(Из краткого отчета начальника экспедиции Л.Д. Башировой)
Период работ: 12 сентября — 26 октября 2021г.
Начальник экспедиции: Л.Д. Баширова
Капитан судна: А.В. Зыбин
Район работ: Северо-восточная часть Атлантического океана
Научный состав: 17 человек
Темы и проекты исследований;
- по теме №0128-2021-0012 «Морские природные системы Балтийского моря и Атлантического океана: формирование природных комплексов Балтийского моря и их изменение под влиянием Атлантического океана и антропогенного воздействия» плана НИР ИО РАН на 2021-2023 гг.;
- по гранту РФФИ, проект №20-08-00246 «Гравитационные течения и внутренние волны в глубоководных каналах» (2020-2022 гг.);
- по договору о сотрудничестве между АО ИО РАН и Университетом Лондона Роял Холлоуэй №6/2019 от 20.09.2019.
Задачи экспедиции:
- геофизическое профилирование участков дна глубоководных проходов и абиссальных котловин для изучения особенностей формирования четвертичного осадочного чехла;
- прицельный отбор поверхностных осадков и колонок донных осадков для интерпретации геоакустических данных и палеоокеанологических реконструкций;
- комплексные литолого-геохимические и микропалеонтологические исследования колонок донных отложений на борту судна;
- гидролого-гидрохимические исследования для изучения параметров водной толщи: гидрофизическое зондирование, отбор проб воды для определения концентрации растворнного кислорода, минерального кремния и фосфора, а также фильтрация взвешенного осадочного вещества на борту судна;
- видеосъемка морского дна и оценка скорости придонных течений на комплексных океанологических станциях;
- гидробиологические исследования по маршруту судна и на океанологических станциях.
Объем выполненных работ:
1. Пройденный путь (км/м.миль) 12297,6 (6640,2)
2. Общая длина профилей судового профилографа SES-2000, км (м.миль) 4017,7 (2169,4)
2.1 Общая длина профилей судового профилографа SES-2000 в Атлантическом океане, км (м.миль) 3868,6 (2088,9)
2.2 Общая длина профилей судового профилографа SES-2000 в Балтийском море, км (м.миль) 149 (80,5)
3. Количество океанологических станций 30
4. Количество гидрофизических зондирований SBE 19plusV2 SeaCAT 39
5. Количество гидрофизических зондирований доплеровским профилографом течений Teledyne RD Instruments Workhorse Sentinel 26
6. Количество гидрофизических зондирований измерителем придонного течения инклинометрического типа 14
7. Количество отобранных проб воды:
7.1 Количество фильтрационных проб воды для определения концентрации взвеси (количество ядерных фильтров) 81
7.2 Количество фильтрационных проб воды для определения органического углерода взвеси (количество GF/F фильтров) 53
7.3 Количество определений растворенного кислорода 242
7.4 Количество определений минерального кремния 225
7.5 Количество определений фосфатов 225
7.6 Количество определений pH 28
7.7 Количество определений щелочности 53
8. Количество проб донных осадков:
8.1 Количество колонок донных осадков, отобранных ударной геологической трубкой (их общая длина, м) 6 (16,56)
8.2 Количество станций, на которых отбирался осадок дночерпателем «Океан» 9
8.3 Количество дночерпательных проб (биология) 17
8.4 Количество дночерпательных проб (геология) 19
8.5 Количество проб осадка для микропалеонтологического анализа 49
8.6 Количество проб осадка для определения вещественного и гранулометрического составов – смер-слайды (количество горизонтов) 51 (41)
9. Количество ловов морских обитателей плейстонной сетью 13
10. Количество станций, на которых проводилась съемка дна камерой Sony FDR-X3000R 16
Предварительные научные результаты
Гидролого-гидрохимические исследования
Подтверждено наличие в проходе Дискавери трансформированной Антарктической донной воды (ААДВ) с потенциальной температурой менее 2 °C и высоким содержанием кремния (до 45,58 мкмоль/л). Конечной зоной распространения ААДВ в проходе Дискавери является район между глубоководной котловиной и северным порогом, расположенным на выходе из прохода Дискавери на глубине 4700 м.
В поперечном сечении узкой части прохода Дискавери выходное течение со скоростью до 15 см/с направлено вдоль юго-восточного склона долины. Вдоль северо-западного склона наблюдается обратное (входное) течение скоростью до 8 см/с. Такие адвективные процессы, зафиксированные измерителем течений, отражаются в изменении концентраций фосфора. Высокие концентрации фосфатов расположены в выходном течении, низкие – во входном.
В глубоководных котловинах прохода Дискавери зафиксированы меньшие по сравнению с другими станциями в данном районе содержания растворенного кремния (разница около 2 мкмоль/л) и большие – кислорода.
В юго-восточной части Иберийской котловины трансформированная ААДВ в придонном слое не обнаруживается, о чем свидетельствуют более высокие значения потенциальной температуры, низкие концентрации кремния и фосфора.
На входном (южном) пороге прохода Западного зафиксировано движение воды – течения трансформированной ААДВ – с потенциальной температурой менее 2 °С в проход и по южному склону котловины прохода со скоростью около 30 см/с. Расход этой воды через разрез составил 0,097 Св, что соответствует примерно 16% от расхода воды вытекающей из Канарской котловины в северо-восточном направлении по оценкам предыдущих исследований. В придонном слое котловины и на выходном (северном) пороге вода с температурой менее 2 °С не обнаружена.
Поступающий в проход Западный поток воды, соответствующий классическому определению ААДВ, вероятно, отклоняется вправо и рециркулирует перемешиваясь в восточной части котловины или распространяется дальше на северо-восток.
Литологические исследования
Возраст вскрытых осадков в колонках не превышает 1,8 млн лет (плейстоцен). Осадки преимущественно представлены известково-глинистыми фораминиферово-кокколитовыми песчанисто-алевритовыми илами.
В районе подводной горы Жозефин доля песчаной фракции в осадках повышена по сравнению с осадками, отобранными в глубоководных проходах и впадинах. Сохранность карбонатного материала варьирует от низкой и очень низкой в глубоководном проходе Западном и юго-восточной части Иберийской котловины до хорошей и высокой на западном склоне подводной горы Жозефин.
По данным микропалеонтологического анализа установлена положительная связь между повышенным биоразнообразием планктонных и бентосных фораминифер и пониженной степенью растворения карбонатного материала. По результатам экспресс-анализа не представляется возможным судить о биопродуктивности водных масс в исследуемых глубоководных районах, так как растворение может являться определяющим фактором изменения видового состава сообществ фораминифер.
Геоакустические исследования
В южной части глубоководного прохода Западного обнаружены седиментационные волны. На акустических профилях выделяются множественные параллельные рефлекторы — стратифицированные осадки мощностью до 30-50 м. Полученные значения придонной потенциальной температуры менее 2 °С свидетельствуют о возможном влиянии контурного течения трансформированной ААДВ на осадконакопление к югу от прохода Западного в плейстоцене-голоцене.
Нами обнаружены морфологические признаки дрифта на склоне подводной горы Жозефин: выраженный эрозионный канал, предположительно, сформированный придонным палеотечением Средиземноморской воды (при движении течения с юга на север); стратифицированная осадочная толща (множественные параллельные рефлекторы) слева от канала. Судя по наличию несогласий ниже поверхности дна, осадки, вероятно, имеют смешанный генезис.
Видеосъемка дна и биологические исследования
Зафиксированы выраженные следы размыва и рябь на входном пороге прохода Западного, свидетельствующие о наличии сильного течения (20-30 см/с) в северо-западном направлении, что совпадает с данными, полученными с помощью измерителя течений.
По данным видеосъемки на западном склоне подводной горы Жозефин обнаружены губки вида Pheronema carpenteri, которые предпочитают ареалы обитания с повышенной концентрацией органической взвеси у дна. Кроме того, в поверхностных осадках и ловах плейстонной сетью встречены многочисленные раковины планктонных крылоногих моллюсков Cavolinia inflexa.
Список организаций, участвовавших в экспедиции
1. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук.
2. Университет Лондона Роял Холлоуэй (Великобритания).