Как советская наука боролась с арктическими льдами

Это звучит невероятно, но на протяжении последнего столетия существование арктических льдов было признано серьезной проблемой, с которой приходится иметь дело науке. Глобальное потепление не вызвало той паники, которую люди так стараются разжечь сегодня. Напротив, стремление повысить «градусы» с целью освобождения прибрежных вод северных морей для судоходства вдохновляло ученых того времени на разработку разнообразных глобальных проектов, порой граничащих с фантастикой. Конечно, советские ученые не обошли эту тему стороной.

Еще в октябре 1959 года в «Литературной газете» появилась статья, в которой подробно описывался проект инженера П.М. Борисова, предлагавшего слегка подогреть воды Северного Ледовитого океана (именно подогреть) путем искусственного «регулирования» морских течений. Напомним, авторы проекта мечтали перекрыть Берингов пролив плотиной длиной более 90 километров. На плотине пришлось установить мощные насосы, чтобы перекачивать холодную воду с севера на юг в воды Тихого океана. Цель — увеличить приток теплой атлантической воды для лучшего прогрева Арктики. По расчетам, суточный объем откачки должен составить не менее 500 кубических километров (что в 763 раза превышает современный суточный сток реки Волги в Самарской области!).

Как мы уже неоднократно отмечали, подобные глобальные амбиции были в то время не редкостью и поэтому свободно обсуждались даже в научных кругах. В этом отношении проект инженера Борисова не является исключением. Его также разобрали по частям. В 1960 году журнал Nature опубликовал критическую научную статью, в которой доказывалось, что проект полностью провалился и принес больше вреда, чем пользы. Точнее, специалисты в области геофизики и гидрологии просто не видят в этом никакой пользы. Они считают, что подобные технологические достижения вовсе не приведут к потеплению северных морей, но нанесут большой вред природе.

Тем не менее, в то время в нашей стране, хотя и не в столь больших масштабах, работа по предупреждению и борьбе с арктическими льдами велась достаточно успешно. Точнее, наши ученые разработали различные методы, направленные на ускорение таяния льдов в районе Северного морского пути. Проблема судоходства в этих районах заключается не только в том, что водные пути покрыты льдом на протяжении месяцев, но и в том, что заливы, бухты и эстуарии очищаются лишь на полтора месяца позже, чем прилегающие моря. В результате полярные порты были закрыты слишком долго. Ледоколы в этой ситуации бесполезны. Эту проблему необходимо решать, поскольку она напрямую связана с экономикой нашей страны. От него страдают не только моряки, но и рыбаки, строители, летчики и исследователи, работающие на Севере. Все они напрямую заинтересованы в скорейшем очищении воды и суши ото льда и снега с началом короткого арктического лета.

В советское время над решением этой проблемы работали специалисты Арктического научно-исследовательского института. Они разработали метод, который может «ускорить» таяние на разных широтах Арктики, запуская процесс примерно на месяц раньше, чем это было бы в естественных условиях. В чем суть этого метода? Фактически, поверхности, покрытые снегом или льдом, отражают почти 90 процентов солнечного излучения обратно в атмосферу. Если бы такая поверхность была покрыта фрагментированным темным материалом, альбедо было бы ниже, а солнечное тепло способствовало бы таянию более эффективно.

Ученые заметили, что с апреля по июль каждого года Арктика получает столько же лучистого тепла, достигающего поверхности, сколько и многие южные широты. Однако процесс плавления занимает 2,5–3 месяца. Идея «удержания» лучистого тепла от поверхности не нова. Русские крестьяне, живущие на севере, издавна посыпали ульи и огороды золой и сажей, чтобы быстрее убрать снег. Весной они сделали то же самое и заморозили лодки в лед. В СССР решили дать этому устаревшему методу научную основу.

В 1937 году на полярной станции «Мыс Шмидта» опытный участок площадью 1 квадратный метр был окрашен шлаком и фуксином метр. Он оттаял на восемь дней раньше остальных. В том же году на мысе Челюскин образовался ледяной горб, но к середине июля он растаял. Подобные эксперименты повторялись в течение нескольких лет.

После войны ученые задавались вопросом: почему эта правильная идея не получила широкого применения и широкой практической разработки? Оказывается, все это произошло из-за плохого выбора материалов, отсутствия масштабных экспериментов и недостаточного изучения физики плавления. Другое дело, когда вы вручную распыляете средство на расстоянии 10–20 метров вокруг своего судна. Но когда открываешь арктические фьорды и прокладываешь судоходные пути протяженностью в десятки и даже сотни километров, ситуация совершенно иная.

На Новой Земле была построена одна из первых советских полярных станций

В 1949 году такой экспериментальный канал был открыт на острове Диксон и для этой цели была организована специальная научно-исследовательская экспедиция.

Обратите внимание: Современная наука не объясняет как устроен наш мир.

Пурпурный цвет и пигменты для этой цели не подходят, так как они легко смываются водой. Еще более эффективны различные смеси шлака, угольной пыли, черного песка и обычного желтого песка. После выброса они сразу же проникли в толщу ледяного слоя. Чтобы выгнать их, необходимо разрушить стены ледника.

Эксперименты показали, что шлак, угольная пыль и черный песок плавятся примерно с одинаковой скоростью. Снег, который опыляется больше всего, начинает таять со скоростью 8 см в день. Также была определена оптимальная концентрация опыления. На самом деле, слишком сильное затемнение поверхности может иметь противоположный эффект, поскольку слишком толстый слой материала может начать действовать как изолятор. Эксперименты показали, что снижение альбедо должно быть ограничено 20%. Также было определено лучшее время для опыления — примерно за 1,5–2 месяца до начала естественного таяния снега. Обычно в западной Арктике (от Архангельска до Тикси) эти даты приходятся на начало мая. В восточном регионе (от Тикси до залива Провидения) осадки выпадают в середине апреля. Нет смысла опылять слишком рано, так как снегопад сведет всю работу на нет.

Технически процесс осуществляется с помощью саней, прицепленных к трактору. В отдаленные районы - самолетом. В последнем случае обычно совершается 15–18 рейсов в одном месте. В результате получается непрерывная лента шириной 15–17 метров. Для обработки взлетно-посадочной полосы длиной в один километр требуется всего три часа полета.

По данным ученых того времени, сразу после опыления снег начал таять в больших количествах, причем скорость его таяния была в три-четыре раза выше, чем она могла бы происходить естественным путем. В целом экспериментальная работа в этом масштабе показывает, что такой подход к излучению может решить множество практических проблем. Темпы открытия проливов и заливов ускорились, а время навигации увеличилось. Очистка аэропортов от пыли также позволяет им быстрее возобновить работу после зимы. Наконец, раннее удаление льда оказывает весьма положительное влияние на промысел морских животных.

Интересно, что первые серьезные работы по опылению были проведены в 1951 году в порту Певек, расположенном в горловине Чаунской губы.

Так сегодня выглядит гавань Певека

Здесь был построен канал длиной 20 км. Работы были завершены 22 мая, и сразу же начались наблюдения за таянием снега на всей территории. Примечательно, что таяние началось немедленно: к 5 июня образовались обширные промоины, а к 26 июня появились прорывы. Образовавшиеся таким образом водные пути ускорили общее таяние льда в заливе. Подобные попытки предпринимались и в последующие годы.

Стоит отметить, что радиационный метод применяется не только в Арктике. Хорошие результаты были достигнуты также в южных районах страны. Подобные работы проводятся на реках, крупных водохранилищах и горных ледниках (для увеличения стока горных вод). Как утверждают ученые, этот метод разумно использует свободную энергию солнца и «удерживает» часть ее на поверхности.

Насколько актуален этот опыт для нашего времени? Мы понимаем, что в контексте борьбы с глобальным потеплением опрыскивание полей сажей будет интерпретироваться как увеличение «углеродного следа», что часто связывают с глобальным потеплением и против чего решительно выступают люди. Однако для жителей Сибири этот опыт может оказаться весьма значимым. Мы уверены, что в наших краях найдется немало садоводов-любителей или мелких фермеров, которые с удовольствием воспользуются соответствующими смесями и техническими регламентами. К сожалению, тема была отложена».

источник

Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.

Источник статьи: Как советская наука боролась с арктическими льдами.