Том 63, № 1 (2023)

В работе предлагается исследование трансформации физических свойств мезомасштабных вихрей при их сильном вытягивании горизонтальными баротропными течениями. Показано, что при вытягивании ядра кинетическая и доступная потенциальная энергии вихря каждая в отдельности, а также их сумма (полная механическая энергия вихря) уменьшаются, а сам вихрь деградирует по всем физическим параметрам. Уменьшение энергии ансамбля вихрей при их вытягивании фоновым течением интерпретируется как проявление свойства обратного энергетического каскада или, в более старой терминологии, явления отрицательной вязкости.

В работе представлены результаты осенне-зимних съемок термохалинной структуры и течений Таганрогского залива Азовского моря в 2021 г. Оценка периодов сейш собственно моря основана на результатах построения спектров колебаний уровня по данным уровнемера в Темрюке. Проведено сравнение колебаний уровня в Ейске и Донском в Таганрогском заливе. Сделан вывод о преобладании циклически повторяющихся сейшевых течений над ветровыми. Собственная резонансная мода (одноузловая сейша) в восточной части Таганрогского залива имеет период 12 ч, в центральной и западной частях – 24 ч, в собственно Азовском море – 38 ч. Оценки подтверждаются аналитически, измерениями течений и данными уровнемеров. На практике это означает, что при самом сильном сгоне или нагоне через 12–24 часа, при неизменном ветре, направление течения сменится на противоположное. Описанный характер циркуляции, с одной стороны, отличает Азовское море от других аналогичных водных объектов, с другой – позволяет необычным образом раскрыть энергетический потенциал бассейна.

Непостоянство состава фитопигментов при интенсивном мезомасштабном перемешивании фотического слоя Тасманова моря исследовано по MODIS-снимкам его поверхности. Для этого каждому пикселю снимка присваивается индекс WRM (Wavelength of Reflectance Minimum (длина волны минимума коэффициента яркости)), равный сумме длин волн минимумов в спектре коэффициента яркости водной поверхности в границах пикселя на местности. WRM приемлем как индикатор непостоянства состава фитопигментов в водной толще, поскольку спектры поглощения света фитопигментами в водной среде меняются вслед за видовой принадлежностью фитопланктона при том, что ослабление света водой как растворителем и ее примесями иной природы уступают поглощению света фитопигментами по спектральной селективности. Сравнительный анализ распределений индексов WRM и характеристик вод Тасманова моря показал, что при повышенной мезомасштабной изменчивости вод открытого океана содержание фитопигментов в приповерхностном слое достигают уровня, при котором в спектрах обратно-рассеянной солнечной радиации появляются минимумы пигментного происхождения на длинах волн 400–550 нм, различимые мультиспектральными сканерами цвета океана. Этот эффект игнорируется общепринятыми алгоритмами определения хлорофилла по данным мультиспектральных сканеров цвета океана (band-ratio algorithms) и, видимо, является одной из причин известной склонности таких алгоритмов завышать оценки концентрации хлорофилла относительно его реального содержания даже на акваториях, свободных от влияния внешних источников оптически значимых примесей в водной толще.

Исследования планктона и бентоса, включая крабов опилио, были проведены в летний период 2003–2020 гг. в юго-западной части Чукотского моря. На периферии ареала распространения Chionoecetes opilio в Чукотском море его количество было в 5–10 раз ниже, чем в центре, что связано с пределом толерантности вида в отношении гидрологических факторов и неблагоприятной кормовой базы. Скопления крабов C. opilio в северных районах Чукотского и Восточно-Сибирского морей характеризуются как зависимые от пополнения из южных районов Чукотского моря. Южные районы Чукотского моря являются своего рода инкубатором для развития и роста личинок и молоди краба-стригуна до 1–2 летнего возраста, откуда он мигрирует в северные глубоководные районы Чукотского моря и далее в северо-восточную часть Восточно-Сибирского моря.

На основе анализа материалов 20-ти экспедиций ИО РАН, проведенных в различных районах прибрежной зоны российского сектора Черного моря в период с 1999 по 2021 гг., получены эмпирические уравнения связи между глубиной видимости белого диска Z_б и массовыми концентрациями общего взвешенного вещества (ВВ) и ее минеральной (ВМВ) и органической (ВОВ) фракций (Свв, Свмв и Свов соответственно). Значения Z_б зафиксированы в диапазоне от 0.1 до 21 м, концентрации ВМВ – от 0.11 до 104 мг/л, ВОВ – от 0.09 до 2.0 мг/л и хлорофилла a (Схa) – от 0.03 до 4.4 мкг/л. Проведена оценка погрешности при расчетах по указанным уравнениям. Коэффициенты детерминации r ² ≈ 0.85 (для lgСвв и lgСвмв) и 0.72 (для lgСвов). Выявлено влияние концентрации ВОВ на точность расчета Свмв и концентрации хлорофилла a на точность расчета Свов. Сделан вывод о возможности использования эмпирических формул, относящихся ко всему массиву, для расчета концентраций указанных фракций взвеси на всей исследованной акватории. Предложено рассматривать метод оценки содержания фракций взвеси на основе полученных эмпирических уравнений в качестве регионального варианта метода пассивного зондирования верхнего слоя моря с использованием белого диска.

В работе систематизированы и обобщены опубликованные сведения о параметрах и районах распространения современных и реликтовых айсберговых борозд выпахивания (или плуг-марок), а также о максимально возможных размерах и районах дрейфа современных айсбергов в Баренцевом и Карском морях. По имеющимся в открытом доступе батиметрическим данным впервые проведен анализ “пропускной способности” акваторий перед современными ледниками. На основании обобщенных и установленных фактов методом экспертной оценки определены районы наиболее вероятного распространения современных айсберговых воздействий на дно. Данная работа имеет актуальность как с фундаментальной точки зрения, так и для определения современных предельных глубин айсберговых воздействий на дно Баренцева и Карского морей, что имеет важное значение для обеспечения геоэкологической безопасности всех видов деятельности на шельфе.

В ходе выполнения 41-ого рейса НИС “Профессор Логачев” в 2019 г. в пределах Российского Разведочного района на Срединно-Атлантическом хребте открыты два новых рудных поля. Рудное поле “Коралловое” расположено в срединной части борта рифтовой долины и залегает на пологом участке склона в интервале глубин 2800–2850 м. Рудное поле “Молодежное” расположено на расстоянии около 5 км к северо-востоку от поля “Коралловое” и залегает на менее крутом участке склона в интервале глубин 3500–3550 м. Поля “Коралловое” и “Молодежное” приурочены к выходу массива габбро-перидотитов на западном борту рифтовой долины Срединно-Атлантического хребта. Общее количество открытых рудных полей в Российском Разведочном районе увеличено до 14 объектов.

Предлагается сейсмогенно-триггерный механизм резкой активизации в конце XX и начале XXI веков разрушения покровно-шельфовых ледников Западной Антарктиды, сопровождаемого выделением метана из подстилающих гидратсодержащих осадочных пород и быстрым потеплением климата. Данный механизм связан с действием деформационных волн в системе литосфера–астеносфера, возникающих в результате сильнейших землетрясений, происходящих в окружающих Антарктиду зонах субдукции – Чилийской и Кермадек-Маккуори. Возмущения литосферы передаются на большие расстояния порядка 3000 км и связанные с ними добавочные напряжения, приходящие в Антарктиду через несколько десятков лет после землетрясений, приводят к уменьшению сцепления ледников с подстилающими породами, ускоренному скольжению ледников и развитию в них разломов, которые уменьшают давление на подстилающие осадочные слои, содержащие газогидраты, что приводит к эмиссии метана и потеплению климата. Рассмотренная гипотеза приводит к выводу, что в грядущие десятилетия процессы разрушения ледников и потепления климата в Антарктиде будут нарастать из-за беспрецедентного роста числа сильнейших землетрясений в зонах субдукции юга Тихого океана в конце XX и начале XXI веков.

Материал получен в экспедициях на НИС “Академик Мстислав Келдыш” в Карском море в 2019–2021 гг. Объектами исседований были мелкоразмерные копеподы, яйца и фекальные пеллеты копепод. Содержание органического углерода измерено методом прямого высокотемпературного каталитического сжигания. Метод адаптирован для измерений на анализаторе общего органического углерода Shimadzu TOC-VCPH. Диапазон устойчиво измеряемых значений углерода составлял 30–10 000 нгС экз^–1. Зависимость содержания органического углерода (С, мкг экз^–1) от размера тела планктонных животных (L, мм) описывается уравнением регрессии С = 4.24 L^1.84, r² = 0.85, n = 46. Содержание органического углерода в фекальных пеллетах, собранных в полевых условиях, изменялось от 9.4 до 102.9 мкгС мм^–3. Соотношение органического углерода и хлорофилла “а” в фекальных пеллетах различалось более чем на два порядка: максимальные значения (542.1 и 726.1) были получены в заливах архипелага Новая Земля, минимальные (3.2–5.6) – на шельфе Карского моря в период освобождения акватории ото льда. Полученные результаты обсуждаются с точки зрения возможности применения метода при исследовании питания зоопланктона в естественных условиях и оценки роли фекальных пеллет в вертикальном потоке органического углерода.