧЕРЕПАЩУК,
доктор физ.-мат. наук
B.В. ШЕВЧЕНКО,
член-корр. РАН
Б.М. ШУСТОВ
Колонка главного редактора
Дорогие читатели, коллеги, друзья! странстве, – поселением Кыркхуджра,
стоявшим на маршруте Великого Шел-
«Земля в иллюминаторе, Земля в иллю- кового пути. Как показали комплекс-
минаторе…» Все, наверное, помнят эту ные исследования археологов и сейс
изрядно поднадоевшую песню группы мологов, многие века здесь процве-
«Земляне» (Роскосмос почему-то счи- тала цивилизация, однако из-за зем-
тает невозможным обойтись без нее на летрясений люди оставили это место.
каждом праздновании Дня космонав- Подобные работы открывают перед
тики 12 апреля). Надо признаться, что нами многие исторические подробно-
из двух частей названия нашего журна- сти и одновременно помогают оценить
ла «Земля и Вселенная» мы традицион- опасность такого рода природных бед-
но уделяем основное внимание Вселен- ствий сегодня.
ной: космологии, космогонии, астро-
физике, физике Солнца, космическим Кстати, о природных бедствиях. Не-
проектам. Лежащий перед вами номер малое влияние если не на Землю в це-
журнала, завершающий этот год, час лом, то на нашу жизнь на Земле в этом
тично исправляет этот дисбаланс – ос- году оказал коронавирус. Так получи-
новные статьи номера посвящены Зем- лось, что эту редакторскую колонку
ле, ее изучению с помощью космиче- я пишу, находясь на коронавирусном
ских и не только космических средств карантине, что кроме многих очевид-
(а нашу планету во многих отношениях ных неудобств дает и определенные ин-
мы знаем хуже, чем далекий Марс). тересные возможности. В это же время
в середине ноября в ИКИ РАН откры-
В центре обсуждения – две ста- лась традиционная, уже восемнад
тьи о «русском лесе» С.А. Барталёва цатая, Всероссийская открытая конфе-
и Ф.В. Стыценко (ИКИ РАН) и Н.В. Луки- ренция «Современные проблемы дис-
ной (ЦЭПЛ РАН). Российские леса вме- танционного зондирования Земли из
сте с лесами Амазонки справедливо космоса».
называют «легкими» планеты. Сейчас
перед исследователями стоят вполне В предыдущие годы – хотя обычно
конкретные и нетривиальные задачи – я всегда кратко выступал на открытии
понять, как можно количественно из- конференции с приветственным сло-
мерить ценность наших лесов и вклад, вом участникам, – времени всерьез уча-
который они вносят в углеродный ба- ствовать в заседаниях, как правило, не
ланс Земли. Решить их без космических находилось. В этот раз «самоизоляция»
технологий невозможно. помогла – я услышал множество чрез-
вычайно интересных докладов. Думаю,
Одной из научных сенсаций 2020 год а в следующем году читатели журнала бу-
стали результаты морских экспедиций дут иметь возможность прочитать ста-
на Восточно-Сибирском океаническом
шельфе. Прямые in situ наблюдения 3
метановых выбросов показали, каким
хрупким является климатическое рав-
новесие и как неустойчивы могут стать
процессы, ведущие к изменению кли-
мата. В статье академика Л.И. Лобков-
ского (ИО РАН) предложена оригиналь-
ная сейсмогенно-тригерная модель
этих явлений.
Наконец, завершает «проблемную
часть» журнала масштабная статья
группы соавторов из России и Узбеки-
стана, которая знакомит читателя с мес
том, отдаленным во времени и про-
Земля и Вселенная, 6/2020
тьи о тех работах и результатах, о кото- Одним из замечательных популя-
рых говорили на этой конференции. ризаторов науки и постоянным авто-
ром «ЗиВ» был Михаил Игоревич Па-
Дистанционное зондирование Зем- насюк. Многие читатели наверняка
ли (ДЗЗ) с помощью различных косми- знают не только его статьи и выступ
ческих средств уже стало мощным ин- ления, но и прекрасные научно-попу-
струментом для решения самых раз- лярные книги, посвященные его люби-
личных практических задач и органи- мой теме – космическим лучам. К со-
зации многих полезных и все более жалению, в начале ноября мы узнали,
востребуемых сервисов. Мы вступаем что Михаил Игоревич ушел из жизни.
в эпоху работы с очень большими дан- Новость трагическая и для большин-
ными, которые ежедневно поставляют ства из нас совершенно неожиданная.
многочисленные спутники ДЗЗ, и уже М.И. Панасюк, многолетний директор
сейчас можем использовать их для Научно-исследовательского института
лучшего понимания нашей планеты. ядерной физики им. Д.В. Скобельцы-
Об этом, в частности, говорилось в до- на МГУ им. М.В. Ломоносова, яркий
кладах НИЦ «Планета» Росгидромета, и очень талантливый ученый и чело-
которые описывали возможности ком- век. Для меня это еще и личная поте-
плексного анализа гидрометеорологи- ря – я много работал с Михаилом Иго-
ческой обстановки, а также ИКИ РАН. ревичем и дружил с ним.
В ИКИ в последние десятилетия было
создано множество тематических про- Однако, заключая эту колонку, я все
дуктов – информационных систем, по- же хочу поздравить читателей с насту-
зволяющих строить постоянно обнов- пающим Новым годом. Пусть этот, уже
ляющиеся карты лесов России, оцени- почти прошедший, високосный 2020 год
вать состояние сельскохозяйственных со всеми своими напастями и горестя-
посевов, вести мониторинг лесных по- ми останется позади, а новый – пора-
жаров и их последствий. Более 100 на- дует нас встречами с друзьями и кол-
учно-исследовательских институтов легами уже в реальном, а не виртуаль-
и вузов уже активно пользуются пред- ном пространстве. Ведь, вспоминая сло-
лагаемыми возможностями центров ва человека, который одним из первых
коллективного пользования, создан- увидел Землю как одно целое, – Антуана
ных в этих (и других) организациях. де Сент-Экзюпери, «ничего нет в мире
драгоценнее уз, соединяющих человека
Цифровая трансформация обще- с человеком»* – и имел он тогда в виду
ства, к которой нас все чаще усиленно вовсе не Интернет.
призывает руководство страны, на мой
взгляд, уже нашла видимое воплоще- Главный редактор журнала
ние именно в этой области. Надо пола- «Земля и Вселенная»
гать – если не случится глобальной ка-
тастрофы – что в ближайшем будущем академик Лев Матвеевич Зелёный
наши возможности станут еще больше.
Мы, безусловно, постараемся держать * А . де Сент-Экзюпери «Планета людей»,
Вас в курсе новых прорывных работ пер. Н. Галь
в этой области, хотя уговорить актив-
но работающих ученых написать даже От редакции: во время р аботы над
краткую популярную статью о сво- номером пришли печальные из-
ей работе – задача непростая, требую- вестия о том, что из жизни ушли
щая от сотрудников журнала и настой- замечательные ученые акаде-
чивости и дипломатичности (в нашей мик Э.М. Галимов (20.07.1936–
редакции лучше всего это, пожалуй, 23.11.2020) и академик В.Е. Фортов
получается у С.А. Герасютина, самого (23.01.1946–29.11.2020). Выражаем
многоопытного редактора). И, конеч- глубокие соболезнования родным
но, мы очень признательны нашим ав- и близким.
торам, совершенно бескорыстно рас-
сказывающим нам об увлекательных Земля и Вселенная, 6/2020
результатах своих научных поисков.
4
Дистанционное зондирование Земли
КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЕСОВ
БАРТАЛЁВ Сергей Александрович,
доктор технических наук
СТЫЦЕНКО Федор Викторович,
кандидат технических наук
Институт космических исследований РАН
DOI: 10.7868/S0044394820060018
Леса – наиболее распространенный тип наземных экосистем планеты. Занимая около
1/3 поверхности суши Земли, они синтезируют почти 2/3 массы ее органических
веществ, являются важнейшим регулятором глобальных биохимических и биофизи-
ческих процессов, включая циклы углерода и воды, поддерживают кислородный и энер-
гетический баланс. Каково же состояние лесов планеты? Сколько их и где они произ-
растают, каковы их породный состав и продуктивность, как быстро они меняются
и в какой мере способны сейчас – и смогут ли в будущем – выполнять свои функции
регулятора климата и круговорота воды, среды обитания многочисленных растений
и животных, фактора здоровья людей, наконец, источника древесных ресурсов? Каков
масштаб влияния антропогенных (т. е. порожденных человеком) факторов на лесной
покров Земли и ведут ли они к его деградации?
М ногими из перечисленных выше составляет как минимум 4 трлн дол-
вопросов сегодня задаются не ларов и превосходит стоимость всей
только лесоводы и географы, прави- российской нефти. При этом основ-
тельственные и международные струк- ная часть этой стоимости приходится
туры, природоохранные организа- не на древесные ресурсы, а на выпол-
ции, но и крупный бизнес. Так, соглас- нение лесами функций аккумулирова-
но оценке экспертов Boston Consulting ния углерода и регулирования меняю-
Group1, стоимость лесов нашей страны щегося климата. С учетом справедли-
вого стереотипа восприятия России
1 https://www.bcg.com/publications/2020/ как крупнейшей лесной державы, эти
the-staggering-value-of-forests-and-how- оценки могут порождать ожидания су-
to-save-them щественных экономических выгод для
Земля и Вселенная, 6/2020 5
нашей страны в свете перспектив вве- ных процессов роста и сукцессионного
дения трансграничного углеродного развития, а также под влиянием при-
налога, активно обсуждаемого прави- родных и антропогенных деструктив-
тельствами стран и экспертами на раз- ных факторов. Леса ежегодно выруба-
личных международных «площадках», ются и повреждаются пожарами, бо-
в том числе действующих под эгидой лезнями, насекомыми-вредителями,
Организации Объединенных наций. смерчами и ураганами, техногенными
Этот вопрос в России находится загрязнениями на площади, измеряе-
в фокусе внимания первых лиц стра- мой миллионами (а в отдельные годы –
ны, Совета Федерации, а также круп- десятками миллионов) гектар. В ре-
ного бизнеса, выступающего под эги- зультате информация о лесах быстро
дой Российского союза «устаревает» и обновлять
промышленников и пред- Лишь для 15% площади ее надо регулярно и часто.
принимателей. Тем не ме- лесов России имеется Возможно ли в совре-
нее пока еще не удалось
прийти к консенсусу о ре- относительно менных условиях регу-
альной способности лесов актуальная, т. е. лярно и с достаточной ча-
страны поглощать парни- собранная в последние стотой получать инфор-
ковые газы и аккумулиро- 10 лет, информация, мацию о лесах, учитывая
вать в себе атмосферный огромные и часто плохо
углерод. в то время как доступные территории,
в среднем по стране на которых они произрас-
Одна из основных при- давность последней тают? Ответ на этот во-
актуализации
такой информации
чин неопределенности приближается прос и призвана дать на-
состоит в том, что офи- к 25 годам. стоящая статья, в заголо-
циальные оценки спо- вок которой вынесен сим-
собности российских лесов поглощать биоз таких, на первый взгляд далеких
парниковые газы носят весьма дискус- друг от друга, сущностей, как «лес»
сионный характер, так как получены и «к осмос».
на основе данных, которые не вызыва- Понимание того, что космические
ют доверия. Дело в том, что лишь для средства наблюдения способны регу-
15% площади лесов России имеется от- лярно и экономически эффективно
носительно актуальная, т. е. собранная получать информацию о лесах, при-
в последние 10 лет, информация, в то шло к ученым и специалистам лесно-
время как в среднем по стране дав- го хозяйства практически сразу пос
ность последней актуализации такой ле начала космической деятельности
информации приближается к 25 го- и первыми запусками искусственных
дам. По мнению одного из авторитет- спутников Земли. В СССР исследова-
ных отечественных ученых-лесоводов ния и разработки в области космиче-
профессора А.З. Швиденко (Институт ских методов изучения лесов интен-
леса им. В.Н. Сукачева СО РАН), по- сивно развивались с начала 1970-х гг.
следний относительно надежный учет при значительной поддержке государ-
лесов страны был выполнен в 1988 г., ства и были преимущественно направ-
т. е. более 30 лет назад, а последующая лены на решение задач лесного хозяй-
актуализация этой информации носила ства. Вплоть до окончания советского
«косметический» характер. периода они велись достаточно успеш-
При этом леса – динамичная эко- но. В определенной мере этому способ-
система, они непрерывно меняются ствовал тот факт, что в отечественной
в больших масштабах в силу естествен- системе лесоустройства к тому времени
6 Земля и Вселенная, 6/2020
прочно укоренилось применение аэро- низмы» координации различных гло-
фотосъемки, и материалы космической бальных и региональных программ
съемки часто достаточно просто встраи спутникового мониторинга лесов, та-
вались в уже действующие технологи- кие как, например, GOFC-GOLD (Global
ческие схемы выполнения лесоучетных Observations of Forest Cover and Land-
работ без необходимости менять базо- use Dynamics)2 или GFOI (Global Forest
вые методические принципы. Observations Initiative)3.
Но за прошедшее время техническая Россия, будучи крупнейшей лес-
и методическая база космических ис- ной державой, обладает примерно 20%
следований лесов претерпела значи- площади и объема древесных ресурсов
тельное развитие. Если с начала 1970-х лесов планеты. Однако по-настояще-
по конец 1990-х годов доступ к данным му полно леса страны не были изуче-
дистанционного зондирования Земли ны никогда, и эта ситуация сохраняется
(ДЗЗ) был довольно ограничен и для их и в настоящее время. Так, леса ряда се-
анализа преимущественно использо- верных территорий Сибири и Дальнего
вались методы визуального дешифри- Востока никогда не были полноценно
рования космических фотоснимков, то обследованы методами наземной так-
сегодня мы имеем гигантские объемы сации (таксация лесов – оценка харак-
непрерывно поступающих и свободно теристик лесов в пределах лесотаксаци-
распространяемых высококачествен- онных выделов, т. е. выделенных одно-
ных данных спутниковых наблюдений, родных по породно-возрастной струк-
обработка которых немыслима без ав- туре и продуктивности участков леса).
томатизированных технологий. Единственная имеющиеся по ним ин-
формация получена в 1980-х годах
Сейчас технические возможности с использованием визуального дешиф-
спутниковых систем ДЗЗ позволяют рирования космических фотоснимков
проводить глобальные и непрерывные и выборочных измерений характерис
наблюдения лесов в широких диапазо- тик лесов на тестовых участках. До нас
нах длин волн электромагнитного из- тоящего времени сохранились и тер-
лучения, величин пространственного ритории, единственной информацией
и временного разрешения. Это позво- о лесах которых остаются результаты
ляет выполнять крупные международ- аэровизуального наблюдения, выпол-
ные программы по глобальному спут- ненные в далеких 1950-х годах. Оче-
никовому мониторингу лесов, в числе видные причины такого положения –
которых программы Продовольствен- слабая доступность этих территорий
ной и сельскохозяйственной органи- из-за неразвитости транспортной ин-
зации (ФАО) ООН, Европейской комис- фраструктуры, а также невысокая ком-
сии (EC), Европейского космического мерческая ценность произрастающих
агентства (ESA). В США (NASA) и в Ки- на них, как правило, низкопродуктив-
тае (Китайская академия наук) суще- ных лесов. Однако наблюдаемое в по-
ствуют и успешно развиваются нацио- следние годы нарастание климатиче-
нальные программы глобального спут- ских изменений, которые проявляют-
никового мониторинга лесов и других ся, в первую очередь, в северных ши-
типов растительного покрова. Резуль- ротах, а также реализуемые программы
таты этих программ находят исполь- экономического освоения российской
зование для оценки лесных ресурсов
и состояния лесов, прогнозного моде- 2 https://gofcgold.org/
лирования климатических изменений. 3 http://www.fao.org/gfoi
Существуют и международные «меха-
7
Земля и Вселенная, 6/2020
Арктики все более настоятельно дик- возможностям Информационная си-
туют необходимость получать актуаль- стема дистанционного мониторинга
ную и точную информацию о произ- лесных пожаров Рослесхоза (ИСДМ-Ро-
растающих на этих территориях лесах. слесхоз)4. Разработаны методы и тех-
С учетом огромной площади рос- нологии ежегодной оценки на основе
сийских лесов, труднодоступности зна- данных ДЗЗ лесов на всей территории
чительной их части, а также масштабов страны, что позволяет вести монито-
происходящих в них изменений, на со- ринг их площади, породного состава
временном этапе научно-технического и биомассы, выявлять и оценивать на-
развития методы космических иссле- саждения, погибшие от пожаров, насе-
дований лесов практически не имеют комых-вредителей и болезней.
реальной альтернативы. Нарастание Получаемая в настоя-
В свое время известный климатических щее время с использова-
канадский ученый в об- изменений, которые нием данных ДЗЗ инфор-
ласти космических иссле- проявляются, мация о лесах позволяет
дований наземных экоси- в первую очередь, давать объективную оцен-
стем Жозеф Сихляр (Josef в северных широтах, ку их состоянию, опре-
Cihlar) сказал, что Кана- а также реализуемые делять направленность
да – это страна, создан- программы и скорость изменений,
ная для дистанционно- экономического в том числе выявлять по-
го зондирования Земли, освоения российской тенциально опасные тен-
имея в виду, что получить Арктики все более денции, способные при-
полную информацию о ее вести к деградации экоси-
территории без использо- настоятельно стем и их биологического
вания спутниковых мето- диктуют разнообразия, оказать не-
дов наблюдения практиче- гативное воздействие на
ски невозможно. Очевид- необходимость циклы углерода и воды, и
но, что это высказывание получать актуальную в конечном счете на ре
и точную информацию
о произрастающих на
этих территориях
в еще большей степени лесах. гиональный и глобальный
справедливо и в отноше- климат.
нии лесов нашей страны, обладающих Что же именно могут дать косми-
куда большей территорией и меньшей ческие методы наблюдения за леса-
доступностью. ми России для наших знаний о них?
В постсоветское время в современ- Как полученные знания могут быть ис-
ной России методологию космических пользованы в научных исследованиях,
исследований лесов развивают пре- хозяйственно-экономической и при-
имущественно организации Россий- родоохранной деятельности, междуна-
ской академии наук (РАН), в частнос родных отношениях?
ти, Институт космических исследова- Переход к современному этапу раз-
ний (ИКИ) в кооперации с Центром вития методов космических исследова-
по проблемам экологии и продуктив- ний лесов можно датировать пример-
ности лесов (ЦЭПЛ РАН). Разработан- но концом 1990-х – началом 2000-х го-
ные учеными РАН автоматизирован- дов, когда в мире созрели технические
ные методы и технологии обработки и методические предпосылки для реа
данных ДЗЗ позволяют создавать си- лизации крупных проектов в области
стемы спутникового мониторинга ле-
сов, т акие как, в частности, не имею 4 https://nffc.aviales.ru/main_pages/index.
щая аналогов по функциональным shtml
8 Земля и Вселенная, 6/2020
спутникового мониторинга лесов на • направленность на разработку ме-
континентальном и глобальном уров- тодов и технологий автоматической
нях. К их числу относится запуск спут- обработки данных ДЗЗ, обеспечиваю-
никовых систем ДЗЗ SPOT-Vegetation щих полную воспроизводимость ре-
(Европа, 1998 г.) и MODIS (NASA, 1999 г.), зультатов;
а также открытие свободного доступа
к глобальным архивам данных спутни- • ориентированность на разработ-
ков серии Landsat (NASA/USGS, 2009 г.) ку адаптивных алгоритмов тематичес
и Sentinel‑2 (ESA, 2015 г.). Существен- кой обработки данных ДЗЗ, которые
ное развитие получили автоматизиро- обеспечивают локализованную опти-
ванные технологии обработки больших мальную (само)настройку параметров
объемов данных. Появились коллективы в зависимости от пространственно-
и ведущие научные школы, способные го расположения объекта мониторин-
разрабатывать методы и автоматизиро- га и времени проведения спутниковых
ванные технологии спутникового мони- наблюдений;
торинга лесов, которые можно приме-
нять на больших территориях – крупных • применимость разрабатываемых
стран, континентов и планеты в целом. методов и технологий для мониторинга
лесов на больших территориях вплоть
В начале 2000-х годов в ИКИ РАН до глобальных масштабов (то есть от
сформировались условия для целена- крупных стран до континентов и пла-
правленных исследований и разрабо- неты в целом);
ток в области спутникового монито-
ринга лесов на национальном уров- • возможность формировать одно-
не. В частности, в Отделе технологий родные временные ряды спутниковых
спутникового мониторинга ИКИ РАН карт, способные характеризовать дина-
под руководством доктора техниче- мику лесов.
ских наук Е.А. Лупяна была создана
техническая инфраструктура и разра- Выработка вышеперечисленных по-
ботаны программные комплексы хра- ложений в значительной мере опира-
нения и автоматизированной обработ- лась на опыт, накопленный при созда-
ки сверхбольших объемов данных ДЗЗ. нии карты наземных экосистем Север-
Началось формирование непрерыв- ной Евразии в рамках проекта GLC2000.
но обновляемых многолетних архивов
спутниковых данных, охватывающих Созданная на основе данных спутни-
всю территорию России и близлежащих ковой системы SPOT-VEGETATION кар-
государств. К этому же времени разви- та наземных экосистем Северной Евра-
лись автоматизированные технологии зии имеет пространственное разреше-
потоковой обработки больших масси- ние около 1 км, а ее легенда включает
вов спутниковых данных. в себя 27 тематических классов, семь
из которых отражают различные клас-
В 2000-х годах же в ИКИ РАН форми- сы лесов, выделенные по признакам,
ровалась научная школа и коллектив присущих им типам вегетативных ор-
ученых, работающих в области автома- ганов (хвойные, лиственные) и фено-
тизированных методов спутникового логической динамике (вечнозеленые,
мониторинга растительного покрова. л истопадные).
Методологию спутникового монито-
ринга лесов, которую развивает коллек- Высокий уровень тематической де-
тив, имеет некоторые отличительные тальности и достоверности, достигну-
черты: тый при создании карты, объясняет
широкое ее использование в научных
Земля и Вселенная, 6/2020 проектах и практических приложениях,
насчитывающее тысячи пользователей
в различных странах мира. С озданная
9
10
Земля и Вселенная, 6/2020 Карта наземных экосистем Северной Евразии по данным SPOT-VEGETATION
карта впервые наглядно продемон- поверхности, максимально полно ис-
стрировала масштабную смену корен- пользовать возможности извлечения
ных хвойных лесов вторичными ли- тематической информации о расти-
ственными лесами в Европейской час тельности из временных рядов спутни-
ти России, Центральной Сибири и на ковых данных, способных характеризо-
Дальнем Востоке в результате интен- вать как сезонную, так и многолетнюю
сивных вырубок второй половины ее динамику.
прошлого столетия и пожаров. Анализ
карты позволил оценить масштабы за- Сделанные в ходе создания карты
растания лесом сельскохозяйственных наземных экосистем Северной Евразии
земель в ряде регионов России, кото- выводы позволили придать дальней-
рые были заброшены в период постпе- шим разработкам в области спутнико-
рестроечного спада экономики. вого картографирования лесов принци-
пиально новые черты, которые в зна-
Вместе с тем метод создания карты чительной мере не только определили
наземных экосистем Северной Евразии полученные к настоящему моменту ре-
основывался на классификации спут- зультаты, но и задают тренд дальней-
никовых данных со значительным учас шего развития методологии.
тием людей-экспертов. Как следствие,
процесс картографирования требо- Принципиально новый шаг в раз-
вал много времени, содержал элемен- витии космических исследований ле-
ты субъективности при интерпретации сов сопряжен с разработкой алго-
спутниковых данных и не обеспечивал ритма локально-адаптивной клас-
полную воспроизводимость результа- сификации спутниковых изображе-
тов. Эти же ограничительные факторы ний LAGMA (Locally Adaptive Global
практически исключали возможность Mapping Algorithm). В основе алгорит-
регулярного картографирования лесов ма лежит принцип пространственной
для мониторинга их изменений. локализации обучения классификато-
ра и распознавания типов земного по-
Тем не менее полученный при созда- крова. Использование алгоритма обес
нии карты опыт позволил сделать ряд печивает адаптивность классификато-
важных выводов. В частности, было ра к пространственным изменениям
продемонстрировано, что решение за- физико-географических условий как
дач картографирования больших тер- одного из требований, предъявляемых
риторий требует разработки форма- к методам обработки спутниковых дан-
лизованных методических подходов ных на глобальном уровне. В отличие
и технологических решений, позволя- от ранее известных методов, алгоритму
ющих осуществлять автоматическое LAGMA генетически присущ механизм
(без участия человека) распознавание учета пространственной внутриклассо-
типов земной поверхности, учиты- вой изменчивости спектрально-отра-
вая при этом фактор пространствен- жательных характеристик (или любых
ной внутриклассовой изменчивости их других признаков распознавания) зем-
спектрально-отражательных характе- ного покрова. Это унифицирует карто-
ристик, влияние которого, как правило, графирование растительного покрова
возрастает с увеличением географиче- больших территорий без предваритель-
ского охвата. ной их стратификации, т. е. разбиения
их человеком-экспертом на однород-
Второй важный вывод – необходи- ные области с допустимым уровнем
мость, наряду с одномоментной ин- внутриклассовой изменчивости значе-
формацией о спектрально-отражатель- ний признаков распознавания т ипов
ных характеристиках объектов земной
11
Земля и Вселенная, 6/2020
12
Земля и Вселенная, 6/2020 Карта растительного покрова России, полученная по данным MODIS
земного покрова. Эта особенность ме- повторяемость получаемых результа-
тода LAGMA позволяет использовать его тов и позволяет ежегодно картографи-
для создания карт лесов любого, вплоть ровать леса в масштабах страны. По-
до глобального, географического охвата. лученный временной ряд карт дает
возможность оценить многолетние
Упомянутые выше методические раз- изменения лесов под воздействием
работки сегодня реализованы в виде природных и антропогенных деструк-
программных комплексов и автомати- тивных факторов, процессов возобнов-
ческих технологий. С их помощью на ос- ления и сукцессионной динамики рас-
нове данных ДЗЗ создаются временные тительного покрова.
ряды ежегодно обновляемых тематиче-
ских карт, характеризующих состояние Полученные результаты позволили
и динамику лесов России. оценить изменения площади лесов на-
шей страны за время с начала нынеш-
Временной ряд созданных карт рас- него столетия, которые, как наглядно
тительного покрова России охватыва- демонстрирует представленный гра-
ет период 2001–2019 гг. и ежегодно до- фик, вплоть до 2015 г. имели выражен-
полняется по мере сбора и обработки ную негативную тенденцию. Последние
спутниковых данных. Легенда карты несколько лет наблюдается прирост по-
включает в себя 23 тематических клас- крытых лесом территорий. Оценка чис
са, 18 из которых характеризуют раз- тых потерь леса на территории страны
личные типы растительности, выде- за период спутниковых наблюдений
ленные с учетом их жизненных форм, 2001–2015 гг. показывает огромную
типов вегетативных органов и феноло- величину, составляющую примерно
гической динамики. 39 млн га, т. е. в среднем за год около
2,8 млн га или 0,35% покрытой лесом
Сегодня эта серия ежегодных карт площади.
пространственного разрешения 230 м
является наиболее детальным в про- При этом нужно учитывать, что
странственно-временном и тематиче- эта величина ежегодных чистых по-
ском отношениях источником инфор- терь леса складывается как баланс
мации о типах растительного покрова разнонаправленных процессов. С од-
России, полученной на всю территорию ной стороны, происходит сокращение
страны. покрытой лесом площади из-за ру-
бок, пожаров и других деструктивных
Процесс построения карты автома-
тизирован, что обеспечивает полную
Покрытая лесом площадь, млн гаДинамика покрытой лесом площади России по данным ДЗЗ
840
830
820
810
800
790
780
770
760
750
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Год
Земля и Вселенная, 6/2020 13
Доля погибших и усыхающих, % Представленные графи-
12 80% ки отражают динамику та-
Площадь, млн га10 70% ких показателей масшта-
60% бов и разрушительной силы
8 50% лесных пожаров на терри-
6 40% тории России, как:
4 30% • пройденная огнем пло-
2 20% щадь лесов;
10% • площадь пирогенной
0 0% гибели лесов;
2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018
• летальность пожаров,
Всего пройдено огнем
Доля погибших и усыхающих определяемая как доля
Погибшие и усыхающие площади погибших лесов
Многолетние вариации значений на пройденной огнем пло-
показателей воздействия пожаров
на леса России щади.
В 2006–2019 годах площадь пожа-
ров и гибели лесов достигали значе-
ния максимума в 2012 г. и имеют тен-
факторов. С другой стороны, леса вос- денцию к нарастанию. Анализ леталь-
станавливаются в результате зараста- ности пожаров характеризуется диа-
ния участков вырубок и погибших на- пазоном изменений от 27,5 до 67,5%,
саждений предыдущих лет, зараста- с достижением минимального и мак-
ния заброшенных сельскохозяйствен- симального значений соответственно
ных земель. в 2008 и 2014 гг. При этом наблюдается
Анализ показывает, что в текущем положительный тренд летальности по-
столетии основным фактором сокра- жаров, а ее значение в 2019 г. составило
щения площади лесов России являют- 66,9%, вплотную приблизившись к аб-
ся пожары, ежегодно охватывающие солютному максимуму показателя за
миллионы гектаров. Особенности гео весь период спутниковых наблюдений.
графического и сезонного распределе- Чтобы понять причины роста ле-
ния пожаров, межгодовой изменчиво- тальности лесных пожаров, можно об-
сти количества возникающих очагов ратить внимание на ежегодные рас-
горения и пройденной огнем площади пределения их площади в течение года.
благодаря методам ДЗЗ уже достаточно Из этих данных видно, что в различ-
хорошо изучены. Методы дистанцион- ные годы в большинстве случаев на-
ной оценки пирогенных (т. е. вызван- блюдается выраженный пик горимости
ных пожарами) повреждений лесов, ко- в летний период, а для ряда лет харак-
торые были развиты в последние годы, терно еще и наличие весеннего пика.
позволили сформировать ежегодно об- При этом видно, что весенние пожа-
новляемые многолетние ряды данных ры, часто охватывающие большие пло-
о характеристиках их постпожарных щади, как правило, не приводят к мас-
усыханий и гибели в масштабах страны. штабной гибели лесов (например как
В результате появилась возможность в 2006–2009 гг.). Одновременно так-
исследовать пространственно-времен- же можно отметить, что сезонное рас-
ные особенности пирогенных повреж- пределение пожаров имеет тенденцию
дений лесов России, в том числе во к увеличению доли разрушительных
взаимосвязи с их породной структурой летних пожаров и снижению вклада
и другими характеристиками. менее вредоносных весенних пожаров.
14 Земля и Вселенная, 6/2020
Площадь поврежденных 160 DOYmax = 206 0.9 Доля погибших лесов 50 DOYmax = 211 0.7 Доля погибших лесов 200 DOYmax = 181 0.9 Доля погибших лесов
лесов, тыс. га 140 2006 0.8 Площадь поврежденных 45 2007 0.6 Площадь поврежденных 180 2008 0.8
120 0.7 40 0.5 160 0.7
100 130 170 210 250 0.6 лесов, тыс. га 35 130 170 210 250 0.4 лесов, тыс. га 140 0.6
День года 0.5 30 День года 0.3 120 0.5
80 0.4 25 0.2 100 0.4
60 0.3 20 0.1 0.3
40 0.2 15 0 80 0.2
20 0.1 10 60 0.1
0 40 0
0 5 20
90 0 130 170 210 250
0
90 90
День года
Площадь поврежденных 120 DOYmax = 202 0.9 Доля погибших лесов 70 DOYmax = 200 0.8 Доля погибших лесов 80 DOYmax = 203 0.9 Доля погибших лесов
лесов, тыс. га 100 2009 0.8 Площадь поврежденных 60 2010 0.7 Площадь поврежденных 70 2011 0.8
0.7 50 0.6 60
80 130 170 210 250 0.6 лесов, тыс. га 40 130 170 210 250 0.5 лесов, тыс. га 50 0.7
60 День года 0.5 30 День года 0.4 40
40 0.4 20 0.3 30 0.6
20 0.3 10 0.2 20
0.2 0.1 10 0.5
0 0.1 0 0
90 0 90 0 0.4
90
0.3
0.2
0.1
0
130 170 210 250
День года
Площадь поврежденных 250 DOYmax = 215 0.8 Доля погибших лесов 160 DOYmax = 181 0.9 Доля погибших лесов 250 DOYmax = 212 0.9 Доля погибших лесов
лесов, тыс. га 200 2012 0.7 Площадь поврежденных 140 2013 0.8 Площадь поврежденных 200 2014 0.8
150 0.6 120 0.7 150
100 130 170 210 250 0.5 лесов, тыс. га 100 130 170 210 250 0.6 лесов, тыс. га 100 0.7
День года 0.4 День года 0.5
50 0.3 80 0.4 50 0.6
0 0.2 60 0.3 0
90 0.1 40 0.2 90 0.5
0 20 0.1
0 0.4
0
90 0.3
0.2
0.1
0
130 170 210 250
День года
Площадь поврежденных 100 DOYmax = 213 0.7 Доля погибших лесов 300 DOYmax = 203 0.8 Доля погибших лесов 200 DOYmax = 194 0.9 Доля погибших лесов
лесов, тыс. га 90 2015 0.6 Площадь поврежденных 250 2016 0.7 Площадь поврежденных 180 2017 0.8
80 0.5 200 0.6 160
70 130 170 210 250 0.4 лесов, тыс. га 150 130 170 210 250 0.5 лесов, тыс. га 140 0.7
60 День года 0.3 100 День года 0.4 120
50 0.2 0.3 100 0.6
40 0.1 50 0.2
30 0 0 0.1 80 0.5
20 90 0 60
10 40 0.4
0 20
90 0.3
0
90 0.2
0.1
0
130 170 210 250
День года
Площадь поврежденных 250 DOYmax = 184 0.9 Доля погибших лесов 180 DOYmax = 204 0.9 Доля погибших лесов Пройденные огнем площади
лесов, тыс. га 200 2018 0.8 Площадь поврежденных 160 2019 0.8 Погибшие леса
150 0.7 140 0.7 Доля погибших лесов
100 130 170 210 250 0.6 лесов, тыс. га 120 130 170 210 250 0.6
День года 0.5 100 День года 0.5
50 0.4 0.4
0 0.3 80 0.3
90 0.2 60 0.2
0.1 40 0.1
0 20 0
0
90
Сезонные распределения площади поврежденных пожарами и погибших лесов на территории
России в 2006–2019 гг.
Среди факторов, способных оказы- генного влияния на пожары могут про-
вать влияние на наблюдаемые изме- являться как в изменениях режимов
нения режима пожаров на территории охраны лесов, так и в присутствии че-
России, можно рассматривать влияния ловека, как основного источника огня
климата и человеческой деятельности. в лесу. Следует помнить, что в рассма-
триваемый период (2006–2019 гг.) уро-
К числу климатогенных факторов, вень охраны лесов от пожаров имел
определяющих режимы пожаров, отно- тенденцию к снижению (как следствие
сятся температура воздуха, осадки, гро- реформ в лесном хозяйстве), при этом
зовая активность. Факторы антропо-
Земля и Вселенная, 6/2020 15
Покрытая лесом площадь, млн га 100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
02001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Год
Динамика площади необлесенных гарей в лесах России
хозяйственно-экономическая деятель- близкое к монотонному снижение, со-
ность в лесах северных территорий кратившись примерно на 21%. Сред-
С ибири и Дальнего Востока нарастала. ние темпы деградации темнохвойных
лесов имеют катастрофический харак-
Как следствие растущей пироген- тер, сост авляя 0.85 × 106 га в год.
ной гибели лесов с начала текущего
века на территории России наблюда- Выполненный на основе данных спут-
лось увеличение площади так называ- никового мониторинга анализ причин
емых необлесенных гарей, на которых деградации темнохвойных лесов пока-
леса не восстановились до настоящего зывает, что, наряду со сплошными руб-
времени. Наблюдаемый огромный при- ками и пожарами, значительный вклад
рост площади необлесенных гарей с 44 в сокращение их площади вносят и усы-
до 84 млн га за десятилетний период хания, вызванные биогенными, метео-
с 2003 по 2013 г., безусловно, является рологическими и другими факторами.
тревожным индикатором неблагопо-
лучия российских лесов. Положитель- Приведенные выше примеры того,
ный же факт – с 2015 г. прекратилось как благодаря космическим средствам
нарастание негативной тенденции де- наблюдения Земли была получена уни-
градации лесного покрова страны. кальная информация о состоянии лесов
России, безусловно, не ограничивают
Результаты спутникового монито- возможности современных технологий
ринга свидетельствуют о масштабной дистанционного зондирования.
деградации лесов России, которая оз-
начает сокращение их площади и воз- Разработанные технологии позволя-
растающие масштабы гибели, ухудше- ют уже сегодня создать высокотехноло-
ние породной структуры со снижени- гичную систему комплексного монито-
ем в их составе деревьев ценных хвой- ринга лесов, с помощью которой мож-
ных пород. Представленный график но будет регулярно получать объек-
свидетельствует о выявленном по ре- тивную информацию для управления
зультатам спутникового мониторинга лесным хозяйством и использования
стремительном уменьшении площа- лесных ресурсов, а именно для:
ди темнохвойных лесов страны, пред- • о ценки ресурсно-экологического по-
ставленных такими породами, как ель,
пихта и сибирский кедр. Площадь тем- тенциала лесов;
нохвойных лесов с 2000 г. испытывает • охраны лесов от пожаров;
• з ащиты лесов от насекомых вредите-
16
лей и болезней леса;
Земля и Вселенная, 6/2020
Изменение площади 5 83
темнохвойных лесов России % изменения площади 81
относительно 2001 года1 79
• контроля лесопользова- Площадь темнохвойных–377
ния (в том числе незакон- 75
ных рубок); лесов, млн га–773
–11 71
• организации и контр оля
работ по воспроизводст –15 69
ву лесов; 67
–19 65
• оценки способности ле-
–23 63
2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017
Год
сов поглощать парни-
ковые газы и аккумулировать атмо Масштабность задач спутникового
сферный углерод. картографирования лесов России, со-
Разработка и ввод в эксплуатацию пряженных с обработкой сверхбольших
системы спутникового мониторинга массивов спутниковых данных, обусла-
лесов на национальном уровне сопря- вливает необходимость использования
жены с необходимостью решения ряда высокопроизводительных вычисли-
сложных научно-методических, техно- тельных комплексов.
логических и организационных задач. К настоящему времени в России со
Система спутникового мониторинга ле- зданы уникальные технологии дистан-
сов России должна обеспечивать вы- ционного мониторинга лесов, активно
полнение таких базовых функций, как: используемые для решения научных
• создание и непрерывное обновле- и прикладных задач. Многие из этих
ние сверхбольших (объемы, измеряе- технологий не только не уступают, но
мые петабайтами) банков спутнико- и превосходят зарубежные аналоги.
вых данных; Сегодня созданные институтами
• предварительная обработка спутни- Российской академии наук ИКИ и ЦЭПЛ
ковых данных (пространственная при- технологии дистанционного зондиро-
вязка, радиометрическая калибровка вания позволяют осуществлять непре-
и атмосферная коррекция, фильтрация рывные наблюдения за лесами на всей
различного рода помех) для обеспече- территории страны для решения задач
ния необходимого уровня их качества; оценки лесных ресурсов, охраны их от
• автоматическое распознавание пожаров и других деструктивных воз-
объектов земной поверхности на осно- действий, объективного учета способ-
ве специализированных алгоритмов, ности лесов России поглощать из ат-
адаптивных к пространственно-вре- мосферы парниковые газы и аккумули-
менным изменениям физико-геогра- ровать углерод. В условиях острейшей
фических условий; потребности в получении объективной
• оценка биофизических характе- и регулярно актуализируемой инфор-
ристик земной поверхности на основе мации о лесах страны ценность создан-
данных дистанционных измерений; ных технологий трудно переоценить.
• валидация результатов мониторин- Статья подготовлена при поддержке
га, в том числе с использованием репре- темы ИКИ РАН «Мониторинг» (госреги-
зентативной опорной информации; страция № 01.20.0.2.00164). Использо-
• создание интерфейсов удаленного ванные при подготовке статьи экспери-
доступа пользователей к банкам спут- ментальные данные о динамике лесов по-
никовых данных и полученной на их лучены в рамках гранта Российского на-
основе информации. учного фонда (проект № 19-77-30015).
Земля и Вселенная, 6/2020 17
Природопользование
ЛЕСА В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ
ЛУКИНА Наталья Васильевна,
член-корреспондент РАН
Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН
DOI: 10.7868/S004439482006002X
Эффективным ответом на современные глобальные вызовы: рост населения Земли,
глобализация, урбанизация, миграция, изменения климата — является развитие лес-
ной биоэкономики замкнутого цикла как альтернативы линейной экономике, базирую-
щейся на ископаемом сырье, которая привела к деградации окружающей среды и сокра-
щению биоразнообразия. Сохранение биоразнообразия лесов и обеспечение баланса
между их экосистемными услугами — предпосылка устойчивого функционирования
биосферы и успешного экономического развития нашего государства — мировой лес-
ной державы.
Г енеральная Ассамблея ООН в 2015 г. и демографический рост, основыва-
утвердила резолюцию «Преобразо- лись на ископаемом сырье: нефти, газе,
вание нашего мира: повестка дня в об- угле, рудных и нерудных минеральных
ласти устойчивого развития на период ресурсах. Это привело к деградации
до 2030 года»1, содержащую 17 целей окружающей среды, которая выража-
устойчивого развития мира. Дости- ется в потерях биоразнообразия, исто-
жение этих целей невозможно с ис- щении почв, загрязнении атмосферы,
пользованием принципа do business as рек, озер и океанов, накоплении ток-
usual, то есть «веди бизнес как обычно». сичных отходов, в том числе в много-
Со второй половины XVIII в. и до на- летней (вечной) мерзлоте, а также в из-
стоящего времени индустриализация менении климата.
и технологический прогресс, которые,
безусловно, вызвали экономический Потери биоразнообразия неизбежно
ведут к снижению устойчивости при-
1 https://www.un.org/ родных экосистем, поскольку имен-
sustainabledevelopment/ru/about/ но биоразнообразие является основой
development-agenda/ и механизмом их функционирования.
Геологические и палеонтологические
18 Земля и Вселенная, 6/2020
находки свидетельствуют о шести «ве- нятся на протяжении нескольких столе-
ликих массовых вымираниях» на Зем- тий, даже если выбросы всех парнико-
ле, совпадающих по времени с резкими вых газов полностью прекратятся.
изменениями климата и уровня моря, Достижение провозглашенных Гене-
периодами усиленного вулканизма, ральной Ассамблеей ООН целей устой-
падением крупных астероидов. Седь- чивого развития и эффективный ответ
мое вымирание, свидетелями которо- на глобальные вызовы возможны толь-
го мы являемся, вызвано человеком2. ко при смене существующей линейной
Цитируя великого российского ученого модели развития экономики на цикли-
В.И. Вернадского, подчер- Прогнозируется, что ческую. К ней относится
кнем, «человечество – ге- к 2100 г. население биоэкономика замкнутого
ологическая сила», чело- Земли вырастет до цикла – экономика, кото-
век «чрезвычайно меняет 11 млрд, из которых рая основывается на при-
работу всего живого ве- более двух третей родном капитале4, исполь-
щества». Стремительное будет проживать зует возобновляемые био-
уничтожение природных в городах, сотни логические ресурсы суши
экосистем в результате миллионов человек и моря для производства
изменения землепользо- будут мигрировать продовольствия, биомате-
вания, нещадная эксплу- внутри и между риалов, биоэнергии и био-
атация природных ресур- странами. продуктов. Из природного
сов, распространение ин- капитала, наряду с про-
вазивных (чужеродных) видов, изме- дуктами, экосистемы обеспечивают лю-
нения биогеохимических циклов за сто дей так называемыми «экосистемными
следующих лет могут привести к ис- услугами» – всеми выгодами, которые
чезновению половины существующих люди получают от природы5.
в настоящее время видов живых орга- Выделяют четыре категории эко
низмов3. Сегодня на Земле еще обита- системных услуг:
ет около 8.7 млн видов растений и жи- 1) обеспечивающие: древесина, во-
вотных. локна, в том числе пищевые и лекарст
Рост населения, глобализация, урба- венные ресурсы, пресная вода. Эти ус-
низация, миграция, изменение клима- луги имеют рыночную стоимость, тог-
та – современные глобальные вызовы. да как стоимость других услуг на рынке
Прогнозируется, что к 2100 г. населе- часто не определена;
ние Земли вырастет до 11 млрд, из ко- 2) регулирующие: регулирование
торых более двух третей будет прожи- климата, гидрологического режима;
вать в городах, сотни миллионов чело- 3) культурные: рекреация, духовное
век будут мигрировать внутри и между обогащение;
странами. Благодаря ускоренной глоба- 4) поддерживающие: почвообразо-
лизации мир становится все более взаи вание, фотосинтез.
мосвязанным. Эксперты полагают, что
последствия изменения климата сохра- 4 Б обылев С.Н., Захаров В.М. Экосистем-
ные услуги. Человек и природа. М.: Де-
2 R ampino M.R., Shen S.-Z. The end-Gua партамент природопользования и охра-
dalupian (259.8 Ma) biodiversity cri- ны окружающей среды города Москвы;
sis: the sixth major mass extinction? // Центр устойчивого развития и здор овья
Historical Biology. 2019. DOI: 10.1080/ среды ИБН РАН; Центр экологической
08912963.2019.1658096 политики России, 2015.
3 Louman B., Cifuentes M., Chacоn M. REDD+, 5 M illennium Ecosystem Assessment (MEA
2005). Ecosystems and Human Well-being:
RFM, development, and carbon markets // Synthesis. Washington: World Resources
Forests. 2011. Vol. 2, № 1. P. 357–372. Institute MEA, 2005
Земля и Вселенная, 6/2020 19
Падь Дубняки, Газимуро-Заводский район, Забайкальский край.
Источник: Wikimedia Commons, Bondarevich Evgeniy
Современная экономика пока отда- Согласно оценкам Продовольствен-
ет предпочтение обеспечивающим ус- ной и сельскохозяйственной органи-
лугам лесных экосистем. Однако не- зации ООН, площадь лесного покрова
обходимо понимать, что природные мира ежегодно сокращается6. Так, на-
экосистемы мультифункциональны: пример, в 2019 г. потеряно 11.9 млн га
они одновременно выполняют все эко- лесного покрова в тропиках7.
системные функции и обеспечивают
всеми экосистемными услугами, ос- Стоит задуматься о том, что около
нованными на этих функциях. Между 380 млн лет назад температура воз
экосистемными услугами существуют духа на Земле была на 10 градусов
положительные и отрицательные вза- выше, а концентрация углекислого
имосвязи, поэтому при использовании газа – в 10 раз больше8, и именно леса,
одних услуг необходимо учитывать, как
изменится предоставление всех осталь- 6 ФАО ООН. Состояние лесов мира – пути
ных, в противном случае не избежать к достижению устойчивого развития
экологических катастроф. с учетом значения лесов. 2018 Продо-
вольственная и сельскохозяйственная
Существуют оценки глобального эко- организация объединенных наций.
логического ущерба, вызванного игно-
рированием экологических (регулиру- 7 Weisse M, Goldman E.D. We Lost a Football
ющих и поддерживающих) экосистем- Pitch of Primary Rainforest Every 6 Se
ных услуг, который составляет 7 трлн conds in 2019. 2020. World Research Insti-
долл. в год (11% глобальной эконо tute. . https://www.wri.org/blog/2020/06/
мики). При этом от обезлесения мир global-tree-cover-loss-data‑2019
теряет регулирующих услуг на сумму
2–5 трлн долл. в год3. 8 Palahi M., Nasi R., Simons T. Open Let-
ter to Heads of States on the need for the
20 Earth Forest Summit. 2019. https://www.
efi.int/articles/open-letter-heads-states-
need-earth-forest-summit
Земля и Вселенная, 6/2020
способствуя снижению концентрации
углекислого газа, сделали нашу плане-
ту комфортной для жизни. Поэтому ле-
сам уделено особое внимание в Париж-
ском соглашении по климату (2015 г.)9,
стратегическая цель которого – удер-
жание прироста глобальной среднего-
довой температуры на планете к кон-
цу XXI в. в пределах намного ниже 2 °С
сверх доиндустр иальных показателей.
Известно, что леса способны по-
глощать парниковые газы, с повыше-
нием концентраций которых связы-
вают глобальное изменение климата.
Условие максимально полного уче-
та поглощения парниковых газов ле-
сами стало одним из ключевых при
присоединении Российской Федера-
ции к Парижскому соглашению. Од-
нако необходимо заметить, что до сих
пор государственный климатический Сосновый лес на севере Ленинградской
мониторинг в лесах России не прово- области. Источник: Wikimedia Commons,
дится и, соответственно, полный учет Oleg Bor
способности наших лесов поглощать
парниковые газы пока невозможен.
Именно поэ тому Научный совет Рос- При этом для оценки поглощения
сийский академии наук по лесу и Ми- лесами России парниковых газов необ-
нистерство науки и высшего образо- ходимо учитывать и леса на заброшен-
вания РФ обратились в Министерство ных сельскохозяйственных землях. Это
природных ресурсов и экологии Рос- становится возможным в связи с со
сии с предложением орга- зданием Постановлениями
низовать лесной климати- На долю России Правительства РФ №1482
ческий мониторинг, пред- приходится 20% от 18 сентября 2020 года и
усматривающий созда- всех мировых лесных 21 сентября 2020 года пра-
ние специализированной ресурсов, но наша вовой основы для плани-
наземной сети и исполь- рования и осуществления
зование данных дистан- страна до сих пор не режимов использования,
ционного зондирования обладает достоверной охраны, защиты воспроиз-
Земли, в составе государ- информацией о лесных водства лесов, расположен-
ственного климатическо- ных на землях сельскохо-
ресурсах, динамике
лесов и ее причинах.
го мониторинга. В случае зяйственного назначения.
положительного решения этого вопро- Это очень важно, поскольку на долю
са Россия будет обладать достоверной России приходится более 20% всех ми-
информацией о способности лесов по- ровых лесных ресурсов, но наша стра-
глощать парниковые газы. на до сих пор не обладает достоверной
информацией о лесных ресурсах, ди-
9 h ttps://unfccc.int/files/meetings/ намике лесов и ее причинах. Данные
paris_nov_2015/application/pdf/paris_ научного мониторинга свидетельству-
agreement_russian_.pdf ют о том, что с начала текущего столе-
Земля и Вселенная, 6/2020 21
тия наблюдается заметное сокращение Сохранение лесов, их регулиру-
лесного покрова России10. Причина ющих и поддерживающих функций
этого сокращения – комбинированное и услуг, является условием устой-
влияние природных и антропогенных чивого функционирования биосфе-
факторов, включая изменение клима- ры и развития нашей цивилизации.
та, пожары, промышленное загрязне- Устойчивое управление лесами в на-
ние, вспышки массового размножения шей стране должно сформироваться
насекомых, грибные и бактериальные не только в документах стратегиче-
болезни, истощительное использова- ского планирования, но и в реальной
ние лесов. лесохозяйственной практике. Только
Ранее истощительные, сплошные это поможет избежать экологических
рубки не проводились в так называе- катастроф.
мых защитных лесах, вы- Настала пора осознать,
полняющих средообразу- В 2019 г., впервые что за экономикой, осно-
ющие, водоохранные, не- с момента деления ванной на возобновля-
рестоохранные, почво- лесов по целевому емых природных ресур-
защитные, санитарные назначению (1943 г.): сах, – будущее, и что уже
и другие защитные функ- на эксплуатационные, пришло время создавать
ции. Однако в 2019 г., защитные это будущее. Леса мира,
впервые с момента деле- и резервные, – занимающие около тре-
ния лесов по целевому на- появилась возможность ти площади суши – самые
значению (1943 г.): на экс- сокращения распространенные назем-
плуатационные, защитные ные экосистемы, а лесной
и резервные, – появилась защитных лесов за сектор – ключевой игрок
возможность сокращения счет исключения биоэкономики замкнуто-
защитных лесов за счет из их состава го цикла11.
исключения из их соста-
ва значительной площади значительной площади К основным направле-
нерестоохранных полос ниям лесной биоэкономи-
лесов.
нерестоохранных полос ки относятся:
лесов, которые выполняют множество 1) экосистемные услуги лесов, меха-
важнейших экосистемных функций, низмом и провайдером которых явля-
включая сохранение популяций цен- ется биологическое разноо бразие;
ных промысловых видов рыб. 2) лесная индустрия: деревянное
По оценкам экспертов, при сохра- домостроение, производство разно
нении подобной практики площадь образных продуктов из древесной мас-
защитных лесов в Российской Федера- сы, производство биопластиков, «ум-
ции сократится более чем на 30 млн га, ная» упаковка из бумаги и волокон,
или на 8–10%. Это неизбежно приве- продукты гигиены и ухода за здоровьем,
дет к дальнейшему сокращению био- производство древесных волокон вза-
разнообразия, нарушению речного мен волокон из хлопка, для роста кото-
стока, ухудшению качества воды, со- рого требуется много воды, удобрений
кращению видов ценных промысло- и пестицидов;
вых рыб. 3) новые энергетические решения,
продукты биоэнергетики.
10 И саев А.С., Барталёв С.А., Лупян Е.А., 11 Л укина Н.В. Глобальные вызовы и лес-
Лукина Н.В. Спутниковое зондирова- ные экосистемы // Вестник РАН. 2020.
ние Земли – уникальный инструмент Т. 90, № 6. С. 528–532.
мониторинга лесов России // Вестник
РАН. 2014. № 12. С. 1073–1079.
22 Земля и Вселенная, 6/2020
Полевской, Свердловская область. Источник: Wikimedia Commons, Сергей Сасин
Развитие лесной биоэкономики зам- Для развития лесной биоэкономики
кнутого цикла позволит создавать ра- замкнутого цикла важны как реализа-
бочие места в городах и сельских посе- ция разработанных научным сообще-
лениях. ством научно-технических программ,
нацеленных на создание новых техно-
Наше общество пока весьма слабо логий9, и заинтересованность бизнеса,
осведомлено о выгодах и преимуще- так и развитие государственной лесной
ствах биоэкономики замкнутого цик- политики и лесного законодательства.
ла. Хотя в апреле 2012 г. Правительство Современная лесная политика долж-
РФ утвердило Комплексную програм- на предусматривать недопущение со-
му развития биотехнологий на пери- кращения лесного покрова, биоразно
од до 2020 г.12, одним из направлений образия лесов, нарушения баланса меж-
которой являются лесные биотехноло- ду экосистемными услугами, подчер-
гии, приходится признать, что резуль- кивать ключевую роль лесного сектора
таты развития этой программы весьма в развитии биоэкономики страны и его
скромны. В России создана Технологи- ответственность за эффективные отве-
ческая платформа БиоТех2030 (http:// ты государства на глобальные вызовы.
biotech2030.ru/), нацеленная на объеди- Поэтому требует существенной пере-
нение представителей бизнеса, н ауки, работки лесная политика России, кото-
государства и гражданского общества рая в ее нынешнем виде13 не содержит
для создания новейших биотехнологий, важнейшие аспекты устойчивого раз-
продуктов и услуг, однако пока доля на-
шей страны на мировом рынке биотех- 13 Распоряжение Правительства РФ от
нологий не превышает 0.1%, и на рос- 26.09.2013 N1724-р «Об утверждении
сийском венчурном рынке доля этого Основ государственной политики в об-
сектора сокращается. ласти использования, охраны, защиты
и воспроизводства лесов в Российской
12 h ttp://government.ru/news/13153/ Федерации на период до 2030 года».
Земля и Вселенная, 6/2020 23
Урочище Мухинка, Амурская область. Источник: Wikimedia Commons, Blg95
вития, связанные с развитием биоэко- Ответственные федеральные органы
номики. исполнительной власти все еще пыта-
ются вносить очередные поправки в су-
Будучи главой Правительства РФ, ществующую редакцию Лесного кодек-
премьер-министр Д.А. Медведев в про- са, но ведущие эксперты считают, что
шлом году поручил соответствующим такие поправки ничего не решат, по-
федеральным органам исполнительной скольку для перехода к устойчивому
власти разработать новую редакцию управлению лесами необходимо изме-
Лесного кодекса. Однако к настоящему нить основные положения кодекса.
времени концепция новой редакции
Лесного кодекса представлена только В нашей, столь богатой биологиче-
Научным советом РАН по лесу14. Ос- скими, в том числе лесными, ресурса-
новная идея концепции РАН – переход ми стране до сих пор не создана нацио
лесного хозяйства от модели истощи- нальная стратегия развития биоэко-
тельного лесопользования в естествен- номики. Лес все еще рассматривается
ных лесах к модели лесовыращивания только как источник ресурсов, древес-
целевых древесных пород и обеспече- ных и недревесных (ягоды, грибы), –
ния баланса между экосистемными ус- но не как хранитель биоразнообразия
лугами за счет комбинации сегрегаци- и провайдер поддерживающих и регу-
онного (с разделением территорий по лирующих, жизнеобеспечивающих эко-
экосистемным услугам) и интеграци- системных услуг. Решение этой пробле-
онного (с выполнением всех услуг на мы возможно путем создания рынков
одной территории) подходов. экологических экосистемных услуг, для
чего необходимо определить их цен-
14 Концепция проекта ФЗ «Лесной кодекс ность и стоимость.
Российской Федерации» http://rbf-ras.
ru/forest-law Эта задача успешно решается меж-
дународным научным сообществом
24
Земля и Вселенная, 6/2020
с участием российских ученых, напри- идентифицируются совместно с мест-
мер в рамках двух крупных междуна- ными и международными «стейкхол-
родных проектов по определению цен- дерами» (заинтересованными сторона-
ности и продвижению на рынок эколо- ми). Обеспечение взаимодействующих
гических экосистемных услуг15: и конфликтующих услуг оценивается
в специальных тематических исследо-
1) Поддержка принятия решений ваниях на региональном и ландшафт-
по экосистемным услугам лесов Ев- ном уровнях.
ропы: определение ценности, синер-
гетические эффекты и компромис- Специфические цели проекта:
сы (Decision-making Support for Forest • развитие инклюзивного, всесто-
Ecosystem Services in Europe – Value роннего и системного подхода к опре-
Assessment, Synergy Effects and Trade- делению ценности экосистемных услуг;
offs – POLYFORES); • анализ соответствия моделей лесо-
хозяйственных парадигм растущим по-
Этот проект направлен на развитие требностям общества в различных эко-
и получение новых знаний, необхо- системных услугах лесов;
димых для достижения баланса меж- • обеспечение инструментами под-
ду растущими потребностями обще- держки принятия решений, направлен-
ства в различных экосистемных услу- ных на баланс синергии и компромис-
гах лесов и их способностью сохранять сов между различными экосистемными
устойчивое обеспечение этими услу- услугами на политическом и управлен-
гами при реализации различных ле- ческом уровнях;
сохозяйственных парадигм в условиях • оценка возникающих конфлик-
изменений климата. Конкретная цель тов и взаимодействий (синергии) меж-
проекта – развитие оценки экосис ду экосистемными услугами с учетом
темных услуг лесов, поддержки при- режимов управления и изменений
нятия решений и инструментов управ- климата в разных пространственных
ления лесами для содействия устой- и временных масштабах с использова-
чивому обеспечению экосистемными нием интегрированной сети имитаци-
услугами, имеющими как экономиче- онных моделей.
скую, так и социальную и экологиче- 2) Проект «Ускорение инноваций
скую ценность. Российская Федерация, для экосистемных услуг лесов в Ев-
Республика Беларусь, Норвегия и стра- ропе» (Spurring INnovations for Forest
ны Евросоюза развивают различные Ecosystem SERvices in Europe – SINCERE).
парадигмы управления лесами, на- Основной целью данного проекта
правленные на идентификацию прио является продвижение инновационных
ритетов и поиск компромиссов меж- механизмов предоставления различ-
ду конфликтующими целями в лесном ных экосистемных услуг лесов в Европе
секторе и связанных с ним секторах. и за ее пределами. В проекте, в котором
В проекте исследуются эти парадигмы принимают участие более 20 организа-
в части обеспечения различными эко- ций из 15 стран, эти вопросы увязыва-
системными услугами лесов. Синергия ются с вопросами лесной политики для
и конфликты между различными эко- продвижения стимулирования экосис
системными услугами лесов на нацио темных услуг лесов. Для достижения
нальном и международном уровнях поставленной цели организована се-
рия исследований и оценок на локаль-
15 http://cepl.rssi.ru/science/projects/ ном уровне. Разрабатывается совмест-
international-projects/
25
Земля и Вселенная, 6/2020
Осень в смешанном лесу. Источник: Wikimedia Commons, Игоревич
ная обучающая платформа с учетом ции лесного хозяйства, анализ и оцен-
специфики всех стран, которая станет ка компромиссов между услугами лес-
важнейшим связующим звеном между ных экосистем, оценка устойчивости
наукой, политикой и практикой и сде- стоимостных цепочек на основе воз-
лает возможным взаимное обогащение обновляемого сырья (лесных ресурсов)
опытом и знаниями. относятся к важнейшему приорите-
ту Стратегии научно-технологическо-
Решение задач в рамках этих проек- го развития России – Н7. Возможность
тов способствует ответам на следую- эффективного ответа российского об-
щие большие вызовы Стратегии науч- щества на большие вызовы с учетом
но-технологического развития Россий- взаимодействия человека и природы,
ской Федерации: человека и технологий, социальных
институтов на современном этапе гло-
• исчерпание возможностей эконо- бального развития, в том числе приме-
мического роста России, основанного няя методы гуманитарных и социаль-
на экстенсивной эксплуатации сырье- ных наук.
вых ресурсов на фоне появления группы
стран-лидеров, ориентированных на ис- Результаты, полученные в ходе вы-
пользование возобновляемых ресурсов; полнения этих и других научных про-
ектов, позволят продемонстрировать
• возрастание антропогенных на- возможности доходного лесного хозяй-
грузок на окружающую среду до мас- ства с использованием не только обе-
штабов, угрожающих воспроизводству спечивающих, но и регулирующих ус-
природных ресурсов, и связанный с их луг лесов и перейти к мультифункцио-
неэффективным использованием рост нальному лесному хозяйству и устой-
рисков для жизни и здоровья граждан. чивому управлению лесами – основе
развития лесной биоэкономики замк
Оценка рисков для устойчивого нутого цикла.
управления лесами, поиск путей устой-
чивого управления лесами в условиях Земля и Вселенная, 6/2020
изменения климата и интенсифика-
26
Природопользование
СЕЙСМОГЕННО-ТРИГГЕРНАЯ
ГИПОТЕЗА УСИЛЕНИЯ ЭМИССИИ
МЕТАНА И ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
В АРКТИКЕ
ЛОБКОВСКИЙ Леопольд Исаевич,
доктор физико-математических наук, академик РАН
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва
DOI: 10.7868/S0044394820060031
Рассматривается сейсмогенно-триггерная гипотеза возникновения фаз резкого уве-
личения эмиссии метана и потепления климата в Арктике как следствие сильных
механических возмущений краевой области арктической литосферы, вызванных силь-
нейшими землетрясениями в Алеутской зоне субдукции, передачи этих возмущений
в область арктического шельфа и прилегающей суши и триггерного эффекта высво-
бождения метана из многолетнемерзлых осадочных пород и метастабильных газо
гидратов с последующими выбросами парникового газа в атмосферу.
ВВЕДЕНИЕ няющимся условиям окружающей сре-
ды, вызванных таким потеплением.
Проблема глобального изменения (по- Причины глобального изменения кли-
тепления) климата является одной из мата в последнее время активно обсуж-
самых актуальных для современной даются не только в научной литерату-
цивилизации, поскольку наблюдаемый ре, но и в средствах массовой информа-
в последние 40 лет устойчивый рост ции. При этом основной версией объ-
средней температуры на Земле ставит яснения данного феномена считается
вопрос о выживаемости человечества антропогенный фактор возникнове-
и возможности его адаптации к изме- ния парникового эффекта из-за воз-
растающих выбросов углекислого газа
На заставке использована фотография Anton Dit, Wikimedia Commons
Земля и Вселенная, 6/2020 27
Аномалия температуры воздуха, °С мерно в 1980 г. С позиций
2,5 1920 1940 1960 1980 2000 2020 антропогенно-промыш-
2,0 ленной концепции изме-
1,5 нения климата следует,
1,0 что именно в отмеченные
0,5 периоды резкого потепле-
0,0 ния выбросы углекислого
–0,5 газа в атмосферу должны
–1,0 были заметно возрастать
–1,5 за счет существенного ро-
ста интенсивности произ-
1900
водства соответствующих
Рис. 1. Изменения температуры воздуха в Арктике с начала отраслей промышленнос
XX века (ААНИИ). Черными толстыми линиями показаны фазы ти. Так ли это было на са-
потепления мом деле? На этот вопрос,
по всей видимости, мож-
но было бы получить кон-
в а тмосферу в результате ускоренного кретный ответ, если проанализировать
развития промышленности, прежде соответствующие статистические дан-
всего, нефтегазовой отрасли. ные по динамике мирового промыш-
В научной литературе в последнее ленного производства, которые автору,
время публикуется много работ, в кото- к сожалению, недоступны.
рых на основе математического моде- Наряду с широко распространенной
лирования показывается влияние вы- антропогенной теорией современного
бросов углекислого газа на потепление потепления глобального климата, рас-
климата. Их анализ не является пред- сматриваются возможности влияния на
метом нашей статьи. Однако мы хо- современный климат Земли и природ-
тели бы обратить внимание на то об- ных факторов. В частности, для Аркти-
стоятельство, что в большинстве работ, ки, испытывающей самое интенсивное
посвященных моделированию клима- современное потепление, большое зна-
та, как правило, специально не рассма- чение придается выбросам метана, ко-
тривается очень важный и в опреде- торые, как предполагается рядом ис-
ленном смысле ключевой вопрос: что следователей (с их результатами мож-
же является непосредственной причи- но ознакомиться в первых шести рабо-
ной внезапного наступления периодов тах из списка литературы), могут быть
резкого потепления климата на Земле, вызваны процессами таяния мерзло-
особенно в Арктическом регионе? Этот ты и деградации газогидратов, в ре-
вопрос естественным образом возни- зультате чего освобождаются большие
кает при взгляде на известную кри- объемы метана, обладающего силь-
вую изменения температуры для Арк ным парниковым эффектом. При этом
тики в XX и XXI вв. (рис. 1), где хоро- причиной таяния мерзлоты и деграда-
шо просматриваются две фазы резкого ции газогидратов считается фоновое
подъема усредненной температуры на повышение температуры поверхно-
фоне ее межгодовых колебаний. Первая сти Земли за счет различных возмож-
фаза заметного подъема приходится на ных факторов, например в результа-
двадцатилетний период времени 1920– те голоценовой трансгрессии Северно-
1940 гг., а вторая фаза потепления, для- го Ледовитого океана на шельф (пока-
щаяся последние 40 лет, началась при- зано в работах Шаховой и др. от 2015
28 Земля и Вселенная, 6/2020
и 2017 гг.) и т. д. Не вдаваясь здесь в об- ческом регионе, должны отвечать двум
суждение и анализ разных тепловых основным критериям: во‑первых, они
моделей, показывающих возможно- должны иметь резкий скачкообразный
сти нагрева поверхностного слоя Зем- характер проявления и, во‑вторых, об-
ли, зададимся одним принципиальным ладать достаточно большой мощно-
вопросом: какова вероятность того, что стью и крупномасштабным (регио-
медленный природный процесс нагре- нальным) воздействием. Под эти кри-
ва значительной площади поверхности терии в принципе подходят, например,
Земли (включая Арктический шельф весьма изменчивые океанские (Атлан-
и примыкающие участки суши), кото- тические) течения или стоки Великих
рый характеризуется большими вре- Сибирских рек в Северный Ледовитый
менными масштабами в десятки и сот- океан и т. д. В этих случаях, однако, не-
ни тысяч лет, именно в наше время обходимо установить причину резких
достиг критической точки начала по- изменений режимов рассматриваемых
всеместного таяния мерзлоты и раз- процессов, показать их приуроченность
рушения газогидратов, вызвавших ин- к фазам резкого изменения климата
тенсивные выбросы метана, привед- в Арктике и объяснить конкретный ме-
шие, как полагают, в силу парникового ханизм, приводящий к такому измене-
эффекта к современным резким фазам нию (потеплению…).
потепление климата в Арктике? Веро-
ятность реализации такой цепи собы- Если обратиться к эндогенным гео
тий представляется чрезвычайно низ- динамическим процессам в недрах
кой. Отсюда – необходимость поиска Земли, отвечающим вышеуказанным
и анализа других, альтернативных по критериям, то наиболее очевидным
отношению к чисто тепловым, физиче- кандидатом на эту роль представля-
ских механизмов быстрого потепления ются сильнейшие мега-землетрясения,
климата в Арктике. Один из таких воз- происходящие в зонах субдукции, кото-
можных механизмов, впервые предло- рые харатеризуются, во‑первых, огром-
женный автором на заседании Прези- ной энергией и, во‑вторых, крупномас-
диума РАН 10 марта 2020 г. (можно оз- штабным региональным воздействием
накомиться в бюллетене Центра эко- на окружающие области литосферы.
номики Севера и Арктики), излагается Самой близкой к Арктическому регио-
в настоящей работе. ну зоной субдукции является Алеутская
островная дуга, обрамляющая Арктиче-
СИЛЬНЕЙШИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ ский регион с юго-востока, где проис-
В АЛЕУТСКОЙ ЗОНЕ СУБДУКЦИИ, ходит процесс погружения в мантию
ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ северо-западной части Тихоокеанской
И ТРИГГЕРНЫЙ МЕХАНИЗМ литосферной плиты, который во мно-
АКТИВИЗАЦИИ ЭМИССИИ гом определяет геологическую эволю-
МЕТАНА В АРКТИКЕ цию Арктики.
Очевидно, что рассматриваемые при- Алеутская дуга находится на рас-
родные механизмы, гипотетически стоянии 2000–3000 км от Арктиче-
способные вызвать внезапные фазы ского шельфа. В связи с этим возни-
резкого изменения (потепления в осен- кают три основных вопроса, ответы
не-зимний период) климата в Аркти- на которые должны быть даны в рам-
ках предлагаем ого сейсмогенного ме-
Земля и Вселенная, 6/2020 ханизма резкой активизации эмиссии
метана и соответствующего потепле-
ния климата в Арктике. Первый вопрос
29
1891–1900 1921–1930
90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° 90° 90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° 90°
60° М18~989,0 60° 60° М19~283,1 М19~283,4 60°
30° М18~987,3М18~981,0 М18~986,5 30° 30° 30°
0° 0° 0° М19~284,0 0°
–30°
–30° –30° М19~282,3 –30°
30° М19~289,1
0°
–30° –60° –60° –60° –60°
–90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° –90° –90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° –90°
1901–1910 1931–1940
90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° 90° 90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° 90°
60° М19~085,3ММ119~9~08158,03,1 М19~086,3 60° 60° М19~381,0 М19~383,5 М19~388,3 60°
М19~086,4 М19~384,1М19~389,1 М19~382,2
30° 30° 30°
М19~087,4 М19~086,8 0° 0° М19~480,2 0°
М19~086,2
М19~086,0 –30° –30° М19~388,5 –30°
–60° –60° –60° –60°
60° –90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° –90° –90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° –90°
30°
0° 1911–1920 1941–1950
–30°
90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° 90° 90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° 90°
–60°
М19~188,1 60° 60М°1М9~1189~5,481М1,119~58М0,16М9~1489~1,4086,3М19~48М4,119~486,6 М19~489,2 60°
М19~181,1 М19~482,2
М19~280,3 М1~9185,0 30° 30° 30°
0° 0° 0°
М19~280,2 М19~184,1 М1~9187,5
М1~9188,6
М19~280,1 М19~189,1 –30° –30° М19~580,2 –30°
М1~9187,2 М19~483,2
–60° –60° –60°
–90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° –90° –90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° –90°
Рис. 2. Эпицентры сильнейших землетрясений в период с 1891 по 1950 гг. Черными линиями показаны
границы плит по модели NUVEL‑1, красными звездочками – эпицентры землетрясений с M 8.0
касается корреляции между фазами действия сейсмогенного возмущения
быстрого потепления климата и пе- на газонасыщенные мерзлые породы
риодами возникновения сильнейших и газогидраты арктического шельфа,
землетрясений в Алеутской зоне суб- приводящего к освобождению метана
дукции. Второй вопрос связан с меха- и его выбросам в атмосферу.
низмом передачи возмущений в ли-
тосфере, обусловленных сильнейши- Рассмотрим последовательно ука-
ми землетрясениями, от Алеутской занные три вопроса. Первый вопрос
островной дуги в область арктического о том, существует ли корреляция меж-
шельфа, соответствующий наблюдае- ду фазами резкого потепления клима-
мым пространственно-временным со- та в Арктике и периодами наибольшей
отношениям. Наконец, третий вопрос сейсмической активности в Алеутской
заключается в самом механизме воз- островной дуге, предполагает, в первую
очередь, обратиться к историческим
30
Земля и Вселенная, 6/2020
сведениям о наиболее крупных силь- ниями в Алеутской дуге, должны прой-
нейших землетрясениях с магнитудой ти расстояние более 2000 км до Аркти-
больше 8.0 произошедших в пределах ческого шельфа примерно за 20 лет, т. е.
Алеутской дуги за интересующий нас средняя скорость распространения та-
период с начала XX в. и до наших дней. кого рода возмущений в литосфере
На рис. 2 и 3 (подготовленных И.С. Вла- должна быть порядка 100 км/год.
димировой), представлены историче-
ские данные по самым крупным силь- Теперь перейдем ко второму вопро-
нейшим землетрясениям с магниту- су – о механизме медленной передачи
дой, равной или больше 8.0, для всей литосферных возмущений с указанной
Земли за период с 1891 г. по настоящее выше скоростью. Здесь следует подчерк
время в виде набора карт эпицентров нуть, что, в отличие от упругих сейсми-
этих событий с временной разбивкой ческих волн, быстро распространяю-
по 10 лет. щихся в литосфере со скоростью около
8 км/сек, в нашем случае рассматрива-
Выделяя на этих картах Алеутскую ются принципиально другие, так на-
зону субдукции, можно видеть бес- зываемые тектонические или дефор-
прецедентно мощную серию из трех мационные волны в литосфере кото-
сильнейших катастрофических земле- рые характеризуются крупномасштаб-
трясений, произошедших в Алеутской ными возмущениями литосферы как
дуге за короткий промежуток времени цельной упругой плиты, подстилаемой
с 1957 по 1965 гг. Это сильнейшее зем- высоковязким астеносферным слоем.
летрясение, произошедшее в 1957 г. Впервые задачу о возможности мед-
в центральной части дуги с магнитудой ленного распространения деформа-
М = 8.6; сильнейшее землетрясение, ций в литосфере, рассматриваемой как
произошедшее в 1964 г. на восточном квазиоднородный упругий слой, ле-
конце дуги с предельной магнитудой жащий на вязком основании, рассмот
М = 9.3 (Аляскинское землетрясение); рел В. Эльзассер (W.Elsasser) в 1967 г.
и наконец, сильнейшее землетрясение, Он показал, что в простейшем случае
произошедшее в 1965 г. в западной час горизонтальных деформаций в лито
ти дуги магнитудой М = 8.7. сферном слое возмущение, вызванное
скачкообразным начальным смещени-
После этих событий Алеутская ем, описывается простым уравнени-
островная дуга находилась в условиях ем диффузии. В последующих работах,
относительной сейсмической «тиши- в частности, в статье Дж. Мелоша было
ны» в смысле отсутствия сильнейших показано, что тектоническая диффузия
землетрясений с магнитудой поряд- напряжений в литосфере по Эльзассе-
ка 8.0 вплоть до наших дней за исклю- ру может объяснить миграцию сейс-
чением одного события с М = 8.0, про мической активности после сильней-
изошедшего в центральной части дуги ших землетрясений. Например, ми-
в 1986 г. Получается, что между ударной грацию афтершоков после землетря-
серией из трех сильнейших мега-зем- сения в Алеутской дуге 1965 г. (М = 8.7)
летрясений, произошедших в Алеут- на расстояние около 300 км по Тихо
ской островной дуге, и стартом изме- океанской плите со средней скоростью
нения климата в Арктике в 1980 г. про- порядка 100 км/год. Таким образом,
шло около 15–20 лет. Это означает, что можно констатировать, что в прин-
в рамках предполагаемого сейсмоген- ципе существует механизм медлен-
ного механизма воздействия на климат ной передачи возмущений деформа-
в Арктике возмущения в литосфере, ций и напряжений по литосферному
вызванные сильнейшими землетрясе-
31
Земля и Вселенная, 6/2020
1951–1960 60° 60° 1981–1990 60°
30° 30°
90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° 90° 90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° 90° 30°
30° 60° М19~587,1 ММ119~9~58528,81,4ММ1199~~559892,,00М19~587,6 М19~886,0
М19~885,0
0° 0° 0° 0°
–30°
М19~690,0 М19~680,3 –30° –30° М19~889,0 М19~885,0 –30°
–60° М19~680,6 –60°
–60° 30° 30° –60°
60° 0° 0° 60°
30° –90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° –90° –90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° –90°
0° –30° –30°
–30° 1961–1970 1991–2000
–60° 90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° 90° 90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° 90°
М19~М6815,9~26М818,93~689,2ММ119~9~668835,,57 М19~694,3
60° 60° 60°
30°
0° М19~780,0 М19~984,3 М19~985,0 30°
–30° М19~686,1
М19~683,1 М19~686,1 М19~986,2 М20~080,0 М19~984,2 0°
–60° М19~985,0 –30°
–60° –60° М19~988,1 –60°
–90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° –90° –90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° –90°
1971–1980 2001–2010
90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° 90° 90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° 90°
М19~782,0 М19~781,1 60° 30° 30° 60° М20~086,3 60° 30°
М19~786,0 0° 0° М20~08М5,26М0~2008~70,М9524,10~08М3,230~М0829,0М~02080~7,1087,М12М20~00~806,809,1 0°
М19~789,2 М20~084,1 М20~087,0
М19~787,3М19~781,0 М19~787,0 М19~784,1 –30° –30° М20~081,4 –30°
–60°
–60° М2~0180,8
–60°
–90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° –90° 2011–2020 –90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° –90°
90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° 90°
60° М2~0183,3 60°
30° М2~0191,0 М2~0187,2 30°
0° М2~0183,0 М2~0188,2
М2~0182,6 М2~0189,0 0°
М2~0182,2 М2~0184,2
–30° М2~0185,3 –30°
–60° –60°
–90° 0° 60° 120° 180°–120°–60° 0° –90°
Рис. 3. Эпицентры сильнейших землетрясений в период с 1951 по 2020 г.
Черными линиями показаны границы плит по модели NUVEL‑1, красными звездочками –
эпицентры землетрясений с М = 8.0
32 Земля и Вселенная, 6/2020
слою со скоростью око- 140° 150° 160° 170° 180° –170°–160° –150°–140° 80°
ло 100 км/год, хотя сами 80°
возмущения сильно за-
тухают и замедляются по
мере удаления от источ- 75° CЕВЕРНЫЙ ЛЕДОВИТЫЙ ОКЕАН 75°
ника возмущения в соот-
ветствии с диффузион
ным механизмом Эль-
зассера, описывающим 70°
распространение чисто 70°
горизонтальных смеще-
ний в системе литосфера – 65° 65°
астеносфера. Значительно
меньшее затухание возму- 60° 60°
щений и большее расстоя- Берингово море
ние их распространения Охотское 1964 М 9,2 55°
в литосфере получается, 55° море
если использовать колеба-
тельную модель И.А. Гара- 50° 1965 М 8,7 1957 МТ8И,6ХИЙ ОКЕАН 50°
гаша для системы литос-
фера–астеносфера с уче- 140° 150° 160° 170° 180° –170°–160° –150°–140°
том фазового перехода на
10 см/год (скорость и направление конвергенции плит)
Границы литосферных плит по модели NUVEL-1
подошве литосферы. Обоб- Рис. 4. Очаги сильнейших землетрясений в Алеутской зоне
щение этой модели на слу- субдукции во второй половине 20-го века и направление
чай упруго-изгибных де- распространения тектонического возмущения в Арктику.
формаций литосферы, Красные области соответствуют очаговым зонам
включающих, наряду с го-
ризонтальными, верти-
кальные смещения, позволяет, по оцен- зогидратов, широко представленных
кам ее автора, описать волновой режим в верхних этажах осадочного слоя Арк
дальнего распространения возмущений тического региона.
со скоростью порядка 100 км/год при Следуя работе Г. Баренблатта и др.,
небольшом их затухании (рис. 4). будем исходить из обобщенной моде-
Рассмотрим, наконец, третий из ли многолетнемерзлого гидратсодер-
указанных выше вопросов, касающих- жащего пласта, включающего следую-
ся гипотезы сейсмогенно-триггерного щие четыре компоненты: 1) несущая
механизма активизации эмиссии ме- матрица – обычная осадочная порода,
тана в Арктике. Речь пойдет о возмож- характеризуемая «нормальной» про-
ном триггерном эффекте возмущений ницаемостью и пористостью, в которой
напряженно-деформированного состо- имеются низкопроницаемые включе-
яния литосферы Арктического шель- ния, состоящие из 2) блоков льда, 3) ме-
фа и прилегающих областей суши, вы- тастабильных газогидратов и 4) ми-
званных мега-землетрясениями в Але- кроканалов и микропор, содержащих
утской зоне субдукции, который может свободный газ и имеющих существен-
приводить к резкому усилению выбро- но надмолекулярные размеры (рис. 4).
сов метана из газонасыщенных много- Предполагается, что в начальном со-
летнемерзлых пород и ледовых образо- стоянии системы внутреннее давле-
ваний, а также из метастабильных га- ние газа в микроканалах и микропорах
Земля и Вселенная, 6/2020 33
а
1
2
б
Рис. 5. а) Структура среды, состоящей из пористой минеральной матрицы с включениями
газонасыщенного льда и газогидратов до начала движения, вызванного внешним
воздействием; 1 – матрица, 2 – включения; б) истечение газа из включений в пористую среду
под воздействием изменения внешнего давления
такое же, как и в окружающей матри- ний образцов агломерата, состоящего
це, и газ в них остается запертым. Ког- из газогидратов и блоков газонасыще-
да в окружающей включение матрице ного льда, выполненных на кафедре гео
давление газа снижается, на границах криологии геологического факульте-
включений создается большой гради- та МГУ. В ходе микроструктурных ис-
ент давления из-за очень малых раз- следований были обнаружены следу-
меров микропор, хотя разность давле- ющие физические свойства образцов
ний в породе и включениях может быть агломерата «лед–газогидрат»: образцы
мала. Градиент давления из-за конеч- были представлены массой кристаллов
ной прочности микроканалов и пор льда, содержащих вытянутые микрока-
приводит к разрушению поверхностно- налы диаметром 0.001–0.003 мм, выде-
го слоя включений, создавая во вклю- ляющие значительные количества газа
чениях пограничный слой, имеющий при оттаивании; пузырьки газа появля-
повышенную проницаемость. Через лись в теле образца на начальной ста-
этот слой происходит истечение газа дии его оттаивания, приводя к расши-
из включений в проницаемую матри- рению микроканалов и их проникнове-
цу, так что область пониженного дав- нию в незатронутую оттаиванием часть
ления перемещается вглубь включе- образца. При интенсивном оттаивании
ния (рис. 5). пузырьки заполняли весь объем образ-
ца без видимого нарушения его фор-
Предлагаемая модель микрострук- мы, т. е. микроканалы быстро прони-
туры включений согласуется с резуль- кали внутрь тела образца.
татами экспериментальных исследова-
Земля и Вселенная, 6/2020
34
Наблюдаемый в этих опытах процесс пород и метастабильных газогидратов.
разрушения микроканалов, сопрово- Исходя из представленной концепции,
ждающийся интенсивным выделением логично сделать ретроспективный про-
газа, подсказывает физический меха- гноз о том, что непосредственно перед
низм деградации агломерата «лед – га- началом резкого потепления клима-
зогидрат» за счет образования связной та в Арктике в 1980 г. на арктическом
системы микропор и микротрещин, шельфе и прилегающих участках суши
заполненных газом, в результате дей- должны были резко активизироваться
ствия значительного градиента давле- выбросы метана в атмосферу, которые,
ния. Механизм зонального разрушения возможно, удастся установить по ар-
микроструктуры агломерата «лед – га- хивным данным. Проверка данного ре-
зогидрат – газонаполненные микрока- троспективного прогноза необходима
налы» может также объяснить процесс для подтверждения изложенной здесь
расконсервации метастабильных газо- гипотезы.
гидратов, существующих при отрица-
тельных температурах благодаря воз- Еще один вопрос, который вста-
никновению тонкой непроницаемой ет в связи с изложенной здесь сей-
ледовой оболочки, приводящей к са- смогенно-триггерной гипотезой, от-
моконсервации газогидратов. носится к более ранней фазе резкого
потепления климата в Арктике, кото-
Описанный механизм зонально- рая началась в 1920 г. и завершилась
го разрушения микроструктуры мно- около 1940 г. (рис. 1). Время наступле-
голетнемерзлых газонасыщенных по- ния этой фазы, также как в описанном
род, содержащих лед и метастабиль- выше случае, коррелирует с более ран-
ные газогидраты, под действием не- ней серией сильнейших землетрясе-
значительного изменения внешнего ний в Алеутской дуге примерно с тем
давления, приводит к заключению, что же временным лагом. Действительно,
даже небольшие региональные изме- в соответствии с историческими дан-
нения напряжено-деформированного ными по сильнейшим землетрясениям
состояния литосферы и ее осадочного (см. рис. 2) в Алеутской островной дуге
слоя могут вызвать освобождение до- в 1899 г. произошло сильнейшее земле-
статочно больших объемов запертого трясение с магнитудой М = 8, а в 1906 г.
в нем газа, его фильтрацию через среду в западной части Алеутской дуги прои-
с двойной пористостью (несущая поро- зошли сразу два сильнейших землетря-
да с включениями) и последующие вы- сения с магнитудами М = 8.3 и М = 8.4.
бросы в водную толщу и атмосферу. Затем более 20 лет в этой зоне суб-
дукции было затишье по сильнейшим
В этом и состоит в конечном счете землетрясениям с магнитудой боль-
предлагаемый нами физический меха- ше 8.0. Таким образом, время между
низм резкой активизации эмиссии ме- более ранней ударной серией из трех
тана и потепления климата в Арктике сильнейших землетрясений в Алеут-
как следствие сильного механического ской дуге (1899 г. М = 8.0; 1906 г. М = 8.3
возмущения краевой области арктиче- и М = 8.4) и началом первой фазы рез-
ской литосферы, вызванного сильней- кого потепления в 1920 г. составляет
шими землетрясениями в Алеутской около 20 лет, что соответствует времен-
зоне субдукции, передачи этого воз- ному лагу между рассмотренной выше
мущения в область арктического шель- ударной серией из трех сильнейших
фа и прилегающей суши, и триггерно- землетрясений середины XX в.: в 1957,
го эффекта высвобождения метана из 1964 и 1965 гг. и началом второй фазы
многолетнемерзлых ледово-осадочных
35
Земля и Вселенная, 6/2020
резкого потепления климата в 1980 г. 6. Богоявленский В.И., Сизов О.С., Богоявлен-
Таким образом, обеим фазам резкого ский И.В., Никонов Р.А., Каргина Т.Н. Дега-
потепления климата в Арктике в 1920 зация Земли в Арктике: комплексные иссле-
и 1980 гг. предшествовали ударные се- дования распространения бугров пучения
рии из трех сильнейших землетрясе- и термокарстовых озер с кратерами выбросов
ний в Алеутской зоне субдукции, прои- газа на полуострове Ямал // Арктика: эколо-
зошедшие раньше этих климатических гия и экономика. – 2019. – № 4(36). – С. 52–68.
событий на 20 лет. DOI: 10.25283/2223‑4594‑2019‑4‑52‑68
В заключение отметим, что изложен- 7. М ониторинг социально-экономического раз-
ный здесь сейсмогенно-триггерный вития Арктической зоны России. Инф. бюлл.
механизм резкой активизации эмиссии Вып. 50 (1–31 марта 2020). Центр экономики
метана и потепления климата в Аркти- Севера и Арктики. – 2020. – С. 21–22. https://
ке представляет собой новый взгляд на ru.arctic.ru/climate/20200310/931884.html
проблему, который, безусловно, должен
быть подвергнут всесторонней провер- 8. Лаверов Н.П., Лобковский Л.И., Кононов М.В.,
ке и анализу как с точки зрения факти- Добрецов Н.Л., Верниковский В.А., Соко-
ческих данных, так и в плане детальной лов С.Д., Шипилов Э.В. Геодинамическая
проработки физико-математических модель развития Арктического бассей-
основ развиваемой новой концепции. на и примыкающих территорий для мезо-
зоя и кайнозоя и внешняя граница конти-
Литература нентального шельфа России // Геотектони-
ка. – 2013. – № 1. – С. 3–35. DOI: 10.7868/
1. Kvenvolden K.A. Methane hydrates and global S0016853X13010050
climate // Glob. Biogeochem. Cycles. – 1988. –
No. 2. – P. 221–229. 9. Лобковский Л.И., Шипилов Э.В., Кононов М.В.
Геодинамическая модель верхнемантийной
2. Koven C.D., Ringeval B., Friedlingstein P., конвекции и преобразования литосферы Ар-
C iais P., Cadul P., Khvorostyanov D., Krinner G., ктики в мезозое и кайнозое // Физика Зем-
Tamocai C. Permafrost carbon-climate feedback ли. – 2013. – № 6. – С. 20–38. DOI: 10.7868/
accelerated global warming // Proc. Natl. Acad. S0002333713060100
Sci. USA – 2011. – No. 108(36). – P. 14769–
14774. DOI: 10.1073/pnas.1103910108 10. Elsasser W.V. Convection and stress propaga-
tion in the upper mantle: in The Application of
3. Shakhova N., Semiletov I., Sergienko V., Lob- Modern Physics to the Earth and Planetary In-
kovsky L., Yusupov V., Salyuk A., Salomatin A., teriors, ed. by S. K. Runcorn. – John Wiley, N.Y.,
Chernykh D., Kosmach D., Panteleev G. et. al. 1967. – P. 223–246.
The East Siberian Arctic Shelf: Towards further
assessment of permafrost-related methane flux 11. Melosh H.J. Nonlinear stress propagation in
and role of sea ice // Philos Trans A Math Phys the Earth’s upper mantle // J. Geophys. Res. –
Eng Sci. – 2015. – No. 373(2052). – 20140451. 1976. – No. 32(81). – P. 5621–5632.
DOI: 10.1098/rsta.2014.0451
12. Гарагаш И.А. Фазовые переходы как воз-
4. Shakhova N., Semiletov I., Gustafsson O., Ser- можный источник колебательных движе-
gienko V., Lobkovsky L., Dudarev O., Tums- ний литосферы // Докл. АН СССР. – 1984. –
koy V., Grigoriev M., Mazurov A., Salyuk K. et al. № 5 (297). – С. 1069–1073
Current rates and mechanisms of subsea per-
mafrost degradation in the East Siberian Arctic 13. Баренблатт Г.И., Лобковский Л.И., Нигма-
Shelf // Nature Comms. – 2017. – No. 8. – 15872. тулин Р.И. Математическая модель исте-
DOI: 10.1038/ncomms15872 чения газа из газонасыщенного льда и га-
зогидратов // Доклады академии наук. –
5. Сергиенко В.И., Лобковский Л.И., Семиле- 2016. – № 4 (470). – С. 458–461. DOI: 10.7868/
тов И.П. и др. Деградация подводной мерзло- S0869565216280148
ты и разрушение гидратов шельфа морей
Восточной Арктики как возможная причина 14. Ершов Э.Д., Лебеденко Ю.П., Чувилин Е.М.,
«метановой катастрофы»: некоторые резуль- Якушев В.С. Экспериментальные исследо-
таты комплексных исследований 2011 года // вания микростроения агломерата лед –
Д оклады академии наук. – 2012. – № 3 (446). – гидрат метана // Инж. Геология. – 1990. –
С. 330–335. № 3. – С. 38–44.
36 15. Якушев В.С. Природный газ и газовые ги-
драты в криолитозоне. – М.: ВНИИГАЗ,
2009. – 192 с.
16. Лобковский Л.И., Рамазанов М.М. К т еории
фильтрации с двойной пористостью // Док-
лады академии наук. – 2019. – № 3(484). –
С. 348–351. DOI: 10.31857/S0869–56524843348–
351
Земля и Вселенная, 6/2020
С новыми книгами
Издательства “Наука”
вы можете ознакомиться на сайте
naukabooks.ru
Капанадзе А.Л.
Опытным путем:
Эксперименты, изменившие мир.
М.: Наука, 2019. - 319 с.
В книге рассказывается об основных вехах в развитии экспе-
риментальных методов в самых разных областях наук о
природе, человеке и обществе – физике, химии, астрономии,
биологии, физиологии, медицине, археологии, социологии,
психологии, экономике. Охвачен период с античных времен до
наших дней. Читатель узнает о знаменитых и малоизвестных
опытах, оказавших огромное влияние на формирование наших
представлений о мире и о нас самих. Большое внимание автор
уделяет не только истории приборов и технологий, но и
истории идей. Затрагиваются проблемы отличия классическо-
го эксперимента от наблюдения (когда опыт «ставит» сама
природа), преемственности технических инноваций, влияния
общественного климата на работу экспериментатора, роли
случайности в этой работе.
Для широкого круга читателей.
Реклама
Образцов П.А.
Высокие широты.
М.: Наука, 2018. - 192 с. - (Научно-популярная литература)
Книга повествует об открытии и освоении Арктики и Антарктики,
этих двух полюсов холода и мужества, об отважных героях,
благодаря которым человечество узнало о природе, животном
мире самых северных и самых южных земель, а также о том, какая
непростая и вместе с тем увлекательная жизнь идет сегодня
в этих суровых, таинственных и манящих краях.
Для широкого круга читателей.
Верещагин Г.В., Аксенов А.Г.
Релятивистская кинетическая теория
с приложениями в астрофизике и космологии.
М.: Наука, 2018. — 471 с.
Релятивистская кинетика широко применяется в астрофизике
и космологии. В последние годы интерес к этой теории вырос,
поскольку появилась возможность ставить эксперименты
при таких условиях, где релятивистские эффекты становятся
существенными. Настоящая монография состоит из трех частей.
В первой части представлены основные идеи и концепции,
уравнения и методы теории, включая вывод кинетических
уравнений из релятивистской цепочки Боголюбова, а также
соотношение кинетического и гидродинамического описаний.
Вторая часть — это введение в вычислительную физику, причем
особое внимание уделяется численному интегрированию
уравнений Больцмана и смежным вопросам, а также
многокомпонентной гидродинамике. В третьей части дан обзор
приложений, который охватывает вопросы ковариантной теории
отклика, термализации плазмы, комптонизации в статических
и динамических средах, кинетики самогравитирующих систем,
образования структуры в космологии и излучения нейтрино
при гравитационном коллапсе.
Для студентов старших курсов университетов,
аспирантов и исследователей, специализирующихся
в области теоретической физики, астрофизики и космологии.
naukabooks.ru Реклама
Палеосейсмология
СЕЙСМИЧЕСКИЕ ДЕФОРМАЦИИ
В ДРЕВНЕМ ПОСЕЛЕНИИ КЫРКХУДЖРА,
РАСПОЛОЖЕННОМ НА ВЕЛИКОМ
ШЕЛКОВОМ ПУТИ В ПАПСКОМ РАЙОНЕ
УЗБЕКИСТАНА
КОРЖЕНКОВ САИДОВ Муминхин Мунир угли,
Андрей Михайлович,
кандидат исторических наук
доктор геолого-минералогических наук Национальный центр археологии АН
Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта Республики Узбекистан
РАН
КУБАЕВ Сурад Шавкатович,
АНАРБАЕВ
Абдулхамид Анарбаевич, кандидат исторических наук
Национальный центр археологии АН
доктор исторических наук, профессор Республики Узбекистан
Национальный центр археологии АН
Республики Узбекистан НАСРИДДИНОВ Шукурулла
Нарзуллаевич
УСМАНОВА Махира Турабовна,
Наманганский государственный универси-
кандидат физико-математических наук тет, Республика Узбекистан
Институт сейсмологии АН
Республики Узбекистан РОДИНА Светлана Николаевна,
ЗАХИДОВ Тахир Камилович, кандидат геолого-минералогических наук
Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта
Институт сейсмологии им. Г.А. Мавлянова РАН
АН Республики Узбекистан
ВАРДАНЯН Асмик Ашотовна,
МФаАрКхСоУдДАОлВижанович,
кандидат физико-математических наук
кандидат историчских наук Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта
Национальный центр археологии АН РАН
Республики Узбекистан
37
DOI: 10.7868/S0044394820060043
Земля и Вселенная, 6/2020
П олученные в ходе археологиче- которое занимает Северо-Ферганская
ских и палеогеографических ис- сейсмически активная зона в общей
следований результаты свидетельству- структуре Западного Тянь-Шаня. Необ-
ют о том, что дельтовая часть Гавасая ходимо учесть важный фактор повыше-
(притока р. Сырдарья) была освоена ния сейсмического риска в связи с тем,
в X в. до н.э., и здесь в течение около что Наманганская область расположе-
500 лет процветало поливное земледе- на в предгорной территории, непосред-
лие. В V в. до н.э. на территории горо- ственно в зоне Северо-Ферганского
дища Кыркхуджра строится город Пап разлома и его одноименной флексур-
(Баб) площадью более 10 га. Он состо- но-разрывной зоне. Тем самым Наман-
ял из трех частей: цитадель, шахристан ганская обл. находится в сфере их ак-
и пригород (рабад). Через 4 века Кырк- тивного влияния. Резюмируя, отметим,
худжра, как все города Северной Фер- что с одной стороны, геодинамические
ганы, пострадал в 90-х гг. до н.э. вслед- процессы, связанные с тектоническим
ствие сильного землетрясения. После режимом Северо-Ферганского разлома
этого на Кыркхуджре были построены и его одноименной флексурно-разрыв-
новые крепостные стены шириной до ной зоной, продолжают развиваться.
8 м, при этом старые используются как С другой стороны, с учетом повторяе-
фундамент. В конце IV–V в. н.э. вслед- мости сильных землетрясений, отсут-
ствие сильных разрушений во время ствие более 36 лет сильного землетря-
следующего землетрясения население сения с магнитудой М ≥ 5.0 в Наман-
покидает городище Кыркхуджра. Вы- ганской сейсмогенной зоне является
явленные во время исследований силь- веской причиной для объявления тре-
ные разрушения и повреждения спец- воги ожидания сильного землетрясе-
ифической структуры однозначно ука- ния с М ≥ 5.0 в Наманганской области,
зывают на сейсмический генезис де- в том числе в Папском районе, где рас-
формаций на городище К ыркхуджра. положен археологический памятник
Судя по факту невозможности опреде- Кыркхуджра.
лить систематику деформаций в руи-
нах Кыркхуджры, очаг древнего зем- ВВЕДЕНИЕ
летрясения располагался неподалеку
от городища. Данная работа уже четвертая в списке
наших археосейсмологических иссле-
Само оно находится на размытых дований в Ферганской долине (рис. 1).
адырах, растущих внутривпадинных В предыдущих – были описаны силь-
антиклинальных поднятиях. За их об- ные сейсмические деформации, ко-
разование, рост и сейсмическую актив- торые разрушили или сильно повре-
ность отвечают сейсмоактивные разло- дили древние города в Наманганской
мы, залегающие под адырами. Разрыв- области Узбекистана (Ахсикент, Эйла-
ные плоскости, сформировавшиеся во тан и Куюльтепа, Мугкала и Мугтепа),
время изученных древних и современ- в древности располагавшиеся на од-
ных сильных землетрясений, распола- ной из магистральных дорог В еликого
гаются под адырами. Анализ существу- Шелкового пути. Выяснилось, что сейс-
ющих геолого-тектонических материа- мические очаги древних землетрясе-
лов по району исследований позволил ний выходили на поверхность не толь-
выявить геологические причины сейс- ко в горных хребтах, обрамляющих
мических процессов, которые пред Ферганскую впадину с юга и севера,
определены новейшей историей текто-
нического развития и тем положением, Земля и Вселенная, 6/2020
38
Земля и Вселенная, 6/2020 ФЕРГАНСКАЯ ДОЛИНА А
Масштаб 1:1 500 000 41°
А Б
41°
Б
1 70° к востоку от Гринвича 2 72° 3
Рис. 1. Топографическая карта Ферганской долины. Местоположение исследованного археологического памятника Кыркхуджра показан звездочкой
39
но и в самой долине – прямо на тер- сильного, разрушительного землетрясе-
ритории древних городищ. Эти раз- ния в окрестностях г. Наманган в 1494 г.
рывы рвали и смещали в горизонталь- был подтвержден последующими ис-
ном направлении даже мощнейшие следованиями сейсмичности района.
(до нескольких десятков метров в ши-
рину) крепостные стены (Ахсикент, Этот же каталог сообщает об Ах-
Э йлатан), разрушая и сильно повреж синском землетрясении 1620 г. вблизи
дая все остальные постройки (Куюль- г. Наманган. В результате этого земле-
тепа, Мугкала, Мугтепа). трясения г. Ахсы (Ахсикент) был разру-
шен до основания. По описаниям Му-
По археологическим артефактам хаммеда-Тахири ибн Абул Касыми сте-
нам удалось выяснить возраст древних пень разрушения зданий и строений
сейсмических катастроф. Колоссальный г. Ахсы, морфологические изменения
выплеск сейсмической энергии имел земной поверхности (рельефа) соответ-
место в конце 90-х гг. I в. до н.э. В это ствовали сейсмической интенсивности
время сейсмические разрывы выш- I0 = IX баллов, причем область макси-
ли на поверхность в Ферганской доли- мальных разрушений (т.н. плейстосей-
не прямо на территории крупнейших стовая) располагалась в Северо-Фер-
городов региона, таких как Эйлатан. ганской сейсмогенной зоне.
Они разрушили также столицу древней
Ферганы – город Фаргана-Ахсикет. Сле- Все собранные нами материалы яв-
дующее сильное землетрясение в ре- ляются не просто занятным археологи-
гионе, по археологическим данным, ческим экскурсом в историю, но уни-
произошло в IV–V вв.1 Оно разрушило кальным параметризованным матери-
древнюю Куюльтепу, а также город Гуй- алом для полноценной и долговремен-
шуань (Мугтепа). Интенсивность древ- ной оценки сейсмической опасности
него сейсмического события состави- важнейшего региона Средней Азии,
ла VIII–IX баллов. Следы этого земле- где сходятся границы трех государств
трясения имеются и на городище Эски и проживает более 10 миллионов че-
Ахси (Ахсикент). Аналогичное силь- ловек. Если следы сильных землетря-
ное землетрясение произошло поз- сений сравнительно хорошо сохраня-
же: в XI – первой половине XII в. Сле- ются в горах, то на равнинах они очень
ды этого сейсмического события были быстро «залечиваются» – их уничтожа-
прослежены нами на ряде объектов Ка- ет хозяйственная деятельность чело
раханидского периода в шахристане века. ХХ век с его партийными пла-
и рабаде Ахсикета. нами, совхозами и колхозами, буль-
дозерами и экскаваторами особенно
Были ли еще сильные землетрясения печально примечателен в этом отно-
в Ферганской долине? «Новый каталог шении.
сильных землетрясений на территории
СССР с древнейших времен до 1975 г.» Наши археосейсмологические ис-
под ред. Н.В. Кондорской, В.М. Шеба- следования – лишь начало пути. Тер-
лина сообщает о Наманганском зем- ритория Ферганской долины заселена
летрясении 1494 г., I0 = VIII–IX баллов. уже многие тысячи лет, здесь находят-
Сведения об этом землетрясении отры- ся многочисленные археологические
вочные, разнящиеся по разными исто- памятники – кладезь сейсмической
рическим источникам. Однако факт информации, своего рода «окаменев-
шие сейсмоскопы», ждущие своих ис-
1 В предыдущей работе оно было датиро- следователей. Специальное изуче-
вано I в. н.э. ние их поможет ответить на главные
вопросы сейсмологии: «Где, какой
40
Земля и Вселенная, 6/2020
Пригород (рабад)
3 Шахристан-2 сай
сай
79 10 4
Шахристан-1
6
Цитадель5118
0 50 м
Рис. 2. Космический снимок городища Кыркхуджра. Арабские цифры локализуют наши точки
наблюдения – номера рисунков в данной работе. Снимок Google Earth
силы и к огда?» Попытке ответить на сток расположен в дельте реки Гава-
эти вопросы посвящена и эта наша сай – одном из правых притоков Сы-
работа2. рдарьи3. Географические координаты
памятника 40°50′54″ северной ш ироты
ИСТОРИКО-АРХЕОЛОГИЧЕСКИЕ и 71°06′43″ восточной долготы, высота
ИССЛЕДОВАНИЯ над уровнем моря 390 м (рис. 2). В ге-
ографическом плане территория вхо-
Городище Кыркхуджра (Чильхуджра) дит в равнинную часть правобере-
находится в 2 км на юг от г. Пап, ря- жья Сырдарьи в северо-западной час
дом с селением Келачи в Папском рай- ти Ферганской долины. Этот регион
оне Наманганской области, на правом с севера окаймляет система Чаткало-
берегу реки Сырдарьи. Данный уча- Кураминских горных хребтов, с кото-
рых стекает множество сезонных и по-
2 М ы использовали традиционный набор стоянных водотоков (саев), входящих
методов, изложенный в монографии в речную систему Гавасая. Памятник
Archaeoseismology. Основные методо-
логические положения, разрабатывае- 3 Памятник был зарегистрирован в 1982 г.
мые одним из авторов, были изложены М. Исамиддиновым, а изучен в 2012,
в статьях А.М. Корженкова и Э. Мазора 2013 и 2015 гг. специальным археоло-
и последующих работах А.М. Корженко- гическим отрядом под руководством
ва и его соавторов. А. Анарбаева.
Земля и Вселенная, 6/2020 41
расположен на второй террасе Сыр стоков. Размеры и форма, вероятно, сви-
дарьи и представляет собой систему детельствуют о том, что это остатки ци-
холмов (тепе) со средней высотой 5–8 м тадели города, т.е. часть поселения, где
от основания, вытянутых с юго-запада располагалась резиденция правителя.
на северо-восток. Холмы сложены лес- Далее можно предположить, что углуб
совыми породами и аллювиальными от- ления в виде русел – это остатки рва,
ложениями. В естественных обнажениях в свое время окружавшего цитадель.
видно, что данный участок в геологиче- Остальная часть останцев, видимо, пред-
ской истории подвергался воздействию ставляла собой основную часть города.
сезонных селевых потоков, которые Раскопками в 2015 г. на цитадели
наносили слои речного песка, гальки и основном городе выявлена систе-
и мелкозема. Почти вся Холмы сложены ма крепостных стен тол-
поверхность объекта заня- лессовыми породами щиной до 5,3 м и плат-
та мусульманским кладби- форм, возведенных глино-
щем эпохи позднего Сред- и аллювиальными битным способом, иногда
невековья (XVII–XVIII вв.) отложениями. с использованием сырцо-
и Нового времени. вых кирпичей. Эта наи-
В естественных более ранняя крепостная
Городище располагалось обнажениях видно, стена окружала цитадель
в оазисе Гавасая. Это один что данный участок и основную часть горо-
из самых крупных оази- да и зафиксирована в не-
сов северной части Фер- в геологической
истории подвергался
воздействию сезонных
ганской долины в преде- селевых потоков, скольких точках. Этот пе-
лах Наманганской области. которые наносили слои риод обживания городища
Данная территория пред- речного песка, гальки обозначен первым строи-
ставляла собой плоскую тельным периодом и да-
и мелкозема.
равнину с небольшим об- тируется V–IV вв. до н.э.
щим уклоном по линии север-юг в сто- Заселение же данной территории на-
рону Сырдарьи. Благоприятный кли- чалось в конце VI в. до н.э.
мат, обилие воды, мощные плодород- Через некоторое время крепостная
ные почвы, естественная мелиорация стена цитадели перестраивается пу-
и дренирование почв из-за уклона, тем дополнения укреплений-панци-
близость к источникам полезных иско- рей к основной массе стены. Эти своего
паемых, а также расположение на трас- рода «рубашки» были сделаны с обеих
се древнего Шелкового пути обуслови- сторон стены первого периода и имели
ли активное заселение данной терри- толщину около 2,7 м каждая. В резуль-
тории еще на ранних этапах истории. тате ширина крепостной стены достиг-
Памятник представляет собой остатки ла около 11 м. Эта перестройка второго
руин города, площадью более 10 га, су- строительного периода, видимо, была
ществовавшего в период с V в. до н.э. осуществлена в начале I в. до н.э. Точ-
до IV–V вв. н.э. нее, эти монументальные оборонитель-
С географической точки зрения в ру- ные стены были возведены сразу после
инах поселения можно выделить самый нашествия китайских войск в Фергану,
высокий холм округлой формы с окру- что происходило, по-видимому, меж-
жающей его плоской площадкой прямо- ду 100–90 гг. до н.э. Такой технический
угольной формы. Холм и площадка на- способ укрепления старых стен хоро-
ходятся на южной окраине памятника шо известен в истории фортификации
и отделены от остальной части останца Средней Азии, в частности, в столич-
углублением в виде русла эрозионных ном городе Фаргана-Ахсикет.
42 Земля и Вселенная, 6/2020
Позже, в третьем строительном пе- мощностью 0,50–0,55 м могли образо-
риоде ранняя крепостная стена с «ру- ваться в течение 500 лет. Значит, до по-
башками» прекращает функциони- явления города здесь процветало оро-
ровать, ее поверхность нивелируется шаемое земледелие, т.е. не позднее на-
и используется в качестве пола ново- чала X в. до н.э. зародилось поливное
го строения. В этот период возводит- земледелие, которым люди занимались
ся новая мощная крепостная стена, в течение примерно 500 лет.
расположение которой свидетельству- После этого, как показали исследова-
ет о расширении нижней площадки ния, происходит природная аномалия.
цитадели. Эта новая крепостная сте- Об этом свидетельствуют селевые от-
на тоже была построена глинобитным ложения, которые были зафиксирова-
способом, имела мощность у основания ны над агро-ирригационными слоями.
7,8 м и теперь уже включала в систему Археологические материалы показыва-
фортификации ров, вероятно, запол- ют, что в V в. до н.э. на месте городища
ненный водой и, таким образом, уси- Кыркхуджра (Чильхуджра) над выше
ливавший оборону цитаде- упомянутыми селевыми
ли. Крепостная стена треть- Сравнительный анализ отложениям строится го-
его периода по археологи- археологических род площадью более 10 га,
ческим материалам теперь и палеогеографических который функционировал
датируется I в. до н.э. материалов до V в. н.э. От него сохра-
На территории памятни- показал, что ниже нились всего лишь около
культурных слоев были 3,5 га.
ка культурные слои с нали- зафиксированы агро-
чием находок, которые мог- ирригационные слои Городище Кыркхуд-
ли бы датироваться пос мощностью 50–60 см жра сегодня – пока един-
ле V в. н.э., не обнаружены. и селевые отложения. ственный хорошо сохра-
Видимо, в V в. н.э. населе- нившийся памятник эй-
ние город покидает, и дан- латано-актамской культу-
ная территория остается незаселен- ры древней Ферганы. Особенно важно
ной вплоть до XVII в., когда на холмах то, что, как показали исследования, го-
памятника появляются полуземлянки родище на самом раннем этапе сво-
и худжры чилляхана (землянки). Этот его существования в своей структуре
четвертый этап в жизни памятника был имело все элементы, характерные для
очень коротким, после того как переста- древнего города: укрепленную цита-
ли функционировать полуземлянки, его дель и шахристан (рис. 2). Цитадель со-
территория стала использоваться под стоит из двух частей: верхняя площад-
кладбище вплоть до середины XX в. ка и нижняя площадка. Здесь мощность
Сравнительный анализ археологи- культурного слоя составляет более 2 м.
ческих и палеогеографических мате- Судя по археологическим раскопкам,
риалов показал, что ниже культурных на верхней площадке находился дон-
слоев были зафиксированы агро-ирри- жон – сильно укрепленная часть цита-
гационные слои мощностью 50–60 см дели, а на нижней площадке, видимо,
и селевые отложения. Нам известно, располагался дворец правителя.
что в Ферганской долине при ороше- Шахристан также состоит из двух ча-
нии за год наносится слой около 1 мм, стей. Первый шахристан окружал цита-
а при десятилетнем непрерывном оро- дель с севера и с северо-востока. Сохра-
шении образуется слой отложений нился он частично, где были зафиксиро-
в 1 см. Исходя из этого, можно сделать ваны культурные слои толщиной более
вывод, что агро-ирригационные слои 2 м. Второй шахристан сохранился так-
Земля и Вселенная, 6/2020 43
же частично. Здесь мощность культур- столетий. В это время и позже кара-
ного слоя сравнительно мала. Комплекс ванный путь, связавший Восток с Запа-
материалов исследований, п олученных дом, так называемый «Северный путь»,
на центральном холме, позволяет аргу- проходил через Фергану. По этому пути
ментированно отнести его к культовым китайский шелк и бронзовые изделия
сооружениям. Х арактер бережного, осо- проникали в Северное Причерноморье,
бого отношения к золе жителей города, а обратно на Восток везли изделия из
характерное для поклонения огню, по- стекла, ферганских «небесных» лоша-
зволяет отнести это культовое соору- дей, хлопок, фрукты и т.д.
жения к храмам подобного типа. Здесь
мощность культурного слоя составляет Анализ археологических материалов
один метр. На остальных участках вто- дал возможность установить, что город-
рого шахристана мощность культурного ская жизнь, прекратившаяся на городи-
слоя достигает всего лишь 0,5 м, а в се- ще Кыркхуджра, видимо, возобновилась
веро-восточном участке, где проходит на памятнике Баландтепа, расположен-
железная дорога, его толщина составля- ном в 1 км к западу. Жизнь на городи-
ла 20–30 см, представленная в переме- ще Баландтепа началась в первых веках
шанном или выветренном виде. нашей эры и достигла расцвета в VI–
VIII вв. Городская жизнь продолжала
Как показали исследования, на севере развиваться и в IX–XII вв. на памятнике
и севере-востоке от шахристана распо- Темиркасмоктепа, расположенном к се-
лагался пригород (рабад), где размеша- веру от Баландтепа. Также по сообще-
лись ремесленные кварталы. Но, к сожа- ниям письменных источников, в эпоху
лению, эта часть города была уничтоже- Т имуридов (XIV–XVI вв.) городская
на и распахана в 1960–70 гг. Сейчас эта жизнь переместилась на территории
зона занята под сельхозугодия. современного города Пап. Пап оставал-
ся одной из неприступных крепостей
Таким образом, полученные данные Ферганской долины. В частности, Бабур,
ставят Кыркхуджра в один ряд с такими среднеазиатский полководец, поэт и го-
крупными и важными памятниками, как сударственный деятель, живший в XV–
Ахсикент, Ходжент и Канка. Их общие XVI вв., в своей к ниге «Б абурнаме» не
особенности состоят в том, что все они раз упоминает крепость Пап с отлич-
располагались на правом берегу Сырда- ной обороной, оказавшейся свидетелем
рьи и были построены в один и тот же многих важных политических событий.
период. Известно, что период последних
веков до нашей эры в истории средне КРАТКИЙ ОЧЕРК
азиатского региона был бурным в по- ГЕОЛОГО-ТЕКТОНИЧЕСКОЙ
литическом и общественно-культурном И СЕЙСМОЛОГИЧЕСКОЙ
плане. Походы Александра Македонско- ИЗУЧЕННОСТИ РЕГИОНА
го в регион, начало Великого передви-
жения народов из Внутренней Азии на Объект археосейсмологических иссле-
юг, юго-запад и запад, бурное развитие дований, как уже было отмечено выше,
городской культуры, начало активного расположен на территории Ферган-
функционирования Великого Шелкового ской впадины, в 42 км на юго-запа-
пути, походы китайских войск в целях де от г. Намангана в Папском районе
получения богатств Ферганской долины, Наманганской области Узбекистана.
в частности, породистых лошадей, рас-
пространение различных религий, тех- Согласно тектоническому (геоди-
нологий, идей – все это п роизошло за намическому) районированию цент
короткий период, в течение двух-трех
Земля и Вселенная, 6/2020
44
16 15 14
13
Рис. 3. Карта активных разломов Памиро-Тянь-Шаньской области (Трифонов В.Г., Соболева О.В.,
Трифонов Р.Г., Востриков Г.А. Современная геодинамика Альпийско-Гималайского коллизионного
пояса // Москва, ГЕОС, 2002, 250 с.). Условные обозначения: 13 – Южно-Ферганский разлом;
14 – Северо-Ферганский разлом; 15 – Каржантауская система разломов
ральной части Западного Тянь-Ша- зозойское время (300–65 млн лет назад),
ня, на территории Ферганской впади- морфология разлома – взбросо-надвиг.
ны (Восточный Узбекистан) выделены
главные глубинные контролирующие Северо-Ферганский разлом в совре-
структуры: Южно-Ферганский разлом, менном плане – естественная историче-
Сев еро-Ферганский разлом и их одно- ская граница между Чаткало-Курамин-
именные флексурно-разрывные зоны. ским срединным массивом и Ферган-
ской депрессией, который протянулся от
Наманганская область расположе- г. Бекабада на юго-западе до оз. Сарыче-
на между Северо-Ферганским разло- лек на северо-востоке. Если на юго-за-
мом и Северо-Ферганской флексурно- паде ширина его зоны колеблется от
разрывной зоной, простираясь с се- 2–3 км до 5–10 км, то на северо-восто-
веро-востока на юго-запад, охваты- ке, в районе Нанайской котловины ши-
вая предгорную полосу Кураминского рина зоны разлома достигает 20–25 км.
хребта (рис. 3, 4, 5).
На юго-западе до поперечных Кум-
Северо-Ферганский разлом протя- бель-Кенкольских разломов Северо-
женностью 240 км, а зоны дизъюнкти- Ферганский разлом представлен от-
ва шириной 5–25 км на юго-западе и до носительно узкой зоной. В пределах
20–25 км на северо-востоке. Время зало- Кумбель-Кенкольского разломов – это
жения разлома – верхний палеозой–ме- линия, вероятно, с вертикальной пло-
скостью падения. Дальше, к северо-вос-
Земля и Вселенная, 6/2020
45
12 3 А
45 Кассансай П
С.Ф. Разлом
5 42
67 11 9 6 В ПГ
10 3Г
8С 8 33 Л
Т 14 13
38 37 31 32
РВ
42 30
34
47 М 48 45 40 35
49Б48 НН 43 39 36Л К 29
15 Е 17ДЖ44182109 И Е22 О 43 О
М 25 И 27 28
24
Б 30 I1 К З
Д 26
З
16 T1
Рис. 4. Схема расположения важнейших разломов, флексур, антиклинальных складок
Ферганской впадины (Зуннунов Ф.Х., Зильберштейн М.Б., Перельман И.И., Пак В.А.,
Пшеничная З.Д., Харитонов А.И., Грудкин К.А., Ефимов Г.П. Глубинное геологическое строение
Ферганской межгорной впадины и его изучение геофизическими методами. //Ташкент,
Изд-во ФАН, Узбекской ССР, 1973, 192 с.). Условные обозначения: 1 – выходы на поверхность
домезозойских образований; 2 – линии размыва туркестанских слоев палеогена; 3 – северный
борт; 4 – центральный грабен; 5 – южный борт; 6 – разломы; 7 – флексуры; 8 – антиклинальные
складки изученные сейсморазведкой и выраженные в палеогеновых отложениях
току зона расщепляется, обтекая с севе- Еще один важный факт – смещение
ро-запада и юго-востока Бозбутауское Северо-Ферганского разлома в сторону
поднятие. Северо-западная ветвь со- полосы антиклиналей Чуст-Папская, Ка-
впадает с зоной Чаткало-А тойнакского сансайская, Наманганская, что и пред-
разлома, выходящего на оз. Сарычелек. полагали ранее В.И. Попов и О.А. Рыж-
Юго-восточная ветвь является есте- ков. Иными словами, разлом не нахо-
ственной границей с Боястанской ба- дится, как обычно, в зоне контакта от-
рьерной грядой Бозбутау. ложений палеозоя и мезокайнозоя,
а смещен на 6–8 км на запад, юго-запад.
Как заметили исследователи В.И. По-
пов, О.А. Рыжков, Д.Х. Якубов, отмеча- Смещение осей складок на юго-за-
ется постоянное надвигание Чаткало- пад и юг, вероятно, происходит за счет
Кураминских гор по Северо-Ферган- влияния полей тангенциальных тек-
скому разлому в сторону Ферганской тонических напряжений, возникаю-
впадины, которое выражено смеще- щих в результате роста Чаткало-Кура-
нием осей новообразованных складок минской мегантиклинали. Эти напря-
на 200–500 м в сторону Ферганской жения в условиях регионального суб-
впадины. меридионального горизонтального
сжатия Тянь-Шаня могут привести к
46
Земля и Вселенная, 6/2020
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
2020_06
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search