Период работ: 4 — 19 ноября 2022 г.
Начальник экспедиции: Д.В. Дорохов
Капитан судна: В.А. Ионин, В.В. Белуга
Район работ: ИЭЗ и территориальные воды РФ юго-восточная часть Балтийского моря, Финский залив Балтийского моря
Научный состав: 39 человек

Темы и проекты исследований:

Тема №FMWE-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», тема №FMWE-2021-0007 "Морские и океанские экосистемы в условиях меняющегося климата и антропогенного воздействия: структура и биологическая продуктивность экосистемы Арктического бассейна и морей России, экосистемы и потенциальные биологические ресурсы открытого океана";
- соглашение о сотрудничестве с ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта» №4/2019(1358) от 23.07.2019 и № 28-с от 23.12.2021.

Основные задачи экспедиции:

• Выявление осенне-зимних особенностей гидролого-гидрохимических процессов в Балтийском море;
• Исследование распределения загрязнений Балтийского моря в осенне-зимних условиях;
• Изучение распространения углеводородных газов в воде и донных осадках Балтийского моря;
• Получение уточненных списков видов планктона и бентоса (чек-листов), актуализация сведений по пространственно-временной изменчивости планктонных и бентосных сообществ Балтийского моря;
• Исследование географического распространения близкородственных видов генетическими методами: неаборигенных полихет из группы видов Marenzelleria spp. (Polychaeta, Spionidae), моллюсков Mytilus trossulus, M. edulis и Cardium spp.;
• Комплексная океанологическая съемка на карбоновом полигоне в Юго-Восточной Балтике;
• Получение новых экспедиционных данных для разработки модуля климатического и экологического мониторинга российского сектора юго-восточной части Балтийского моря и обоснование региональных адаптационных мер;
•  Изучение литологических, а также микропалеонтологических характеристик донных отложений Балтийского моря
   

Основные научные результаты:

Всего пройдено 1191 морская миля. Протяженность галсов однолучевой эхолотной съемки составила 709 морских миль. Выполнен комплекс работ согласно научной программе рейса на 63 станциях.

Гидролого-гидрохимические исследования

В российском секторе ЮВБ получен массив данных на трёх гидролого-гидрохимических разрезах, перекрывающих трассу умеренных и слабых затоков трансформированных североморских вод: вдоль польской ИЭЗ, литовской ИЭЗ и от Гданьско-Готландского порога до м.Таран Самбийского п-ова (рисунок 1). В термохалинной структуре вод наблюдался «осенний» тип вертикальной стратификации, для которой зафиксировано характерное опускание термоклина до 32-42 м. Температура и солёность в верхнем квазиоднородном слое варьировалась в пределах 11-12,2 °С и 7,1-7,4 епс. Ядро холодного промежуточного слоя, определяемое по минимальной температуре (4,5-4,7 °С), располагалось в диапазоне 46-52 м. Глубина ядра галоклина и приуроченного к нему пикноклина составляла 50-60 м. Придонный слой начинался с глубин 65-85 м с температурой от 6,7-7,4 °С и солёностью 11,0-12,7 епс.

По всей акватории Гданьской впадины ниже галоклина наблюдался слой гипоксии (содержание кислорода <2 мг/л) и аноксия в центральной части впадины, а максимальные значения концентрации растворенного сероводорода (до 1,7 мг/л) были оторваны от дна на 3-4 м. На северо-восточном склоне впадины абсолютные концентрация растворенного сероводорода достигали 2,3 мг/л и были локализованы у дна. На Гданьско-Готландском пороге также выявлена гипоксия и локальные максимумы растворенного сероводорода были оторваны от дна на 10-20 м. В то же время в придонном слое зафиксировано небольшое поступление вод из Готландского бассейна с содержанием растворенного кислорода 2-2,5 мг/л, что согласуется с реконструкцией течений по модели NEMO на момент проведения измерений.

Экспериментальные гидрофизические исследования

На Гданьско-Готландском пороге на трассе проникновения затокового течения выполнена длительная постановка донной станции с двумя автономными придонными инклинометрическими измерителями течений производства АО ИО РАН. Подъём и извлечение данных планируется осуществить в конце весны 2023 года. Анализ полученных данных впервые позволит количественно оценить придонный водообмен между Гданьской и Готландской впадинами за весь осенне-зимний период. Продолжительные измерения течений позволят выявить особенности придонной динамики вод для открытой части Балтийского моря.

Осуществлена экспозиция дрейфующей седиментационной ловушки для оценки потока осадочного материала. Седиментационная ловушка с нейтральной плавучестью, для сбора взвешенных частиц находилась в толще воды на глубине 50 м в течении 34,5 часов. Данный метод позволит выделить вертикальный поток частиц при минимизации турбулентного потока и загрязнения пробы организмами, перемещающимися в водной толще.

Геоэкологические исследования

На всей исследованной акватории моря глубина эвфотического слоя составляла 15 м. По распределению величин минимальной флуоресценции (F0, отн. ед.) можно заключить, что относительно высокие значения хлорофилла «а» были в верхнем перемешанном слое 0-30 м (на одном уровне в пределах слоя на конкретной станции) при значительном снижении (в несколько раз) величин ниже термоклина в ЮВБ и при менее значительном снижении – в ФЗ. Результаты измерений активной флуоресценции хлорофилла «а» показали, что потенциальная фотосинтетическая способность фитопланктона (Fv/Fm) на исследованной акватории была достаточно высокой при малой вариабельности в пределах верхнего перемешанного слоя и значительно снижалась ниже термоклина. Наиболее высокие значения Fv/Fm (более 0,65 отн. ед.), отражающие высокую потенциальную фотосинтетическую способность фитопланктона, были отмечены на станциях АСВ-54004, АСВ-54005, АСВ-54013, АСВ-54028, АСВ-54034, АСВ-54047. Минимальные значения для акватории ЮВБ наблюдались на ст. АСВ-54019 и для акватории ФЗ – на ст. АСВ-54048 и АСВ-54055. Величины rETR (флуоресцентно определяемый аналог скорости первичной продукции) были на умеренном уровне, при этом в поверхностном слое разброс значений был от 10 до 30 отн. ед.

Гидробиологические исследования

В составе фитопланктона в районе Вислинской косы над склоном Гданьской впадины выявлено 36 таксонов, относящихся к 8 систематическим отделам. Суммарная биомасса составила 0,547 мг/л. По биомассе в структуре фитопланктона преобладали диатомовые водоросли, доля которых была более 96%. Доминировала по биомассе диатомовая Coscinodiscus sp., (0,498 мг/л). Также существенный вклад в биомассу вносила фотосинтезирующая инфузория Mesodinium rubrum (0,131 мг/л.). Численность фитопланктона составила 222 тыс. кл./л. К массовым по численности относились два вида рода Chrysochromulina (Haptophyta, 46 тыс.кл/л.), цианобактрии  Woronichinia compacta и Pseudanabaena sp. и два вида криптофитовых, остальные виды отмечены в крайне низких количествах. На ст. АСВ-54048 в ФЗ выявлено скопление цианобактерий на глубине 5-6 м. Преобладали потенциально токсичные водоросли рр. Aphanizomenon, Microcsytis, Plantotrix и Nodularia spumigena.

В зоопланктоне ЮВБ отмечено девять видов, относящихся к 3 таксонам высшего порядка: Copepoda – 5, Cladocera – 3 и Rotifera – 1. В пробах присутствовали в малом количестве кладоцеры P. intermedius, E. nordmanni. В Гданьской и Готландской впадинах на глубинах более 100 м отмечены обитающий под галоклином веслоногий рачок Pseudocalanus sp и холодноводный циклоп Oithona similis. В целом, видовой состав, количественные показатели и структура зоопланктона являлись характерными для осенне-зимнего сезона Балтийского моря: доминирование холодноводных и эвритермных видов, преимущественно копепод, и отсутствие теплолюбивых кладоцер.

В пробах макрозообентоса в наиболее глубокой части Гданьской впадины (112 м) и на южном склоне Готланской впадины (110 м) в донных осадках с резким запахом сероводорода живые организмы макробентоса не обнаружены. В Готландской впадине на ст. АСВ-54021 на глубине 108 м были обнаружены живые двустворчатые моллюски Astarte borealis. В Финском заливе на ст. АСВ-54044 и АСВ-54049 по биомассе доминировали характерные представители макробентоса этого района моря – реликтовые ракообразные Saduria entomon.

Литологические и геохимические исследования

На южном склоне Гданьской впадины на глубине 94,5 м с помощью герметичной геологической трубки (ГГТ) отобрана короткая колонка АСВ-54004 (69 см). Осадки колонки представлены черными пелитовыми обводненными, пористыми литориновыми илами с сильным запахом сероводорода. Полости в осадке заполнены газом, осадок уплотняется к низу разреза. На северо-восточном склоне Гданьской впадины (станция АСВ-54027) на глубине 93 м отобраны короткая (63 см) колонка с помощью ГГТ и длинная (300 см) с помощью ударной геологической трубки (УГТ), которые представлены черными пелитовыми пористыми литориновыми илами с сильным запахом сероводорода. По данным анализа поровой воды и газового состава донных осадков установлено, что место отбора приурочено к зонам метанового сипинга – в поверхностном слое осадков (0–15 см) концентрации метана в хэд-спейс превышали 1500 ppmV. На юго-восточном склоне Готландской впадины на глубине 107 м с помощью ГГТ отобрана колонка АСВ-54013 (49 см). В верхней части колонка сложена черным, обводненным и рыхлым илом, покрытым тонким бактериальным матом, с лёгким запахом сероводорода. Вниз по разрезу осадки уплотнены и характеризуются серым и оливково-серым цветом. В палеодолине на севере Гданьско-Готландского порога пробы осадков, отобранных дночерпателем, представляют собой диамикты – оливково-коричневые и коричневые пески и песчаные глины с включением гравийного материала. Поверхность осадков покрыта слоем плоских и круглых железомарганцевых конкреций размером 2–5 см.

В Финском заливе на глубине 65 м (станции АСВ-54043, АСВ-54045) отобраны черные пелитовые обводненные, пористые литориновые илы, уплотняющиеся к низу, с сильным запахом сероводорода. В разрезах колонок АСВ-54048 (длина 425 см, глубина 22 м) в Выборгском заливе и АСВ-54051 (длина 480 см, глубина 33 м) в Лужской губе ниже обводненных газонасыщенных литориновых илов черного и оливкового цветов вскрыты глины озерных стадий Балтийского моря. Колонки характеризуются высокими концентрациями метана в хэд-спейс, что подтверждает присутствие в районе отбора зон метанового сипинга. Максимальный уровень метана (64107 ppmV) отмечен в колонке АСВ-54045 в интервале 90–92 см. При этом в каждой из вышеперечисленных колонок, характеризующихся наличием зоны свободного метана (Free gas zone), фиксируются различные значения его осредненных концентраций, что, вероятно, свидетельствует о потоках метана различной активности в опробованных обстановках. На станции АСВ-54046 на глубине 58 м отобрана колонка длиной 579 см, представленная осадками как морской (литориновой) стадии (ил пелитовый темно-зеленовато-серый), так и озерных стадий (глины зеленовато-серые и серо-коричневые, разделенные переходным слоем, обогащенным стяжениями гидротроилита). Данные сейсмоакустического профилирования позволили предположить отсутствие признаков газонасыщенности поверхностных осадков в точке опробования, что подтвердилось выполненными на борту судна измерениями концентрации метана – отмечены низкие значения (<10 ppmV) в пределах интервала 0–166 см. Выявленные признаки раннего диагенеза осадков могут быть использованы в качестве индикатора «фоновой» обстановки, когда восходящий поток метана отсутствует.

Метеорологические исследования

На ходу судна были измерены радиационные потоки (падающее и отраженное от поверхности моря коротковолновое излучение, восходящее и нисходящее длинноволновое излучение). Велась запись метеорологических стандартных наблюдений (температуры воздуха, давления, относительной влажности воздуха с дискретностью 15 сек) и визуальных наблюдений за трансформацией облачности (в баллах и типах) с периодичностью раз в час. Произведены инструментальные измерения концентраций метана и аэрозолей в воздухе. Анализ непрерывных наблюдений за облачностью показал, что за время рейса преобладали облака слоистообразной (50%) и слоисто-кучевых (30%) форм. Облачность 10 баллов преобладала более чем в 60% случаев наблюдений.
 

Список организаций, участвующих в экспедиции:

1. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук.
2.  Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта».