Период работ: 29 сентября — 7 декабря 2022 г.
Начальник экспедиции: Л.Д. Баширова
Капитан судна: А.В. Зыбин
Район работ: Северо-восточная часть Атлантического океана
Научный состав: 12 человек
Темы и проекты исследований:
- тема госзадания №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» (рук. к.г.-м.н. В.В. Сивков);
- тема госзадания №FMWE-2022-0001 «Гидрофизические процессы, гидрохимия и экосистема Атлантического сектора Южного океана и их изменчивость» (рук. д.ф.-м.н. Морозов Е.Г.)
- тема госзадания №FMWE-2021-0002 «Механизмы формирования циркуляционных структур Мирового океана: ключевые процессы в пограничных слоях и их роль в динамике океана на основе экспедиционных исследований, дистанционного зондирования, численного и лабораторного моделирования» (рук. д.ф-м.н. Зацепин А.Г.);
- тема госзадания №FMWE-2021-0003 «Крупномасштабные, волновые и вихревые океанские процессы и роль океана в формировании климата: междекадная эволюция циркуляции, гидрофизических полей океана и потоков на границе океан-атмосфера в условиях меняющегося климата» (рук. д.ф-м.н. С.К. Гулев);
- тема госзадания №FMWE-2021-0015 «Экстремальные опасные явления, связанные с Мировым океаном» (рук. д.г.н. А.В. Соков);
- проект РФФИ №20-08-00246 «Гравитационные течения и внутренние волны в глубоководных каналах» (рук. д.ф.-м.н. Е.Г. Морозов);
- проект РНФ №21-77-20004 «Абиссальная и глубинная циркуляция Атлантики» (рук. д.ф.-м.н. Е.Г. Морозов).
Основные задачи экспедиции:
- гидролого-гидрохимические исследования для изучения параметров водной тощи: гидрофизическое зондирование, отбор проб воды для определения гидрохимических показателей (содержания кислорода, кремния, фосфора) и фильтрация взвешенного осадочного вещества на борту судна (темы №FMWE-2021-0012, № FMWE-2021-0002, №FMWE-2021-0003, №FMWE-2021-0015; РФФИ №20-08-00246, РНФ №21-77-20004);
- сбор данных о течениях субполярного круговорота Северной Атлантики и характеристиках водообмена между Арктикой и Северной Атлантикой, оценка межгодовой изменчивости основных водных масс и течений круговорота (темы № FMWE-2021-0002, №FMWE-2021-0003, №FMWE-2021-0015);
- сбор данных о термохалинной структуре и водных массах, исследование изменчивости характеристик субполярного круговорота Северной Атлантики (темы №FMWE-2021-0002, №FMWE-2021-0003);
- геофизическое профилирование участков дна глубоководных проходов для изучения особенностей формирования четвертичного осадочного чехла (тема №FMWE-2021-0012);
- прицельный отбор поверхностных осадков для интерпретации геоакустических данных и палеоокеанологических реконструкций (тема №FMWE-2021-0012).
Предварительные научные результаты
Выполненные в проходе Западном измерения подтвердили наличие трансформированной Антарктической донной воды (ААДВт) на входном пороге и южном склоне котловины прохода сразу за порогом. Ранее ААДВт была здесь обнаружена в ходе 59-го рейса ПС «Академик Иоффе» в 2021 г. На станциях в основной котловине прохода потенциальная температура воды менее 2 °С не была обнаружена. На входном пороге ААДВт отмечалась не только в глубокой центральной части, но и на северо-восточном склоне, в соответствии с геострофическим балансом. Здесь зафиксировано преобладающее течение северо-западного направления из котловины Мадейра в Иберийскую котловину с максимальными скоростями более 30 см/с. Интегральный расход через разрез (от 3600 м до дна) составил 0,63 Св (1 Св=1×106 м3 с-1). Расход воды с потенциальной температурой менее 2 °С был равен 0,29 Св.
В центральной впадине прохода Дискавери подтвердились ранее полученные результаты (рейсы АНС-43, АИ-59 в 2019 и 2021 гг. соответственно) – здесь наблюдался придонный квазиоднородный слой мощностью более 200 м с температурой 1,993°С. На поперечном разрезе через наиболее узкую часть прохода наблюдался менее мощный по сравнению с результатами прошлогодних измерений (АИ-59) слой ААДВт. Значения скоростей течений, полученные в 2022 году, также оказались ниже п сравнению с прошлогодней съёмкой в 2021 году. Интегральный расход через разрез (глубже 3600 м) был равен 0,007 Св, при этом расход течения в северо-восточном направлении составил 0,363 Св. Расход воды с потенциальной температурой менее 2 °C оценен в 0,050 Св при расходе струи северо-восточного направления в 0,067 Св. Измерения подтвердили описанное ранее по результатам рейса АИ-59 наблюдение циклонической циркуляции в самой узкой части прохода Дискавери, однако установленные в рамках настоящего исследования скорости придонных течений оказались ниже значений, полученных в прошлом году.
На поперечном разрезе через проход Кейн обнаруженная ААДВ со значениями температуры менее 1,9 °C занимает слой от глубин 4320–4400 м до дна. Минимальная температура (1,846 °C) отмечалась в придонном слое центральной части разреза. Измерения на поперечном разрезе показали, что в момент выполнения съёмки в проходе преобладало течение северо-западного направления. Наибольшие скорости (более 10 см/с) наблюдались в центральной части седловины прохода. Интегральный расход через разрез (от 3600 м до дна) составил 0,24 Св. Расход течения в бассейн Сьерра-Леоне был равен 0,08 Св, а интегральный расход воды с потенциальной температурой менее 1,9 °С составил 0,14 Св.
Проведенные в трёх каналах разлома Романш, обеспечивающих перенос ААДВ в придонном слое во впадину Вима, измерения показали, что самые холодные (0,695 °C), наименее соленые (34,804 PSU) и самые плотные (46,039 кг/м3) воды переносятся через северный канал. В двух других каналах минимальные значения температуры составляли 0,748 °C в центральном канале и 0,736 °C в южном, самом мелководном канале. Максимальные измеренные скорости в придонном слое достигали 7 см/с в центральном и 13 см/с в южном каналах. Это свидетельствует о более интенсивном потоке ААДВ в южном канале по сравнению с центральным каналом. В северном канале локальный максимум составлял 8 см/с на глубине 4512 м. Абиссальный термоклин (пикноклин) между ААДВ и САГВ наблюдался в диапазоне глубин 3700–4200 м. Верхняя граница пикноклина соответствовала изолиниям потенциальной температуры 1,9–2,0 °C, нижняя граница – изотермам 1,1–1,2 °C. Здесь были отмечены максимальные скорости течений, превышавшие 10 см/с.
На поперечном разрезе через Гвинейский купол (верхние 1000 м) в северном и северо-восточном направлениях наблюдалось уменьшение толщины верхнего квазиоднородного слоя и глубины залегания термоклина, что указывает на подъем холодных глубинных вод. Скорости течений в среднем не превышали 5–10 см/с. Интегральный расход через разрез составил 2,7 Св, при этом расход в генеральном направлении на восток был равен 33,7 Св. На выполненном разрезе идентифицированы 3 водные массы: Северотропическая поверхностная, Южноатлантическая центральная и Антарктическая промежуточная, их общие расходы через разрез составили 3,5, -1,1 и 0,2 Св соответственно.
К югу от глубоководного прохода Западного с помощью пробоотборника отобраны поверхностные донные осадки, представленные песчано-алевритовыми глинами светло-коричневого цвета (10YR 7/3) с единичными включениями гравийного материала, представленного известняком. Песчаный материал состоял в основном из раковин фораминифер. Степень растворения раковин высокая – обломки составляют примерно половину карбонатного материала, что свидетельствует о распространении агрессивной к карбонату кальция придонной водной массы (по данным гидрофизической съёмки здесь обнаружена ААДВт). В карбонатном сообществе доля живых бентосных фораминифер составила 1%, в агглютинированном – 30%.
По данным акустического профилирования к югу от глубоководного прохода Западного, а также к северу от глубоководного прохода Кейн обнаружены седиментационные волны. Осадки в глубоководных проходах предположительно сформированы в плейстоцене-голоцене под влиянием придонного контурного течения ААДВ, которая зафиксирована в проходах по данным гидрофизического зондирования. Предыдущие исследования (44-й рейс НИС «Академик Николай Страхов», 2019 г.) позволили обнаружить к северу от глубоководного прохода Кейн гигантский контуритовый дрифт, сформированный «Антарктической придонной рекой». На акустических профилях, полученных в ходе 62-го рейса ПС «Академик Иоффе», выделяются множественные параллельные рефлекторы – стратифицированные осадки мощностью до 60 м.
Осадки в юго-восточной части Иберийской котловины стратифицированы, представлены на сейсмоакустических записях множественными параллельными рефлекторами.
Список организаций, участвовавших в экспедиции
- Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук.