Период работ: 17 октября — 30 декабря 2022 г.
Начальник экспедиции: Е.Г. Морозов
Капитан судна: Л.В. Сазонов
Район работ: Тропическая Атлантика, Северо-Атлантический хребет, разлом Вима, плюм Амазонки, территориальные воды Бразилии
Научный состав: 20 человек
Темы и проекты исследований:
1) Исследование динамики вод в абиссальных каналах Атлантического океана, приводящих к значительным изменениям в структуре вод, перемешиванию, образованию тонкой структуры, что вносит вклад в краткосрочную изменчивость климата Атлантики; Изучение свойств и потока Антарктической донной воды в разломах и в канале Вима. Продолжение многолетнего ряда наблюдений в канале Вима. Задачи экспедиции соответствуют темам госзадания: FMWE-2022-0001, FMWE-2021-0002, FMWE-2021-0001, FMWE-2021-0012
2) Роль теплообмена, массообмена и солеобмена донных вод в формировании климата Мирового океана. Задачи экспедиции соответствуют темам госзадания: FMWE-2021-0003, FMWE-2021-0001, FMWE-2021-0012, FMWE-2021-0016
3) Изучение особенностей структуры термохалинных, биогеохимических и гидрофизических полей в зоне взаимодействия прибрежной океанской циркуляции и материкового пресноводного стока. Задачи экспедиции соответствуют темам госзадания FMWE-2021-0001.
4) Изучение закономерностей переноса и аккумуляции в океане связанных с материковым стоком загрязняющих веществ, а также аллохтонной взвеси и биогенов, их влияния на состояние пелагической и донной биоты. Задачи экспедиции соответствуют темам госзадания: FMWE-2021-0001, FMWE-2021-0006, FMWE-2021-0008
5) Исследование процессов переноса микропластика и пластикового мусора в речных плюмах. Задачи экспедиции соответствуют теме госзаданий: FMWE-2021-0001, FMWE-2021-0012
6) Привлечение молодых ученых, повышение их квалификации через вовлечение в передовые морские исследования мирового уровня в рамках программы «Образование через науку», принятой в Стратегии развития Института океанологии РАН. Все госзадания ИОРАН.
Основные задачи экспедиции:
Задачей экспедиции является исследование динамики вод в абиссальных каналах Атлантического океана, приводящих к значительным изменениям в структуре вод и перемешиванию, что вносит вклад в краткосрочную изменчивость климата Атлантики; изучение свойств Антарктической донной воды в абиссальных каналах: определение скоростей и структуры потока и переноса вод в этих глубоководных каналах. Особое внимание будет уделено исследованию абиссального потока в разломе Вима и других разломах Северо-Атлантического хребта. Такие целенаправленные экспедиционные работы проводятся ИО РАН на регулярной основе, начиная с 2002 г., и являются уникальными в мире; исследования в разломе Вима проводятся с 2006 г.
Второй задачей является изучение особенностей структуры гидрофизических, термохалинных, и биогеохимических полей в зоне взаимодействия прибрежной океанской циркуляции и материкового пресноводного стока на примере крупнейшего в мире и уникального по своим характеристикам речного плюма реки Амазонка. Изучение на примере плюмов реки Амазонки закономерностей переноса и аккумуляции в океане связанных с материковым стоком загрязняющих веществ, а также аллохтонной взвеси и биогенов, их влияния на состояние пелагической и донной биоты. Кроме того, планируется исследование процессов переноса микропластика и пластикового мусора в речных плюмах, причём особое внимание будет уделено плюму и приустьевому участку реки Амазонка, считающейся основным источником пластика в центральной Атлантике.
Дополнительной целью экспедиции является дальнейшее развитие международного научного сотрудничества со странами БРИКС, укрепление влияния российских научных и государственных организаций в Южной Америке и выполнение совместных научных работ
Основные научные результаты:
Выполнено 76 станций.
Выводы по разлому Вима
Выполнен разрез из 46 станций вдоль канала Вима. Потенциальная температура при затекании ААДВ в разлом равняется 1.285°С. На протяжении западной части разлома до седловины температура незначительно повышается до 1.337°С, а на самой седловине в центра разлома она повышается до 1.454, на расстоянии ширины поперечного хребта. В восточной части разлома температура постепенно увеличивается и при вытекании из разлома возрастает до 1.606°С. Не столь значительное увеличение температуры при прохождении разлома по сравнению в разломом Романш объясняется более гладким рельефом разлома. В западной части разлома до седловины существует застойная зона с минимальными скоростями течения. Основной поток со скоростями около 25 см/с течет выше застойной зоны на глубине около 4000 м. Над поперечным хребтом разлома (седловины) и после него температура потока резко увеличивается за счет процессов перемешивания над седловиной. В восточной части седловины (в центральном и южном каналах) наблюдается подводный водопад с гидравлически управляемым стеканием донной воды вниз по склону со скоростями до 40 см/с. Поток донной воды разгоняется по мере стекания вниз, но потом его кинетическая энергия уменьшается. Поток не может преодолеть сопротивление стратификации. Замедляется и происходит перемешивание с окружающими водами. В восточной части разлома, в центральном канале максимальные скорости также наблюдаются над застойной зоной. Основной поток идет по глубинам около 4500 м. В южном канале донная вода водопадом стекает в глубокую (5400 м) котловину. Вытекание воды из канала идет по каналам меньшей глубины около 4300 м.
Выводы по плюму Амазонки
Исследования были организованы и осуществлены совместно российскими и бразильскими учёными. Выполнены работы на 28 станциях в плюме Амазонки и в окружающих водах. Станции полигона пришлись на мористую часть плюма Амазонки и внешнюю акваторию океанских вод, практически не затронутых влиянием материкового пресноводного стока. Период работ пришелся на сухой сезон (ноябрь), во время которого плюм Амазонки сильнее чем в другие времена года прижат к берегу. Измерения в мелководной части шельфа проводить было нельзя из-за малых глубин. Данные измерений in situ и спутниковые данные показывают, что наиболее опреснённые и богатые взвесью и хлорофиллом воды были локализованы на внутреннем шельфе. В области, непосредственно охваченной судовыми измерениями, солёность не опускалась ниже 30 епс. Горизонтальная и вертикальная структура термохалинных полей указывает на наличие хорошо выраженного речного плюма толщиной около 15 м. Уменьшение солёности в плюме по отношению к фоновым значениям составляло более 6 епс даже на расстоянии 300-400 км от устья. Воды плюма характеризовались повышенными значениями концентрации фитопланктона (представленного преимущественно колониальными диатомеями, в том числе солоноватоводных видов), а также высоким содержанием взвеси и повышенной мутностью (глубина видимости белого диска 3 м против 22 м вне плюма). Цвет воды в плюме зеленоватый в отличие от синего цвета открытого моря. Данные по температуре и солености прибора AML практически совпадают с данными проточной системы (прибор SBE19). Наилучшее приближение к данным измерений дают спутниковые данные по солености Smos и реанализ Glorys12. Реанализ HYCOM показывает плюм очень близко к берегу. Химические определения в поверхностном слое в районе плюма обнаруживают повышенные значения силикатов, фосфатов, нитратов, нитритов по сравнению с мористой частью. Щелочность выше в мористой части. Повышенные значения водородного показателя рН (8.21), а также растворенного кислорода наблюдаются на границе плюма, тогда как со стороны берега и с морской стороны границы значения рН ниже (8.18)..
Список организаций, участвующих в экспедиции:
1. Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва
2. Тихоокеанский океанологический институт ДВО РАН, Владивосток
3. Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН Новосибирск
4. Федеральный Университет Рио Гранде (Бразилия)
5. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва
6. Московский физико-технический институт, Москва
7. Институт гидрологии и океанологии РГГМУ, Санкт-Петербург