12 марта 2018 - НИС «Академик Мстислав Келдыш»

66-я экспедиция НИС "Академик Мстислав Келдыш"

Экспедиция проводилась в соответствии с сводным план морских экспедиций на научно-исследовательских судах Федерального агентства научных организаций России на 2016 г., Утвержден Советом по гидросфере Земли Федерального агентства научных организаций, Протокол №11 от 04.03.2016 г. Раз-решение Министерства образования и науки на проведение морских научных исследований во внутренних морских водах, в территориальном море, в исключительной экономической зоне и на континентальном шельфе Российской Федерации № 81 от 15 июня 2016 г.

Другие участвовавшие российские организации:

ИГЕМ РАН, ГЕОХИ РАН, ИГ РАН, ИОА СО РАН, ИФМ СО РАН, ИБВВ РАН, Атлантическое отделение ИО РАН, Южное отделение ИО РАН, Северо-западное отделение ИО РАН, ММБИ РАН, ГНЦ «Курчатовский институт», Московский  государственный университет,  Санкт-Петербергский  государственный университет,  Томский  государственный университет.  

Основные задачи экспедиций, район исследований.

   Оценка состояния экосистем Карского моря и эстуариев Оби и Енисея в условиях современных изменений арктического климата, деградации арктической ледовой шапки и усиливающегося антропогенного воздействия; получение оценок гидрофизического, гидрохимического и геохимического режимов в разных районах Карского бассейна, впервые характеризующих весенний сезон; оценка процессов формирования биологической продукции и структуры ключевых биотических компонентов Карской экосистемы в не исследованный до настоящего времени весенний сезон;  оценка распространения интенсивного весенне-летнего стока Оби и Енисея по акватории Карского бассейна и его влияния на особенностей структуры и функционирования Арктической шельфовой экосистемы; выявление гидрофизических, гидрохимических и геохимических параметров, характеризующих процессы взаимодействия речных вод и морской среды в эстуариях Оби и Енисея в период интенсивного весенне-летнего стока; оценка механизмов формирования экологических границ и пелагического «биофильтра», ассоциированных с эстуарными фронтальными зонами Оби и Енисея, роли «биофильтра в формировании биологической продуктивности, вертикальных и горизонтальных потоков вещества; выявление особенностей геохимических и бактериальных процессов в донных осадках и наддонной воде; обследование опасных объектов в местах массовых захоронений радиоактивных материалов в заливах Новой Земли и Новоземельской впадине, оценка уровня радиоактивности в районах могильников и местах нахождения наиболее потенциально опасных объектов; оценка структуры и функциональных особенностей пелагических и донных экосистем в местах радиоактивных могильников в заливах восточного берега Новой Земли и Новоземельской впадине. 

Организационная структура экспедиции:

Весь комплекс работ выполнен Институтом океанологии Российской академии наук и приглашенными для участия в экспедиции сотрудниками ИГЕМ РАН, ГЕОХИ РАН, ИГ РАН, ИОА СО РАН, ИФМ СО РАН, ИБВВ РАН, Атлантического отделения ИО РАН, Южного отделения ИО РАН, Северо-западного отделения ИО РАН, ММБИ РАН, ГНЦ «Курчатовский институт», Московского  государственного университета,  Санкт-Петербергского  государственного университета,  Томского  государственного университета.  

. Для выполнения работ были сформированы отряды:

  • Гидрофизики
  • Оптических исследований
  • Исследований поверхностного слоя моря
  • Биогидрохимии
  • Фитопланктона
  • Первичной продукции
  • Микробиологии и микрогетеротрофов
  • Зоопланктона
  • Донной фауны и ихтиологии
  • Биогеохимии
  • Радиогеохимии и гляциологии
  • Геолого-геофизических исследований
  • Изучения пассивной примеси и аэрозолей
  • Инженерно-технических исследований
  • Радиофизических исследований

Краткое содержание выполненной программы исследований

   Исследования проводились на дрейфовых и якорных комплексных океанологических станциях, на разрезах, пересекающих наиболее важные по свойствам пелагической и донной среды, структуре и продуктивности пелагических и донных сообществ районы бассейна, а также по маршруту судна на переходах из одного района исследований в другой. Работы охватывали шельфовые, склоновые и глубоководные (Новоземельская впадина) районы моря в диапазоне глубин от 10 до 400 м, эстуарные области Оби и Енисея, области шельфа Карского бассейна, примыкающие к эстуариям Оби и Енисея, в разной степени подверженные влиянию речного стока и антропогенного воздействия, а также заливы восточного берега Новой Земли разной орографии, глубины и широтой локализации.

Объем выполненных работ и причины невыполнения запланированных работ.

   Объемы проведенных измерений/опробирования параметров/компонентов пелагической и донной среды:

 - общая протяженность экспедиционного маршрута  -  4808 миль (8904 км);

 - общая протяженность разрезов с непрерывными гидрофизическими и биофизическими

   измерениями и опробированием поверхностного слоя моря общей протяженностью 4365

   км;

           -  протяженность маршрута с измерением поверхностной термохалинной структуры (SBE21),   4365 км;

        - протяженность маршрута с измерением течений (ADCP),  4365 км;

        — протяженность маршрута с непрерывными измерениями проточным измерительным

          комплексом (флуориметр ПФД-2 и кондуктометр «Эксперт-002-2-6Пр»;

        — протяженность маршрута с непрерывными измерениями свойств поверхностного слоя

          Моря лидаром УФЛ-9;

        — количество калибровочных станция лидара УФЛ-9 –  6;

        — общая протяженность эхолотных профилирований – 5785 км;

- 131 комплексная океанографическая станция;

- комплексные океанологические исследования 6 заливов восточного берега Новой Земли – Благополучия, Седова, Ога, Цивольки, Степового, Абросимова;

- 5 комплексных океанографических разрезов с детальной оценкой вертикального распределения и пространственной изменчивости среды и биотических, геохимических и геологических компонентов пелагических и донных экосистем;

       — станции с CTD-зондированиями и отбором проб воды батометрами на карусели – 112;

       — общее число CTD-зондирований и отборов проб на станциях – 180;

       — количество станций вертикального зондирования в автономном режиме с борта лодки

     «Зодиак» (SBE19+)   — 7;

         — количество береговых станций с измерениями автономным зондом SBE19+   —  3;

      — количество отобранных на станциях батометров — 2146

      — количество станций с зондированиями прозрачномером  ПУМ  — 90;

      — количество зондирований прозрачномером  ПУМ-А -  62;

      — количество зондирований прозрачномером  ПУМ-А в заливах Новой Земли  -  8;

      — количество станций с зондированием измерителем ФАР Li-Cor  — 41;

      — спектральные измерения падающей радиации палубным модулем спектрорадиометра BIC

                                                                                                                                        - 36 суток;

      — спектральные измерения падающей радиации палубным датчиком ФАР прибора Li-Cor 

                                                                                                                                        - 36 суток;;

      — спектральные измерения падающей радиации спектральным радиометром Ramsez 

                                                                                                                                              — 3 суток;

      — количество станций с зондированием спектральным радиометром Ramsez  — 20;

      — количество станций c измерениями плавающим радиометром ПРО-1  — 14;

      — количество станций c измерениями прозрачности диском Секки  — 68;

      — принято спутниковых карт – 55;

     — станций с отбором проб для гидрохимического анализа  -  92;

      - точек с отбором проб для гидрохимического анализа на высадках в заливах Благополучия, Седова, Ога, Цивольки,  Степовова и Абросимова  -   27;

      — всего  горизонтов отбора гидрохимических проб  -  569;

      — всего гидрохимических определения в пробах воды  -   4841;

 в том числе:

  • анализов содержания растворенного кислорода   -  526;
  • анализов величины рН   -  573 анализов;
  • анализов величины общей щелочности  -  573;
  • анализов содержания минерального фосфора  -  548;
  • анализов общего фосфора  — 207;
  • анализов растворенного кремния  -  563;
  • анализов нитритного азота  -  550;
  • анализов  нитратного азота  -  550;
  • анализов  аммонийного азота  -  543;
  • анализов общего растворенного азота  -  208;
  • анализов воды для обеспечения лабораторных экспериментов  -  7;

    — выполнено станций с отбором проб фитопланктона  -  77;

    — собрано проб фитопланктона батометрических  -  300;

    — собрано проб фитопланктона сетью  Апштейна-  22;

    — обработано проб фитопланктона батометрических  -  300;

    — обработано проб фитопланктона, собранных сетью Апштейна -  22;

    — собрано поверхностных проб фитопланктона в заливах Новой Земли  -  17;

    — обработано поверхностных проб фитопланктона из заливах Новой Земли  -  17;

    — отобрано проб фитопланктона из наддонного слоя воды (бокс-корер)  -  15;

    — обработано проб фитопланктона из наддонного слоя воды (бокс-корер)  -  15;

    — отобрано и обработано проб из криоконитовых стаканов ледника Серп и Молот (Новая

                                                                                                            Земля)   -  3;

    — станций с измерениями концентрации хлорофилла «а»  -  94;

    — станций с измерениями концентрации феофетина «а»  -  94;

    — проб с измерениями концентрации хлорофилла «а»  —  693;

    — проб с измерениями концентрации феофетина «а»  -  693;

    — станций с измерения первичной продукции фитопланктона  -   79;

    — определения первичной продукции в пробах -  215;

    — экспериментов по изучению пространственной изменчивости параметров световых кривых фотосинтеза  -  12;

   — станций с отбором проб басктеропланктона  -  66;

   — станций с отбором проб басктеропланктона в заливах Новой Земли  -  19;

   — собрано проб для определения общей численности, биомассы и морфологического состава бактериопланктона  -   265;

   — выполнено измерений общей численности бактериопланктона с помощью проточной цитометрии  -  265;

   — определена концентрация агрегированных бактерий  -  265 проб;

   — собрано проб для определения концентрации вирусных частиц в планктоне   -   100;

   — собрано проб для определения концентрации вирусных частиц в верхнем слое донных осадков   -   21;

   — собрано проб для анализа количества инфицированных вирусами бактериальных клеток  —  100;

   — подготовлено  препаратов для определения доли бактериальных клеток с активной электронно-транспортной цепью (СТС)  -   100;

   — поставлено  экспериментов по определению продукции бактериопланктона  -  177;

   — собрано проб для анализа количества вирусных частиц и инфицированных бактериальных клеток  —  123;

   — собрано проб для анализа количества и определения видового состава гетеротрофных нанофлагеллят  —  125;

   — поставлено  экспериментов по оценке выедания бактериопланктона гетеротрофными нанофлагеллятами -  56;

         - выполнено станций с исследованием структурных и функциональных характеристик зоопланктонного сообщества   -  97;

        — выполнено ловов планктонными сетями Джеди, MULTINET, сеть Апштейна, Большая коническая сеть для оценки видового состава, количественного распределения и трофических характеристик зоопланктона  -  379;

из них:

        — собрано проб для анализа структурных параметров зоопланктона  — 223;

        — собрано проб для проведения экспериментов и получения трофических оценок   — 156;

        - выполнено ловов модифицированной сетью Апштейна для анализа мелкоразмерной фракции зоопланктона и видового состава фитопланктона  -  7;

        — выполнено анализов по определению интенсивности питания растительноядного мезопланктона -  2493;

         - выполнено анализов по определению продукции яиц у массовых видов растительноядного мезопланктона -  12;

          — выполнено для сбора ихтиопланктона тралений сетью Бонго  -  26;

          — выполнено для сбора ихтиопланктона тралений малым ихтиотралом  -  8;

          — выполнено для сбора ихтиофауны тралений тралом Айзекса-Кида  -  6

          — получен ихтиологический материал из тралений тралом Сигсби 1.5 м  -  6;

    — выполнено траловых станций (трал Сигсби 1.5 м) для сбора донной фауны  -  7;

    — получено дночерпательных проб для оценки количества и состава донной фауны  -  134;

    — получено проб из бокс-корера для оценки количества и состава донной фауны  -  19;

    — собрано проб для молекуляро-биологических исследований донной фауны  -  29;

    — получено проб:  

            макробентос  качественные пробы (трал)  — 7

            макробентос количественные пробы (дночерпатель)  —  100

            пробы мейобентоса  -  84

пробы микрофитобентоса  -   21

пробы на Сорг  -   73

    - выпонено станций в ходе береговых исследований в заливах Новой Земли  -  11;

    — отобрано и проанализировано проб растворенного органического углерода  — 380 (37 станций, 177 горизонтов);

    — отобрано и зафиксировано проб для анализа взвешенного органического углерода  — 225  (37 станций, 177 горизонтов);

    — отобрано и зафиксировано проб морской воды для анализа липидов – 11 (7 станций);

    - отобрано проб биоты для определения их биохимического состава  – 8;

   — отобрано проб для биогеохимических анализов:

                        на растворенный органический углерод   — 380 (37 станций, 177 горизонтов);

                        на взвешенный органический углерод  -  225 (37 станций, 177 горизонтов);

                        на экстракцию липидов  — 11 (11 станций, 11 горизонтов);

                        донных осадков из бокс-корера  -  68 (12 станций, 68 горизонтов);

                        донных осадков из трубки Неймисто  -  12 (2 станции, 12 горизонтов);

                        донных осадков из ТБД  -  138 ( 5 станций, 138 горизонтов);

   — выполнено измерений массовой концентрации сажевого аэрозоля аэтолометром  -  1370;

   — выполнено определений счетной концентрации аэрозольный частиц счетчиком АЗ-10

   — отобрано проб для химического анализа состава атмосферы – 24;

   — выполнено измерений характеристик спектральной прозрачности атмосферы  -  1400;  

   — выполнено отборов проб для проведения радиогеохимических анализов донных осадков

     (всего 1484):

                        проб из бокс-корера на 31 станции на гаммоспектрометрию и геохимию  -  796;

                        проб из бокс-корера на 31 станции на литологию и минеральный состав  -  190;

                        проб из бокс-корера на 31 станции на датирование по 14С  -  39;

                        проб из бокс-корера на 31 станции на гранулометрию  -   25;

     — выполнено отборов проб для проведения радиогеохимических анализов донных осадков:

                       проб из колонок ГТБД на 5 станциях на литолгию и минеральный состав  -  172;

                       проб из колонок ГТБД на 5 станциях на Сорг  -  166;

                       проб из колонок ГТБД на 5 станциях на геохимические анализы состав  -  163;

                       проб из колонок ГТБД на 5 станциях на структурный анализ  -  12;

                       проб из колонок ГТБД на 5 станциях на анализ поровых вод  -  42;

                       проб из колонок ГТБД на 5 станциях на анализ влажности осадка  -  42;

     — выполнено отборов проб воды и взвеси для проведения радиогеохимических анализов

     (всего 470, всего фильтров 701):

                       получено фильтров для определения количества взвеси и ее минерального

                       получено фильтров для определения углеводородов   -  83;

                       получено проб на анализ изотопии δD, δ18O   -  236;

                        получено проб для анализа DIC (растворенный неорган. углерод)  -  200;

         — выполнено отборов проб льда для проведения радиогеохимических анализов (всего

           254):

                        получено проб для радиометрический анализов   -  89;

                        получено проб на анализ изотопии δD, δ18O   -  165;

         — выполнено отборов проб коренных пород, почв и растительности на Новой Земле (всего

           35):

                        почвенные пробы   -  17;

                        пробы растительности   -  6;

                        пробы коренных пород   -  12;

   — выполнено разрезов с подводной видеосъемкой донных ландшафтов и подводных объектов платформой «Видеомодуль», часов – 19, общий объем записи – 60,3 Гб;

   — проведено подводной видеосъемки донных ландшафтов и подводных объектов РОВ «СуперГНОМ», часов – 6,5, объем записи – 6,7 Гб;  

   — общая площадь дна, покрытая дна гидролокационной съёмкой – более 12 кв. км;

   — общая площадь дна, покрытая гидролокационной съёмкой высокого разрешения – 1,5 кв. км;

   — обследовано подводных объектов в составе радиоактивных могильников – 7;

   — общий объем радиофизической информации   -  22,3 Гб;

   — банк спектрограмм в диапазоне 0,01-3,6 ГГц   -  940 спектров;

   — банк данных монитора уровня сигнала ККС в диапазоне 283,5- 325 кГц   -  860 часов непрерывной записи;

   — банк данных мониторинга спектра сигналов в диапазоне СДВ-ДВ-СВ (9-800 кГц)   -  20 ГБ;

   — банк данных по Шумановским резонансам   -  непрерывные записи в течение 2,5 суток (169МБ);

   — банк данных 5-минутных реализаций сигналов с цифрового осциллографа АКИП-75444В (АЦП 16-бит) с частотой дискретизации 200 Гц, 2 кГц, 100 кГц и 200 кГц   -  2 ГБ;

   — зондирований голографическим зондом с записью голографической информации   -  9;

   — зондирований оптическим зондом с записью информации о состоянии среды   -  5;

Предварительные научные результаты.

   Проведенные экспедиционные исследования позволили впервые получить характеристики ключевых компонентов экосистемы Карского моря в весенне-летний сезон непосредственно после схода сезонного ледового покрытия и период интенсивного стока Оби и Енисея. 

В центральной части Карского моря, несмотря на недавний сход сезонного ледового покрытия, содержание биогенных элементов в верхнем квазиоднородном слое было крайне низким  Концентрации фосфатов и нитратного азота были близки к пределу обнаружения – 0.02 и 0.03 µМ, соответственно. 

Получены первые оценки состояния фитопланктонных сообществ Карского моря в середине июля в период следующий за сходом сезонного льда. 

В центральных и западных районах Карского моря несмотря на раннелетний сезон были зарегистрированы экстремально низкие (< 0.1 мг/м3) величины концентрации хлорофилла в поверхностном слое.

Общая численность бактерий в Обском эстуарии и на прилежащем шельфе варьировала в очень широких пределах – от 98 тыс. кл/мл до 4.5 млн. кл/мл. 

В центральной и западной частях Карского моря концентрации зоопланктона варьировала от 0.23 до 1.0 мл/м3, максимальные величины наблюдались на внешнем шельфе. 

В экспедиции получен большой массив данных, которые дадут возможность оценить многолетние изменения в структуре донных сообществ эстуариев, их синхронность для Оби и Енисея, и выявить связи в изменениях структуры сообществ донной фауны с параметрами стока. 

В ихтиопланктоне Карского моря в начале летнего сезона были обнаружены ранние стадии развития 13 видов рыб относящихся к 5 семействам.

Исследования поверхностных осадков Обь-Енисейского мелководья и эстуарных зон Оби и Енисея, позволило выявить несколько фациальных зон.

По данным анализа проб льда с поверхности ледника Налли и на фронте ледника Серп и Молот, будут сделаны оценки его загрязнения радиоизотопами 137Cs, поступившего на поверхность ледника после испытаний атомного оружия на Новой Земле в 1960-х гг.

Сопоставление выделенных кластеров поверхностного слоя донных осадков на акватории Карского моря с соответствующими им литотипами, позволило выделить две большие генетические группы осадков (согласно источнику их поступления): речные (влекомые наносы, взвеси, растворы) и локальные. 

 Получен непрерывный ряд наблюдений за характеристиками массовой концентрации сажи, счетной концентрации аэрозоля. 

С помощью голографического зонда записаны цифровые голограммы организмов зоопланктона и частиц “in situ” и получены вертикальные профили распределения частиц с одновременной записью CTD-параметров водной толщи. 

В заливе Благополучия были выполнение разрезы буксируемой видео платформой, которые дополнены работами ТНПА «СуперГном» в прибрежной части, где вероятно обнаружение следов захоронение ТРО. 

Во время исследований с использованием буксируемой платформы с установленным на ней гаммаспектрометром в заливе Благополучия было зарегистрировано 152 гамма-спектра. 

По результатам радиофизических измерений определен радиус действия контрольно-корректирующей станции (ККС) системы ГЛОНАСС «Канин Нос». 

 

All rights reserved © Copyright 2016 – 2018.
Все материалы на сайте являются интеллектуальной собственностью компании. Полное или частичное использование информации возможно только с разрешения администрации.