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, впрочем исследователи не склонны поспешно толковать его влиянием радиации и других последствий ядерных испытаний.

На зону Семипалатинского испытательного ядерного полигона (СИЯП), как показали наблюдения с орбиты, частично накладывается участок, который зимой почти не покрывается снегом, так как температура почвы у поверхности там составляет 10 градусов тепла в те дни, когда в сопредельной зоне она опускается до минус 5 градусов. Феномен был первый раз замечен в 1997 году и сохраняется по сей день. Летом, правда, его отследить невозможно из-за повсеместно высокой температуры на поверхности почвы.
Зона аномалии только частично совпадает с районом бывшего полигона. Большая часть ядерных испытаний проводились в десятках километров от участка, где отмечен феномен. Нет еще никаких свидетельств того, что в его пределах накопились элементы, способные вызывать рост температуры. Не исключена так же версия тектонических сдвигов и воздействия 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 систематический 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.
Тепловая съемка полигона в ИК-диапазоне позволила отметить несколько участков, температура в которых больше чем на 10oС превышала общий фон окружающего снежного покрова.
В марте конфигурация тепловых аномалий существенно не изменилась. С дальнейшим повышением температуры воздуха и прогревом поверхности земли выше 25оС они диссипатируют, сливаясь с фоном. Надо сказать, что в местах повышенных температур в течение всего вегетационного сезона практически совершенно отсутствовал растительный покров. Осенью явно выраженных температурных аномалий обнаружить не удалось.

На основе выше изложенных фактов, можно с уверенностью утверждать, что СИЯП располагается в зоне повышенной термальной активности. Ранний сход снега и высокая температура на поверхности земли, наверняка, являются следствием глубинных термальных процессов, наверное, инициированных многочисленными ядерными взрывами.
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. Помимо того, отмечаются 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 так же рано.
Необходимы дополнительные исследования. ИКИ ищет партнеров, желающих принять участие в комплексном мониторинге температурного режима территории СИЯП и прилегающих к нему районов, а так же спонсоров, готовых финансировать эти работы.
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 вместе 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). Помимо того, в ИКИ имеются цифровые базы агрометеорологических данных и космических снимков территории Казахстана за период с 1985 по 1998 годы. Вся данная информация может быть использована для анализа и количественной оценки причин возникновения температурных аномалий в районе СИЯП.


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 (либо отсутствие) зависимости между пунктами проведения подземных ядерных взрывов и температурными аномалиями.
Самостоятельный интерес представляет задача построения математической модели для количественной оценки влияния подземных ядерных взрывов на процессы теплопереноса (теплообмена) в земной коре.
Для получения объективной картины нужно 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 даст возможность получить информацию для выработки рекомендаций по реабилитации территории СИЯП.

Основные этапы выполнения проекта


Воплощение 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 разные 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 (либо отсутствие) зависимости между пунктами проведения подземных ядерных взрывов и температурными аномалиями.