Краткие экспедиционные отчеты 2019г.

42-й научный рейс НИС «Академик Николай Страхов» прошел 17-27 августа 2019 г. в юго-восточной части Балтийского моря в территориальных водах и исключительной экономической зоне России. Цель экспедиции: мониторинг пространственно-временных изменений абиотических и биотических компонентов экосистемы Балтийского моря. Начальник экспедиции к.г.н. Д.В. Дорохов, и.о. начальника экспедиции на втором этапе А.А. Кондрашов, научный руководитель д.ф.-м.н. В.Т. Пака. В экспедиции участвовали 10 сотрудников АО ИО РАН и 1 сотрудник НПО «ДЕКО».

Основные задачи экспедиции:

• получение данных о пространственной структуре и динамике вод на всех глубинах, включая придонный слой, на высокоразрешающих разрезах в зоне распространения соленых плотных североморских вод в Балтийское море. Доработка и внедрение перспективных средств и методов исследования мезо- и микромасштабной структуры придонного слоя;
• отбор проб воды и донных отложений на опорных комплексных станциях во всех бассейнах Южной Балтики для анализа в рамках общего экологического мониторинга Балтийского моря и специального мониторинга районов массового захоронения химического оружия (ХО);
• поиск и идентификация потенциально опасных подводных объектов гидроакустическими приборами по маршруту экспедиции и их идентификация с помощью телеуправляемой экспериментальной видеосистемы и прицельного взятия проб донных отложений для последующего определения присутствия загрязняющих веществ;
• идентификация и картирование донных ландшафтов Балтийского моря на основе геоакустических и гидробиологических исследований;
• оценка влияния адвекции вод различной солености, плотности, температуры и насыщенности кислородом на различных участках трассы затоковых течений на макро-зоо-бентос; изучение состава и структуры донных сообществ;
• исследование генетического разнообразия бактериофагов Балтийского моря в условиях цианобактериальных цветений;
• изучение характеристик зоо- и ихтиопланктона в летне-осенний период в бассейнах Балтийского моря в связи со структурой вод;
• исследование сезонных особенностей таксономического разнообразия и структуры фитопланктона Балтийского моря в различных бассейнах; исследование вертикального распределения фитопланктона для выяснения природы максимумов хлорофилла-а, наблюдающихся глубже фотического слоя;
• получение данных по встречаемости, популяционным и биологическим характеристикам некоторых видов-вселенцев Балтийского моря;
• описание состава, структуры доминантного комплекса и количественных характеристик фитопланктона в условиях «цветения». Определение концентрации в воде биогенных элементов (азота, кремния и фосфора) и хлорофилла.

Виды работ на борту судна и использованное оборудование

• Работа на высокоразрешающих гидрологических разрезах, воспроизводящих мезомасштабную термохалинную структуру и распределение кислорода в толще воды с использованием оснащенного специальным образом зонда Idronaut Ocean 316 в режиме свободного вертикального падения с достижением дна при каждом зондировании.
• Геоакустические исследования на полигонах и переходах с использованием многолучевого эхолота RESON SeaBat 8111 и акустического профилографа донных отложений EdgeTech 3300.
• Поиск и идентификация потенциально опасных подводных объектов с помощью разработанной в АО ИО РАН экспериментальной телеуправляемой системы поиска и подъема малогабаритных подводных объектов.
• Снятие и постановка разработанных в АО ИО РАН экспериментальных автономных инклинометрических измерителей величины и направления скорости придонных течений.
• Работа на комплексных станциях с использованием батометров Нискина, планктонных сетей WP-2, ИКС-80 и Апштейна, дночерпателя «Ван-Вина» для отбора проб бентоса.

Схема работ в 42-м рейсе НИС «Академик Николай Страхов».

Объем выполненных работ

За время рейса выполнено 439 км непрерывных геофизических профилей и 251 км высокоразрешающих гидрофизических разрезов, где проведено 149 CTD-зондирований на ходу судна. Забортные работы проведены на 13 судовых станциях, где было выполнено 8 CTD-зондирований, отобрано 24 пробы на зоопланктон, макрозообентос и мейобентос, 15 проб на фитопланктон и 8 проб на гидрохимию и ихтиопланктон. Выполнено 12 ч. видеосъемки дна на глубине 85 м с использованием экспериментального телеуправляемого подводного аппарата.

Предварительные научные результаты

• Пополнен массив данных для комплексной оценки геоэкологического состояния российского сектора юго-восточной части Балтийского моря.
• Получен массив данных на высокоразрешающих разрезах, позволяющих описать эволюцию мезомасштабной структуры в связи с меняющейся интенсивностью затоков североморских вод и меняющихся условий на различных участках трассы их распространения. Обнаружены и количественно оценены затоковые течения на слабо изученном участке их проникновения в южную часть Готландской впадины из Слупского желоба и Гданьской впадины с использованием усовершенствованной системы измерений на ходу судна, отличающейся более высокими показателями. Зондирования на ходу судна сопровождались непрерывными измерениями судовым акустическим профилографом скорости течения в слое от поверхности до галоклина, а также измерениями придонных течений в районах предполагаемого формирования затоковых течений. Новая система измерений на ходу судна доведена до возможности регулярного использования, в частности, для проведения мониторинга затоковых течений на участке их проникновения в Готландскую впадину в российских водах.
• Пополнен массив батиметрических данных и геофизических профилей с целью идентификации и картирования донных ландшафтов. Уточнены границы распространения алеврито-пелитовых донных отложений Гданьской впадины. Отмечена слоистая структура крупных песчаных тел на поверхности морены в районе плато Рыбачий, которые предположительно являются затопленными реликтовыми дюнами. Выполнена многолучевая батиметрическая съемка палеодолины на южном склоне Готландской впадины, которая позволит определить особенности ее формирования в прошлом, а также выявить ее влияние на распространение затоковых течений.
• При визуальном наблюдении признаков цветения в районе исследования не отмечено. Предварительный анализ проб макрозообентоса показал, что на мелкодисперсных илах с запахом сероводорода в районе Готландская впадина - Гданьская впадина, вдоль польской границы (ИЭЗ России) на глубинах 72-111 м отсутствуют живые организмы (ст. АНС42-01, АНС42-02, АНС42-07 - АНС42-13). Только на ст. АНС42-03, находящейся в Готландской впадине (ИЭЗ России), на глубине 101 м на глинисто-песчаных донных осадках отмечены живые двустворчатые моллюски Astarte spp. (ASTARTIDAE: BIVALVIA). На этой станции у дна кислород составлял 4 мг\л, соленость 11.95 ‰, что, возможно, свидетельствует о затоковых течениях.
• После камеральной обработки собранного материала будут получены данные для исследования фитопланктона Балтийского моря в различных бассейнах (сезонные особенности таксономического разнообразия и структуры, вертикальное распределение) и генетического разнообразия бактериофагов в условиях цианобактериальных цветений. Получен материал для дальнейшего изучения характеристик зоо- и ихтиопланктона в летне-осенний период в бассейнах Балтийского моря в связи со структурой вод; для оценки влияния на макрозообентос, состав и структуру донных сообществ адвекции вод различной солености, плотности, температуры и насыщенности кислородом на различных участках трассы затоковых течений.

Многолучевая эхолотная съемка палеодолины на южном склоне Готландской впадины. Следы ледовой экзарации на поверхности дна.

Эхограмма донных отложений Гданьской впадины. Погребенные борозды айсбергового выпахивания на 4-х горизонтах.

Высокоразрешающий гидрологический разрез вдоль границы литовской ИЭЗ.