Океанология, 2020, T. 60, № 3, стр. 485-487

Северная Атлантика и западная часть Евразийской Арктики играют ключевую роль в системе формирования климата Европы. Процессы, определяющие температуру в Арктике, являются одними из наиболее чувствительных элементов окружающей среды. В последние годы усиливается “атлантификация” Северного Ледовитого океана, что способствует переносу тепла и вещества через пролив Фрама и Баренцево море [4, 5].

Основная цель экспедиции – сопряженные седименто-биогеохимические, геологические и экологические исследования европейской части Арктики в системе рассеянное осадочное вещество приводного слоя атмосферы и водной толщи – верхний слой осадка – подстилающие донные отложения. Изучение одновременно рассеянных (взвесь) и связанных (донные осадки) форм осадочного вещества позволит обоснованно судить об изменениях морской среды и климата Европы [2].

В ходе экспедиции (27 мая–30 июня 2019 г.) выполнена 91 океанологическая станция, пройдено 5800 морских миль (рис. 1). Район исследований охватывал активные срединно-океанические хребты Мона и Книповича, отмерший хребет Эгир, глубоководные котловины Норвежского и Гренландского морей, континентальный склон архипелага Шпицберген, желоба-троги западной континентальной окраины Баренцева моря и его южный шельф. Для этих структур составлены как генеральные, так и локальные батиметрические профили, а для полигонов детальных исследований в пределах гидротермальных полей хребта Мона подготовлены батиметрические карты. Были получены новые данные, которые позволят исследовать тектоническое строение и гидротермальную активность изученного региона.

Рис. 1.

Карта-схема района работ и выполненных исследований в 75-м рейсе НИС “Академик Мстислав Келдыш”, май–июнь 2019 г. 1 – комплексные океанологические станции, 2 – отбор донных осадков ДЧ, 3 – отбор донных осадков МК, 4 – отбор донных осадков ТБД, 5 – АГОС, 6 – маршрут судна.

Выполнены разрезы по гидрологическим параметрам субширотного и субмеридионального простирания, что позволит оценить сезонный перенос атлантических вод в арктический бассейн, выявить положение и влияние Полярного фронта на структуру вод, планктонное сообщество и на особенности формирования состава взвеси в раннелетний сезон.

Проведено детальное опробование водной и осадочной толщ на четырех гидротермальных полях, расположенных в пределах Ян-Майенского осевого вулканического поднятия в южной части хребта Мона. Исследовано гидротермальное поле Локи Касл на севере хребта Мона. У дна выявлены аномалии температуры, плотности, концентрации кислорода и метана. Отобраны пробы воды, взвеси, гидротермально измененные донные осадки, образцы гидротермальных построек и марганцевые корки с низким содержанием железа.

Выполнен отбор донных осадков и воды в местах выходов метансодержащих растворов и газовых струй из осадочных толщ (холодные метановые сипы) на континентальной окраине архипелага Шпицберген и в желобе Стурфьорд. В центральной части Баренцева моря обследованы два кратера (около километра диаметром), связанных с крупномасштабным выбросом метана, образовавшегося при бурном разложении газогидратов в результате отступления ледникового щита [3].

Аэрозоли приводного слоя атмосферы изучены на содержание черного (сажевого) углерода. На открытых морских участках преобладают низкие концентрации сажевого углерода (10–50 нг/м³), которые допустимо считать фоновыми. Повышенные концентрации сажевого углерода (80–90 нг/м³) встречаются в Норвежском и Баренцевом морях вблизи берега вдоль рекомендованного маршрута движения судов.

Исследование рассеянного осадочного вещества водной толщи выполнялось параллельно несколькими взаимодополняющими методами. Выделение вещества проводилось с помощью вакуумной фильтрации. Гранулометрический состав определялся кондуктометрическим методом на счетчике частиц Коултера Beckman Coulter Multisizer 3. Впервые в составе зондирующего комплекса SBE911 помимо обычного нефелометра WET Labs был задействован лазерный анализатор частиц Sequoia LISST-deep, который позволяет получать непрерывный вертикальный профиль гранулометрического состава и объемной концентрации взвеси in situ.

Вертикальные потоки осадочного вещества изучали с помощью седиментационных ловушек в составе автоматических глубоководных седиментационных обсерваторий (АГОС). В Лофотенской котловине поднята АГОС, завершившая 2-летний цикл работы. Новая долгосрочная постановка АГОС выполнена на периферии гидротермального поля Локи Касл с целью оценить внутригодовую изменчивость потока эндогенного вещества на изученном участке Срединно-Атлантического хребта. Краткосрочные АГОС отработали на гидротермальном полигоне Ян-Майен: поле Тролльвегген и Сориа Мориа. В составе осадочного вещества в придонном 30-ти метровом слое установлены сульфидные и сульфатные минералы гидротермального генезиса, а самописцы среды АГОС (температура, течения, акустическая прозрачность и др.) выявили динамику латеральных потоков изученных гидротермальных плюмов.

Донные осадки с поверхности отбирали дночерпателем (ДЧ) “Океан-0.25”. Детальность отбора ненарушенного верхнего слоя с дискретностью 0.5–1 см достигалась с помощью мультикорера (МК) KUM MiniMUC. Обработано 27 МК и 80 ДЧ, произведена отмывка материала ледового разноса из ДЧ. В желобе Квейтола к северо-западу от о. Медвежий ударной трубкой большого диаметра отобрана колонка донных осадков длиной 7.05 м. Вскрыта толща донных осадков дрифта Квейтола с включениями целых раковин двустворчатых моллюсков, перспективных для установления абсолютного возраста радиоуглеродным методом. Колонка представляет интерес для исследования климатических колебаний, миграций Полярного фронта и палеопродуктивности европейской части Арктики за последние ~7 тыс. лет.

Эколого-геохимические исследования выявили увеличение концентрации углеводородов (УВ) во взвеси поверхностного слоя южной части Баренцева моря по сравнению с восточными и западными разрезами в районе Шпицбергена. В открытой части акватории содержание и состав УВ формируют природные процессы. В придонном слое концентрация УВ значительно ниже. Отмечены различия в составе алканов из взвеси придонного горизонта и наилка.

Благодарности. Авторы признательны капитану Ю.Н. Горбачу, команде и всему научному составу за помощь в экспедиции.

Источники финансирования. Экспедиция проведена в рамках госзадания Минобрнауки России (тема 0149-2019-0007). Эколого-геохимические исследования проводились при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 19-17-00234), работа АГОС обеспечена Российским фондом фундаментальных исследований (грант № 19-05-00787).