Том 59, № 3 (2019)

Кинетическая энергия шести струй Антарктического циркумполярного течения и порождаемых ими циклонических и антициклонических синоптических вихрей в приповерхностном слое антарктического кольца исследуется на основе данных спутниковых альтиметрических наблюдений по абсолютной динамической топографии поверхности океана, доступных в интернете (http://aviso.altimetry.fr) за 1993–2015 гг. Выявлены пятикратное превышение суммарной по струям средней энергии собственно струй над суммарной (циклоны плюс антициклоны) средней энергией вихрей, преобладание энергии средней струи Субантарктического течения над энергиями каждой из остальных струй Арктического циркумполярного течения во всем антарктическом кольце и двукратное преобладание средней энергии циклонических вихрей над антициклоническими в приповерхностном слое океана.

Видовой состав и биомасса фитопланктона, а также гидрологические характеристики были оценены в ходе четырех пространственных съемок в субарктическом эстуарии р. Кемь и соседних районах Онежского залива (Белое море) в июне–июле 2008–2011 гг. С учетом пределов варьирования солености поверхностного слоя выделены три зоны эстуария — речная, градиентная и морская. Из 318 идентифицированных видов фитопланктона в речной зоне обнаружено 143, в градиентной — 225, морской — 106 видов. Наибольшим числом видов (48–58%) во всех зонах были представлены диатомовые водоросли. Средние значения суммарной биомассы фитопланктона в поверхностном слое (Bo) всей акватории в разные годы составляли 2.8–16.9 мг С/м3. Средние по зонам значения Bo достоверно не отличались, за исключением 2011 г., когда Bo была наиболее высокой в речной зоне, при этом отличия в структуре фитопланктона в речной, градиентной и морской зонах составляли 61–95%. Сходство структуры фитопланктона на станциях одной зоны было невысоким (22–53%) с наименьшими значениями в градиентной зоне. Показано, что в летний период именно приливы определяют пространственно-временную неоднородность состава, структуры и обилия фитопланктона в эстуарии реки Кемь.

Проанализированы используемые в литературе подходы к моделированию фотоадаптации и фотоингибрования морского фитопланктона и их недостатки. Рассмотрен новый подход к моделированию фотоадаптации с использованием разработанного ранее количественного описания фотосинтеза морских водорослей. В основе подхода лежит представление о том, что адаптация является следствием светового и темнового разрушения ключевых компонентов фотосинтеза (фотосинтетических пигментов и ферментативной системы темновых реакций), с одной стороны, и их восстановления путем биосинтеза за счет продуктов фотосинтеза (положительные обратные связи) — с другой. Потоки в модели определяются концентрациями и константами скоростей; в модели не используется понятие “квоты”. Модель описывает известные в литературе кривые фотоадаптации, и концентрации ключевых компонентов клетки в зависимости от интенсивности света адаптации.

Исследования выполнены в эстуарии р. Оби и на прилегающем внутреннем шельфе Карского моря в июле 2016 г. Впервые получены данные о составе, распределении и питании зоопланктона в период интенсивного речного стока. Биомасса зоопланктона в единицах сырого веса (без учета желетелых животных и хетогнат) изменялась в широком диапазоне — от 40 до 1880 мг/м3. Основу биомассы составляла популяция Limnocalanus macrurus, представленная всеми возрастными стадиями, и Pseudocalanus spp. (в среднем 60 и 17% биомассы соответственно). Максимумы биомассы зоопланктона ассоциированы с границей распространения речных вод и южной периферией эстуарной фронтальной зоны. Отмечена короткопериодная временная изменчивость обилия зоопланктона (при повторении разреза через 2 суток биомасса на южной периферии эстуарной фронтальной зоны уменьшилась с 1900 до 250 мг/м³), обусловленная смещением под действием смены ветрового режима границы распространения опресненных речным стоком вод. При высокой биомассе фитопланктона в эстуарии (>7 мкг Chl-a/л) суточное потребление автотрофного фитопланктона у разных возрастных стадий Limnocalanus macrurus составляли 5.77, 4.46, 2.59 и 1.4 мкг С/экз сут у CVI, CV, CIV и CIII соответственно и с избытком покрывали энергетические траты на обмен. При относительно низкой концентрации Chl-a (<2 мкг/л) на шельфе средние значения для взрослых особей этих копепод составляли 1.56 мкг С/экз сут, для CV — 1.17 мкг C/экз сут). Выедание фитопланктона существенно различалось на разных станциях, составляя 0.2–7.3% биомассы и 2.2–30% продукции в сутки. Результаты обсуждаются в связи со спецификой гидрофизических условий в летний период и в сравнении с данными, полученными ранее для осеннего сезона.

Исследования выполнены в экспедиции НИС «Профессор Штокман» в 2003 г. Для обоих размерных классов бентоса использованы единая сетка станций и одинаковые подходы к выделению и анализу сообществ. Большую часть исследованного полигона занимало сообщество макробентоса с доминированием Serripes groenlandicus, на самой восточной станции полигона доминирует Astarte borealis. В сообществах мейобентоса ведущую роль играли нематоды, на их долю приходилось 86–94% общей численности. Практически повсеместно доминировала нематода Richtersia inaequalis, в самой северной части района исследования доминировали нематоды Cervonema papillatumи Microlaimus affinis. Температура, соленость и гранулометрические характеристики не влияли на распределение сообществ макрои мейобентоса. Элементы мозаики макробентоса и мейобентоса на мезомасштабном полигоне (30 на 11 км) были распределены независимо друг от друга.

Представлены первые данные по многолетнему исследованию маргинального фильтра (МФ) р. Волги. Рассмотрены концентрации взвеси, взвесеобразующих химических элементов и микроэлементов. Рассчитаны коэффициенты обогащения взвеси химическими элементами относительно верхней литосферы, а также их корреляционные связи на разных этапах МФ. Показано, что осадочное вещество, поставляемое в море с речным стоком, коренным образом изменяется как в количественном, так и в качественном отношении.

Проведены прямые определения рассеянного осадочного вещества в снежно-ледовом покрове в районе Северного полюса. На максимальном для высоких широт Северного полушария расстоянии от континентов, изучен состав осадочного материала в снежно-ледовом покрове, определены вертикальные потоки вещества из подледного слоя. Эти данные получены с помощью седиментационных ловушек, а для снега и льда — в талых водах большого объема. Оказалось, что в снеге и морских льдах главное значение имеет рассеянное осадочное вещество эолового генезиса.

Результаты последних экспедиционных геолого-геофизических исследований свидетельствуют об активизации опасных природных явлений, которые связаны с ледовой экзарацией и представляют геориски практически для всех видов деятельности, включая эксплуатацию Северного морского пути. В результате ледовой экзарации происходит вспахивание морского дна подводной частью ледяных образований. В пределах Баренцева моря и приновоземельской части Карского моря современная ледовая экзарация связана преимущественно с айсбергами, которые образуются в результате разрушения ледников Новой Земли, архипелагов Шпицберген и Земля Франца Иосифа, в то время как на восточном шельфе она обусловлена разрушением сезонных или многолетних ледовых полей. Зафиксированные борозды можно разделить на современные прибрежные и глубоководные. Все глубоководные экзарационные борозды как в пределах перигляциального, так и гляциального шельфа имеют палеогеографическое происхождение, но разные механизмы воздействия на морское дно. На перигляциальном шельфе эти борозды были сформированы плавучими льдами, а на гляциальном — более мощными айсбергами, которые могли осуществлять экзарацию даже на континентальном склоне и глубоководных хребтах Северного Ледовитого океана.

Рассматриваются результаты многолетних мониторинговых исследований физико-химических свойств голоценовых илов Кандалакшского залива Белого моря. На основе всестороннего анализа соотношения величин естественной влажности (We), влажности верхнего предела пластичности (WL) и содержания органического вещества (Сорг) по глубине непрерывной секвенции морских органоминеральных грунтов делается вывод о возможности разделения осадка по физико-химическим показателям путем введения показателя трансформации осадка — Iто. Анализ распределения свойств осадка по глубине залегания, проведенный на других акваториях (море Лаптевых, Южно-Китайское море), позволяет предположить универсальность данного показателя. Постулируется необходимость разделения единой природной системы осадок–ил–текучая глина граница седиментогенез–диагенез (ил–текучая глина) по We≥WL и Сорг≥3%.

Рассматриваются результаты многолетних наблюдений за системой мегафестонов на одном из участков побережья залива Терпения о. Сахалин. Характерный шаг ритмических форм составляет около 800 м, а размах колебаний береговой линии достигает 40–50 м. Несмотря на значительные флуктуации в масштабах сезонов, лет и десятилетий, основные морфологические черты системы сохраняются уже в течение более 60 лет. Представлена модель, объясняющая развитие ритмических форм механизмом самоорганизации рельефа под воздействием волн. Показано, что развитие мегафестонов тесно связано с формированием циркуляционных ячеек, благодаря которым небольшое начальное возмущение контура берега способно увеличиваться со временем. Положительная обратная связь между рельефом и гидродинамикой возникает при определенном соотношении между длиной начального возмущения, шириной прибойной зоны и скоростями прибрежных течений. Сделан вывод, что система мегафестонов в заливе Терпения поддерживается главным образом умеренными волнениями с высотой значимых волн около 1.6 м.

16 августа–20 сентября 2018 г. проведена крупная экспедиция по программе «Морские экосистемы Сибирской Арктики» — 72-й рейс НИС «Академик Мстислав Келдыш». Комплексные экосистемные исследования были выполнены на шельфе и в области континентального склона Карского моря и моря Лаптевых и в проливе Вилькицкого. Экспедиция была организована Институтом океанологии РАН.

Новые геофизические данные были получены в 2017 году в рейсе SO258/2 НИС «Зонне» в Центральной котловине Индийского океана между 81° и 84° в. д. Общая протяженность геофизических профилей (батиметрия, сейсмоакустическое профилирование, магнитометрия, гравиметрия) составила около 6500 миль. Глубинное сейсмическое строение выполнено на меридиональном профиле длиной 375 м, выходящем на сушу, и косом профиле северо-восточного простирания длиной 340 м. Основная цель исследований заключалась в проверке существующих кинематических/геодинамических моделей отделения Индии от Антарктиды, определения скорости дрейфа Индийской плиты, границы континент-океан южнее Шри-Ланки и структуры хребта 85° в. д. Рейс был частью проекта INGON, выполняемого Центром морских исследований ГЕОМАР (Киль) и Институтом полярных и морских исследований Альфреда Вегенера (Бремерхафен).