ОКЕАНОЛОГИЯ, 2013, том 53, № 3, с. 421-424
= ИНФОРМАЦИЯ
УДК 551.465
ГИДРОЛОГО-ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ВОДАХ АНТАРКТИКИ В 57-Й РОССИЙСКОЙ АНТАРКТИЧЕСКОЙ ЭКСПЕДИЦИИ
© 2013 г. Н. Н. Антипов1, А. А. Артамонов1, К. В. Артамонова2, Л. А. Духова2, В. В. Масленников2
Арктический и антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург 2Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии, Москва
e-mail: marecol@vniro.ru Поступила в редакцию 27.09.2012 г.
DOI: 10.7868/S0030157413030015
В период с 1 ноября 2011 г. по 1 июня 2012 г. в рамках ФЦП "Мировой океан", подпрограммы "Изучение и исследование Антарктики" проводились океанографические работы с борта НЭС "Академик Федоров" в составе 57-й российской антарктической экспедиции (РАЭ). Эти исследования продолжают наблюдения, выполненные в период МПГ 2007/08 (53-, 54- и 55-й РАЭ). Кроме того, они направлены на решение задач, поставленных в международных программах CLIVAR ("Климатические изменения") и CLIC ("Крио-сфера и климат").
Основными целями экспедиции были:
— исследование гидролого-гидрохимической структуры вод и межгодовой изменчивости процессов их сползания в области "шельф-материковый склон" в западной части моря Содружества;
— исследование структуры и циркуляции вод шельфа под ледовым покровом в районе залива Саннефьорд и их временной изменчивости;
— идентификация различных типов антарктических вод и разделяющих их гидрологических фронтов по поверхностным гидрохимическим показателям;
— оценка условий среды обитания промысловых гидробионтов в весенне-летне-осенний сезоны 2011—2012 гг. в западной части моря Содружества.
Для решения поставленных задач в индооке-анском и атлантическом секторах Антарктики по ходу движения судна через каждые 20—40 миль отбирались пробы морской воды. В море Содружества с 12 по 31 января 2012 г. были выполнены четыре океанологических разреза (рис. 1). Гидрохимический анализ проб воды включал определения содержание растворенного кислорода, кремния, минерального и органического фосфора,
аммонийного, нитритного, нитратного и органического азота, а также мочевины. Обработка проб воды проводилась непосредственно после отбора в судовой лаборатории согласно аттестованным методикам, принятым при анализе морских и пресных вод с погрешностями, допустимыми для используемых методов. Диапазон изменений измеренных гидрохимических параметров и количество выполненных станций приведены в таблице.
Океанологическая съемка в море Содружества
состояла из трех меридиональных разрезов в западной части моря (по 69° в.д., 70° в.д. и 71° в.д.) и одного разреза вдоль шельфового ледника Эй-мери (рис. 1). Меридиональные разрезы пересекали часть шельфа, материковый склон и выходили в область больших глубин, приближаясь к океаническому ложу. Разрез по 69° в.д. протяженностью 28 миль состоял из 14 станций в диапазоне глубин от 345 до 1834 м, разрез по 70° в.д. (68 миль) — из 18 глубоководных станций (глубины от 285 до 2423 м). На разрезе по 71° в.д. (33 мили) было выполнено 14 станций в диапазоне глубин от 463 до 2000 м. Расстояния между станциями в верхней части материкового склона не превышали 1.9 км, что необходимо при исследовании склоновых процессов, ведущих к созданию условий для пополнения Антарктической донной водной массы. Процесс образования плотной и холодной антарктической шельфовой воды был исследован на разрезе вдоль ледника Эймери, состоящем из 8 станций (диапазон глубин от 539 до 746 м) (рис. 1.). Все разрезы выполнялись с помощью судового океанографического CTD-ком-плекса "ВеаВкё 911".
Полученные распределения гидролого-гидрохимических характеристик отражали крупномасштабную структуру антарктических вод, представленную: антарктической поверхностной водой (АПВ); антарктической зимней водой (АЗВ) с
ю.ш.
65° -•-L
66°
67°
68°
69°
70°
66° 68° 70° 72° 74° 76° 78° Рис. 1. Положение станций на разрезах в море Содружества.
80° в.д.
ядром — минимумом температуры (до —1.88°С); верхней циркумполярной глубинной водой (ВЦГВ) с ядрами — слоем максимальных температур (0.70—0.77°С) и минимального содержания растворенного кислорода (4.8—5.0 мл/л); нижней циркумполярной глубинной водой (НЦГВ), выделяемой по максимуму солености (34.68—34.69%о), которой также свойственны максимумы в распределении нитратов и фосфатов (31.0—32.5 цМ и 2.35—2.40 цМ, соответственно); антарктической донной водой (АДВ); антарктической шельфовой водой (АШВ).
На шельфе моря Содружества наблюдались промежуточные максимумы в распределении температуры, фосфатов и нитратов и минимум растворенного кислорода, связанные с поступлением сюда модифицированной ЦГВ (МЦГВ). В районе склона в западной части моря Содружества был обнаружен процесс опускания плотных холодных вод, сформированных в результате смешения АШВ и МЦГВ. Характеристики этих вод сильно контрастировали с подступающей к склону ЦГВ, обостряя антарктический склоновый фронт (АСФ). Содержание растворенного кислорода в них было заметно выше (6.4—7.0 против 5.4—5.8 мл/л мористее), а кремния, нитратов и фосфатов, напротив, ниже (85—90, 27—29, 2.26— 2.34 цМ против 115-130, 31-32, 2.36-2.40 цМ, соответственно).
Наблюдения в бухте Саннефьорд проводились путем выполнения зондирований комплексом "Sea Cat 19" с кормовой лебедки во время стоянки судна в однолетнем припае с 13 по 20 января 2012 г. в точке с координатами 69°16' ю.ш., 74° 52' в.д. (глу-
бина 829 м). Всего выполнено 20 зондирований. Сначала зондирование проводилось два раза в сутки — в 6 и 18 GMT, с 18 января — 4 раза, добавились сроки 0 и 12 GMT.
На расстоянии 200 м от судна были установлены приборы АЦИТТ для регистрации течений и температуры на горизонтах 30 и 400 м, которые соответствуют слоям экстремумов в профилях температуры и солености. Выполненные наблюдения позволили зафиксировать формирование подповерхностного максимума температуры и рост мощности и теплосодержания этого слоя. За период наблюдений (7.5 суток) температура воды в слое 30—60 м под припайным льдом толщиной до 1.5 м выросла от —1.67°С до +0.15°С, с увеличением слоя положительных температур от 0 до 60 метров. Возможно, зафиксирован механизм, ведущий к более интенсивному разрушению припая в данном районе. Дополнительно выполнены зондирования на удалении 1 и 2 км от борта судна.
Гидрохимические исследование структуры поверхностного слоя антарктических вод началось 13 декабря 2011 г. в районе Субантарктического фронта (САФ) и закончились 26 апреля 2012 г. при пересечении САФ в северном направлении (рис. 2).
Анализ данных позволил идентифицировать пересечение САФ, Южной Полярной Фронтальной Зоны (ЮПФЗ), Полярного фронта (ПФ), пояса вод Антарктического циркумполярного течения (АЦТ), южного фронта АЦТ (ЮФАЦТ), вод массива Круговорота Уэдделла. Следует отметить, что выделение фронтов по поверхностному распределению биогенных элементов в Антарк-
о
и
о й о м
к л
Максимальные и минимальные значения гидрохимических параметров на разрезах в море Содружества и в поверхностных пробах морской воды, отобранных по ходу движения судна
Параметры Море Содружества (зал. Прюдс) (12-31.01.2012 г.) САФ ст. Молоджная (13-17.12.2011 г.) ст. Молодежная, ст. Прогресс— ст. Мирный (21.12.2011-06.01.2012 г.) ст. Прогресс— САФ (07-13.02.2012 г.) САФ ст. Прогресс—ст. Молодежная (03-20.03.2012 г.) ст. Молодежная— ст. Беллинзгау-зен (21.03-13.04.2012 г.) ст. Беллинзгау- зен САФ (22-26.04.2012 г.)
Разрезы Поверхностные пробы
тт тах тт тах тт тах тт тах тт тах тт тах тт тах
Кислород, мл/л 4.88 9.32 - - - - - - - - - - - -
Кремний, цМ 37.4 138.05 0.42 69.53 35.93 76.22 3.28 66.52 2.05 66.11 54.91 86.74 2.05 80.59
Фосфаты, цМ 0.35 2.49 1.14 2.15 0.99 2.16 1.23 1.92 0.15 2.04 1.53 2.58 0.33 1.87
Нитраты, цМ 9.90 33.53 14.0 33.06 8.40 32.3 15.9 27.39 0.17 28.92 16.24 28.75 2.59 26.62
Нитриты, цМ 0.01 0.43 0.20 0.49 0.16 0.46 0.20 0.55 0.01 0.55 0.11 0.46 0.16 0.59
Аммоний, цМ 0 3.86 0.11 1.10 0.1 1.5 0.11 1.3 0.09 1.3 0.26 2.53 0.24 2.56
Мочевина, цМ 0.11 2.9 0.25 1.3 0.27 1.58 0 1.16 - - - -
Органич. азот, цМ 14.5 62.2 18.2 41.1 17.1 59.7 14.2 28.7 14.01 39.1 15.3 56.0 - -
Органич. фосфор, цМ 0.01 1.80 0.04 0.65 0.15 0.78 0.34 0.84 0.11 0.89 0.09 0.56 - -
ВСЕГО: 56 станций 341 поверхностная проба
£
Й Й 43 О й о
0
1
м
й й 43
о
X £
Л
И
О *
И О
й о
а
>
Я
й
133
а О
>
я ?
43
п 8
ю и>
Рис. 2. Положение точек отбора поверхностных проб морской воды.
тике наиболее целесообразно в период отсутствия активного фотосинтеза. При выделении ЮФАЦТ одним из лучших гидрохимических показателей служило распределение содержания кремния (в водах АЦТ (севернее ЮФАЦТ) концентрация кремния составляла 16—36 цМ, а в высокоширотном типе вод (южнее ЮФАЦТ) — 60—76 цМ и более). Концентрации аммонийного азота и мочевины во всем поверхностном слое антарктических вод изменялись от аналитического нуля до 1.6 и 1.2 цМ, соответственно.
В январе—феврале 2012 г. в период активного развития фитопланктона в районе залива Прюдс, наблюдались максимальные значения органических форм азота и фосфора (таблица) и минимальные концентрации кремния, нитратов и фосфатов 36—45, 8.5—17.7 и 0.35—1.2 цМ, соответ-
ственно, при фоновых величинах до периода активного цветения (середина декабря 2011 е) — 60—76, 25—28 и 1.8—2.2 цМ, соответственно. Здесь в этот период создались особо благоприятные условия для интенсивного фотосинтеза в так называемых высокоширотных "оазисах", в которых вспышки цветения проявляются раньше достижения этих широт естественной фенологической волной.
Статья подготовлена с использованием данных, полученных по итогам работ в рамках государственного контракта от 26.08.2011 г. № 16.518.11.7093 по теме "Развитие приборной базы и проведение исследований в полярных областях Мирового океана с использованием уникальной установки научно -экспедиционное судно "Академик Федоров" (УСУ НЭС "Академик Федоров")" Министерства образования и науки Российской Федерации.
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.