ОКЕАНОЛОГИЯ, 2015, том 55, № 5, с. 866-868
= ИНФОРМАЦИЯ
УДК 551.465
ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ВОДАХ АНТАРКТИКИ В 59-Й РОССИЙСКОЙ АНТАРКТИЧЕСКОЙ ЭКСПЕДИЦИИ © 2015 г. К. В. Артамонова, И. А. Гангнус, В. В. Масленников, Н. И. Торгунова
Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии, Москва
e-mail: ksusha@vniro.ru Поступила в редакцию 09.12.2014 г.
DOI: 10.7868/S0030157415050019
В период с 7 декабря 2013 г. по 17 марта 2014 г. с борта НЭС "Академик Федоров" и с 9 марта по 4 мая 2014 г. с борта НЭС "Академик Трёшников" проводились гидрохимические работы в составе 59-й российской антарктической экспедиции (РАЭ). Эти исследования продолжали наблюдения, выполненные в период 51-58-й РАЭ, и были согласованы с программой океанографических работ института Арктики и Антарктики по ФЦП "Мировой океан", подпрограммой "Изучение и исследование Антарктики".
Основными целями гидрохимических исследований в 59-й РАЭ были: изучение гидрохимической структуры вод в приматериковой части Антарктики; идентификация различных типов антарктических вод и разделяющих их фронтов по поверхностным гидрохимическим показателям; оценка продукционно-деструкционных процессов в водах Антарктики в весенне-летне-осенний сезоны 2013—2014 гг. Кроме того, часть работ была направлена на изучение гидрохимического состава материковых пресноводных водоемов, расположенных в окрестностях российских антарктических станций.
Для решения поставленных задач в индооке-анском, тихоокеанском и атлантическом секторах Антарктики по ходу движения НЭС "Академик Федоров" и НЭС "Академик Трёшников" через каждые 20—40 миль отбирались пробы воды на гидрохимический анализ. В районах шельфа и материкового склона морей Росса и Беллинсгаузена были выполнены 2 океанографических разреза. В восточной части морей Дейвиса и Росса, а также в море Сомова производились глубоководные зондирования. Всего за период исследований было выполнено 455 поверхностных отборов проб и 39 глубоководных океанографических станций (рисунок), проанализировано 63 пробы воды из 43 водоемов, расположенных в окрестностях российских антарктических станций. Диапазон изменений измеренных концентраций гидрохимических параметров и количество выполненных станций приведены в таблице.
Гидрохимический анализ проб воды включал: определения содержания растворенного кислорода, кремния, минерального и органического фосфора, аммонийного, нитритного, нитратного и органического азота. Обработка проб воды проводилась непосредственно после отбора проб в судовых лабораториях НЭС "Академик Федоров" и НЭС "Академик Трёшников" согласно аттестованным методикам, принятым при анализе морских и пресных вод.
Гидрохимические исследования структуры поверхностного слоя антарктических вод начались в районе Субантарктического фронта (САФ) и закончились при пересечении САФ в северном направлении. Анализ данных позволил идентифицировать Субантарктический фронт (САФ) — по резкому увеличению концентраций фосфатов и нитратов с севера на юг, Южную Полярную Фронтальную зону (ЮПФЗ), Южный Полярный фронт (ЮПФ) и южный фронт АЦТ (ЮФаЦт) -по резкому увеличению содержания кремния в том же направлении. Следует отметить, что выделение фронтов по поверхностному распределению биогенных элементов в Антарктике наиболее целесообразно в период отсутствия активного фотосинтеза. Сравнение данных, полученных в летний период с борта НЭС "Академик Федоров" и в осенний период с борта НЭС "Академик Трёшников", показало существенную сезонную динамику основных фронтальных разделов Антарктики. Так, в декабре-январе САФ был сильнее смещен к северу, а ЮПФ - к югу по сравнению с их положением в апреле-мае, соответственно в летний период ЮПФЗ была значительно шире в меридиональном направлении, чем в осенний сезон. Также обнаруживаются некоторые различия и в положении ЮФАЦТ.
Глубоководные океанологические работы в 59-й РАЭ проводились только с борта НЭС "Академик Федоров". Океанологический разрез в море Росса был выполнен 16 февраля 2014 г. Он состоял из 11 станций и начинался вблизи шельфового ледника Геца, основная его
ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ВОДАХ АНТАРКТИКИ 867
180°
Общая схема станций и положение разрезов, выполненных в 59-м РАЭ. 1 — НЭС "Академик Федоров", 2 — НЭС "Академик Трешников".
часть охватывала шельф, а также склон моря Росса (рисунок). Второй разрез, состоящий из 17 станций, был выполнен в море Беллинсгаузена с 21 по 23 февраля 2014 г. Он проходил вдоль оси желоба Маргерит, пересекал континентальный склон и заканчивался в абиссальной части моря Беллинсгаузена (рисунок). Полученные распределения гидрохимических характеристик отражали крупномасштабную структуру антарктических вод и на обоих разрезах были представлены двумя основными водными массами: антарктической поверхностной водой (ААПВ) с верхним прогретым, опресненным и обогащенным кислородом слоем и слоем антарктической зимней воды (АЗВ) с ядром — минимумом температуры. Ниже ААПВ располагалась Циркумполярная глубинная вода (ЦГВ), представленная верхней ЦГВ (ВЦГВ) с ядром на глубине
ОКЕАНОЛОГИЯ том 55 № 5 2015
500—600 м — слоем максимальных температур и минимального содержания растворенного кислорода (4.0—4.4 мл/л). Она как на шельфе, так и на материковом склоне прослеживалась по максимальным концентрациям фосфатов и нитратов. Под ВЦГВ до дна распространялась нижняя ЦГВ (НЦГВ) с ядром — максимумом солености на глубине 600—800 м, которая характеризовалась небольшим уменьшением концентраций фосфатов и нитратов, а также увеличением содержания кислорода и кремния по сравнению с вышележащей ВЦГВ. При этом концентрации биогенных элементов в море Беллинсгаузена в верхнем слое ААПВ были существенно ниже (кремний — от 32 до 56 цМ, минеральный фосфор — от 0.66 до 1.66 цМ, нитратный азот — от 6.5 до 18.0 цМ), чем в море Росса (кремний — около 80 цМ, минеральный фосфор — 1.75—1.90 цМ,
868 АРТАМОНОВА и др.
Количество станций и пределы концентраций гидрохимических параметров, выполненных в 59-м РАЭ
НЭС "Академик Федоров" НЭС " 'Академик Трешников"
(07.12.2013 г.- -17.03.2014 г.) (09.03-04.05.2014 г.)
Параметры поверхностные пробы поверхностные пробы
разрезы пробы из озер пробы из озер
шт шах шт шах шт шах шт шах шт шах
Кислород, мл/л 4.01 8.54 - - - - - - 4.56 11.83
Кремний, цМ 31.9 139.5 0.10 83.52 0.00 192.2 0.88 70.32 8.53 82.61
Фосфаты, цМ 0.63 2.45 0.22 2.19 0.00 349.9 0.57 2.21 0.08 1.85
Нитраты, цМ 6.53 34.35 0.1 31.69 0.00 37.50 4.05 26.96 0.00 18.73
Нитриты, цМ 0.00 0.31 0.05 0.40 0.00 7.23 0.12 0.35 0.00 0.22
Аммонийный азот, цМ 0.30 3.36 0.33 2.33 0.39 2995.8 0.77 4.44 1.13 28.77
Органический азот, цМ - - - - - - 0.43 28.23 4.96 86.0
Органический фосфор, цМ 0.00 0.89 0.00 1.11 0.00 2.18 0.14 0.68 0.07 1.04
ВСЕГО: 39 станций 350 31 105 32
нитратный азот— 21.0—29.0 цМ). Кроме того, на втором разрезе наблюдалось более мощное проникновение ВЦГВ на шельф, с более выраженным минимумом кислорода и максимумом биогенных элементов в ее ядре по сравнению с характеристиками и распространением ВЦГВ на первом разрезе в море Росса.
Исследование гидрохимического состава воды из озер Антарктиды представляет научный интерес с точки зрения изучения реакции изначально при-родно-чистого ледникового водоема на антропогенное воздействие и влияние жизнедеятельности различного рода животных и птиц, прежде всего, пингвинов. В рамках работы 59-й РАЭ были полу-
чены данные, позволяющие оценить экологическое состояние исследуемых водоемов и по гидрохимическим характеристикам условно разделить их на три группы: озера, не подверженные влиянию, как антропогенного воздействия, так и жизнедеятельности различных видов животных; озера, находящиеся под явным антропогенным воздействием; озера, которые подвержены сильной нагрузке, связанной с активной жизнедеятельностью многочисленных стай пингвинов Адели или антарктических поморников, с очень высокими концентрациями биогенных элементов.
Настоящая работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 14-05-31148 мол_а).
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.