Expeditionary studies of the seas of north-east eurasia during the 69th cruise of r/v “akademik oparin”

Full Text

Комплексная океанологическая экспедиция на НИС “Академик Опарин” (69-й рейс) организована Тихоокеанским океанологическим институтом им. В.И. Ильичева ДВО РАН (ТОИ ДВО РАН) в соответствии с программой, утвержденной Министерством науки и высшего образования Российской Федерации. Экспедиция проводилась с 23 сентября по 22 октября 2023 г. (порт выхода судна – Владивосток, порт захода – Певек). В экспедиции приняло участие 25 научных сотрудников из ТОИ ДВО РАН, Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Тихоокеанского института биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН, Института биологических проблем Севера ДВО РАН, Национального исследовательского Томского политехнического университета, Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета. Начальник экспедиции – к. г.- м. н. А.Н. Чаркин, заместитель начальника экспедиции – д. г.- м. н. О.В. Дударев.

Цель экспедиции – изучение механизмов формирования высокопродуктивных акваторий морей северо-востока Евразии и оценка их современного экологического состояния по комплексу гидрологических, гидрохимических, геологических, радиогеохимических, гидрологических и гидробиологических данных, полученных на полигонах и по маршруту судна (рис. 1). География исследований охватывала Берингово (Анадырский залив, Берингов пролив), Чукотское и Восточно-Сибирское (пролив Лонга, Чаунская губа) моря. Проведенная экспедиция является продолжением ранее проведенных комплексных исследований Чаунской губы [1, 2]. Общая протяженность переходов экспедиции составила 4390 морских миль (8130 км).

 

Рис. 1. Карта-схема расположения комплексных станций, выполненных в 69 рейсе НИС “Академик Опарин”. Синими линиями отмечены профили, выполненные с помощью гидрологического комплекса “Smart Fish”.

 

В задачи экспедиции входили оценка генезиса базовых компонентов газожидкостного геологического флюида субмаринной разгрузки, исследование гидрологического режима морских акваторий и выявление фронтальных зон, характеристика газообмена в системе “океан–атмосфера”, литологические и биогеохимические исследования осадочного материала для палеогеографической реконструкции позднечетвертичных колебаний климата, изучение латерального переноса терригенного осадочного материала в придонных слоях, исследование пространственной динамики карбонатной системы вод и потоков СО₂, анализ бентосной паразитофауны, определение ее таксономического состава и количественных показателей, микробиологические исследования донного субстрата.

Буксируемым робототехническим комплексом “Smart Fish” (Пат. № 2760711) проведена регистрация температуры, солености, общего гамма-поля, концентрации растворенного О₂, видеорегистрация современных субаквальных литодинамических и экологических обстановок на 8 разрезах общей протяженностью 304 км. С помощью проточной системы “Sea-Bird Electronics 45 MicroTSG Thermosalinograph” в поверхностном слое водной толщи осуществлены непрерывные высокочастотные измерения электропроводности и температуры. Получены новые данные о структуре пространственного распределения характеристик водных масс в изучаемый гидрологический период.

В высокопродуктивных водах Анадырского залива было выявлено пересыщение поверхностных вод О₂ и значительное недосыщение СО₂. Придонные воды, в том числе и прилегающего к Берингову проливу Чукотского моря, выделялись высокими концентрациями биогенных элементов и многократным пересыщением СО₂ относительно равновесных с атмосферой значений. В масштабах выполненных исследований выявлены два участка максимальных концентраций первоначальной активности ²²⁴Ra и ²²³Ra, вероятно, обусловленных разгрузкой субмаринных грунтовых вод. Для комплекса лабораторных определений собраны 120 образцов донных осадков, выполнены 32 определения температуры в них. Для элементно-изотопного анализа подготовлены 296 фильтров со взвесью. Выполнены определения биомассы бентоса (44 пробы), описание бентосных сообществ (12 описаний). Для районов работ выявлены доминирующие по плотности поселений и биомассе бентосные организмы.

Проведены прецизионные измерения мольных фракций СО₂, СН₄, Н₂О в приводной атмосфере с помощью газоанализатора Picarro G2401. Измерения выполнены на уровнях 4 и 15 м в количестве до 3 млн на каждом из них. В районах работ не было выявлено масштабных проявлений повышенной разгрузки СН₄ в сравнении с акваториями западнее меридиана 170° в.д. Минимальный уровень концентрации СН₄ в приводной атмосфере морей тихоокеанской Субарктики и Восточной Арктики составил 2.02 ppm (среднее 2.03 ppm) и был выше среднеширотной концентрации (1.85 ppm). С помощью спектрометра РА-915+ (Люмэкс) проанализировано содержание газообразной элементарной ртути (Hg (0)) в приводной атмосфере, в поверхностной и придонной воде, во взвеси и донных осадках. Атмосферная концентрация ртути колебалась от 0.3 до 2.3 нг/м³ (среднее 1.1 нг/м³). Потоки Hg (0) в приводную атмосферу коррелировали с температурой воды, а также с повышенным содержанием взвеси. Последний факт, вероятно, отражает последствия ремобилизации донных осадков в придонную воду.

Источники финансирования. Экспедиционные исследования выполнены в рамках Государственных заданий ТОИ ДВО РАН (тема № АААА-А20-120011090005-7) и ИО РАН (тема № FMWE-2024-0019).

About the authors

A. N. Charkin

Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: charkin@poi.dvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

O. V. Dudarev

Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: charkin@poi.dvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

A. S. Ulyantsev

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

Email: uleg85@gmail.com
Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files