ПС «Академик Иоффе» вернулось из 61-го научного рейса по Балтийскому морю, который длился 15 суток с 28 июня по 12 июля. Традиционно основной задачей океанологов было изучение состояния морской среды, которая подвергается не только интенсивному использованию человеком, но и реагирует на региональные изменения климата. Чтобы дать достоверную оценку происходящих изменений важно применять комплексный подход, поэтому в экспедиции работали ученые разных направлений – гидрологи, геологи, биологи, экологи. За две недели пройдено 2275 морских миль, на 117 океанологических станциях отобрано более 3000 проб воды, донных осадков, биоты. Частично пробы обрабатывались на борту судна, поэтому уже можно делать предварительные научные выводы. Однако большая часть материала направлена в береговые лаборатории научных и образовательных организаций, участвовавших в экспедиции, а это 16 вузов, научных институтов, Музей Мирового океана и региональные отделения Российского геологического и Русского географического обществ.

Район и виды экспедиционных работ
в 61-м рейсе «Академик Иоффе»

Основными предварительными научными результатами являются:

1. Гидролого-гидрохимические исследования

1.1 В Гданьской впадине оксиклин (0-8 мл/л) находился на глубинах 40-85 м, совпадая с галоклином и несколько превышая его. Оксиклин был приподнят в направлении юго-восточного склона впадины. С нижней частью оксиклина совпадал промежуточный нефелоидный слой, что позволяет сделать предположение о его биогеохимическом, а не гидродинамическом происхождении. Как известно, он возникает на окислительно-восстановительном барьере в результате перехода растворенной формы миграции микроэлементов (Mn, Fe) в твердую, или взвешенную, форму миграции. Если оксиклин располагался непосредственно над дном, нефелоидный слой становился придонным, или, точнее, ложно придонным, так как не был обусловлен активностью придонных течений. Об отсутствии сколь-либо значимых затоковых течений в период съемки свидетельствуют низкие значения солености и кислорода. В придонном слое впадины (мощностью до 20 м) отмечены бескислородные условия, которые сочетались с максимальными значениями фосфора фосфатов (>170 мкг/л). Концентрация растворенного сероводорода достигала здесь 2,2 мг/л, причем не в центре впадины (глубина 100-105 м), а на глубинах около 90 м. Следовые количества сероводорода (до 0,035 мг/л) были зафиксированы над галоклином. В поверхностном слое моря обращает на себя внимание локальное понижение концентрации кислорода над юго-восточным склоном впадины – в верхней части двухступенчатого термоклина, на глубине 10-15 м. Поскольку оно отмечено в пределах ареала пониженной солености, то, очевидно, его можно связать с влиянием стока р. Вислы.

1.2 В придонном слое восточной части Финского залива (к востоку от о. Гогланд) была зафиксирована гипоксия (содержание растворенного кислорода менее 2 мл/л). Она сопровождалась максимальными значениями концентрации фосфатов (до 175 мкг/л). В поверхностном слое моря содержание кислорода заметно снижалось (от 8 до 6 мл/л) по мере приближения к устью р. Нева. Напротив, максимальные значения концентрации нитритов (1,8 мкг-ат/л) были зафиксированы вблизи устья Невы, что, очевидно, обусловлено ее стоком. В открытой части Финского залива максимум нитритов прослеживался на глубине 10-20 м.

2. Гидробиологические исследования

2.1 В мористой части Гданьского бассейна концентрация хлорофилла «а», отражающая обилие фитопланктона, была, в основном, на низком уровне (< 2 мкг/л). Вдоль северного побережья Калининградской области она была выше в 2-3 раза, что соответствует среднему уровню эвтрофирования вод.
В фотическом слое (~0-21 м) отмечены проявления цианобактериального «цветения» моря, подповерхностная фаза. Преобладали потенциально-токсичный Aphanizomenon flosaquae и токсичная Nodularia spumigena. В мелководной прибрежной зоне моря, где воды более прогреты, отмечена поверхностная фаза цианобактериального цветения с доминированием по биомассе Aph. flosaquae и присутствием N. spumigena, Dolichospermum spp. На северо-восточном склоне Гданьской впадины по биомассе доминировал вид N. spumigena, тогда как далее на северо-запад, в Восточно-Готландском бассейне доминировал Aph. flosaquae. Общий видовой состав не имел существенных пространственных отличий.
Развитие зоопланктона соответствовало характерному для летнего сезона составу массовых видов. Не отмечено значительного развития чужеродного понто-каспийского рачка Cercopagis pengoi.
В прибрежной зоне выявлено присутствие нескольких групп беспозвоночного нектона (Mysida, Amphipoda, Decapoda), два вида личинок рыб, чужеродная планктонная кладоцера Cercopagis pengoi.
В глубоководных районах ниже галоклина, а также на глубинах 12-25 м отмечены ранние стадии (эфиры) медуз (предположительно Cyanea capillata) от 0,5 до 5,0 см в диаметре. В прибрежной зоне моря медузы были представлены видом Aurelia aurita.
На дне эрозионной долины, расположенной на юго-восточном склоне Восточно-Готландской впадины (глубины от 80 до 120 м), подтверждено существование популяции двустворчатых моллюсков Astarte borealis, что объясняется поступлением придонных вод из Слупского желоба.
В прибрежной зоне моря состав, структура и количественное развитие зообентоса находилось в пределах межгодовой изменчивости. Отмечено присутствие ювенильных особей разных видов моллюсков и их планктонных личинок. На локальном участке, в районе сброса в море техногенных рассолов, отмечено накопление на дне тонкозернистых глинистых песков, что связывается с началом гидротехнических работ по прокладке подводного трубопровода и может оказаться ещё одним антропогенным фактором воздействия на бентосные сообщества.

2.2 В восточной части Финского залива развитие фитопланктона было в целом значительнее, чем в Юго-Восточной Балтике (Гданьском бассейне). В мористой части района исследования среди видов, формирующих цветение, преобладал Aph. flosaquae, причем значительная часть колоний находилась на стадии отмирания. Присутствие различных видов Dolichospermum spp. становилось более заметным по мере приближения к устью р. Невы. Вблизи устья визуально фиксировались протяженные пятна поверхностного цианобактериального цветения, предположительно Dolichospermum spp.
Чужеродный понто-каспийский рачок Cercopagis pengoi повсеместно встречался на уровне массового вида, образуя скопления, видимые невооруженным глазом в воде и на планктонных сетях.

3. Геолого-геофизические исследования

3.1 По предварительным исследованиям четырех колонок донных осадков, отобранных в Гданьской впадине (литологическое описание, спектрофотометрия, рентгенофлюоресцентный анализ, магнитная восприимчивость), выделено три литостратиграфических комплекса: глины Балтийского ледникового озера, глины Анцилового озера, илы литориновой и пост-литориновой стадий Балтийского моря. Литориновые и пост-литориновые илы имеют пониженные значения магнитной восприимчивости и содержания терригенных элементов. Повышенное содержание свинца и цинка в верхней части этого комплекса обусловлено антропогенным влиянием. Осадки двух озерных стадий (комплексов) наоборот, характеризуются повышенными значениями магнитной восприимчивости и содержания терригенных элементов. Отличительным признаком осадков Анцилового озера являются гидротроилитовые прослои черного цвета с высокими значениями магнитной восприимчивости, обусловленными присутствием аутигенных минералов – пирита и грейгита.
По геоакустическим данным уточнена граница выклинивания литориновых и пост-литориновых алевро-пелитовых осадков на фоне ее постепенного заглубления с 50 м до 90 м в северо-западном направлении. Это вероятно обусловлено увеличением расстояния от одного из важнейших региональных источников осадочного материала – р. Висла. У подножия восточного склона Гданьской впадины впервые зарегистрирована небольшая депрессия донного рельефа (1-2 м) в сочетании с примыкающим к ней клиновидным телом литориновых и пост-литориновых (морских) осадков. Такое сочетание является известным геоморфологическим признаком существования контурных течений и их влияния на осадконакопление. Зафиксированы акустические аномалии, связанные с газонасыщенными осадками.

3.2 На дне восточной части Финского залива по геоакустическим данным выявлены многочисленные «эрозионно-аккумулятивные пары», которые свидетельствуют о существенном влиянии придонной гидродинамики на осадконакопление. Зафиксированы акустические аномалии, связанные с газонасыщенными осадками.

Из 68 участников экспедиции 40 человек моложе 35 лет – именно этот возраст определён в Минобрнауки для молодого учёного. Столько молодежи смогло попробовать себя в качестве настоящего океанолога благодаря тому, что в рамках экспедиции была проведена V Международная летняя школа «Береговая зона моря: исследования, управление и перспективы» БФУ им. И. Канта совместно с АО ИО РАН. Студенты БФУ, МГУ, МФТИ, СПбГУ, КГТУ, СевГУ с февраля начали проходить отбор и подготовку к рейсу, заранее выбирая направление исследований, читая научную литературу и консультируясь с кураторами. Именно такой подход стал наиболее эффективным в рамках концепции «Плавучий университет» или «Обучение через исследование».

Участники 61 рейса ПС "Академик Иоффе"

В рейсе слушатели Школы прошли весь цикл исследования – от отбора пробы до подготовки доклада на конференцию по полученным результатам. А приятными бонусами стали посещение Санкт-Петербурга, цифровой детокс, четырёхразовое питание, турнир по настольному теннису и купание в бассейне с забортной водой, набранной по пути следования судна, предварительно изученной фитопланктонологами на предмет «цветения».

См. по теме:

• Ученые и студенты БФУ им. И. Канта отправились в морскую экспедицию на судне «Академик Иоффе» (kantiana.ru)
• Завершилась научная экспедиция на ПС «Академик Иоффе» в Балтийском море в рамках сотрудничества Атлантического филиала ВНИРО и Института океанологии им. П. П. Ширшова (vniro.ru)
• «Плавучий университет»: члены РГО участвуют в научной экспедиции в Балтийском море | Русское географическое общество (rgo.ru)
• НИС «Академик Иоффе» отправится собирать данные об изменении экосистемы Балтийского моря — Вести-Калининград (vesti-kaliningrad.ru)
• Петербургские ученые выявили изменения в экосистеме Балтийского моря | Телеканал "Санкт-Петербург" (topspb.tv)
• Петербургские ученые вернулись из экспедиции по Балтийскому морю | Телеканал "Санкт-Петербург" (topspb.tv)
• За две недели учёныe прошли 2275 миль и посeтили 117 океанологических станций - Море и космос (more-i-kosmos.ru)
• Научно-исследовательское судно «Академик Иоффе» вернулось в Калининград из экспедиции по Балтике (фото) - Новости Калининграда (klops.ru)
• Ученые ВНИРО и РАН завершили рейс по изучению экосистемы Балтийского моря (portnews.ru)