ОКЕАНОЛОГИЯ, 2015, том 55, № 5, с. 858-860
= ИНФОРМАЦИЯ
УДК 551.465
БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СИСТЕМЕ "РЕКА АНАДЫРЬ-БЕРИНГОВО МОРЕ" В ЛЕТНИЙ ПЕРИОД 2013 г.
© 2015 г. О. В. Дударев1,2, А. Н. Чаркин1,2, И. И. Пипко1,2, С. П. Пугач1,2, Д. А. Космач1, Д. В. Черных1, И. П. Семилетов1-3, А. В. Винников4
Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток, Россия
Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия 3Международный Арктический исследовательский центр, Университет Аляска, Фэрбанкс, США 4Чукотский филиал Федерального государственного унитарного предприятия "Тихоокеанский научно-исследовательскийрыбохозяйственный центр", Анадырь, Россия
e-mail: dudarev@poi.dvo.ru Поступила в редакцию 23.01.2015 г.
DOI: 10.7868/S0030157415050044
Изучение особенностей трансформации состава материкового стока в геосистемах "река-море" различных климатических зон является фундаментальной задачей окраинно-морского седиментогенеза. Интерес в этой связи вызывает еще малоизученный эстуарий реки Анадырь, представленный последовательно сообщающимися между собой акваториями полузамкнутых залива Онемен, Анадырского лимана и открытого Анадырского залива Берингова моря. В пределах Арктики и Субарктики река Анадырь занимает 7 место по объемам твердого и водного стока, а в бассейне Берингова моря по этим показателям уступает только северо-американским рекам Юкон и Кускоквим [3, 4]. Задачи выполненной во второй половине июля 2013 г. междисциплинарной экспедиции ТОИ ДВО РАН были сфокусированы на биогеохимических исследованиях. В комплекс наблюдений также входили гидрологические, литодинамические, газогеохимические, гидробиологические и гидроакустические работы [1-2, 5]. Из новых видов исследований следует отметить измерение в воде активности короткоживущих изотопов 223Ra, 224Ra — трассера подземного стока. Наблюдения осуществлялись с борта водометного речного катера КС-102 "Мирный" и морского катера "Harius Nissan". На разрезе "река—море" в пределах нижнего течения реки (ст. 1) и речной части эстуария до устья (станции 2—11) исследованиями были охвачены 237 км, а в морской части эстуария — заливе Онемен (станции 12—16), Анадырском лимане (станции 17— 20) и Анадырском заливе (станции 21—24) — 185 км (рис. 1).
Гидроакустическим зондированием в русле нижнего течения и речного участка эстуария вы-
явлены серии гряд длиной 12—250 м и высотой 0.3—3 м (рис. 1), ориентированные вдоль оси потока и сложенные гравийно-галечным материалом с крупнопесчаным заполнителем. Участки перекатов чередуются с более глубоководными плесами с эрозионно-аккумулятивной направленностью литодинамических процессов. На выходе из устья реки в залив Онемен скорость стокового течения замедляется, а несущая способность потока ослабевает. Поэтому неровности дна в заливе (области аккумуляции) компенсируются тонкозернистыми осадками. Дно Анадырского лимана изрезано стоковыми ложбинами с глубинами до 35—45 м, свидетельствующими об интенсивной эрозионной деятельности стоковых и приливно-отливных потоков (рис. 1, станции 16, 20, 22 и др.).
Из-за еще не закончившегося в водосборном бассейне снеготаяния и наложившегося на него дождевого паводка, период исследований характеризовался повышенной водностью реки. Вероятно, по этой причине область смешения речных и морских вод не распространялась выше устья (ст. 11, рис. 2). Лимитирующим влияние моря фактором является и пороговый рельеф дна, как, например, перекат Намывной в 180—190 км от устья (рис. 1). На этом участке уровень поверхности зеркала Анадырского лимана пересекается со средним уровнем продольного профиля дна русла, а колебания уровня морского происхождения нивелируются. Градиентная по изменениям солености область смешения вод располагалась ниже устья (рис. 2).
Различия в содержании взвеси на разрезе "река—море" достигали 3000 раз при диапазоне значений от 0.1 мг/л вблизи устья горного притока
БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СИСТЕМЕ
859
р. Белая '
I I I I I I-г~г
№ станции 1 3 2 4 5 6 7 8
Расстояние-250 —200—150 -100 от устья, км , | , ,_,
ТТЛ-1-ГГП—I I I I I
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 21 22 23 24 -50 0 50 100 150 200
237
185
Рис. 1. Район исследований.
Станция 1 0
5 -
а
§10
ю
у
15
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 192021222324
20
30
25
20
15
10
5
0
Рис. 2. Пространственная структура распределения солености на разрезе "река—море" (ед. %о).
р. Белая до 313.4 мг/л в горле эстуария между заливом Онемен и Анадырским лиманом (станции 15—17). При резком сокращении площади живого сечения водный поток на этом участке трансформируется в мощное струйное течение с суммарной скоростью в отлив до 420 см/с. Гидравлический подпор разрушает структурные связи, а концентрирование взвеси обуславливает возрастание его плотности. По сравнению с участком выше горла увеличение содержания взвеси достигало 16 раз, а расчетные горизонтальные градиенты составляли 1.1 мг/л/100 м. На фоне роста солено-
ОКЕАНОЛОГИЯ том 55 № 5 2015
сти и содержания взвеси активность 224Ra и 223Ra увеличивалась в несколько раз, вероятно, по причине десорбции изотопов Ra с поверхности частиц взвеси, содержащих родительские изотопы тория. Слабо осолоненные речные воды на ранней стадии смешения характеризовались высокими концентрациями кремния Si (до 127 мкмоль/л) и окрашенного растворенного органического вещества, низкими значениями общей щелочности (Alk = 116-160 мкмоль/кг) и рН (то же отмечено и на участке выше, станции 2-14). Воды были пересыщены углекислым газом и служили его ис-
860
ДУДАРЕВ и др.
точником в атмосферу. Парциальное давление СО2 (рСО2) достигало величин 700 мкатм, сопоставимых с зафиксированными авторами в реках Восточной Сибири [5]. Ниже горла эстуария в Анадырском лимане на фоне увеличения площади живого сечения потока содержание взвеси уменьшилось почти на порядок при горизонтальных градиентах до 0.7 мг/л/100 м. При существенном снижении мутности вод активизировались процессы фотосинтеза, величины рСО2 опустились ниже равновесных значений и изменилось направление потока углекислого газа между водной поверхностью и атмосферой. В стоковом шлейфе на выходе из лимана в Анадырский залив среднее содержание взвеси уменьшилось еще в 3 раза, концентрация Si сократилась до 12 мкмоль/л, а значения Alk возросли до 1895 мкмоль/кг. В осолоненных водах залива еще более интенсифицировались процессы первичного продуцирования, которые сопровождались значительной ассимиляцией биогенных элементов и пересыщением кислородом до 117%.
Концентрации растворенного в воде СН4 на разрезе снизились в сторону моря в среднем в 15 раз. Максимальные значения (до 153 nM) выявлены у устьев низкопорядковых рек, что является возможным свидетельством гидравлической связи с дистрофными заболоченными водоемами Анадырской низменности, где идет анаэробное разложение органического вещества. Измеренные концентрации существенно превышали равновесные величины атмосферного СН4 в данной гидрометеорологической обстановке (~4 нМ). В результате, в речной части эстуария и заливе Онемен наблюдалась эмиссия СН4 из водной толщи в атмосферу.
Результаты обработки полученных для субарктической системы "река Анадырь—Берингово море" данных могут быть полезными при решении фундаментальных вопросов окраинно-мор-ского седиментогенеза, а также для идентификации источников и стоков парниковых газов в субарктической системе "река—море".
Финансовая поддержка исследований обеспечена средствами Президиума ДВО РАН, госбюджетных тем (госрегистрации № 01201363041 и № 01201363048), грантов РФФИ (№ 13-05-10054к, № 13-05-12028_офи, № 13-05-12041_офи, № 14-05-00433а), ДВО РАН, грантов Президента РФ (№ МК-2575.2014.5) и Правительства РФ (№ 14.Z50.31.0012).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аникиев В.В., Дударев О.В., Колесов Г.М. и др. Влияние литодинамических факторов на распределение благородных металлов во взвеси и донных отложениях морской части эстуария р. Анадырь // Геохимия. 1997. № 5. С. 535—551.
2. Дударев О.В., Боцул А.И., Аникиев В.В. и др. Современное осадкообразование в криолитозоне северо-западной части Анадырского залива (Берингово море) // Тихоокеанская геология. 2001. Т. 20. № 3. С. 12—25.
3. Ионин А.С., Медведев В.С., Павлидис Ю.А. Шельф: рельеф, осадки и их формирование. М.: Мысль, 1987. 205 с.
4. Лисицын А.П. Процессы современного осадкообразования в Беринговом море. М.: Наука, 1966. 574 с.
5. Пипко И.И., Пугач С.П., Дударев О.В. и др. Карбонатные параметры вод реки Лены: характеристики и распределение // Геохимия. 2010. T. 48. № 11. С. 1206—1213.
ОКЕАНОЛОГИЯ том 55 № 5
2015
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.