Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Стратегия исследований в рамках данного проекта основана на следующей гипотезе: 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 стратегической основой данного исследования. Именно в таком контексте, в 1990х были начаты авторские исследования, направленные на исследовании биогеохимических и возможных климатических последствий в результате мобилизации (“перекачке“) и трансформации древнего углерода в арктической системе суша-шельф-атмосфера: 1) с речным стоком и в результате эрозии берегового ледового комплекса из мерзлоты, деградирующей на суше, 2) в результате массированной разгрузки геофлюида, включая пузырьковый метан, вследствие прогрессирующей деградации подводной мерзлоты. В рамках данного проекта модифицируется и развивается новый методологический подход, основанный на системном анализе комплекса органо-геохимических, биогеохимических, изотопных, микробиологических данных, который дополняется геофизическими и геологическими исследованиями состава и структуры донных отложений, включая состояние подводной мерзлоты. Особое внимание уделяется изучению изменчивости гидрологического режима, с фокусом на характерных циркуляционных особенностях и взаимодействии водных масс, включая речные, халоклинные и атлантические (фрамовская и баренцевоморская ветви) воды. Наиболее достоверные оценки генезиса органического вещества (ОВ) и осадочного материала дает комплексное соотношение генетически разных типов ОВ, с учетом литологических, вещественно-генетических типов донных отложений и структуры дна. Поэтому, в основе работы лежит комплексная интерпретация группового, молекулярного, элементного и изотопного состава ОВ донных осадков в разных географических обстановках – совместно с оценкой вещественно-генетического состава отложений, а также особенностей и факторов формирования литолого-геохимических, криологических и геоморфологических характеристик. Кроме того, большое внимание уделяется экологическим аспектам состояния Северного морского пути, включая исследование: 1) мобилизации, транспорта и трансформации тяжелых металлов в современные биогеохимические циклы вследствие деградации мерзлоты, 2) экстремальной асидификации вод вследствие окисления эрозионного органического углерода и влияния распреснения вод на карбонатное равновесие, 3) микропластика и макропластика - как индикаторов циркуляции водных масс. В первый год были выполнены комплексные исследования по всем заявленным задачам, с внесением некоторых изменений, обусловленных природными факторами, к которым-в первую очередь, относятся аномальные ледовые условия, что привело к невозможности прохода через пролив Вилькицкого в моря Восточной Арктики. Поэтому экспедиционные исследования были выполнены в Карском море, которое в контексте состояния подводной мерзлоты занимает промежуточное положение между морями Восточной Арктики, где находится более 80% всей подводной мерзлоты, и Баренцевым морем, где подводная мерзлота уже деградировала. Для получения новых данных и расширения авторской базы данных (и коллекции донных осадков) основные исследования были направлены на изучение особенностей транспорта и трансформации углерода и пресной воды Великих Сибирских рек Оби и Енисея на шельфе Карского моря, изучению пингоподобных донных структур –предполагаемых предвестников образования кратеров на суше и в море. По маршруту переходов судна осуществлен 3х уровневый непрерывный высокопрецизионный мониторинг атмосферных мольных фракций диоксида углерода, метана и изотопного состава углерода (дискретность измерений 5 минут), выполнены более 900000 измерений содержания растворенного метана (экстракция методом динамического парофазного анализа) в поверхностной воде. На разрезах и полигонах в эстуарных областях и участках распространения пингоподобных морфоскульптур на внутреннем и среднем шельфе Карского моря проведены электроразведочное и гидромагнитное зондирование дна с целью определения распространения, условий залегания и мощности многолетнемерзлых пород, идентификации таликовых зон. Для выявления связей между местами массированной разгрузки пузырькового метана и сейсмотектонической активностью был выполнен анализ 2х-летних записей донных сейсмографов, установленных в море Лаптевых в период (2018-2020 гг.), и в рамках проекта осенью 2021 г. было установлено 5 новых донных станций в ключевых районах Карского моря в рамках АМК 86 (рис. 5). Первые результаты, полученные в море Лаптевых, свидетельствуют об обнаружении множественных микроземлятрясений в некоторых районах, который ранее считались фоновыми в контексте сейсмотектонической активности. Этот предварительный результат может привести к существенному пересмотру подходов к моделированию стабильности гидратов и темпов деградации подводной мерзлоты снизу-вверх, что крайне важно для понимания и предсказания потоков пузырькового метана в ближайшем будущем (Krylov et al., Sensors, 2021). Более того, это направление работ развивается в более масштабном контексте - путем сравнения влияния сейсмотектонических факторов в районе моря Лаптевых и в Охотском море, в районах границы между Евро-Азиатской и Северо-Американской мега-плитами, с данными многолетних наблюдений за пузырьковой разгрузкой метана (Черных и др., Бюлл. ТПУ, 2021). Пробы, отобранные в авторских арктических экспедициях на НИС Академик М. Келдыш в 2021 и 2020 гг., стали основой для последующего комплексного молекулярного и изотопного анализа растворенного и взвешенного ОВ, а также ОВ донных осадков - для прослеживания транспорта и трансформации ОВ наземного происхождения и выявления его биогеохимической роли на арктическом шельфе, включая процессы осадконакопления и диагенеза. На основании полученных новых данных РОВ, устьевая область реки Оби характеризуется высоким вкладом ароматических соединений, а именно, гидролизуемых и конденсированных таннинов, а также фенилизопропаноидов (лигнинов). В то время как РОВ дельты реки Лена характеризуется высоким содержанием более насыщенных компонентов, а именно, терпеноидов и насыщенных лигноподобных компонентов. Данные различия молекулярного состава РОВ могут указывать на гораздо более высокий вклад ОВ, высвобождаемого (мобилизованного) в результате таяния многолетнемерзлых пород, в составе реки Лены по сравнению с рекой Обь (Chreptugova et al., paper in preparation). Кроме того, методически обосновано применение насыпного сорбента Bondesil PPL для извлечения РОВ в препаративных количествах (Perminova, Khreptugova et al., Water, submitted). Наиболее достоверные оценки генезиса ОВ и осадочного материала дает комплексное соотношение генетически разных типов ОВ, с учетом литологических, вещественно-генетических типов донных отложений и структуры дна. Поэтому, руководителем проекта совместно с проф. О. Густафссоном, академиком шведской Королевской Академии наук, в начале 2000х (Semiletov and Gustafsson, EOS, 2009) было начато формирование совместной базы данных, в основе которой лежит комплексная интерпретация группового, молекулярного, элементного и изотопного состава ОВ донных осадков в разных географических обстановках – совместно с оценкой вещественно-генетического состава отложений, а также особенностей и факторов формирования литолого-геохимических, криологических и геоморфологических характеристик. В рамках данного проекта в журнале Earth Syst. Science Data (Martens, Romankevich, Semiletov et al., 2021) была опубликована первая версия базы данных CASCADE (Circum-Arctic Sediment Carbon DatabasE). Для оценки экспорта наземного ОВ и выявления его роли в процессах седиментации и биогеохимических циклах на арктическом шельфе были собраны данные по содержанию ОВ в поверхностных осадках с 4244 океанологических станций, 2313 станций с данными по содержанию общего азота (T/N), а также ряд молекулярных и изотопных параметров ОВ, включая биомаркеры (C/N ratios, δ13C, Δ14C and plant biomarkers i.e. long chained n-alkanoic acids and n-alkanes, lignin phenols). Эти данные дают научно-обоснованную платформу для изучения генезиса, роли транспорта и трансформации ОВ мобилизованного из деградирующей мерзлоты на весь арктический шельф. Роль биогенной современной продукции метана из ОВ, мобилизованного из подводной мерзлоты моря Лаптевых, и для сравнения – Карского моря (предположительно островная мерзлота) и Баренцева моря (подводная мерзлота отсутствует) изучается участниками проекта (группа Н. В. Пименова) из ФИЦ Биотехнологии. Первые результаты опубликованы в журнале Microorganisms (Begmatov, Pimenov, Ravin.), 2021. Наряду с процессами метаногенеза, в отобранных участниками проекта пробах, радиоизотопными и молекулярно-биологическими методам изучаются процессы окисления метана, как в аэробной водной толщи, так и в восстановленных осадочных отложениях. Установлена связь оптических характеристик и состава РОВ с концентрациями растворенного СО2 в главном русле р. Лены (Пипко и др., ДАН, 2021). Показано, что оптические параметры вод являются полезным инструментом для понимания динамики и качества речного РОВ, а также его взаимосвязи с потоками СО2 в арктических реках. Интенсивность потоков СО2 в атмосферу (FCO2) изменялась от 0.8 до 137.9 ммоль м-2 сутки-1 при среднем значении 31.3 ммоль м-2 сутки-1. В результате в июле 2017 г. с исследуемой части реки (1628 км русла при средней ширине 2 км) в атмосферу поступило порядка 3.8  104 т С в форме СО2, что лишь на порядок ниже среднемесячного выноса водами реки растворенного органического и неорганического углерода, рассчитанного для замыкающего створа (4.8  105 т С и 7.8  105 т С соответственно). Полученные средние значения FCO2 оказались сопоставимы с величинами потоков в системе вода-атмосфера в период летней межени в главном русле другой «мерзлотной» реки – Колымы и более чем в три раза ниже средних потоков, рассчитанных для вод р. Оби в летний сезон 2016 г. (102.1 ммоль м-2 сутки-1, авторские данные). Такое различие в величинах FCO2 определялось более высокой степенью пересыщения вод Оби СО2, обусловленной, в первую очередь, состоянием многолетнемерзлых пород в бассейне реки. Особое внимание было уделено выявлению экологических эффектов, обусловленных связями между транспортом и трансформацией наземного ОВ и мобилизацией тяжелых металлов в современные биогеохимические циклы в результате деградации мерзлоты в водосборах сибирских рек. Для выявления особенностей роли потоков ОВ различного генезиса в системе река Лена-море Лаптевых, в контексте выноса общей ртути (HgT) и метил-ртути (MeHg) были выполнены исследования вдоль 330 км трансекта, приведенного на фоне концентраций ОВ в поверхностных осадках. Первые результаты в этом направлении, полученные в рамках проекта, были опубликованы в совместной со шведскими партнерами статье в Marine Chemistry. Показано, что основная часть HgT и MeHg, экспортируемого со стоком реки Лены выпадает в прибрежной зоне, что ассоциируется с осаждением ОВ. Однако, при дистальном удалении от берега величина HgT изменяется в узком диапазоне концентраций, в отличии от скачкообразного уменьшения концентраций MeHg, что может свидетельствовать о большей подверженности к гидродинамической сортировке речного материала после выноса в море. Отметим, что в этой работе, распределение ОВ в донных осадках построено на основе авторской базы данных, которая вошла в совместную статью с Martens et al., 2021. Предполагается, что ртутное загрязнение вследствие деградации мерзлоты может играть важную роль в загрязнении биоты на всех трофических уровнях – от бентосных организмов к высшим. Поэтому крайне важно рассматривать перенос углерода в различных формах (потоки ОВ растворенного и взвешенного) совместно с биологическими исследованием. Поэтому, на всех комплексных станциях отобраны репрезентативные пробы, в которых в ближайшее время будут изучены характеристики первичного продуцирования экосистемы Карского моря, включая сообщества фито-и зоопланктона и бентоса. По результатам первого года опубликовано 12 статей, 7 из которых в Q1 (Marine Chemistry, Ocean Science, Earth System Science Data, Frontiers in Marine Science, Water, Marine Pollution Bulletin, International Journal of Greenhouse Gas Control), и 1 монография (Е.А. Романкевич, А.А. Ветров Углерод в Мировом океане, ГЕОС, 2021). Результаты представлены на зарубежных и национальных конференциях.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В настоящее время развитие мировой климатологии испытывает трудности, обусловленные, в первую очередь, недостатком знаний о степени влияния антропогенных и естественных факторов на изменение климата, что приводит к большому количеству неопределенностей в функционировании климатической системы нашей планеты и вызывает ряд серьезных проблем, связанных с планированием развития в области энергетики. В глобальной стратегии климатических исследований и энергетического развития складывается парадоксальная ситуация: не учитывается известный факт арктического климатического усиления (Arctic amplification), которое проявляется в 3-4 кратном превышении темпов потепления в Арктике по сравнению со всей планетой, которая нагрелась примерно на 0,8 C с конца 19 века – начала индустриальной революции, в то время как Арктика нагрелась на 2-3 C за этот же период. Потепление Арктики приводит к драматическому сокращению морских льдов, отрицательному балансу массы покровных ледников, и деградации мерзлоты, что приводит к изменению баланса в цикле углерода и необходимости пересмотра теории климата в контексте изучения механизма и оценки взаимодействия множества пока малопонятных положительных и отрицательных обратных связей в климатической системе. Данный проект сфокусирован на выявлении комплексных биогеохимических, геологических, и климатических последствий деградации наземной и подводной мерзлоты, которая содержит запасы углерода планетарного масштаба. Северный Ледовитый океан (СЛО) рассматривается как интегратор изменений состояния мерозлоты, которые наиболее контрастно проявляются в водосборах Великих Сибирских рек, площадь которых соизмерима с площадью акватории СЛО, на мелководном шельфе, и в прибрежной зоне (включая эрозию берегового ледового комплекса). В 2022 году, на основе анализа молекулярного и изотопного состава органического вещества (ОВ), выполненного в пробах, отобранных в морских экспедициях на борту НИС Академик Мстислав Келдыш (АМК) в 2020 г. (АМК-рейс 82) и в 2021 г. (АМК-86), были изучены характерные особенности транспорта и трансформации растворенного (РОВ) и взвешенного наземного ОВ в морях Восточной Арктики (МВА), и Карском море. Были получены молекулярные характеристики методом масс-спектрометрии ион-циклотронного резонанса с преобразованием Фурье и структурно-групповые характеристики вещества методом спектроскопии ядерного магнитного резонанса на ядрах 1Н и 13С. Пробы анализировали на МС ИРЦ ПФ спектрометре solariX 15 T FT ICR (Bruker Daltonics, Bremen, Germany), снабженного сверхпроводящим магнитом с напряженностью 15 Т и источником ионов Apollo II, расположенного в центре коллективного пользования ИОХ РАН им. Н.Д. Зелинского. Образцы РОВ Карского моря характеризовались значительно более высоким содержанием гидролизуемых таннинов по сравнению с молекулярным составом РОВ Восточно-Сибирского моря и моря Лаптевых, образцы которых характеризовались большим вкладом алифатических молекулярных структур таких как лигнины и конденсированные таннины. Таким образом, был продемонстрирован окислительно-восстановительный градиент состояния РОВ на акватории Северного морского пути, с запада на восток: молекулярный состав РОВ становится менее окисленным и более восстановленным в связи с преобладанием выноса более «свежего» РОВ, высвобождаемого в результате деградации вечной мерзлоты, толщина и сплошность которой также увеличивается с запада на восток. Это свидетельствует о трансформации высвобождаемого РОВ как части углеродного цикла и представляет собой потенциально значимый источник углекислого газа (СО2), при деградации вечной мерзлоты, мобилизации и трансформации наземного ОВ. Были проанализированы и обобщены результаты 20-летних комплексных исследований ОВ взвеси и донных осадков, выполненных на молекулярном и изотопном уровне, что позволило выявить и количественно оценить основные источники наземного ОВ мобилизованного в результате деградации всей мерзлоты окружающей СЛО, с фокусом на Российском секторе Арктики - в водосборах Великих Сибирских рек и берегового ледового комплекса, который простирается более чем на 4000 км. Основными источниками взвешенного ОВ наземного происхождения в осадках шельфа СЛО являются почвы, ледовый комплекс (ЛК), торф. Показано, что сток арктических рек определяет вынос ОВ почвенного и торфяного происхождения. Максимальный вклад эрозионного ОВ (из ледового комплекса) наблюдается на самом широком и мелководном шельфе Мирового океана- на шельфе МВА, а ОВ торфяного генезиса- в Карском море. Доказано, что в МВА до 99% ОВ взвешенного вещества имеет наземное происхождение. В Восточно-Сибирском море была исследована межгодовая мезомасштабная изменчивость изотопного и молекулярного состава взвешенного ОВ (POC) мобилизованного из ЛК: POC/TN отношение во взвешенном ОВ, δ15N (%) во взвешенном ОВ, а также пространственное распределение фенолов лигнина. Впервые получены количественные оценки фракций почвы, ЛК, торфа, и скоростей аккумуляции общего ОВ в осадках всех арктических морей СЛО. Во всех морях наземный сигнал ОВ ослабевает по направлению к материковому склону, где доминирует ОВ морского происхождения. Разница в поведении различных компонентов ОВ оценена количественно. Показано, что фенолы лигнины изымаются из оборота примерно в 2 раза быстрее чем липидные биомаркеры, и в 3 раза быстрее чем ОВ- в целом. Показано, что основным продуктом реминерализации мобилизованной части наземного ОВ мерзлоты является СО2, что определяет климатическую роль этого процесса Подводная мерзлота является гигантским резервуаром углерода в форме гидратов, свободного газа, и древнего ОВ. Распространено мнение о том, что вовлечение древнего ОВ в современные биогеохимические циклы – в результате деградации субаквальной мерзлоты, может привести к образованию и эмиссии СН4 и СО2 в значимых количествах. Мы использовали образцы осадков из 5 колонок длиной от 21 до 56 м. Был изучен гранулометрический состав, лигниновые и липидные биомаркеры, что дало основание считать осадки эолового происхождения – в комбинации с флювиальным песком возрастом до 160000 лет (OSL-датирование), с доминированием ОВ лесных и тундровых почв. Наши оценки дают скорость вовлечения ОВ - в результате таяния подводной мерзлоты, примерно 1.3 ± 0.6 кг OC м−2, что примерно в 9 раз превосходят аналогичные оценки, полученные для деградации наземной мерзлоты. В течении 20-месячного инкубационного эксперимента, продукция CH4 и CO2 составила в среднем 1.7 нмоль и 2.4 микромоль г−1 OC в сут, что можно принять за базовые оценки вклада биогенного СН4 и СО2 образованного из древнего ОВ (мобилизованного из таящей субаквальной мерзлоты), и для эмиссии из осадка в воду, что вносит вклад в асидификацию вод, которая достигает в районе исследований экстремальных величин. Изотопный состав CH4 (δ13C: -65 ± 5‰; δD: -300 ± 14‰) свидетельствует о процессе микробной ферментации, что согласуется с ранними авторскими результатами, полученными для прибрежной зоны моря Лаптевых, совместно с Университетом Утрехт (Sapart, Shakhova, Semiletov et al., BG, 2017). Полученный результат свидетельствует о том, что диффузионный поток новообразованного СН4 является практически незначимым - по сравнению с пузырьковым переносом, который минует зону окисления в слое сульфат-редукции, и играет важную роль в региональном, и возможно – в глобальном цикле СН4. Выше приведены избранные результаты – с фокусом на изучении и количественной оценке потоков углерода в различной форме. Также был получен ряд важных натурных и модельных результатов направленных на выявление связи между состоянием подводной мерзлоты, сейсмотектоническими процессами, механизмом формирования газовых каналов разгрузки, термодинамическими свойствами осадков, и аутигенным карбонатами в районах массированной пузырьковой разгрузки СН4. Результаты исследований опубликованы в ряде ведущих мировых изданий, включая две статьи в Nature Communications, Progress in Oceanography, Chemical Geology, Marine and Petroleum Geology, Marine Pollution Bulletin, Energy & Fuels, Environmental Pollution.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Основой данного проекта являются морские комплексные экспедиции, которые позволяют получать новые биогеохимические, геофизические и геологические данные в системе суша-шельф-атмосфера в Российском секторе Арктики, где в наиболее явном виде выражены последствия деградации наземной и подводной мерзлоты. Эти последствия проявляются в виде потоков органического вещества (ОВ), мобилизованного из таящей мерзлоты, что приводит к вовлечению этого ОВ в современные биогеохимические циклы - к нарушению регионального, и, возможно, глобального цикла углерода (С): к прогрессирующей эмиссии основных парниковых газов (СО2 и СН4) в атмосферу. Запасы углерода, запасенного в мерзлоте в Российском секторе Арктики, и доступного к включению в современные биогеохимические циклы – гигантские по сравнению с общим количеством СО2 (около 800 млрд тонн С-СО2) и СН4 (около 6 млрд тонн С-СН4) в атмосфере, и значительно превышают 3000 млрд. тонн углерода. Это значит, что “перекачка” и трансформация (окисление до СО2 и др.) наземного ОВ, мобилизованного из таящей мерзлоты на арктический шельф и далее в Северный Ледовитый океан (СЛО), приводит не только к изменению биогеохимического и седиментационного режима арктического шельфа, но и к значительному перенасыщению вод по СО2 относительно атмосферы, что уже привело к экстремальной асидификации (подкислению) вод и эмиссии СО2 в атмосферу в районах шельфа наиболее подверженных влиянию рек и береговой эрозии. Для понимания и количественной оценке этих процессов в 2023 г. выполнен комплекс исследований на молекулярном и изотопном уровнях, направленный на выявление источников и степени трансформации наземного ОВ в растворенной (РОВ) и взвешенной (ВОВ) формах, а также непосредственно ОВ осадка. В климатическом аспекте наиболее важны количественные оценки прогрессирующих выбросов пузырькового СН4 из донных отложений морей Восточной Арктики (МВА), так как разгрузка в атмосферу малой доли метанового потенциала МВА (более 1000 млрд тонн) может привести к серьезным климатическим последствиям. Фундаментальный вопрос – показать наличие сквозных таликов-каналов для разгрузки метанового потенциала МВА в атмосферу. Ниже приведены, избранные конкретные результаты, многие из которых уже опубликованы в 2023 г., а другие готовятся к публикации в 2024 г. Водосборы сибирских рек являются основным путем мобилизации и транспортировки в океан РОВ, во многом определяя особенности углеродного цикла на арктическом шельфе, и в СЛО в целом. Важнейшей характеристикой РОВ, позволяющей сделать вывод о потенциальной возможности и скорости его деградации в реках и далее на арктическом шельфе, является его состав. Одним из инструментов, дающих возможность оценить состав РОВ, служат его оптические характеристики. В дельтах крупнейших арктических рек (Оби, Лены, Анадыря) был выполнен сравнительный анализ содержания и состава РОВ - на основе спектральных характеристик окрашенного РОВ в главном русле этих рек, которые характеризуются различными ландшафтами, структурой мерзлоты в водосборе, в ключевые гидрологические периоды - половодья и летней межени. Показано, что в реке Лена, в водосборе которой доминирует сплошная мерзлота, биодоступность древнего ОВ значительно превышает соответствующие характеристики ОВ в реке Оби, основная часть которой содержит талые породы, а мерзлота встречается только в нижнем течении (J. Hydrology, 2023, Q1). Эта работа, выполненная в руслах рек важна для лучшего понимания результатов исследования молекулярного состава РОВ в ключевых приустьевых морских районах (Обь-Енисей, Лена, Индигирка) характеризующих потоки из водосборов этих крупнейших рек (с возрастанием доли сплошной мерзлоты с запада на восток), которое было выполнено в рамках данного проекта аспирантами химфака МГУ под руководством проф. И.В. Перминовой. Впервые было показано, что биодоступность (“свежесть“) РОВ к окислению и образованию СО2 возрастает при движении с запада (Карское море) на восток (МВА) за счет вклада менее трансформированного алифатического РОВ, который образуется в результате непрерывной деградации мерзлоты в мерзлотных водосборах Лены и Индигирки и поступает в прибрежную зону МВА (Environmental Science &Technology, Q1, under review), что приводит к усилению эффекта перенасыщения вод моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря (западная часть) по СО2 - асидификации и эмиссии СО2 в атмосферу. На основе анализа многолетней изменчивости гидрохимических параметров в системе река Лена-море Лаптевых построена карта корреляций между биогенными элементами и параметрами окружающей среды (Frontiers in Marine Sciences, 2023, Q1). Эта корреляционная матрица может стать основой для экологического мониторинга состояния вод на акватории Северного морского пути путем включения избранных микроэлементов и тяжелых металлов, генезис которых может быть связан как с природными (выветривание, мобилизация из деградирующей мерзлоты и т.д.), так и с антропогенными факторами. Комплекс методологических подходов (пиролиз Rock-Eval, и ГХ-МС анализ) дает дополнительную информацию о составе, источниках и степени преобразованности ОВ, и к изучению связей между литологическими особенностями и молекулярным составом ОВ донных осадков, которые были реализованы на образцах, отобранных в Восточно-Сибирском море на примере Чаунской губы, где на небольшой акватории были обнаружены все виды источников ОВ, характерные для арктического шельфа (береговая эрозия, речной сток, первичная продукция, гидротермальная деятельность). Опубликованные результаты (Труды ТПУ, 2023) дают основания использовать этот подход практически для всего арктического шельфа. Впервые в СЛО проведены исследования, направленные на выявление происхождения окиси азота (N2O), которая является третьим по значимости парниковым газом (после СО2 и СН4). Показано, что концентрации растворенного азота (N) в воде и общего N в осадках увеличиваются по направлению к устьям Великих Сибирских рек, а концентрации N2O коррелированы с избранными параметрами, включая растворенный N и мутность. Предполагается, что при прогрессирующем потеплении увеличится деградация мерзлоты и экспорт наземного N, температура воды, что приведет к уменьшению растворимости N2O, и изменению в биогеохимическом режиме, влияющем на продукцию N2O, и будущий вклад N2O в парниковый эффект (JGR, 2023, Q1). Температурный режим и состояние подводной мерзлоты являются определяющими для дестабилизации арктических гидратов и образования сквозных каналов для массированной разгрузки пузырькового СН4 из донных отложений в водную толщу-атмосферу. Для построения карты распространения подводной мерзлоты в Карском море и МВА была использована уникальная авторская база данных температуры донных осадков in situ. Методологической основой для этого является выявление значимой корреляции между in situ измеренными температурами осадков и распространением подводной мерзлоты (Petroleum Marine Geology, 2023). Распространение несплошной (островной) и спорадической реликтовой мерзлоты, и сквозных таликов, ассоциированных с массированной разгрузкой метана, характерно для шельфа МВА, а также для районов с повышенными восходящими тепловыми потоками, которые связаны с тектоническими разломами в геологическом фундаменте (ДАН, 2023). Доказательство этого важного вывода подтверждается результатами применения метода импульсного электромагнитного зондирования (TDEM) в качестве мощного инструмента исследования подводной вечной мерзлоты (Geosciences, 2023). Результаты TDEM демонстрируют существенную гетерогенность состояния подводной вечной мерзлоты с наличием множества каналов разгрузки СН4 (в МВА уже зарегистрировано более 2000 крупных сипов), которая связана со сложной тектонической структурой и неоднородностью теплового потока. Доказано, что крупнейшие места массированного выброса метана (мегасипы) совпадают с сочленением сейсмических зон, которые характеризуются высоким геотермальным тепловым потоком, например мегасипы, открытые в северной части моря Лаптевых (ДАН, 2023).