Арктика играет критическую роль в климатической системе планеты и является наиболее чувствительной ее частью, особенно когда речь идет о потеплении, связанном с эмиссией парниковых газов и изменением пресноводного баланса. Современные и будущие изменения, которые климат вызывает в арктических морских экосистемах и биогеохимических циклах этих систем, оказывают и будут в дальнейшем оказывать серьезное влияние на состояние окружающей среды и экономику Российской Федерации, включая определяющее воздействие на освоение природных ресурсов, развитие и экологию Северного морского пути, жизнь коренных народностей Севера.
Климатическая система Арктики представлена сложнейшим комплексом физических и биогеохимических процессов, взаимодействующих друг с другом в масштабе различных временных шкал, от дней до десятилетий. В результате этого сложного взаимодействия реакции арктической системы на происходящие климатические изменения и мощный антропогенный форсинг трудно предвидеть. Очевидно, что ответы различных физических и биогеохимических компонентов системы будут различными, что и будет определять суммарный эффект всей системы в целом. Для эффективного мониторинга ключевых параметров, необходимых для выявления, понимания, и оценки основных процессов в системе климат-криосфера-углерод необходим системный и комплексный подход основанный на использовании спутниковых методов отвалидированных по данным наблюдений.
В докладе, базирующемся на результатах 30-летних оригинальных исследований и литературных данных показано, что Северный Ледовитый океан, включающий подводную мерзлоту и окруженный деградирующей наземной мерзлотой, служит интегратором изменений, происходящих не только на шельфе, но и в водосборах арктических рек и на побережье. Поскольку обратные связи, определяющие центральную роль Арктики в климатической системе планеты, обусловлены в первую очередь, взаимодействием между гидрологическим циклом и циклом углерода, изучение динамики и взаимосвязи отдельных компонентов этих циклов между собой, является методологической основой данного многолетнего исследования. Показано, что изменения в морских экосистемах, связанные с мобилизацией гигантских резервуаров древнего органического вещества (ОВ) и запасов природных углеводородов, прежде надежно законсервированные в многолетних мерзлых толщах, представляют собой новую и ранее неизвестную мировому научному сообществу обратную связь опосредованно через эмиссию основных парниковых газов (СО2 и СН4), обусловленную деградацией наземной и подводной мерзлоты, последствия которой трудно предсказать. Эмиссия парниковых газов вследствие расконсервирования депозитов природных углеводородов, особенно метана, может приобрести широкомасштабный характер и вызвать необратимые климатические изменения. Исследованы процессы транспорта и трансформации наземного ОВ в арктической системе «суша-шельф». Установлено, что среди его аллохтонных источников важнейшими являются продукты эрозии берегового ледового комплекса, а также речной сток. Показано, что продукты окисления эрозионного ОВ – основной источник углекислого газа в водную толщу и в атмосферу на обширном шельфе морей Восточной Арктики. Показано, что уникальная база авторских данных по морям Восточной Арктики, где наиболее ярко выражены биогеохимические последствия современного потепления, может стать основой для тестирования нового поколения спутникового мониторинга арктического шельфа на национальном и мировом уровне.