Мультидисциплинарные исследования в северной Атлантике и прилегающей Арктике в 71-м рейсе научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш»

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье кратко показаны результаты экспедиции, расширяющие вклад России в международную программу CLIVAR (Climate Variability and Predictability), направленную на изучение и прогноз климатических изменений. Геологическая часть экспедиции направлена на изучение седиментосистемы Северной Атлантики и Арктики. В течение рейса получен уникальный материал, требующий дополнительного анализа и дальнейшей публикации.

Полный текст

В период с 24 июня по 15 августа 2018 г. состоялся 71-й рейс научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш» из порта Калининград в порт Архангельск в соответствии со сводным Планом морских экспедиций на научно-исследовательских судах, утвержденным Советом по гидросфере Земли Минобрнауки России (рисунок). Одной из основных задач рейса являлось продолжение мониторинга Субполярного круговорота в северной части Северной Атлантики для определения механизмов формирования климатической изменчивости в умеренных и высоких широтах северного полушария. Вклад России в международную программу CLIVAR (Climate Variability and Predictability) направлен на изучение и прогноз климатических изменений (рисунок).

 

Рис. Маршрут судна и выполненные работы в 71-м рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш».

 

Геологическая часть экспедиции была направлена на изучение седиментосистемы Северной Атлантики и Арктики, включая:

  • исследование рассеянного осадочного вещества приводного слоя атмосферы и водной толщи — верхний слой осадка — подстилающая толща донных отложений, в том числе количественная оценка процессов и потоков, что является качественно новым этапом в исследовании среды и климата Арктики;
  • получение новых данных о пространственном распределении и вертикальной структуре биооптических характеристик Балтийского, Норвежского, Гренландского и Баренцева морей; анализ их межгодовой изменчивости в зависимости от океанологических и гидрометеорологических условий;
  • развитие и усовершенствование комплексного подхода исследования морей, сочетающего контактные судовые измерения и спутниковые наблюдения с использованием региональных алгоритмов обработки спутниковых данных, учитывающих региональные особенности этих морей;
  • оценка степени загрязнения экосистемы морей антропогенными углеводородами по данным изучения органических соединений донных осадков.

Также одной из задач экспедиции являлось проведение учебной и производственной практики студентов, магистрантов и аспирантов ИО РАН, МГУ и МФТИ.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Аэрозольные исследования. Проведенные исследования подтверждают низкие значения сажевого углерода в фоновых районах Арктики [4]. Высокие концентрации характерны для областей Северного и Балтийского морей в районах добычи углеводородного сырья, а также фиксируются локальные максимумы в фоновых районах моря Лабрадор, что связано с лесными пожарами в Канаде.

Взвесь и оптические свойства водной толщи. Отчетливо выделяются области кокколитофоридного цветения в южной и юго-западной частях Баренцева моря (границей цветения принято считать концентрацию клеток кокколитофорид Ncoc.≥1 млн кл./л.). Анализ результатов измерений показателя ослабления света морской водой на разных горизонтах показал, что толщина слоя цветения составляет ~20 м, что совпадает с данными предыдущего 68-го рейса НИС «Академик Мстислав Келдыш», где эти значения изменялись в пределах 20–25 м [1].

Данные автоматических глубоководных седиментационных обсерваторий (АГОС). В течение рейса подняты три АГОС с материалом хорошей сохранности, поставленные в предыдущих рейсах [1, 3]. Получена оценка сезонной изменчивости вертикальных потоков осадочного вещества по результатам работы АГОС в Северной Атлантике:

  • под деятельным слоем годовой ход потоков определяется изменчивостью жизненной активности фитопланктона — основного продуцента рассеянного осадочного вещества в поверхностном слое океана, что подтверждается спутниковыми данными концентрации хлорофилла;
  • в придонном слое поток вещества определяется изменчивостью придонного нефелоидного слоя под воздействием течений.

Кроме того, по данным АГОС в Баренцевом море, в течение года максимальные потоки в глубоководной части Восточно-Баренцевоморской впадины были зафиксированы в июне — в период освобождения акватории ото льда и активного цветения фитопланктона. Минимальные значения потоков приходились на позднеосенний период — октябрь-ноябрь. Обращают на себя внимание высокие значения потоков осадочного вещества в зимний сезон (декабрь-январь), именно в этот период фиксируются максимальные значения течений (12 м/с) в юго-западном направлении. Это связано с зимним формированием морского льда и движением более соленых (плотных) вод по понижениям в рельефе дна (явление каскадинга) [2].

В течение 71-го рейса поставлены три АГОС с годовой экспозицией и дорогостоящим оборудованием; подъем, согласно сводному Плану морских экспедиций на научно-исследовательских судах Минобрнауки России, утвержденному Советом по гидросфере Земли Минобрнауки России, запланирован в 2019 г.

В Датском проливе по материалам исследования донных осадков выявлена резкая смена климатических условий, произошедшая порядка 7 тыс. лет назад (окончательно растаяли паковые льды вокруг Исландии). Установилась близкая к современной система циркуляции вод, терригенный кремниевый тип осадконакопления сменился на преимущественно карбонатный.

Благодарности. Авторы благодарят академика А. П. Лисицына за общее руководство работами, а также капитана, команду и весь научный состав за помощь в экспедиции.

Источник финансирования. Выполнение задач рейса финансировалось РНФ, гранты № 14-50-00095 (Северная Атлантика, Норвежское море), № 14-27-00114-П (Баренцево море). Исследования проведены в рамках государственного задания ФАНО России (тема № 0149-2018-0016).

×

Об авторах

А. Н. Новигатский

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: novigatsky@ocean.ru
Россия, Москва

С. В. Гладышев

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: novigatsky@ocean.ru
Россия, Москва

А. А. Клювиткин

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: novigatsky@ocean.ru
Россия, Москва

Н. В. Козина

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: novigatsky@ocean.ru
Россия, Москва

В. А. Артемьев

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: novigatsky@ocean.ru
Россия, Москва

А. И. Коченкова

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: novigatsky@ocean.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Кравчишина М. Д., Гладышев С. В., Новигатский А. Н. и др. Системные исследования в области взаимодействия Северного Ледовитого и Атлантического океанов в 68-м рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш» // Экспедиционные исследования на научно-исследовательских судах ФАНО России и архипелаге Шпицберген в 2017 г. Федеральное агентство научных организаций. Совет по гидросфере Земли. 2018. С. 49–56.
  2. Лукашин В. Н., Кособокова К. Н., Шевченко В. П. и др. Результаты комплексных океанографических исследований в Белом море в июне 2000 г. // Океанология. 2003. Т. 43. № 2. С. 237–253.
  3. Политова Н. В., Новигатский А. Н., Козина Н. В., Терпугова С. А. Мультидисциплинарные исследования в Баренцевом море в 67-м рейсе научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш» // Океанология. 2018. Т. 58. № 3. С. 534–536.
  4. Shevchenko V. P., Kopeikin V. M., Evangeliou N. et al. Atmospheric black carbon over the North Atlantic and the Russian Arctic seas in summer — autumn time // Химия в интересах устойчивого развития. 2016. Т. 24. № 4. С. 441–446.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. Маршрут судна и выполненные работы в 71-м рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш».

Скачать (1MB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2019