Происхождение пресного компонента в эстуариях рек Обь и Енисей и водах прилегающих зон Карского моря по изотопным (δD, δ18O) данным

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассмотрены способы оценки изотопных параметров (δD, δ18O) пресного компонента в зоне перехода река-море на примере материалов, отобранных в конце июля 2016 г. вдоль двух меридиональных разрезов, протянувшихся от эстуариев рек Обь и Енисей до центра Карского моря. Изотопные параметры стока этих рек являются контрастными (δ18O = –15.0 ± 0.3‰, δD = –112.7 ± 2.1‰ для Оби и δ18O = –18.9 ± 0.6‰, δD = –142.2 ± 4.3‰ для Енисея). Установлено, что речные воды, находящиеся в пределах поверхностного слоя морской воды, не успевают гомогенизироваться. Например, в центральной части Енисейского разреза, пересекающего Обско-Енисейский плюм, доля вод Оби в пресном компоненте (ПК) составляет 60%. В пределах речных эстуариев ПК является гомогенным только в верхнем слое вод (менее 5 м), с глубиной вариации величин δ18О(ПК) достигают 16‰ для Обской губы и 12‰ для Енисейского залива, превышая годовой ход сезонных вариаций этой величины в речной воде. В придонном слое для эстуарных зон обеих рек наблюдается присутствие единого ПК с изотопно-легкими характеристиками региональных атмосферных осадков, который поставляется в зону эстуариев с водами Карского моря.

Об авторах

С. А. Коссова

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: sonch_1@rambler.ru
Россия, Москва

Е. О. Дубинина

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук

Email: sonch_1@rambler.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Брезгунов В.С., Дебольский В.К., Мордасов М.А. и др. Изучение условий формирования солености вод в устьевых участках арктических морей с помощью природных стабильных изотопов кислорода // Водные ресурсы. 1980. № 2. С. 101–105.
  2. Дубинина Е.О., Коссова С.А., Мирошников А.Ю. Источники и механизмы опреснения морских вод в заливах Цивольки и Седова (Новая Земля) по изотопным (δD, δ18O) данным // Океанология. 2019. Т. 59. № 6. С. 928–938.
  3. Дубинина Е.О., Коссова С.А., Мирошников А.Ю. и др. Изотопная (δD, δ18O) систематика вод морей Арктического сектора России // Геохимия. 2017. № 11. C. 1041–1052.
  4. Дубинина Е.О., Коссова С.А., Мирошников А.Ю. и др. Изотопные (δD, δ18O) параметры и источники опресненных вод Карского моря // Океанология. 2017. T. 57. № 1. С. 38–48.
  5. Дубинина Е.О., Мирошников А.Ю., Коссова С.А. и др. Модификация опресненных вод на шельфе моря Лаптевых: связь изотопных параметров и солености // Геохимия. 2019. T. 64. № 1. С. 3–19.
  6. Коссова С.А., Дубинина Е.О., Мирошников А.Ю. и др. Применение дейтериевого эксцесса для идентификации источников опреснения в заливах архипелага Новая Земля // Доклады Академии Наук. 2019. T. 487. № 2. С. 212–216.
  7. Alkire M.B., Morison J., Andersen R. Variability in the meteoric water, sea-ice melt, and Pacific water contributions to the central Arctic Ocean, 2000–2014 // J. Geophys. Res. Oceans. 2015. V. 120. P. 1573–1598. https://doi.org/10.1002/2014JC010023
  8. Bauch D., Erlenkeuser H., Andersen N. Water mass processes on Arctic shelves as revealed from δ18O of H2O // Global and Planetary Change. 2005. V. 48. P. 165–174.
  9. Bauch D., Erlenkeuser H., Stanovoy V. et al. Freshwater distribution and brine waters in the southern Kara Sea in summer 1999 as depicted by δ18O results // In: Stein R. et al. (Eds.) Siberian river run-off in the Kara sea. Elsevier Science, 2003. P. 73–90.
  10. Brezgunov V.S., Debolskii V.K., Nechaev V.V et al. Characteristics of the formation and salinity upon mixing of sea and river waters in the Barentz and Kara Seas // Water Resourses. 1983. V. 9. № 4. P. 335–344.
  11. Cooper L.W., McClelland J.W., Holmes R.M. Flow-weighted values of runoff tracers (δ18O, DOC, Ba, alkalinity) from the six largest Arctic rivers // Geophysical Research Letters. 2008. V. 35. L18606. https://doi.org/10.1029/2008GL035007
  12. Craig H., Gordon I.I. Deuterium and oxygen 18 variations in the ocean and the marine atmosphere // In: Tongiorgi E. (Ed.) Stable isotopes in oceanographic studies and Paleotemperatures. Spoleto, 1965.
  13. Feng D., Gleason C.J., Lin P. et al. Recent changes to Arctic river discharge // Nature Communications. 2021. V. 12. P. 6917.
  14. Frew R.D., Dennis P.F., Heywood K.J. et al. The oxygen isotope composition of water masses in the northern North Atlantic // Deep-sea Res. 2000. V. 47. P. 2265–2286.
  15. Gordeev V.V., Martin J.M., Sidorov I.S. et al. A reassessment of the Eurasian river input of water, sediment, major elements, and nutrients to the Arctic Ocean // Am.J. Sci. 1996. V. 296. P. 664–691.
  16. Holmes R.M., Coe M.T., Fiske G.J. et al. Climate Change Impacts on the Hydrology and Biogeochemistry of Arctic Rivers // In: Climatic Change and Global Warming of Inland Waters. John Wiley & Sons, 2012. https://doi.org/10.1002/9781118470596.ch1
  17. Kazakova U., Polukhin A., Shabanov P. Origin and evolution of the surface desalinated layer of the Kara Sea during the ice-free period // Journal of Marine Systems. 2024. V. 243. P. 103950.
  18. Kirchner J.W., Allen S.T. Seasonal partitioning of precipitation between streamflow and evapotranspiration, inferred 220 from end-member splitting analysis // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2020. V. 24. P. 17–39. https://doi.org/10.5194/hess-24–17–2020
  19. Lehman M., Siegenthaler U. Equilibrium oxygen and hydrogen isotope fractionation between ice and water // Journal of Glaciology. 1991. V. 37. № 125. P. 23–26.
  20. McClelland J.W., Tank S.E., Spencer R.G.M. et al. Arctic Great Rivers Observatory // Water Quality Dataset, Version 20231403. 2023. https://www.arcticgreatrivers.org/data
  21. McClimans T.A., Johnson D.R., Krosshavn M. et al. Transport processes in the Kara Sea // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. № C6. P. 14, 121–14, 139. https://doi.org/10.1029/1999JC000012
  22. Melling H., Moore R. Modification of halocline source waters during freezing on the Beauford Sea shelf: Evidence from oxygen isotopes and dissolved nutrients // Cont. Shelf Res. 1995. V. 15. P. 89–113.
  23. Nummelin A., Ilicak M., Li C. et al. Consequences of future increased Arctic runoff on Arctic Ocean stratification, circulation, and sea ice cover // J. Geophys. Res. Oceans. 2016. V. 9. P. 18642.
  24. Osadchiev A., Kuskova E., Ivanov V. The roles of river discharge and sea ice melting in formation of freshened surface layers in the Kara, Laptev, and East Siberian seas // Front. Mar. Sci. 2024. V. 11. https://doi.org/10.3389/fmars.2024.1348450
  25. Osadchiev A.A., Assadulin En.E., Miroshnikov A. Yu. et al. Bottom Sediments Reveal Inter-Annual Variability of Interaction between the Ob and Yenisei Plumes in the Kara Sea // Sci. Rep. 2019. V. 9. P. 18642.
  26. Osadchiev A.A., Izhitsky A.S., Zavialov P.O. et al. Structire of the buoyant plume formed by Ob and Yenisei river discharge in the southern part of the Kara Sea during summer and autumn // J. Geophys. Res. Oceans. 2017. V. 122. P. 5916–5935.
  27. Ostlund H.G., Hut G. Arctic Ocean Water Mass Balance From Isotope Data // J. Geophys. Res. 1984. V. 89. P. 6373–6381.
  28. Panteleev G., Proshutinsk A., Kulakov M. et al. Investigation of the summer Kara Sea circulation employing a variational data assimilation technique // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. C04S15. https://doi.org/10.1029/2006JC003728
  29. Pavlov V.K., Pfirman S.L. Hydrographic structure and variability of the Kara Sea: Implications for pollutant distribution // Deep-Sea Research. 1995. V. 42. № 6. P. 1369–1390.
  30. Yamamoto-Kawai M., McLaughlin F.A., Carmack E.C. et al. Surface freshening of the Canada Basin, 2003–2007: River runoff versus sea ice meltwater // J. Geophys. Res. 2009. V. 114. C00A05.
  31. Yang J., Dudley B.D., Montgomery K. et al. Characterizing spatial and temporal variation in 18O and 2H content of New Zealand river water for better understanding of hydrologic processes // Hydrol. Process. 2020. https://doi.org/10.1002/hyp.13962

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025