Океанология, 2021, T. 61, № 4, стр. 662-665

В ходе 55-го рейса ПС “Академик Иоффе” (29 июня–15 июля 2020 г.) были выполнены комплексные исследования в Балтийском море, в том числе в Финском заливе (рис. 1). Целью экспедиции было получение комплексных сезонных данных о состоянии экосистемы Балтийского моря.

Рис. 1.

Схема работ в 55-м рейсе ПС “Академик Иоффе”. Условные обозначения: 1 – платформа D-6; 2 – станции; 3 – непрерывные гидрофизические разрезы; 4 – попутная запись SES-2000 deep; 5 – геоакустические галсы; 6 – границы исключительных экономических зон.

Гидрофизические работы включали CTD-зондирования водной толщи от поверхности до дна на комплексных станциях и непрерывных разрезах на ходу судна. Интервал между точками зондирования на разрезах составлял около 1–2 миль, что позволило получить данные о структуре водной толщи и, в частности, о придонном слое, в высоком пространственном разрешении. В ходе работ использовались стандартные мультипараметрические зонды Idronaut.

Гидрохимические работы включали определение концентрации растворенного кислорода, сероводорода, кальция, магния, кремния и взвешенного вещества. Пробы воды отбирались при помощи гидрологического комплекса Hydrobios MWS12 Slimline.

Гидробиологические работы были направлены на изучение планктонных (фито-, зоо-, ихтиопланктон, пигменты фитопланктона) и бентосных сообществ по стандартным методикам, принятым в ИО РАН. Первичную продукцию измеряли in situ на двух станциях, а также на борту судна, с имитацией условий in situ с использованием радиоуглеродной модификации скляночного метода.

Геоакустические работы включали съемку верхнего слоя донных осадков на акустическом полигоне (см. рис. 1) и попутные наблюдения параметрическим профилографом дна Innomar SES-2000 deep. По результатам геоакустической съемки верхнего слоя осадков в Финском заливе были выбраны станции отбора колонок донных осадков.

Геологические работы в Финском заливе были направлены на изучение процессов дегляциации в неоплейстоцене и голоценового седиментогенеза. В юго-восточной части Балтийского моря (российский сектор) исследования были направлены на изучение изменений окружающей среды под действием климатических и антропогенных факторов.

Предварительные результаты. Структура водной толщи Балтийского моря характеризовалась двумя слоями скачка плотности, соответствующими сезонному термоклину и перманентному галоклину/пикноклину. Отличительной особенностью структуры вод, не связанной с сезонной изменчивостью, является нарастающая гипоксия всей толщи вод ниже перманентного пикноклина: потребление кислорода в осолоненных/плотных водах в период после последнего большого затока происходит значительно быстрее, чем его поступление со слабыми затоковыми интрузиями, которые достаточно надежно определяются как области с умеренными, до 3.89 мг/л, концентрациями кислорода. Распространение затоковых интрузий носит изопикнический характер в диапазоне плотности σ_θ (7.2–7.9 кг/м³), соответствующем слою воды, расположенному непосредственно под перманентным пикноклином. Поступление этой воды происходит преимущественно из Слупского желоба, в котором постоянно сохраняется умеренное содержание кислорода. На трассе съемок признаки затоковых интрузий не наблюдались западнее 18.5° в.д. и севернее 56.4° с.ш.

По результатам гидрохимических анализов в придонном слое глубоководных впадин концентрация растворенного кислорода была близка к нулю, и развились анаэробные условия. Максимальное содержание сероводорода было отмечено у дна в центральной части Готландской впадины (1.6 мл/л на глубине 147 м). Следы сероводорода прослеживались на горизонтах более 75 м.

Концентрации биогенных элементов варьировали в пределах пространственной и сезонной изменчивости, характерной для Балтийского моря. Минимальные концентрации отмечались над термоклином как следствие вовлечения в биологический круговорот. В придонном слое концентрации биогенных элементов значительно возрастали, особенно в глубоководной центральной части моря.

Наибольшие концентрации хлорофилла “а” (1.55–6.63 мкг/л) были отмечены в фотическом слое. Лимитирование световых условий вело к уменьшению хлорофилла “а” в 2–3 раза над термоклином (на горизонте 15–25 м). В прибрежной зоне юго-восточной части Балтийского моря (глубины до 20 м) наблюдался эвтрофный уровень продуктивности вод, а за ее пределами – мезотрофный уровень.

От восточной части Финского залива до Гданьского бассейна регистрировались визуальные проявления поверхностного цианобактериального цветения, локализованного в верхнем квазиоднородном слое. В Финском заливе цветение находилось в начальной фазе, среди доминантных видов отмечен потенциально-токсичный Aphanizomenon flosaquae. В южных районах Готландской впадины и в юго-восточной части Балтийского моря было отмечено цветение первой степени интенсивности, с доминированием A. flosaquae и токсичной Nodularia spumigena. Над Гданьской впадиной обнаружено нетипичное для данного сезона цветение диатомовых водорослей.

Зообентос в Финском заливе отличался низким таксономическим разнообразием, примерно на половине станций сообщество было представлено лишь двумя видами, морским тараканом Saduria entomon и полихетой Marenzelleria arctia. Разрез от центральной части Финского залива до юго-восточного склона Готландской впадины на глубинах 80–190 м характеризовался полным отсутствием макрофауны. На южном склоне Готландской впадины на глубине 106 м макробентос был представлен единичными особями полихеты Scoloplos armiger, толерантной к самому низкому содержанию растворенного кислорода. На Гданьско-Готландском пороге на глубинах около 80 м макробентос также не был найден. В более мелководных районах юго-восточной части Балтийского моря на глубинах 23–60 м было развито политопное сообщество с доминированием двустворчатого моллюска Limecola balthica. В прибрежной зоне у северного побережья Самбийского полуострова (10 м) подтверждены ранние наблюдения присутствия в бентосном сообществе двустворчатого моллюска – вселенца Rangia cuneata.

По результатам геоакустического профилирования были уточнены границы распространения конечно-моренных образований и водно-ледниковых отложений в Финском заливе. Грунтовыми колонками была вскрыта толща ленточных глин, для которых проведен анализ, позволивший установить смену проксимальных фаций на дистальные и уточнить механизм дегляциации впадины Финского залива в ходе последнего оледенения.

Благодарности. Авторы благодарят экипаж ПС “Академик Иоффе” за содействие в проведении научных работ.

Источники финансирования. Работы в центральной и юго-восточной частях Балтийского моря выполнялись в рамках темы № 0128-2021-0012 госзадания ИО РАН; гидробиологические работы – по темам №№ 0128-2021-0012 и 0149-2019-0008 госзадания ИО РАН; отбор колонок донных осадков и их геологическое описание в Финском заливе выполнялось в рамках проекта РФФИ № 19-05-00768, их аналитика выполнена при поддержке проекта РНФ № 17-77-20041; гидрофизические зондирования на разрезах – при поддержке проектов РФФИ №№ 18-05-80031 и 19-05-00962.