Карта-схема маршрута экспедиции

Завершился 80-ый рейс «Европейская Арктика–2020» научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш», который проходил с 31 июля по 26 августа 2020 г. в Норвежском-Баренцевом морях (из порта Калининград в порт Архангельск). Начальник экспедиции – кандидат геолого-минералогических наук Алексей Андреевич Клювиткин.

В экспедиции принимали участие сотрудники ИО РАН, его Атлантического и Северо-Западного отделения, Института микробиологии им. С.Н. Виноградского Федерального исследовательского центра "Фундаментальные основы биотехнологии" РАН, Института оптики атмосферы Сибирского отделения РАН, Федерального исследовательского центра "Институт биологии южных морей РАН" и Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Среди 35 участников 21 сотрудник был моложе 39 лет, 7 из них являются аспирантами и студентами.

Экспедиция проводилась по темам Государственного задания Минобрнауки России Институту океанологии им. П.П. Ширшова РАН:

0149-2019-0007 «Современные и древние донные осадки и взвесь Мирового океана – геологическая летопись изменений среды и климата: рассеянное осадочное вещество и донные осадки морей России, Атлантического, Тихого, и Северного Ледовитого океанов – литологические, геохимические и микропалеонтологические исследования; изучение загрязнений, палеообстановок и процессов в маргинальных фильтрах рек»;

0128-2019-0011 «Взаимодействие биогеосфер в Мировом океане»;

0149-2019-0005 «Тектоника деформируемых литосферных плит и геодинамическая эволюция океанской литосферы: геодинамическая эволюция Арктики и зоны перехода от Тихого океана к Евразии; развитие катастрофических и потенциально опасных процессов в зонах субдукции, окраинных, внутренних морях и береговой зоне, анализ их геоэкологических последствий; оценка и генезис полезных ископаемых континентальных окраин и внутриокеанических областей, окраинных и внутренних морей»;

0149-2019-0013 «Морские природные системы Балтийского моря и Атлантического океана: формирование природных комплексов Балтийского моря и их изменение под влиянием Атлантического океана и антропогенного воздействия»;

0149-2019-0008 «Морские и океанские экосистемы в условиях меняющегося климата и антропогенного воздействия: структура и биологическая продуктивность экосистемы Арктического бассейна и морей России, экосистемы и потенциальные биологические ресурсы открытого океана»;

0149-2019-0010 «Структура и динамика пелагических сообществ на разных шкалах: от микро- до океанического масштаба в пространстве, от синоптического до макроэволюционного масштаба во времени. Экологически опасные и катастрофические явления биологической природы в морях и океане: виды-вселенцы, аномальные и вредоносные «цветения» морских организмов»;

0149-2019-0006 «Геоморфология морского дна, геофизические и биогеохимические характеристики литосферы океанов и морей: геоморфологические особенности рельефа дна Арктического бассейна; геолого-геофизические и биогеохимические исследования осадочной толщи и литосферы Арктического шельфа, переходной зоны от Тихого океана к Евразии, отдельных районов Атлантики и Индийского океана, морей России»;

0149-2019-0003 «Динамика внутренних и окраинных морей, взаимодействие океана и суши, прибрежные и шельфовые процессы: роль синоптических и мезомасштабных явлений в формировании гидрофизического и экологического состояния прибрежной зоны океана и внутренних морей России на основе специализированных натурных экспериментов, моделирования и дистанционного зондирования»;

а также государственных заданий других организаций:

0104-2019-0011 «Микробная биогеохимия циклов углерода и серы в морских и континентальных водоемах» (ФИЦ Биотехнологии РАН)

0368-2019-0002 «Комплексное исследование радиационно-значимых характеристик атмосферы Сибири и Российской Арктики в период современных климатических изменений» (ИОА СО РАН)

0129-2019-0002 (ИФА РАН)

0136-2019-0014 «Мантийные магмы и флюиды и их роль в образовании основных-ультраосновных магматических комплексов и связанных с ними рудных месторождений: физико-химическое моделирование, эксперимент, минералогические и геохимические исследования» (ИГЕМ РАН)

0556-2020-0006 «Изучение пространственно-временной организации водных и сухопутных экосистем с целью развития системы оперативного мониторинга на основе данных дистанционного зондирования и гис-технологий» (ФИЦ ИнБЮМ РАН).

Исследования были поддержаны Российским научным фондом:

Гранты № 20-17-00157 (ИО РАН, к.г.-м.н. Кравчишина М.Д.); № 19-17-00234 «Биогеохимическое накопление и миграция органических соединений, тяжелых металлов и радионуклидов в компонентах экосистем арктических морей (на примере Белого, Баренцева, Лаптевых и Восточно-Сибирского морей)» (ИО РАН, д.г.-м.н. Немировская И.А.); № 19-77-00015 «Литолого-минералогические и геохимические исследования поверхностного слоя донных осадков во внутренних (на примере Каспийского и Черного морей) и окраинных морях (на примере Баренцева моря) России с выявлением основных особенностей современного седиментогенеза» (ИО РАН, к.г.-м.н. Козина Н.В.)

и Российским фондом фундаментальных исследований: Гранты № 19-05-50090 «Участие гетерогенных микрочастиц в биогеохимических процессах в морях России» (ИО РАН, к.г.-м.н. Кравчишина М.Д.); № 19-05-00787 «Формирование, трансформация и перенос рассеянного осадочного вещества под воздействием постоянного движения водных масс в динамичной гидрологической структуре вод Атлантической ветви глобального конвейера» (ИО РАН, к.г.-м.н. Клювиткин А.А.).

Цель экспедиции:

Сопряженные седименто-биогеохимические и геологические исследования системы рассеянное осадочное вещество приводного слоя атмосферы и водной толщи – верхний слой осадка – подстилающая толща донных отложений; количественная оценка процессов и потоков, что является качественно новым этапом в исследовании среды и климата Арктики.

Получение новых данных о пространственном распределении и вертикальной структуре рассеянного осадочного вещества Норвежского, Гренландского и Баренцева морей; анализ межгодовой изменчивости в зависимости от океанологических и гидрометеорологических условий.

Оценка степени загрязнения экосистемы морей антропогенными углеводородами по данным изучения органических соединений состава донных осадков.

Задачи экспедиции:

1. Изучение концентрации и состава аэрозолей, включая сажевый углерод
2. Изучение рассеянного осадочного вещества в водной толще
3. Биооптические исследования (ФАР, хлорофилл, флуоресценция, растворенное органическое вещество и др.) в верхнем освещенном слое моря
4. Исследование скоростей биогеохимических процессов на границе вода – донные осадки и концентрации метана
5. Исследование изменчивости уровня первичной продукции, количества и состава фито- и зоопланктона
6. Оценка вертикальных потоков вещества с помощью седиментационных ловушек и изучение состава частиц, составляющих этот поток
7. Изучение подстилающей толщи донных отложений: микропалеонтологические, геохимические, биогеохимические, петрографические, геохронологические исследования
8. Изучение степени влияния гидротермальных полей хребта Мона на условия и процессы седименто- и рудогенеза
9. Изучение пирокластики (четвертичной и современной) в донных осадках и отложениях Норвежско-Гренландского бассейна
10. Изучение петрографии грубообломочного материала для оценки влияния ледового разноса и роли криосферы в общей седиментационной системе Западной Арктики
11. Изучение строения верхней осадочной толщи с помощью акустического профилирования
12. Изучение высачивания природных и поступления антропогенных углеводородов; выявление природных и техногенных геохимических аномалий в донных отложениях; исследование процессов трансформации нефтяных углеводородов, состава микробных сообществ донных осадков и поиск углеводородокисляющих микроорганизмов
13. Исследование влияния сезонных особенностей гидрологической структуры на пространственное распределение концентрации хлорофилла а и биооптических показателей вод (в верхнем 100 м слое северных морей)

Пройдено более 4 тысяч морских миль. Отработана 61 комплексная океанологическая станция. Работы велись также на переходах: аэрозольные исследования, метеонаблюдения, проточные гидрооптические и биооптические исследования, отбор проб воды с поверхности на изучение водной взвеси, гидрохимические и геохимические исследования, эхолотный промер.

Предварительные результаты:

В ходе исследований проведено:

• гидрофизические зондирования CTD-зондом SBE19plus с получением данных по температуре, солености (54 зондирования);
• отбор проб воды для изучения водной взвеси с поверхности и в толще моря с помощью океанографического комплекса SBE (25 станций);
• выделение органических соединений из взвеси (для анализа в стационарной лаборатории);
• отбор проб зоопланктона сетью Джеди (34 станции);
• отбор проб поверхностных донных осадков дночерпателем «Океан-50» на литологические, геохимические и экологические исследования (32 станции);
• отбор проб поверхностных донных осадков мультикорером Mini Muc К/МТ 410 на литологические, геохимические и экологические исследования (14 станций);
• отбор проб донных осадков гравитационной ударной геологической трубкой большого диаметра (ТБД) на литологические, геохимические и экологические исследования (6 станция);
• определение влажности осадков;
• выделение органических соединений из донных осадков;
• отбор проб макробентоса;
• постановка, поиск и подъем временных и ранее поставленных (75-й рейс НИС «Академик Мстислав Келдыш», июнь 2019 г.) седиментационных обсерваторий АГОС с седиментационными ловушками и измерителями течений;
• батиметрическая съемка по маршруту движения судна – 3760 миль (6963 км).

Район исследований охватывал различные морфологические и структурные области Северной Атлантики и Баренцева моря. Они включали в себя активный срединно-океанический хребет Мона, глубоководную Лофотенскую котловину Норвежского, желоба троги на континентальной окраине Баренцева моря, северную часть Баренцева моря и прилегающий участок континентального склона и глубоководную часть Северного Ледовитого океана. Для этих структур были составлены как генеральные, так и локальные батиметрические профили, а для участков детальных исследований в пределах гидротермальных полей подготовлены батиметрические карты. В результате этого были получены новые данные, которые после дальнейшей обработки и интерпретации, будут использованы при изучении тектонического строения и гидротермальной активности данного региона.

Выполнен ряд разрезов 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, соответственно, на особенности формирования водной взвеси в исследуемое время года.

В гидрофизической структуре вод отмечается режим, характерный для весенне-летнего сезона.

Наиболее высокие концентрации взвеси визуально установлены в верхнем перемешанном слое, в придонном нефелоидном слое. В поверхностных водах наибольшие концентрации взвеси зафиксированы в акваториях, прилегающих к кромке льда, в зоне действия Полярного фронта, а также в относительной близости берега.

Получены новые данные о седиментационной системе Норвежского и Баренцева морей, часть из которых являются новыми и уникальными. Выполнены исследования гидрологической структуры и распространения гидротермального плюма в районе гидротермального поля Ян-Майен на юге хребта Мона, изучены некоторые структурные особенности строения хребта Мона, исследованы холодные метановые сипы к югу от Шпицбергена в желобе Стурфьорд, выявлены новые районы с возможным проявлением метановых высачиваний с выраженным атмосферным откликом.

Благодаря рекордному отступлению дрейфующих льдов на север проведены биогеохимические и геологические исследования вдоль кромки льда у подножия континентального склона Северного Ледовитого океана на широте 83°18'с.ш.

Выполнены работы на Полярном фронте в Баренцевом море, исследовано обширное цветение кокколитофорид в южной части Баренцева моря.

Сообщения в СМИ об экспедиции:

• ТАСС, 30 июля 2020г. /   Научное судно "Академик Мстислав Келдыш" отправится в экспедицию в Арктику
• «Новый Калининград.Ru», 30 Июля 2020 /  НИС «Академик Келдыш» отправляется с научной экспедицией из Калининграда в Арктику
• ИА REGNUM, 30 июля 2020 /  Научная экспедиция отправилась в Арктику на судне «Академик Келдыш»
• Korabel.ru, 30.07.2020 /  НИС "Академик Мстислав Келдыш" отправится изучать последствия климатических изменений в Арктике
• Россия 1. Архангельск, 26.08.2020 / В Архангельске — «Академик Мстислав Келдыш»
• Россия 1. Архангельск, 27.08.2020 / Сегодня из Архангельска в Арктику отправится научная экспедиция