Экологическое состояние и динамика вод в области Восточно-Камчатского течения в рейсе № 68 НИС “Академик Опарин”

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В рейсе № 68 НИС “Академик Опарин”, проходившем в августе–сентябре 2023 г., были продолжены начатые в 2022 г. работы к востоку от п-ова Камчатка для выяснения возможных факторов, обусловивших экологическую катастрофу сентября 2020 г., исследования структуры вод Восточно-Камчатского течения, особенностей формирующихся здесь вихрей синоптического масштаба, гидрохимических особенностей вод Камчатского залива, а также исследования газогеохимических процессов и оценка экологического состояния вод в местах разработки углеводородных ресурсов шельфа о. Сахалин, определение содержания радионуклидов в районах работ экспедиции, проведение оптических исследований и гидроакустических экспериментов.

Полный текст

Основными задачами экспедиционного рейса № 68 НИС “Академик Опарин” (8.08–18.09.2023 г.), организованного Тихоокеанским океанологическим институтом им. В.И. Ильичева, являлись выполнение океанографической съемки района Восточно-Камчатского течения, включая вихревые структуры синоптического масштаба, комплексной съемки Камчатского залива, приустьевых участков рек Камчатка и Жупанова, съемки на северо-восточном шельфе о. Сахалин в районе интенсивных газовых выделений, отбор проб фитопланктона, регистрация океанологических, гидрооптических и газо-геохимических параметров поверхностного слоя океана, отбор проб на радиоизотопы из поверхностного слоя вод вдоль всего маршрута судна, а также по вертикали на отдельных станциях, постановка и подъем донных автономных буйковых измерительных станций (АБС) на шельфе о. Сахалин, акустические исследования на протяженной трассе в Японском море.

В экспедиции участвовало 28 человек, из них 4 молодых ученых, 2 аспиранта и 9 студентов. Кроме сотрудников ТОИ ДВО РАН, в работах приняли участие представители ДВФУ, Дальрыбвтуза, МГУ, СПбГУ и ААНИИ.

Всего в экспедиции выполнена 241 станция с СТД-зондированием, из них 193 с отбором проб воды на стандартные гидрохимические параметры. Проведен значительный объем гидробиологических, гидрооптических, радиоэкологических, газогидрохимических и гидроакустических исследований. Поставлено 3 АБС на глубинах 67, 145 и 246 м. Две из них подняты для считывания информации через 30 суток и поставлены снова в тех же точках (рис. 1).

 

Рис. 1. Картосхема работ экспедиции ТОИ ДВО РАН на НИС “Академик Опарин” (рейс № 68) в августе–сентябре 2023 г.: 1 – положение океанографических станций; 2 – положение АБС; 3 – порты заходов и подходов; 4 – места лодочных работ; 5 – точка излучения акустических сигналов. На врезке (а) показано распределение условной удельной плотности (кг/м3) на разрезе вдоль Камчатского желоба через антициклонический вихрь А и циклонические вихри В и С. На врезке (б) – распределение флуоресценции хлорофилла а (мг/л) на разрезе, перпендикулярном желобу через циклонический вихрь В.

 

В качестве предварительных результатов экспедиции можно выделить следующие.

  1. Выполнена детальная комплексная океанологическая съемка акватории Тихого океана, прилегающей к п-ову Камчатка, для изучения абиотических факторов среды, влияющих на состояние экосистем и динамику вредоносного цветения водорослей в прибрежных водах, и анализа возможных механизмов экологической катастрофы сентября 2020 г.
  2. Подробная съемка района Восточно-Камчатского течения подтвердила присутствие устойчивых интенсивных вихревых образований синоптического масштаба, которые определяют перенос вод основного потока течения, а также интенсивный поперечный водообмен. Впервые показана двухслойная структура вихрей, соответствующая хетонам, когда над основным ядром циклона формируется антициклон, определяющий конвергенцию теплых вод в верхнем слое 0–100 м, и наоборот, в верхней части антициклона формируется циклон, обусловливая подъем вод и дивергенцию на поверхности в центре вихря с образованием пятна вод пониженной (на 2–5°С) температуры и повышенной солености (рис. 1а).
  3. Выявленные особенности в строении вихрей оказывают влияние на распределение планктона и продукционные характеристики. В отличие от других районов океана здесь в центральных частях циклонических вихрей содержание хлорофилла а низкое в результате конвергенции и даунвеллинга, а в антициклонах, наоборот, отмечается повышенное содержание хлорофилла а (рис. 1б).
  4. На акватории Камчатского залива зарегистрированы аномально высокие концентрации фосфатов и, соответственно, низкое азот-фосфорное соотношение, что, вероятно, обусловлено влиянием стока р. Камчатки и повышенной активностью вулканов Ключевской группы в течение 2023 г. В то же время, в прибрежной зоне и бухтах, прилегающих к вулканам Кроноцкого и Авачинского заливов, азот-фосфорное соотношение сохраняется на высоком уровне. Это определяет различие видов фитопланктона на исследованных акваториях. Можно заключить, что вулканическая активность и особенности питания рек приводят к широкому видовому разнообразию планктона на прилегающих к Камчатке акваториях океана.
  5. В составе фитопланктона Восточно-Камчатского течения было обнаружено 58 видов внутривидовых таксонов микроводорослей. По числу видов преобладал отдел диатомовых (39 видов, 67%), в небольшом количестве был отмечен отдел динофитовых микроводорослей (15 видов, 26%).
  6. Отобраны пробы донных осадков в Камчатском заливе, дана оценка распределения отдельных видов бентосных фораминифер и их численности, связи с литологическим составом донных осадков, выполнен сравнительный анализ морфологического облика и химического состава раковин в разных фациальных обстановках.
  7. Получены новые данные о структуре вод на шельфе о. Сахалин в период максимального летнего прогрева, которые свидетельствуют о развитии обширной области апвеллинга в прибрежной полосе шириной 10–20 миль с перепадом температуры вод около 5–7°C. Перенос вод определяется Восточно-Сахалинским течением, положение шельфового фронта может значительно изменяться на протяжении суток за счет прилива.
  8. Подтверждены интенсивные участки эмиссии газов на северо-восточном шельфе о. Сахалин с локальным максимумом растворенного метана 198 нМ/л. При этом метан распространяется на восток под нижней границей сезонного пикноклина (10 м). Здесь также обнаружены повышенные концентрации растворенного гелия 11.1 промилле, превышающие фоновые концентрации для Охотского моря в 2.5 раза.
  9. Показано, что содержание радионуклидов трития и цезия в Японском и Охотском морях, а также прилегающей к п-ову Камчатка части Тихого океана в настоящее время близко к фоновым значениям. Это позволит оценить степень возможного загрязнения российских морей в результате слива вод с аварийной АЭС “Фукусима-1”.
  10. Акустический эксперимент по излучению сложного сигнала с использованием эффекта “оползня” на шельфе показал устойчивый прием на расстоянии 511 км и расчет позиционирования объекта с погрешностью не хуже 50 м.

Финансирование работы. Экспедиция проводилась за счет средств, предоставленных Минобрнауки России. Исследования выполнялись в рамках госбюджетных тем ТОИ ДВО РАН № 2, 5, 6, 7, 10 и 11 (рег. №№ 120031890011-8, 121021500054-3, 121021700346-7, 121021700341-2, 119122090009-2, 12121500052-9), а также Комплексной межведомственной программы “Экологическая безопасность Камчатки: изучение и мониторинг опасных природных явлений и антропогенных воздействий” (рег. № 122012700198-9).

Конфликт интересов. Авторы данной работы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

×

Об авторах

В. Б. Лобанов

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

А. Ф. Сергеев

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

П. Ю. Семкин

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

Н. Б. Лукьянова

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

И. Ф. Алексеев

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

В. А. Горячев

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

С. Г. Сагалаев

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

С. П. Захарков

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

Н. А. Липинская

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

А. О. Холмогоров

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

К. Р. Байгубеков

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Санкт-Петербург

Ю. А. Барабанщиков

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

Д. С. Калюжный

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН; Дальневосточный федеральный университет

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток; Владивосток

А. С. Кузнецова

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН; Дальневосточный федеральный университет

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток; Владивосток

П. Г. Кушнир

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

Д. С. Максеев

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

Е. А. Мещерякова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Москва

Н. А. Онищенко

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Москва

И. Е. Осипов

Дальневосточный федеральный университет

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

А. А. Петрова

Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Санкт-Петербург

И. А. Прушковская

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

В. В. Разживин

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

А. И. Разумов

Дальневосточный федеральный университет

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

Д. Д. Соколов

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН; Дальневосточный федеральный университет

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток; Владивосток

О. А. Уланова

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

Ю. В. Федорец

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

М. С. Федоров

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН; Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет “Дальрыбвтуз”

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток; Владивосток

М. Г. Швецова

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

Е. М. Шкирникова

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: lobanov@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Картосхема работ экспедиции ТОИ ДВО РАН на НИС “Академик Опарин” (рейс № 68) в августе–сентябре 2023 г.: 1 – положение океанографических станций; 2 – положение АБС; 3 – порты заходов и подходов; 4 – места лодочных работ; 5 – точка излучения акустических сигналов. На врезке (а) показано распределение условной удельной плотности (кг/м3) на разрезе вдоль Камчатского желоба через антициклонический вихрь А и циклонические вихри В и С. На врезке (б) – распределение флуоресценции хлорофилла а (мг/л) на разрезе, перпендикулярном желобу через циклонический вихрь В.

Скачать (804KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025