30 августа 2024 -

95-Й РЕЙС ЭКСПЕДИЦИИ НИС "АКАДЕМИК МСТИСЛАВ КЕЛДЫШ"

Период работ: 12 июня — 24 июля 2024 г.
Начальник экспедиции: Флинт Михаил Владимирович
Капитан судна: А. В. Зыбин
Район работ: Восточная Атлантика
Научный состав: 22 человека

Темы и проекты исследований:

  • № FMWE-2024-0021 Структурно-функциональная организация, биологическая продуктивность и механизмы современной климатической и антропогенной изменчивости морских и океанических экосистем; экосистемы Арктического бассейна и морей России в современных условиях, биоресурсный потенциал океанических и морских экосистем (регистр. № 1022040700450-9);
  • № FMWE-2024-0022 Биологическое разнообразие фауны морей и океанов, её распределение и эволюция, фауна уникальных морских биотопов и ее сохранение (регистр. № 1022040700545-6);
  • № FMWE-2024-0015 Гидрофизические процессы, формирующие экологическое состояние внутренних и окраинных морей и прибрежной зоны океана (регистр. № 1022040700252-9);
  • № FMWE-2024-0016 Разномасштабные гидрофизические процессы в Мировом океане и его пограничных слоях: их исследование методами оперативной океанографии, судовых наблюдений, дистанционного зондирования, теоретического, численного и лабораторного моделирования (регистр. № 1022040700271-4);
  • № FMWE-2024-0019 Геоморфология, геофизика и биогеохимия морского дна с учетом особенностей литосферы арктического бассейна, переходной зоны от Тихого океана к Евразии, отдельных районов Атлантического и Индийского океанов, морей России (регистр. № 1022040700410-1);
  • № FMWE-2024-0020 Осадкообразование в современном и древнем океане – рассеянное осадочное вещество и донные отложения как геологические архивы изменения климата и природных систем ключевых районов Мирового океана, морей России и пограничной области море–суша (регистр. № 1022040700420-8);
  • № FMWE-2024-0024 Методы и средства океанологических наблюдений для исследования природных и техногенных подводных объектов и экологии в гидросфере: разработка технологий многопараметрического сканирования подводных сред и объектов автономными и привязными зондами и профилографами (регистр. № 1022040700583-6);
  • № FMMN-2024-0019 Изоляция и миграция техногенных радионуклидов в недрах и на поверхности Земли (регистр. № 1023032100058-1-1.5.8);
  • № FMWE-2023-0002 Создание интегрированной системы мониторинга субполярной Северной Атлантики, Баренцева и Карского морей для оценки их роли в формировании климатических и экосистемных изменений Мирового океана на различных временных масштабах  (регистр. № 123100300088-0).

Основные задачи экспедиции:

  • Оценка состояния морской среды, структуры, продуктивности и функциональных параметров экосистемы Карского моря и их отклика на современные климатические тренды в период схода сезонного ледяного покрова
  • Оценка физических, химических, геохимических и биологических процессов, механизмов аккумуляции загрязнений в эстуарии крупнейшей Арктической реки – Оби;
  • Оценка параметров пелагической среды, механизмов формирования биологической продукции, ее уровня и вклада в общий годовой продукционный цикл в различных по биотопическим условиям частях бассейна;  
  • Оценка физических, химических и биологических процессов в области арктического континентального склона; 
  • Оценка состояния, пространственной структуры и динамики популяции вида-вселенца в Карское море краба Chionoecetes opilio, его воздействия на нативные донные экосистемы в разных районах бассейна;
  • Оценка численности морских млекопитающих.

Предварительные научные результаты

     Маршрут экспедиции был построен так, чтобы охватить три крупных территориальных «блока» — северо-восточную часть Баренцева моря, прилежащую к Карскому морю, северную глубоководную часть Карского бассейна (желоб Святой Анны) и шельф Карского моря. В каждом из этих «блоков» исследования были проведены в районах в разной степени освободившихся от сезонного льда и имеющих разную историю схода сезонного ледового покрытия, которая восстанавливалась по ежедневным ледовым картам (http://siows.solab.rshu.ru). 1. Наибольший интерес с точки зрения гидрофизических исследований в рамках настоящей экспедиции представляют пути распространения вод атлантического происхождения в Баренцевом и Карском морях. На основе анализа литературных источников были выделены три ветви: северная (проникающая через пролив Фрама), центральная (распространяющаяся вдоль склона Новоземельского шельфа в Баренцевом море) и южная (поступающая в Карское море через пролив Карские ворота). Такое направление гидрофизических исследований в экспедиции было обусловлено тем, что вопросы картирования и оценка взаимодействия разных струй атлантических вод в регионе, которые во многом определяют его облик, остаются малоизученными. На «Западном Новоземельском» разрезе, выполненном вдоль западного побережья Новой Земли и далее в желоб Святой Анны, на южных станциях наблюдалось начало летнего прогрева. Севернее, начиная со станции 7962, где работы велись непосредственно у ледовой границы и в разводьях между ледовыми полями, температура поверхностного слоя сохранялась отрицательной. Ниже располагался холодный промежуточный слой (ХПС), сформированный в результате зимней конвекции. На станции 7959, расположенной над банкой, этот процесс в зимний период достигал дна, в результате чего в придонном слое на глубине 122 метра наблюдались значения температуры близкие к температуре замерзания (-1.8°С). На остальных станциях разреза до склона желоба Святой Анны (станция 7963) под водами ХПС располагался слой, занимаемый атлантическими водами, распространяющимися сцентральной ветвью. Далее на север, непосредственно в желобе, эти воды, будучи значительно более плотными, опускаются по склону в придонный слой и наблюдаются на глубинах от 300 до 500 метров. Область, которую пересекал «Западный Новоземельский» разрез, практически не подвержены влиянию речного стока, что позволило провести оценку вклада таяния морского льда в опреснение поверхностного слоя. Для этого на каждой станции по вертикальным профилям было выбрано референсное значение солености (а именно соленость на нижней границе галоклина под ядром ХПС, куда в зимний период проникала конвекция), относительно которого велись расчеты. Оценка толщины пресноводного слоя (т.е. вклада таяния льда) проводилась в целом для всего столба морской воды выше выбранного референсного значения. На всех более северных станциях этот вклад варьировался от 10 до 120 см. При этом в целом отмечен рост вклада при движении с юга на север и наибольшие значения (более метра) были зафиксированы на двух самых северных станциях 7966 и 7967. В области южного склона желоба Святой Анны (района м. Желания, станция 7981) наблюдался квазистационарный фронт, ограничивающий распространение опресненных речным стоком Оби и Енисея вод в северном направлении. Таким образом, для южной части разреза, находящейся в зоне влияния речного стока, провести оценки вклада таяния льда в опреснение верхнего слоя не представляется возможным. Между станциями 7975 и 7976 на внутреннем шельфе Карского моря наблюдался резкий фронт, связанный с повышением солености в поверхностном слое от 20 до 27 епс. Фронт сформирован врезультате достижения волной весеннего половодья р. Енисей текущего года координат станции 7975. По нашим оценкам средняя скорость стокового течения на дистанции от крайнего гидрологического поста до южной станции разреза в период резкого подъема уровня составляет около 20 см/с. Севернее, от станции 7976 до склона желоба Святой Анны, поверхностный опресненный слой был сформирован без вовлечения «свежих» речных вод. Таким образом, можно говорить о прошлогоднем происхождении опресненния. 2. Оптические работы были выполнены на 34 дрейфовых станциях. Регистрация падающей радиации палубными датчиками производилась непрерывно, в течение 30 суток. Судовая проточная система работала 26 суток во время нахождения в основном районе работ. Начиная со ст. 7964 все работы проводились в зоне ледового покрова (ЛП) различной плотности. Распределения показателя ослабления света моской водой по всему разрезу хорошо коррелируют с флуоресценцией, что говорит о том, что в звеси доминирует биогенная компонента. Аномальные значения с и Flu наблюдаются в зонах отрицательных значений температуры и слабо коррелируют с распределением солености. На разрезе «Шельф Карского моря – желоб Святой Анны» было сделано 12 станций. начиная с самой южной 7975 и по 7979 работы проходили в зоне ЛП различной плотности. Между ст. 7980 и 7981 располагался фронт, который виден на распределениях солености и температуры, и охватывает толщу от поверхности и до дна. Севернее фронта на ст. 7980 произошла перестройка структуры поверхностного слоя: наблюдалось расхождение подповерхностных максимумов с и Flu на глубине 18 метров. Для оценки влияния ЛП на состояние экосистемы был проведен анализ положения максимумов с и Flu. В первую группу вошли все станции с ЛП ≥ 40%, где предположительно доминировали приледные виды фитопланктона. Во вторую, станции с экстремальными значениями с (учитывалось с ≥ 1.8 м-1) и Flu в максимумах. Результат представлен в таблице 1. Оказалось, что максимумы вертикальных распределений с и Flu на станциях с высоким ЛП, лежат в диапазоне 19 – 24, в среднем 19.4 метра. Во второйгруппе оказались станции с ЛП ≤ 12%, а максимумы с и Flu оказались на глубинах ≥ 30 метров. Таким образом, при освобождении поверхности от ЛП, происходит заглубление хлорофильного максимума, в среднем на 10 метров. Максимумы вертикальных распределений с и Flu на станциях с высоким ЛП, лежат в диапазоне 19 – 24, в среднем 19.4 метра. Во второй группе оказались станции с ЛП ≤ 12%, а максимумы с и Flu оказались на глубинах ≥ 30 метров. Таким образом, при освобождении поверхности от ЛП, происходит заглубление хлорофильного максимума, в среднем на 10 метров. Результаты непрерывных измерений гидрооптических и гидрофизичеких свойств поверхностного слоя моря комплексом «Протока» показывают, что распределения Chl в северной части маршрута заметно существенное увеличение значений при высоких значениях ЛП при движении на север. DOM заметно отреагировал при входе в зону пресноводного выноса (ПВ) на юго-западе. Распределение EPS повторяет распределение Chl, за исключением южных станций в области, подверженной влиянию «свежего» пресноводного стока. Выполнены измерения коэффициента яркости моря Rrs(l) с помощью палубного спектрорадиометра на маршруте экспедиции. Формы спектров указывают на различия в распределении гидрооптических характеристик исследуемых полигонов, в частности, коэффициент яркости моря на станции №7969 имеет пик в длинноволновой области, что говорит о наличии в поверхностном слое компонент, содержащих хлорофилл. Выполнены измерения показателя поглощения света морской водой и ее компонентами с помощью интегрирующей сферы в конфигурации ICAM на пробах морской воды с поверхности и с различных горизонтов, которые были выбраны на основе данных зондирования по флуоресценции, полученных с помощью погружных датчиков. Сравнительно высокое содержание желтого вещества в поверхностном слое наблюдается на южных станциях в Карском море, что связано с распространением речногостока. Меньшие показатели наблюдаются на станциях в Баренцевом море. Показатель поглощения частицами, содержащими хлорофилл, сравнительно выше для северных станций. Однако при проведении повторных измерений рассматриваемый показатель существенно изменился: ap(675) на станции №7965 уменьшился с 0.13 м-1 до 0.046 м-1, на станции №7969 – с 0.14 м-1 до 0.006 м-1. Проведено сравнение коэффициента яркости моря, измеренного с помощью палубного спектрорадиометра, с данными спутниковых сканеров цвета. К данным измерений коэффициента яркости моря, проведенным 25 июня при сравнительно благоприятных условия освещения, были подобраны спутниковые данные с разницей между контактными и дистанционными измерениями ± 24 часа. Остальные подобранные спектры имеют существенные различия в коротковолновой области, что обусловлено ошибками работы алгоритмов атмосферной коррекции. Работы по измерению характеристик аэрозоля проводились в экспедиции круглосуточно с 23 июня по 23 июля 2024 г. Результаты измерений объёмных концентраций частиц Vс, Vf и черного углерода еВС представлены после первичной обработки и отбраковки ложных замеров, связанных с влиянием трубы судна. Обсуждаются 10-ти минутные циклы измерений, без усреднения концентраций за более продолжительный период. Данные требуют более подробного анализа, однако первичная отбраковка показала, что в период рейса наблюдалась высокая прозрачность атмосферы в приводном слое (таблица 2). Низкий средний уровень концентраций Vс (0,59 мкг/м3) в сравнении с рейсами прошлых лет, по-видимому связан с меньшим содержанием в воздухе морского аэрозоля из-за большой площади ледового покрытия в районе измерений. Заметное повышение концентраций содержания черного углерода и мелкодисперсного аэрозоля зафиксировано в районе Кольского п-ова, очевидно связанное с антропогенной деятельностью. Рост концентраций также зафиксирован при приближении к п-ову Ямал. 3. В задачи гидрохимических исследований в рейсе входило: изучение гидрохимической структуры вод Баренцева и Карского морей и её трансформации в период таяния сезонного льда; исследование обмена углекислым газом на границе океан-атмосфера. Разрез«Западный Новоземельский» протяженностью 1000 км включал акватории северо-восточной части Баренцева моря (станции 7955-7963) и северо-западную часть Карского моря в области желоба Св. Анны (станции 7964-7967). Работы на разрезе проходили с 25 июня по 03 июля 2024 в период схода сезонного льда. Распределение основных биогенных элементов на разрезе было типичным для периода открытой воды и характеризовалось пониженными концентрациями в фотическом слое (граница проведена по 1% ФАР) и их увеличением с глубиной. На станциях 7955- 7964 слой, обедненный биогенными веществами, проникал ниже пикноклина, достигая глубин более 60 м на южных станциях разреза (7955-7957), где лед не образовывался или сошел задолго до начала работ. В северной части разреза на станциях 7965-7967 его мощность не превышала 20 м. Концентрация нитратного азота (NO3) в фотическом слое изменялась от значений близких к аналитическому нулю до 1.5 μM, концентрация минерального фосфора (PO4) составила менее 0.2 μM, а растворенного кремния (Si)– менее 1.5. Их содержание увеличивалось ко дну до значений порядка 10 μM, 0,7-1 μM и 5-8 μM для NO3, PO4 и Si соответственно. На станциях 7959-7963 резкое увеличение нитратного азота и минерального фосфора происходило на нижней границе фотического слоя. Высокие концентрации нитратов были характерны для вод атлантического происхождения (более 11 μM в ядре на станции 7966). Относительное содержание кислорода в фотическом слое превышало 100%. Увеличение концентраций NH4 и NO2 наблюдалось на нижней границе фотического слоя и тяготело к слою максимума флуоресценции. На южных станциях разреза, где максимум флуоресценции был зафиксирован на глубинах более 50 м или не проявлялся вовсе, высокие концентрации аммонийного и нитритного азота фиксировались в придонных слоях. На северных, более глубоководных станциях разреза,максимумы NH4 и NO2 наблюдались в верхней 100 м толще вод. Разрез «Карский шельф – желоб Святой Анны» протяженностью 600 км состоял из 12 станций, включая повторы станций 7968, 7969 и 7966 (13, 8 и 8 дней между повторами соответственно), и охватывал перепад глубин от 30 до 500 м. На внутреннем шельфе и над склоном внешнего шельфа (станции 7975-7978) по удельной щелочности выделяется поверхностный слой до 20 м, опресненный речным стоком. В период схода сезонного льда мы наблюдаем достаточно высокие концентрации переходных форм минерального азота, что косвенно указывает на уже происходящий процесс нитрификации новообразованного органического вещества. Содержание аммонийного азота на внутреннем шельфе составляет 0.2 μМ, а нитритного 0.1 μМ в придонном слое и 0.05 μМ в слое 20 м. Над склоном шельфа, в области максимума флюоресценции (станции 7968_2-7969_2) мы наблюдаем существенный максимум как аммонийного (0.6 μМ), так и нитритного азота (0.15 μМ). Перераспределение максимума аммонийного азота ко дну может быть связано с динамическими процессами над склоном шельфа. Кроме того, мы видим существенную изменчивость в вертикальном распределении нитратов, связанную с высокодинамичной областью над склоном желоба. Верхние 20 м водной толщи содержат крайне низкие концентрации нитратов (не более 0.1 μМ). Лишь на станции 7981 и 7968_2 мы видим концентрации нитратов 0.5 и 1 μМ соответственно на поверхности. Лед на этих станциях сошел за 5 дней до отбора проб. В целом можно сказать, что мы встретили существование в значительном количестве переходных форм азота в толще вод, где происходит активное цветение фитопланктона. В летний и осенний сезон в Карском море концентрации нитритного азота обычно близки к нулю и имеют ярко выраженный пик лишь на плотностной границе. Исследования обмена углекислым газом между океаном и атмосферой проводились на всех станциях, включая повторы некоторых из них. Всего были получены оценки для 44 точек наблюдений. Для расчетов нами была учтена скорость ветра, а также разницу между парциальным давлением СО2 в воде и в приводном слое атмосферы (10м). Нами были получены оценки интенсивности обмена углекислым газом между морем и приводной атмосферой с использованием квадратичной и кубической параметризаций ветра, а также разных коэффициентов обмена, отличающиеся на порядок, для определения разброса значений при различных подходах. Оценки показали, что вся исследованная акватория Баренцева, так и Карского морей, в период наблюдений в весенний сезон была областью стока углекислого газа из атмосферы. Максимальная интенсивность обмена отмечается в районе северных станций Карского моря (7965-7967), что связано с наибольшей средней скоростью ветра (3.4–3.9 м/с), наблюдавшейся в северо-западной акватории моря. На станциях вблизи кромки льда интенсивность обмена при скоростях ветра 1-1.5 м/с невысокая при достаточно высокой разнице между парциальным давлением СО2 в воде и воздухе (в среднем 260 ppm против 415 ppm соответственно). Выявлены сезонные особенности распределения параметров карбонатной системы на шельфе Карского моря в период таяния сезонного льда. Получены данные о гидрохимической структуре вод в Русской Гавани для сравнения с другими заливами Новой Земли. 4. На всех станциях выполнены исследования состава, структурных и количественных характеристик фитоценозов, получены материалы, позволяющие характеризовать их состояние в начальный период сезонной сукцессии. Ранневесеннее состояние фитопланктона характеризовалось развитием мелкоклеточных видов Phaeocystis pouchetii и диатомеи Chaetoceros socialis, которые во многих случаях определяли численность фитопланктона, а таже колониальных форм диатомей рода Thalassiosira, Fragillariopsis и Fossula, определяющих биомассу и в ряде районов численность водорослей. Колонии Phaeocystis pouchetii впервые были отмечены в акватории северо- западной глубоководной части Карского моря. Вид поступал в эту область со струей атлантической воды, отличающейся относительно высокой соленостью. Вид исчезал изсообщества на границе с водами, находящимися под влиянием пресноводного стока. На «Западном Новоземельском» разрезе (станции 7955 -7967) в его южной части (станции 7957-7964) численность и биомасса фитопланктона определялись только развитием Phaeocystis pouchetii. По мере приближения разреза к северо-западному району Карского моря численность вида падала, и на станциях 7966 и 7967 вид практически исчезал из планктона. Начиная со станции 7965 в биомассе, а на станциях 7966 и 7967 и в биомассе, и в численности доминировали диатомовые водоросли. В численности заметную роль играл мелкоклеточный Chaetoceros socialis. Вертикальное распределение фитопланктона на станциях с доминированием Phaeocystis pouchetii характеризовалось глубнными максимумами с постепенным их подъемом на меньшие глубины. Максимум вида на станции 7957 наблюдался на глубине 75 метров, на станции 7962 на глубине 33-40 метров. На станции 7965 вид был сконцентрирован в слое 35-40 метров, выше 35 метров и в численности, и в биомассе доминировали диатомовые водоросли. На разрезе «Шельф Карского моря – желоб Святой Анны» три южные станции (7975-7977) располагались на мелководном шельфе и отличались крайне низкими численностью и биомассой фитопланктона во всем столбе воды. На станциях 7978 и 7979 пробы были взяты только в поверхностном слое и в сформировавшемся слое максимума флуоресценции. На этих станциях в максимальных скоплениях фитопланктона доминировали диатомовые водоросли, в частности два вида Fragillariopsis, Fossula sp., суммарная биомасса которых составляла 2100 мг/м3 и два вида Thalassiosira с биомассой биомассу 725мг/м3. Суммарная биомасса в слое максимума фитопланктона составила 3850 мг/м3. Это была самая высокая биомасса за время наблюдений. На ст. 7980 максимальная биомасса водорослей достигала 1120 мг/м3 был на глубине 18 метров. На более северных станциях 7981 и 7968-2 обилие фитопланктона резко снижалось. Станция 7981 была последней на разрезе, на которой в планктоне не были встречены колонии Phaeocystis pouchetii . На станциях в южной части желоба Святой Анны вчисленности и биомассе Phaeocystis доминировал. Кардинальные изменения с структуре фитоцена наблюдались на ст.7983 и 7966-2, на которых Fragillariopsis, Fossula и Thalassiosira доминировали по биомассе во всем столбе воды. На ст. 7966-2 Phaeocystis не был отмечен. На станциях 7983 и 7966-2 максимальные концентрации фитопланктона были приурочены к слою 25- 50 метров. Временные изменения, происходящие в фитоцене в период схода сезонного льда, были прослежены в координатах станции 7965, где пробы фитопланктона были отобраны трижды – 1, 7 и 13 июля. 1 июля в верхнем сорокаметровом слое, где доминировали диатомеи, около 30% общей численности клеток (~10х104 кл/л) составлял Chaetoceros socialis, в биомассе основную роль играли крупные диатомеи. Через неделю 7 июля численность C. socialis выросла более, чем на порядок до 2.5х106кл/л. 13 июля исчезли вегетативные клетки вида, в планктоне были встречены только споры, численность которых сократилась в несколько раз. Исследования пикофитопланктона в поверхностном слое Баренцева и Карского морей показали, что биомасса этой размерной фракции фитопланктона существенно варьировала. Минимальные значения были приурочены к южным станциям в Баренцевом море (7955, 7957, 7959) и шельфу Карского моря (станции 7971, 7973, 7975, 7977) и составили в среднем 0.39±0.21×106 мг С/л. Максимальные величины выявлены вдоль северо-западной оконечности Новой Земли и желобе Св. Анны и достигали 3.35±0.62 мкг С/л. На «Западном Новоземельском» разрезе в слое 0-100 м численность пикофитопланктона изменялась от 0.16 до 4.85×106 кл/л, составляя в среднем 2.23±1.7×106 кл/л; биомасса варьировала от 0.13 до 4.46 мкг С/л, при среднем значении 1,67±1,2 мкг С/л. Пикофитопланктон был представлен пикоэукариотами, численность цианобактерий не превышала 20 кл/мл. Концентрация хлорофилла «а» пикофракции фитопланктона составила в среднем 0.19±0.1 мкг/л для слоя 0-100 м. Вклад пикофракции в общий хлорофилл “а”фитопланктона существенно варьировал – от 5% до 80% на разных горизонтах. На самых северных станциях разреза (7966 и 7967) вклад пиководорослей был минимален и не превышал 10% (среднее для слоя 0-100 м), наибольшую роль пифитопланктон играл на южных станциях (7955 и 7957), где его доля в общем хлорофилле «а» составляла в среднем для слоя 0-100 м 79%. На разрезе «Шельф Карского моря – желоб Св. Анны» в слое 0-100 м численность пикофитопланктона изменялась от 0.21 до 4.53×106 кл/л, составляя в среднем 1,76±1,7×106 кл/л; биомасса варьировала от 0.19 до 12.55 мкг С/л при среднем значении 2.16±4.2 мкг С/л. В составе пикофитопланктона доминировали пикоэукариоты, численность цианобактерий не превышала 60 клеток/мл. Концентрация хлорофилла «а» пикофракции планктона составила в среднем 0.24±0.3 мкг/л для слоя 0-100 м. Вклад пикофракции в общий хлорофилл “а” фитопланктона существенно варьировал – от 2% до 79% на разных горизонтах. Минимальный вклад пиководоросли вносили на самой северной станции разреза 7966_2, где его значение составило 6% (среднее для слоя 0-100 м), максимальная доля пикофитопланктона в общем хлорофилле «а» выявлена на станциях повторного отбора 7968_2 и 7969_2, ее значения превышали 60% для слоя 0-100 м. 5. Измерения первичной продукции фитопланктона позволили получить следующие предварительные научные результаты. На разрезе «Западный Новоземельский» в Баренцевом и севере Карского моря в период разрушения сезонного ледового покрытия были отмечены разные фазы сезонной сукцессии фитопланктона: одна из стадий весеннего «цветения» на севере и стадия перехода к летнему состоянию на юге. Массовое развитие фитопланктона характеризовалось высокими (> 300 мгС/м2 в день) величинами первичной продукции в столбе воды (ИПП) и доминированием микрофитопланктона (> 20 мкм) в синтезе нового органического вещества. Начало летней фазы индицировалось снижением ИПП до величин < 100 мгС/м2 в день, преобладанием мелкоразмерных фракций фитопланктона и развитием ГХМ на глубинах 30 –75 м. На разрезе «Шельф Карского моря – желоб св. Анны» акватории шельфа (< 100 м) по показателю ИПП были в 18 раз менее продуктивными, чем глубоководные районы. Средниезначения ИПП составили 23 и 405 мгС/м2 в день, соответственно. В течение первой половины июля наблюдался переход от весенней фазы развития фитопланктона к более поздним стадиям, который характеризовался существенным (в 9 раз) снижением ИПП, развитием глубинного хлорофильного максимума и доминированием мелкоразмерных фракций (< 20мкм). 6. В ходе экспедиции впервые получены оценки структуры и функциональных характеристик зоопланктона Баренцева и Карского морей на разных этапах процесса освобождения акватория ото льда в ранневесенний период. На протяжении большей части разреза биомасса зоопланктона изменялась от 1 до 4.8 мл/м3. Заметное снижение биомассы на глубоководных северных станциях наблюдалось на фоне уменьшения температуры поверхностного слоя, обусловленного присутствием на этих станциях ледового покрытия. Основная масса зоопланктона в период работ была сосредоточена в верхнем 50 м слое. Максимальная величина (8 мл/м3) была зафиксирована на станции 7964, расположенной на границе водных масс Баренцева и Карского морей. Максимальные значения биомассы зоопланктона отмечены на краю шельфа (ст. 7981), где, по-видимому, в результате взаимодействия шельфовых карскоморских и трансформированных баренцевоморских вод, поступающих из желоба Св. Анны, формируется фронтальная зона. Основная масса зоопланктона в районе исследований была сосредоточена в верхнем 50 м слое. На большинстве станций биомасса в этом слое изменяется в небольшом диапазон от 2.5 до 5 мл/м3, с хорошо выраженным максимумом в поверхностном слое 0-20 м на ст. 7981. Доминирующими видами зоопланктона во всех районах исследования являются 3 вида крупных арктических копепод Calanus glacialis, C. hyperboreus, C. finmarchicus. Суммарный вклад этих видов составляет на большинстве станций более 90% суммарной биомассы.Полученные результаты свидетельствуют о том, что в области взаимодействия вод разного происхождения происходят процессы, способствующие формированию локальных областей повышенных концентраций зоопланктона. Данные, полученные в экспедиции, позволили впервые оценить роль зоопланктона в утилизации первичного органического вещества в районах, различающихся по режиму схода сезонного ледового покрытия. Полученные оценки показали, что в Баренцевом море и желобе Св. Анны роль зоопланктона в транформации новосинтезированного органического вещества была невысокой (<5% биомассы фитопланктона). Более интенсивно процесс утилизации биомассы автотрофов происходил во фронтальной области у края шельфа (ст. 7981), где на фоне низкой биомассы фитопланктона отмечалось заметное повышение обилия зоопланктона. В этом районе зоопланктон ежесуточно потреблял около 70% биомассы фитопланктона. Таким образом, вся наличная биомасса фитопланктона может быть съедена сообществом зоопланктона менее чем за двое суток. Это может быть одной из причин низкой биомассы фитопланктона в области локальных скоплений зоопланктона, с одной стороны, и увеличения роли пикофитопланктона в этих районах — с другой. 7. Получены оценки состава и количественного распределения ихтиопланктона на акваториях с разным состоянием сезонного ледового покрытия. Всего в пробах были обнаружены 8892 личинки, по предварительным определениям относящихся к более, чем 13 видам рыб. Собранный в экспедиции обширный объём материала по редким видам позволит закрыть существующие пробелы в видовой идентификации ранних стадий развития рыб семейств Stichaeidae, Cottidae, Liparidae арктических морей России. Установлено, что основу численности ихтиопланктона на исследованных акваториях составляют ранние стадии развития сайки (Boreogadus saida), доля данного вида в уловах составляет около 87%. Наибольшая их численность (до 44.3 экз/м2) отмечалась в Карском море на Обско-Енисейском взморье. Также относительно высокая концентрация личинок сайки (2-7.6 экз/м2) была отмечена и в Баренцевом море на станциях вдоль побережья архипелага Новая Земля с максимальным значением 17.3 экз/м2 на станции 7986 внепосредственной близости от залива Русская гавань. Непосредственно в заливе встречались лишь единичные личинки сайки. На северных станциях в желобе Святой Анны численность сайки была минимальной и не превышала значений 0.6 экз/м2. Длина личинок в пробах была в пределах 5-12 мм, наиболее многочисленный размерный класс — 8-10мм. Вторыми по численности в пробах ихтиопланктона были личинки сем. Stichaeidae (7% и до 3.5 экз/м2). В районе исследований могут быть встречены представители четырех видов Anisarchus medius, Lumpenus fabricii, L. lampretaeformis и Leptoclinus maculatus. Поскольку на данный момент личинки этих видов могут быть уверенно идентифицированы только на поздних стадиях либо молекулярно генетическими методами, в предварительном отчете они рассматриваются как единая группа. На многих станциях в уловах представители стихеевых были представлены наравне с личинками сайки или даже превосходили их по численности. Что может говорить о сравнительно высокой численности данных видов в сообществах донных рыб северо- восточной части Баренцева и северной части Карского моря. Также относительно высокой была доля личинок сем. Cottidae и Liparidae — 3.1% и 2% соответственно. Результаты кластерного анализа на основе процентного соотношения видов в пробах показали наличие трех основных групп станций. Группа станций, в основном находящихся на внутреннем шельфе Карского моря, характеризовалась максимально высокой численностью и широким видовым составом (до 9 видов) в пробе, в процентном выражении полностью доминировали личинки сайки (более 90%). Так же в эту групп попала станция 7986, распложённая на мелководье вбили залива Русская гавань, в основном за счет явного доминирования по численности личинок сайки, число видов на этой станции было относительно невелико (6 видов). Вторая группа станций представлена станциями со склона желоба Святой Анны истанциями находившимися на разрезе в Баренцевом море между 74 и 76 градусами с.ш. Данная группа характеризуется относительно бедным видовым составом (2-3 вида) и достаточно высокой долей личинок саки, но доля других видов так же существенна (30-50%) в основном за счет представителей сем. Stichaeidae. На станциях третьей группы личинки сайки или полностью отсутствуют или если присутствуют, то при этом в процентном соотношении доминируют стихиевые. Общая численность ихтиопланктона на станциях третьей группы была относительно низкой 0.5-2.3 экз/м2. 8. Были выполнены масштабные (36 станций), покрывающие весь район исследований, сборы личинок крабов в с использованием ихтиопланктонного трала. Большая численность личинок (100-900 экз/м2) крабов Chionoecetes opilio и Hyas araneus наблюдалась в Баренцевом море, и на границе Баренцева и Карского моря вплоть до желоба Святой Анны. Сюда течениями приносит большое количество личинок из Баренцева моря, а также в желобе много «местных» взрослых особей, что так же может вносить вклад в численность личинок. Численность личинок краба была низкой на наиболее северных станциях 7966 (41 экз/м2) и 7967 (4 экз/м2), а также в центральной части Карского моря (0.4-29 экз/м2). Течения практически не доносят личинок из Баренцева моря в центральную часть Карского моря. Также здесь наблюдается малая численность взрослых особей крабов (что видно по результатам анализа видео-трансект). Выход из яиц карскоморских личинок обычно происходит позже, чем в Баренцевом море, и высокий уровень ледовитости в Карском море в период исследований позволяет предположить, что мы застали самое начало этого процесса. На численность личинок на станциях, наиболее близких к устью Енисея (ст. 7973, 7974, 7975, 7976), дополнительное влияние может оказывать низкая соленость, связанная со сток пресных вод, и численность личинок на соответствующих станциях (<2 экз/м2) была на порядок меньше, чем на остальных станциях в центральной части Карского моря (16-29 экз/м2). В заливе Русская Гавань с западной стороны архипелага Новая Земля (станции 7898, 7990) численность личинок крабов Chionoecetes opilio и Hyas araneus (30 и 83 экз/м2 на станциях соответственно)была на порядок ниже, чем на станции 7986 (833 экз/м2) в открытой части моря вблизи залива. В пробах, собранных на обеих станциях внутри залива, также были пойманы личинки раков отшельников Anomura sp. Их численность (12 и 110 экз/м2) сопоставима с численностью личинок Chionoecetes opilio и Hyas araneus. В ходе рейса был проведен учет взрослого краба-стригуна методом видеонаблюдений дна с помощью БНПА «Видеомодуль». Наиболее высокие плотности (2.7 – 4.3 экз/10 м2) наблюдались в Баренцевом море на Западном Новоземельском разрезе на глубинах 80 — 200 м, а также на склоне желоба Святой Анны на глубинах 100 – 300 м (1.5 – 2.0 экз/10 м2). На станциях Объ – Енисейского мелководья начиная с глубин порядка 60 м краб-стригун встречен не был. В целом такое распределение по акватории совпадает с распределением, наблюдаемым нами в ходе рейсов 2020 – 2023 годов. С помощью видеонаблюдений БНПА «Видеомодуль» проведено обследование донных ландшафтов и проведен количественный учет мегафауны на 21 станции. Распределение донных сообществ мегафауны в Карском море отражает батиметрическую зональность и в первую очередь определяется сменой доминирующих на разных глубинах видов офиур. Ophiopleura borealis доминирует на наиболее глубоких станциях в желобе Св. Анны (400-500 м), на станциях склона ее сменяет Ophiacantha bidentata (100 – 300 м), еще выше доминирование переходит к Opiocten sericeum (50 – 70 м). На Обь-Енисейском мелководье наблюдалось сообщество с доминированием морского таракана Saduria spp. Сообщества «Западного Новоземельского» разреза существенно отличаются от сообществ Карского моря в первую очередь доминированием морского ежа Strongylocentrotus spp. и голотурии сем. Dendrochirotida. При этом, в отличие от западной части Карского моря и залива Благополучия мы не наблюдали обеднения донных сообществ и доминирования краба – стригуна. Напротив,сообщества Баренцева моря с наиболее высокой плотностью краба были и наиболее богатыми в количественном отношении другими компонентами донной фауны. Во внутренней приледниковой части залива Русская Гавань, подверженного воздействию мощного ледникового тока, стандартными методами дночерпательной и траловой съемки было найдено достаточно бедное сообщество с доминированием двустворчатого моллюска Macoma calcarea. Однако, видеонаблюдения с помощью БНПА 9. Получены оценки содержания растворенного (РОУ) и взвешенного (ВОУ) органического углерода на 3-х разрезах в Баренцевом и Карском морях. На «Западном Новоземельском» разрезе показано существенное обогащение биогенной взвесью, как горизонтов активного продуцирования фитопланктона, так и горизонтов, расположенных непосредственно над данным пиком. При этом концентрации ВОУ в вышележащих горизонтах часто повышены относительно продукционных, а доля хлорофилла в составе взвеси максимальна в зоне активной продукции. Это может показывать, что биогенное вещество, образованное в результате цветения не склонно к немедленному осаждению, не формирует активного вертикального потока и остается в слое продуцирования. Средние концентрации РОУ по всем исследованным пробам были существенно ниже как среднемноголетних концентраций для бассейна Карского моря, так и величин характерных для осеннего сезона Баренцева моря. Продуцирование взвешенного биогенного ОВ практически не сопровождается увеличением концентраций растворенного. Совместный анализ данных по содержанию РОУ и результатов двумерной флуориметрии позволил выявить различия в генезисе растворенного органического вещества отдельных исследованных областей. Двумерное нормирование относительно теоретических трендов позволило четко обозначить зоны распространения Карскоморских и Баренцевоморских вод, а анализ спектров флуоресценции – показать различия в генезисе ОВ и выявить фронтальные зоны. В поверхностном слое определена максимальная граница распространения вод содержащих ОВ Баренцевоморского генезиса –северо-восточнее мыса Желания. Показано существование жесткой фронтальной зоны между ст. 7978 и 7979 где генезис ОВ меняется с терригенного на морское и выявлена зона обогащения морским ОВ вод терригенного генезиса (ст. 7974, 7977). На основании анализа биомаркеров – метиловых эфиров жирных кислот при повторных отборах на ст. 7966 с интервалом 2 недели зафиксировано обогащение верхнего слоя донных осадков биогенным ОВ при глубине 520 м. Выявлены аномально высокие концентрации взвешенного органического углерода, явно связанные с активной вегетацией фитопланктона в период весеннего цветения. Повышение концентраций ОВ во взвешенной форме не сопровождается увеличением их в растворенной форме в отличие от наблюдений, выполненных в прошлые годы. Показана седиментация «новой» взвеси биогенного происхождения на дно, что проявляется в изменении состава биомаркеров, при этом данный процесс явно не имеет лавинного характера. В целом, сложившиеся в данном году ледовые условия (задержка схода сезонного льда относительно средних сроков за последние 10 лет) по предварительным выводам привели к перестройке продукционных циклов, что отразилось на протекании биогеохимических процессов. В поверхностном слое вод впервые выявлены поля концентраций ВОУ превышающие 300 мкг/л, при этом концентрации РОУ оставались на уровне ниже среднегодовых и осенних значений. 10. По результатам исследований, ранее проведённых на ледниках Налли (зал. Благополучия) и Витте (зал. Медвежий), было установлено, что в настоящее время покровное оледенение Северного острова является новым действующим источником радиоактивного загрязнения. Модель формирования радиоактивно загрязненного слоя и его эволюции во времени и пространстве предполагает высокую вероятность выхода антропогенных радионуклидов в зоне абляции ледников Шокальского и Лактионова и их транспорт м море в зоне разгрузки в заливе Русская Гавань иприлежащих районах. Для анализа уровня радиоактивного загрязнения донных осадков, их геохимической устойчивости к радиационным нагрузкам и способности к самоочищению на многолетнем масштабе были отобраны колонки донных отложений у полуострова Литке и в заливе Русская Гавань, что позволяет получить оценку возможного влияния ледников на радиационное состояние прилежащих с ледникам участков экосистемы Баренцева моря. 11. В ходе экспедиции проводились постоянные измерения изотопного состава и концентрации метана, концентраций CO, CO2, O3 и водяного пара в приземном слое атмосферы с помощью комплекс для состоящего из лазерного анализатора Picarro G2132-i и газоанализаторов ENVEA 0342e и ENVEA CO12e, установленных на борту судна. Измерения выполнены на маршруте протяженностью более 6000 км, приборы работали непрерывно и было проведено более 40000 измерений каждого параметра.

 

 

All rights reserved © Copyright 2016 – 2024.
Все материалы на сайте являются интеллектуальной собственностью компании. Полное или частичное использование информации возможно только с разрешения администрации.