Экспедиция проводилась в соответствии с планом научно-исследовательских работ ФГБУН Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН на 2014–2016 гг., Раздел VIII «Науки о Земле», подраздел 75 «Мировой океан (геология, геодинамика и минеральные ресурсы океанской литосферы и континентальных окраин; роль океана в формировании климата Земли, современные климатические и антропогенные изменения океанских природных систем)» Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013–2020 годы (базовые темы Госзадания института № 0149-2014-0026 и № 0149-2014-0029). Программа гранта РНФ № 14-27-00114 "Взаимодействие геосфер в морских бассейнах России: оценка роли биогеохимических процессов в мобилизации, транспорте и седиментации рассеянного осадочного вещества" (рук. акад. А.П. Лисицын). Сводный План морских экспедиций на научно-исследовательских судах ФАНО, утвержденный Советом по гидросфере Земли ФАНО (Протокол № 11 от 04.03.2016 г.) «Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года», подписанная Президентом Российской Федерации 20 февраля 2013 г. (направление "Мультидисциплинарное изучение рассеянного осадочного вещества в донных осадках Баренцева моря") (рук. акад. Э.М. Галимов).

Организации принимавшие участие в экспедиции

 

• Атлантическое отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (АО ИО РАН), 236022, Калининград обл., просп. Мира, 1. Тел. (4012) 956911, факс (4012) 916970.
• Северо-Западное отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (СЗО ИО РАН), 163061, Архангельск, наб. Сев. Двины, д. 112, корп. 3, комн. 321. Тел 8 (818) 42-00-47.
• Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН), Москва, 119991, ул. Косыгина, 19, тел. (495) 137 1484 факс: (495) 938 2054.
• Федеральное государственное учреждение Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН Институт микробиологии им. С.М. Виноградского (ИнМИ РАН), 117312, Москва Проспект 60-летия Октября, д. 7, корп. 2, тел.: (499) 135-2139, факс: (499) 135-6530.
• Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук, Федеральное агентство научных организаций, Россия, 634055, Томск, пр. Академический, 1; Телефон: (3822)49-27-38; Телефакс: (3822)49-20-86.
• Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова (МГУ), Минобрнауки РФ. 119899, Москва, Воробьевы горы, телефон: (495) 939-5150, факс: (495) 939-1115.

 

Основные задачи:

• изучение гидрологической и гидрохимической структуры вод;
• получение экспедиционных материалов для последующего анализа минерального, химического и изотопного состава микрочастиц, количественной оценки потоков рассеянного осадочного вещества между атмосферой и водной толщей, а также в самой водной толще, включая породообразующие химические элементы, углерод (органический и карбонатный), токсичные тяжелые металлы и углеводороды; • изучение особенностей вертикального потока рассеянного осадочного вещества; • микробиологические, биогеохимические, изотопно-геохимические и молекулярно-биологические исследования придонной воды и донных осадков; • проведение литолого-геохимических и высокоразрешающих палеоокеанологических и палеоклиматических исследований. Также одной из задач экспедиции являлось проведение учебной и производственной практики студентов, магистрантов и аспирантов ИО РАН, МГУ.

 

Экспедиция проходила в акватории Баренцева моря (в российской и норвежской экономических зонах, в российских территориальных водах). Экспедиция была начата в п. Архангельск 25 августа и завершена 10 октября 2016 г. в п. Калининград. Общая продолжительность экспедиции, включая период мобилизации/демобилизации, составила 50 суток. Исследования проводились на дрейфовых станциях, разрезах в мелководных шельфовых и глубоководных районах моря на глубинах 14–2500 м

Выполненные работы

За период экспедиции было выполнено 52 океанографических станции. За время экспедиции судном пройдено 7675 морских миль. В ходе экспедиционных исследований было выполнено: Измерения аэрозольной оптической толщи атмосферы – 39 серий; Измерения массовой концентрации аэрозоля и сажи, счетной концентрации аэрозоля в приводном слое атмосферы – 1005; Отбор проб на фильтры для изучения ионного состава аэрозолей – 25; Измерения гранулометрического состава аэрозолей – 97; Отбор проб на фильтры для изучения концентраций и состава сажевого углерода в приводном слое атмосферы – 111; Сетевые пробы аэрозолей – 1; Измерения солемером гидрологических параметров приповерхностной водной толщи – 4887 км; Гидрофизическое зондирование водной толщи – 48; Гидрооптическое зондирование водной толщи – 51; Фильтров для определения концентраций и состава взвешенного вещества – 707; Фильтров для определения концентраций и состава органического вещества взвеси – 321; Фильтров для определения концентраций и состава пигментов фитопланктона – 275; Фильтров для определения концентраций и состава углеводородов – 69; Определение концентрации и гранулометрического состава взвеси на счетчике Коултера – 273; Определение содержания различных химических элементов и соединений в воде из батометров, наддонной и иловой воде из мультикорера – 3595; Определение углеводов, белков и липидов в воде и взвеси – по 142; Спуски дночерпателя – 49; Спуски мультикорера – 26; Спуски бокс-корера – 4; Спуски трубки большого диаметра – 17; Пробы газа из донных осадков на изотопию углерода – 114; Пробы донных осадков на пиролиз органического углерода – 169; Пробы донных осадков на геохимию – 126; Пробы донных осадков на техногенные радионуклиды и тяжелые металлы – 88; Пробы поверхностной воды на содержание Cs-137 – 4; Кратковременная постановка/подъем буйковых станций – 6/5; Долговременная постановка буйковых станций – 3.

Получены непрерывные ряды наблюдений счетной концентрации аэрозоля, его функции распределения по размерам и массовой концентрации сажи. Предварительный анализ результатов измерений аэрозольной станции показал, что пределы вариаций счетной концентрации аэрозоля составляют 15–50000 частиц в дм3 воздуха, массовой концентрации сажи – от 0.002 до 0.8 мкг/м3. Наибольшие значения массовой концентрации сажи (> 0.25 мкг/м3) наблюдались в южной части моря, вблизи континента и выхода из Белого моря, наименьшие – в западной, юго-западной и северо-западной районах. Области повышенной концентрации аэрозоля (40000–50000 частиц в дм3) расположены вблизи побережья Новой Земли и на севере Центральной впадины Баренцева моря. Минимальные значения количества аэрозольных частиц в объеме по всем фракциям было отмечено в северной части Баренцева моря на разрезе по 80° с.ш. Максимальные значения количества аэрозольных частиц во фракции 0.5–10 мкм наблюдалось на разрезе в Медвежинском желобе при юго-западных ветрах, а во фракции 0.3–0.5 мкм и крупнее 10 мкм – вблизи Новой Земли, на разрезе в Русской Гавани при северо-восточных ветрах. В акватории Баренцева моря наблюдается стратификация водных масс, что отмечается по всем гидрологическим, гидрооптическим и гидрохимическим параметрам и показателям взвеси. В южных районах верхний теплый слой воды отделен от нижнего, более холодного и соленого, хорошо выраженным пикноклином на глубинах 25–50 м. К северу верхняя граница пикноклина повышается. На широтном северном разрезе наблюдается инверсия солености и температуры – четко выражен тонкий верхний холодный распресненный слой воды, вероятно, связанный с близостью кромки льдов, находившихся на период наблюдения на 81–82° с.ш. Также на графиках четко выделяется нижний нефелоидный слой до 50 м толщиной. Часто ему соответствует изменение хода температуры и, иногда, других параметров – слой становится однородным. Концентрации растворённых углеводов по всему морю изменяются в широких пределах – от 2.016 мг/л до 0.009 мг/л. На поверхности, в основном, они невелики и не превышают 0.5 мг/л. Лишь в глубоководной части Медвежинского жёлоба и у ЗФИ наблюдалось увеличение концентраций до максимальных. В центральном Баренцевоморском районе и на Штокманском месторождении определены минимальные концентрации углеводов в воде. Донные осадки, отобранные в акватории Баренцева моря, отличаются разнообразием гранулометрического и минерального состава: в Печорском море это были преимущественно заиленные пески, тогда как на больших глубинах размерность отложений уменьшалась. Осадки были преимущественно терригенные, примесь биогенных частиц (раковин или их обломков) наблюдалась на станциях, близких к берегу, но на континентальном склоне к Норвежскому морю встречены типично океанские осадки с большим количеством биогенных частиц (раковин фораминифер). В донных осадках широко развиты процессы биотурбации, диагенетические изменения осадков (например, широкое развитие гидротроиллита, начиная с глубины 3–5 см). Изучался материал ледового и айсбергового разноса, являющийся неотъемлемой частью процесса ледового осадкообразования. Было поставлено 6 кратковременных буйковых станций с седиментационными ловушками. В Баренцевом море высокие значения вертикальных потоков осадочного вещества характерны для устья р. Печора. Широко развиты нефелоидные слои (Печорская депрессия, Русская Гавань Новой Земли), что связано с активными вдольбереговыми течениями. Центральная и северная область Баренцева моря характеризуется невысокими значениями потока в осенний сезон. Поставлено 3 годовых буйковых станции с седиментационными ловушками.

Маршрут и схема работ 67-го рейса НИС "Академик Мстислав Келдыш"