ОКЕАНОЛОГИЯ, 2008, том 48, № 6, с. 947-951
= ИНФОРМАЦИЯ =
УДК 551.465
КОМПЛЕКСНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКОСИСТЕМЫ КАРСКОГО МОРЯ (54-Й РЕЙС НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО СУДНА "АКАДЕМИК МСТИСЛАВ КЕЛДЫШ")
© 2008 г. М. В. Флинт, А. Г. Зацепин, Н. В. Кучерук, С. Г. Поярков, Н. А. Римский-Корсаков
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва e-mail: m_flint@orc.ru Поступила в редакцию 27.05.2008 г.
Процессы, происходящие в полярных регионах Земли, в настоящее время привлекают самое пристальное внимание исследователей. Это определяется тем, что полярная среда и высокоширотные экосистемы особенно чувствительны к действию климатических и антропогенных факторов, а изменения полярных экосистем могут оказывать обратное воздействие на климат Земли в целом. Все сказанное определило то, что в 2007-2008 гг. мировое сообщество сконцентрировало усилия на исследовании полярных регионов Земли под флагом программы Международного полярного года (МПГ). Современное состояние и текущая эволюция Арктического бассейна во многом определяются процессами, происходящими на шельфах и континентальных склонах краевых арктических морей, которые занимают около 35% его площади. При этом России принадлежит более 70% всего арктического шельфа. Карская морская экспедиция Российской академии наук - 54-й научный рейс НИС "Академик Мстислав Келдыш", направленная на комплексное исследование явлений и процессов на шельфе и континентальном склоне одного из ключевых районов российской Арктики, является вкладом России в морские исследования в рамках МПГ.
Рейс проходил с 05 сентября по 07 октября 2007 г. Руководителем экспедиции был заместитель директора Института океанологии РАН д.б.н. М.В. Флинт, судном командовал капитан дальнего плавания Ю.Н. Горбач. В экспедиции участвовали сотрудники Института океанологии РАН, Атлантического отделения ИО РАН, Института микробиологии РАН, Института геохимии РАН, Института прикладной физики РАН, Института физики атмосферы СО РАН, Московского государственного университета, Пензенского государственного университета, МЧС России, Научно-производственного объединения Радиевый институт им. В.Г. Хлопина, Центральный научно-исследовательский институт им. А.Н. Крылова.
Научная программа экспедиции была направлена на решение задач Программы фундаментальных исследований Президиума РАН № 17 "Фундаментальные проблемы океанологии: физика, геология,
биология, экология", Программы Международного Полярного года (1А00А8 № 14, Е01 - 860), Межведомственного проекта "Меридиан плюс", а также Программы первоочередных работ по теме: "Система ведения Реестра подводных потенциально опасных объектов Российской Федерации"
Главные цели экспедиционных исследований состояли в следующем:
оценке современного состояния ключевых абиотических и биотических компонентов экосистемы Карского моря, особенностей внутрибассейновой циркуляции, гидрохимических и геохимических процессов в водной толще и на дне в ходе трансформации речного стока, механизмов формирования биологической продукции;
оценке механизмов переноса вещества в системе эстуарии - шельф - континентальный склон - глубокий бассейн, кросс-шельфовой зональности в распределении свойств среды и биоты, а также механизмов влияния процессов в Карском море на экосистему глубоководного Арктическую бассейна;
локализации и обследовании подводных потенциально опасных объектов, содержащих радиоактивные отходы.
Маршрут экспедиции показан на рис. 1. Основные работы были проведены в следующих районах: область, прилежащая с запада к п-ву Ямал, где воздействие пресноводного стока минимально и проходит Ямальское течение северо-северо-во-сточного направления;
район Новоземельской впадины с изолированными от основного континентального склона глубинами до 380 м и идущим вдоль западного склона впадины Восточным Новоземельским течением;
область континентального склона и котловины желоба Святой Анны на севере бассейна, где ожидалось взаимодействие течений, выходящих из Карского моря, и потока, несущего в него воды с севера, приводящее к формированию фронтальной/барьерной зоны;
внутренняя и внешняя область шельфа между эстуарием р. Обь на юге и склоном желоба Св. Ан-
947
9*
°с.ш.
77
75
73
71
69
желоб Анны
55
65
75°в.д.
Рис. 1. Маршрут судна в районе работ. Буквами Б и Т обозначено, соответственно, расположение заливов Благополучия и Течений на северо-востоке Новой Земли.
ны на севере, где происходят конечные этапы трансформация речного стока;
эстуарий р. Обь, область перехода от пресных вод к солоноватым, где происходят начальные этапы трансформации пресноводного стока, наблюдается интенсивный фронтогенез и происходит целый ряд геохимических и биологических процессов, формирующих маргинальный фильтр;
места захоронений потенциально опасных объектов в заливах Благополучия и Течений у северовосточного побережья Новой Земли.
Проведенные исследования и обработанная к настоящему времени часть материалов, позволяют говорить о первых важных результатах.
1. Полученные данные позволили реконструировать схему летнее-осенней циркуляции вод в Карском море, которая связывает воедино опубликованные ранее данные и данные измерений в рейсе. Существенным элементом этой схемы является направленное на северо-восток - из бассейна (а не на юго-запад - в бассейн, как в большинстве существующих схем) Восточное Новоземельское течение (рис. 2).
2. Описаны характеристики Ямальского течения, которое представляет собой хорошо консолидированный проток, следующий из Байдарацкой губы с запада от п-ва Ямал на северо-восток. Течение привязано к области резкого перепада глубин от 50 до 120 (140) м при переходе от внутреннего к внешнему шельфу; его геострофические скорости превышали 10 см/с. К западу от п-ва Ямал в распределении фито-, зоопланктона и донной фауны прослеживалась хорошо выраженная кросс-шельфовая зональность. Она определялась фронтом, ассоциированным с Ямальским течением, и различием условий на мелководном внутреннем шельфе и в области срединного шельфа.
3. На севере бассейна Восточное Новоземельское течение и поток, следующий с севера вдоль склона желоба Св.Анны, взаимодействовали между собой (рис. 2), в результате чего над континентальным склоном желоба Св.Анны формировалась мощная фронтальная/барьерная зона, разделяющая экосистемы внешнего шельфа и глубоководного желоба. Существование этой фронтальной зоны вероятнее всего характерно для летнего типа циркуляции в Карском море. Как граница между шельфовы-
77 -
75
73 ?
71
69
Течение желоба ^ \Св. Анны
55 65 75°в.д.
Рис. 2. Схема течений в западной части Карского моря в сентябре 2007 г.
ми водами и водами глубокого бассейна она лучше всего проявлялась в поле солености, распределении биогенных элементов и биомассы мезопланктона.
4. В юго-западной части Карского моря обнаружена область распреснения вод поверхностного слоя площадью около 250 тыс. км2 с соленостью <25 р8и, формирующаяся за счет дрейфового переноса енисейских и обских вод. В ядре распресненной области, прижатом к восточному побережью Новой Земли, соленость снижалась до <15 р8и. Распреснение существовало в виде изолированной линзы, что говорит о возможной связи этих вод с весенним паводком и о длительном нахождении их в юго-западной части Карского моря. Получены характеристики поверхностных гидрофизических фронтов, связанных с линзой распресненных вод. На основании анализа соотношения содержания растворенного кремния, щелочности и солености установлено, что основной вклад в формирование распресненного слоя в юго-западной части моря принадлежит водам Енисея.
5. Исследованы детали структуры эстуарной фронтальной зоны, шириной около 50 миль, в области смешения морских и речных вод в Обской губе. Она связанна с выклиниванием пресной воды к поверхности и проникновением в придонных слоях соленой воды вглубь Обской губы. С периферией клина соленой воды, во внутренней части эстуария,
связан мощный фронтальный раздел, разделяющий область эстуарной фронтальной зоны и собственно речные воды. Этот фронтальный раздел является границей в распределении высоких "речных" концентраций биогенных элементов и высокой биомассы фитопланктона в осенний сезон. С фронтальным разделом была связана граница между пресноводным и солоноватоводным сообществами мезопланктона и локально высокая биомасса мезопланктона - 145 г/м2 (12 г/м3), в 7-10(!) раз превосходящая фоновые значения (рис. 3).
6. Измерения, выполненные сканирующим СТБ-зондом, позволили показать, что на пороге (глубина около 50 м) в проливе Карские Ворота происходит интенсивная генерация приливных внутренних нелинейных волн. На заднем фронте волны образуется внутренний бор с амплитудой до 20 м. Амплитуда внутренних волн в направлении к Баренцеву морю увеличивается за счет уменьшения их длины при распространении против течения. Длина приливной внутренней волны оценивается в 26 км.
7. В исследованном районе Карского моря зарегистрирован широчайший диапазон изменений гидрооптических характеристик, близкий к диапазону изменения во всем Мировом океане. Величина показателя ослабления света менялась от 0.15 до 10 м-1, глубина видимости белого диска - от 0.5 до 16 м,
10000 г 8000 -6000 -4000 -2000 -0
275 250 225 200 175 150 125 100 75 50 25 0 Внутренний Расстояние по разрезу, мили эстуарий шельф р. Обь
Рис. 3. Распределение биомассы мезозоопланктона, поверхностной (5, поверхн.) и придонной (5, придон.) солености на разрезе из эстуария р. Обь к внутреннему карскому шельфу.
интенсивность лазерно-индуцированной флуоресценции хлорофилла "а" - в 15 раз, флуоресценции РОВ - в 5-6 раз. Получены детальные данные о структуре оптических полей во фронтальных зонах разного типа.
8. Выполнены первые для Карского моря подспутниковые синхронные измерения яркости восходящего солнечного излучения и поверхностной облученности, концентрации хлорофилла и характеристик взвешенного и растворенного в морской воде вещества, что позволит разработать региональные алгоритмы обработки спутниковой информации.
9. На большей части исследованной акватории Карского моря сообщество фитопланкто
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.