Семипалатинск

     В районе испытытального ядерного полигона под Семипалатинском в Казахстане обнаружена загадочная аномальная термальная зона площадью около 20 тыс. кв. км, где температура почвы стабильно на 10-15 градусов выше, чем на прилегающих участках. Причины феномена неизвестны, однако ученые не склонны поспешно объяснять его влиянием радиации и прочих последствий ядерных испытаний

На зону Семипалатинского испытательного ядерного полигона (СИЯП), как показали наблюдения с орбиты, частично накладывается участок, который зимой почти не покрывается снегом, поскольку температура почвы у поверхности там составляет 10 градусов тепла в те дни, когда в сопредельной зоне она опускается до минус 5 градусов. Феномен был впервые замечен в 1997 году и сохраняется по сей день. Летом, правда, его отследить невозможно из-за повсеместно высокой температуры на поверхности почвы.
Зона аномалии лишь частично совпадает с районом бывшего полигона. Большинство ядерных испытаний проводились в десятках километров от участка, где отмечен феномен. Нет также никаких свидетельств того, что в его пределах накопились элементы, способные вызывать рост температуры. Не исключена также версия тектонических сдвигов и влияния подземных вод на потепление почвы.

Мониторинг температурного режима в районе СИЯП

С 1996 года Институт космических исследований Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан (ИКИ) ведет регулярный мониторинг и оперативное картирование территории Казахстана с использованием данных дистанционного зондирования со спутников серии NOAA. В зимний период формируются карты снежного покрова, а в теплое время года - карты состояния растительности и температуры подстилающей поверхности.
В феврале 1997 года в районе СИЯП на снимках в видимом диапазоне была зафиксирована большая бесснежная зона (рис.1).
Тепловая съемка полигона в ИК-диапазоне позволила выделить несколько участков, температура в которых более чем на 10oС превышала общий фон окружающего снежного покрова ( рис.2).
В марте конфигурация тепловых аномалий существенно не изменилась. С дальнейшим повышением температуры воздуха и прогревом поверхности земли выше 25оС они диссипатируют, сливаясь с фоном. Следует отметить, что в местах повышенных температур в течение всего вегетационного сезона практически полностью отсутствовал растительный покров. Осенью явно выраженных температурных аномалий обнаружить не удалось.

Рис. 7. Состояние снежного покрова района СИЯП на 14 февраля 1996 года и сравнительная картина контуров бесснежных зон по данным NOAA/AVHH (канал 2) за 1997, 1998 и 1999 годы

На основе выше изложенных фактов, можно с уверенностью утверждать, что СИЯП находится в зоне повышенной термальной активности. Ранний сход снега и высокая температура на поверхности земли, скорее всего, являются следствием глубинных термальных процессов, возможно, инициированных многочисленными ядерными взрывами (Приложение 1).
Дело в том, что через территорию полигона проходит несколько глубинных разломов. А, как известно, подземные взрывы способны кардинально изменять геологическую среду. К сожалению, мы не располагаем достоверной информацией о температурном режиме в регионе до начала ядерных испытаний. Кроме того, наблюдаются определенные сезонные и межсезонные вариации в интенсивности и масштабах температурных аномалий, причины которых остается не ясными. Поэтому, делать окончательные выводы о причастности полигона к этим явлениям еще рано.
Необходимы дополнительные исследования. ИКИ ищет партнеров, желающих принять участие в комплексном мониторинге температурного режима территории СИЯП и прилегающих к нему районов, а также спонсоров, готовых финансировать эти работы (Приложение 2).
ИКИ располагает аппаратно-программными средствами и отлаженными технологиями космического мониторинга и оперативного картирования территории СИЯП с использованием данных спутников NOAA (США) и Ресурс-О1 (Россия). В 1998 году ИКИ совместно с объединением "Изотоп", институтом геофизических исследований Национального Ядерного Центра и международным институтом прикладного системного анализа (IIASA) принял участие в разработке геоинформационной системы "Семипалатинский испытательный ядерный полигон" (ГИС СИЯП). Кроме того, в ИКИ имеются цифровые базы агрометеорологических данных и космических снимков территории Казахстана за период с 1985 по 1998 годы. Вся эта информация может быть использована для анализа и количественной оценки причин возникновения температурных аномалий в районе СИЯП.

Приложение 1: историческая справка

Район СИЯП и прилегающие территории Восточно-Казахстанской, Карагандинской и Павлодарской областей.

Уровни мониторинга

Предусматривается организовать регулярные трехуровневые наблюдения, включая:
- ежесуточные космические съемки AVHRR NOAA региона в тепловом диапазоне (ch 4 - ch5) в дневное (конец февраля - начало мая) и ночное (конец февраля - начало ноября) время;
- тепловые аэрофотосъемки территории полигона и окрестностей (март - май и сентябрь-октябрь);
- наземные измерения температуры поверхности земли и термокаротаж скважин (март - май и сентябрь-октябрь).
По результатам наблюдений будут формироваться карты температурных полей территории СИЯП и прилегающих районов. Карты позволят анализировать пространственные особенности термальных режимов в районе СИЯП и установить наличие (или отсутствие) зависимости между пунктами проведения подземных ядерных взрывов и температурными аномалиями.
Самостоятельный интерес представляет задача построения математической модели для количественной оценки воздействия подземных ядерных взрывов на процессы теплопереноса (теплообмена) в земной коре.
Для получения объективной картины необходимо рассмотреть три временных периода, соответствующих:
- естественному термальному режиму в районе до начала функционирования СИЯП;
- нарушенному термальному режиму в период испытаний;
- современному термальному режиму (после консервации полигона).
Комплексный анализ эти данных позволит получить информацию для выработки рекомендаций по реабилитации территории СИЯП.

Основные этапы выполнения проекта


Реализация проекта предусматривает выполнение следующих этапов:
1. Сформировать в рамках ГИС "СИЯП" базу данных для анализа температурных режимов региона. Предполагается собрать, оцифровать (записать на машинные носители) и систематизировать по указанным выше временным периодам следующие картографические и атрибутивные данные:
- метеорологические наблюдения (даты установления и схода снежного покрова, декадные и суточные температуры, количество осадков и др.);
- результаты наземных измерений температуры, проводившихся на территории СИЯП до начала его функционирования, в период активной деятельности и после консервации;
- архивные тепловые аэро- и космические съемки территории СИЯП за период 1985-1999 годы.
2. Построить карты и графики, отражающие пространственные и временные вариации температурных полей территории СИЯП и прилегающих районов в различные исторические периоды.
3. Уточнить оптимальные (наиболее информативные) сроки и время для проведения тепловых аэро- и космических съемок и пункты синхронных наземных наблюдений,
4. Организовать регулярную тепловую съемку территории СИЯП и разработать технологию оперативного доступа к результатам мониторинга по каналам Интернет.
5. Проанализировать пространственные особенности термальных режимов в районе СИЯП и установить наличие (или отсутствие) зависимости между пунктами проведения подземных ядерных взрывов и температурными аномалиями.