С 24 июля по 26 августа 2021 г. запланирован 84-й рейс на НИС "Академик Мстислав Келдыш”, продолжительностью 34 суток с выходом и завершением экспедиции в порту Архангельск, начальник экспедиции Кравчишина Марина Даниловна (к.г.-м.н. ИО РАН).
Проведение экспедиционных работ согласуется с основными направлениями работ в соответствии со следующими темами:
Государственное задание Минобрнауки России, тема № 0128-2021-0006 «Современные и древние донные осадки и взвесь Мирового океана – геологическая летопись изменений среды и климата: рассеянное осадочное вещество и донные осадки морей России, Атлантического, Тихого и Северного Ледовитого океанов — литологические, геохимические и микропалеонтологические исследования; изучение загрязнений, палеообстановок и процессов в маргинальных фильтрах рек» (ИО РАН, руководитель к.г.-м.н. М.Д. Кравчишина);
Государственное задание Минобрнауки России, тема № 0128-2021-0016 (ИО РАН, рук. к.г.-м.н. В.П. Шевченко);
Государственное задание Минобрнауки России, тема № 0128-2021-0001 (ИО РАН, рук. чл.-корр. РАН П.О. Завьялов);
Государственное задание Минобрнауки России, тема № 0128-2021-0002 (ИО РАН, рук. д.ф.-м.н. А.Г. Зацепин);
Государственное задание Минобрнауки России, тема № 0128-2021-0004 (ИО РАН, академик Лобковский Л.И.);
Государственное задание Минобрнауки России, тема № 0128-2021-0005 (ИО РАН, д.г.н. С.Л. Никифоров);
Государственное задание Минобрнауки России, тема № 0128-2021-0007 (ИО РАН, рук. академик М.В. Флинт);
Государственное задание Минобрнауки России, тема № 0128-2021-0012 (АО ИО РАН, рук. к.г.-м.н. Сивков В.В.);
Государственное задание Минобрнауки России, тема № 0293-2021-0007 (ИОА СО РАН);
Государственное задание Минобрнауки России, тема № 0129-2022-0012 (ИФА РАН);
Государственное задание Минобрнауки России, тема № 121041500216-3 (ИГЕМ РАН);
Грант РНФ № 20-17-00157 (ИО РАН, к.г.-м.н. Кравчишина М.Д.);
Грант РНФ № 19-17-00234 (ИО РАН, д.г.-м.н. Немировская И.А.);
Грант РНФ № 21-17-00235 (ИО РАН, д.г.-м.н. А.Г. Матуль);
Грант РФФИ № 19-05-00787 (ИО РАН, к.г.-м.н. Клювиткин А.А.);
Грант РФФИ № 19-05-50090 (ИО РАН, к.г.-м.н. Кравчишина М.Д.).
Цели и задачи экспедиции:
Аэрозоль северных полярных и субполярных широт Земли является важным климатообразующим фактором. Для оценки его влияния на сложные процессы в системе «подстилающая поверхность–атмосфера» необходимо, в частности, изучение каналов обмена и перераспределения аэрозольного вещества в этих широтах.
Изучение вариаций изотопных (δ18О, δD, δ13C(DIC)) параметров АВ в Полярной Атлантике и Европейской Арктике, что позволит получить новые знания о циркуляции АВ в пределах СЛО.
Анализ структуры фитопланктона и уровня первичной продукции экологически разнородных районов европейской части Арктики и Полярной Атлантики позволит установить влияние атлантификации на первично-продукционное звено пелагической экосистемы.
Изучение биогеохимических процессов в водной толще (седиментогенез) и донных осадках (диагенез) является неотъемлемой частью исследований для оценки последствий влияния меняющихся среды и климата в Арктике.
Изучение минеральных ассоциаций гидротермальных полей хребта Мона, а также вещественного состава донных осадков Норвежско-Гренландского бассейна, установление сходства и различия в поставке эндогенного материала гидротермальными системами САХ на участке 14°45`–37°50` с.ш. и его заполярном продолжении.
Поток осадочного вещества в толще вод от поверхности до дна – основная прямая количественная характеристика в изучении осадкообразования. Исследование вертикального потока позволяет в динамике и во времени оценить величины валового потока взвеси, потока органических веществ, а также роль зоопланктона в биоседиментации. Получение фактических данных о потоках взвешенного вещества, концентрации и о вещественном (гранулометрическом, минеральном, химическом) составе взвеси Норвежско-Гренландского бассейна.
Для решения задач палеоокеанологических реконструкций применяется комплексное исследование микрофоссилий: фораминифер, радиолярий, диатомовых водорослей, водных палиноморф, включающих цисты динофлагеллат, остатки других водных микроорганизмов, а также пирокластики.
Изучение органических соединений во взвешенной форме в водной толще и в верхнем слое донных осадков позволит оценить степень загрязнения экосистемы морей углеводородами. Радиохемоэкологический мониторинг воды и донных осадков позволит установить фоновые концентрации и возможные ареалы накопления искусственных радионуклидов.
Основные научные цели:
1. Сопряженные седименто-биогеохимические и геологические исследования системы рассеянное осадочное вещество приводного слоя атмосферы и водной толщи – верхний слой осадка – подстилающая толща донных отложений; количественная оценка процессов и потоков, что является качественно новым этапом в исследовании среды и климата Арктики.
2. Изучение вариаций изотопных (δ18О, δD, δ13C(DIC)) параметров атлантических вод, циркулирующих в Полярной Атлантике и Европейской Арктике.
3. Получение новых данных о пространственном распределении и вертикальной структуре рассеянного осадочного вещества Норвежского, Гренландского и Баренцева морей; анализ межгодовой изменчивости в зависимости от океанологических и гидрометеорологических условий.
4. Оценка степени загрязнения экосистемы морей антропогенными углеводородами по данным изучения органических соединений состава донных осадков.
Основные научные задачи:
1. Изучение концентрации и состава аэрозолей, включая сажевый углерод.
2. Мониторинг содержания углекислого газа, водяного пара, метана и изотопного состава углерода метана (δ13C(СН4)) в атмосфере над поверхностью океана с помощью автоматического лазерного анализатора.
3. Изучение гидрологических параметров водной толщи от поверхности до дна для оценки гидрологического режима исследуемых районов.
4. Изучение гидрохимических параметров морской воды (концентрации кислорода и биогенных элементов) в рамках программы «Европейская Арктика–2021».
5. Проведение изотопного (δ18O, δD, δ13C(DIC)) анализа проб воды. Оценка изотопных параметров атлантических вод, находящихся в разных частях Европейской Арктики, и, особенно в пределах пролива Фрама. Статистическая оценка достоверности данных и сравнение их с имеющейся в литературе информацией об изотопном составе кислорода атлантических вод.
6. Исследование пространственной изменчивости хлорофилла а (Хл), окрашенного растворенного органического вещества (ОРОВ), показателя ослабления света (c), температуры (T), солености (S), а также концентрации частиц микропластика на ходу судна с использованием проточного измерительного комплекса.
7. Оценка изменений потока фотосинтетически активной радиации (ФАР), падающей на поверхность океана, в зависимости от широты и гидрометеорологических условий по данным судовых измерений и спутниковых наблюдений.
8. Получение комплекса данных натурных измерений, в сочетании с данными спутниковых наблюдений, для разработки региональных алгоритмов оценки параметров солнечной радиации, падающей на поверхность моря и проникающей в водную толщу; количественной оценки концентрации хлорофилла, взвеси, содержания доминирующих видов фитопланктона в период их массового цветения, в первую очередь, кокколитофорид.
9. Исследование характеристик цветений массовых видов морского фитопланктона, в первую очередь, кокколитофоридных цветений, в зависимости от океанологических и гидрометеорологических условий, на основе данных судовых измерений и спутниковых наблюдений.
10. Изучение рассеянного осадочного вещества в водной толще.
11. Биооптические исследования (ФАР, хлорофилл, флуоресценция, растворенное органическое вещество и др.) в верхнем освещенном слое моря.
12. Исследование скоростей биогеохимических процессов на границе вода – донные осадки и концентрации метана.
13. Исследование изменчивости уровня первичной продукции, количества и состава фитопланктона.
14. Оценка вертикальных потоков вещества с помощью седиментационных ловушек и изучение состава частиц, составляющих этот поток.
15. Изучение подстилающей толщи донных отложений: микропалеонтологические, геохимические, биогеохимические, петрографические, геохронологические исследования.
16. Изучение степени влияния гидротермальных полей хребта Мона на условия и процессы седименто- и рудогенеза.
17. Изучение петрографии грубообломочного материала для оценки влияния ледового разноса и роли криосферы в седиментационной системе Европейской Арктики.
18. Изучение высачивания природных и поступления антропогенных углеводородов; выявление природных и техногенных геохимических аномалий в донных отложениях; исследование процессов трансформации нефтяных углеводородов.
19. Определения активности цезия-137 в воде и скоростей осадконакопления радиоизотопным методом.
20. Измерение интенсивности ключевых микробных процессов циклов углерода и серы в придонном слое водной толщи и донных осадках (темновой ассимиляции углекислоты, метаногенеза, метанокисления и сульфатредукции). Выделение ДНК и проведения высокоэффективного секвенирования с целью определения таксономической принадлежности бактерий и архей.
21. Выделение ДНК с целью определения таксономической принадлежности бактериофагов (тотального вирома), выделение пары фаг-бактерия из донных организмов, образующих трубки. Охарактеризовать пары фаг-бактерия, определить последовательность их геномов. Выявить основные особенности этих взаимоотношений, такие как константа адсорбции, единичный цикл роста бактериофага и множественность инфекции.