Завершена комплексная экспедиция на НИС «Академик Опарин» (рейс №60) в восточноарктические и дальневосточные моря России
10 ноября 2020 года в г. Владивостоке успешно завершилась комплексная экспедиция на НИС «Академик Опарин» в восточноарктические и дальневосточные моря России. Экспедиция была организована Тихоокеанским океанологическим институтом им. В.И. Ильичёва ДВО РАН при участии Института океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН), СКБ «МАМИ» Московского политехнического университета («Московский политех»), Тихоокеанского института биоорганической химии им. Г.Б. Елякова (ТИБОХ ДВО РАН), Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (МГУ) и Национального исследовательского Томского политехнического университета (ТПУ). Руководитель экспедиции - к.г.-м.н., заведующий лабораторией перспективных методов морских исследований ТОИ ДВО РАН Александр Николаевич Чаркин.
Главная цель экспедиции – выяснение причин формирования уникальных теплолюбивых биоценозов Чаунской губы, являющейся частью одного из самых холодных морей Арктики – Восточно-Сибирского. На обратном пути из Восточно-Сибирского моря экспедицией проводились работы по оценке состояния и изменения окружающей среды в дальневосточных морях.
В Чаунской губе выполнено 106 станций (рис. 1), из них 47 станций - с отбором проб воды и донных осадков на различные анализы в рамках задач экспедиции. Проведены разовые эксперименты по определению ассимиляционного числа фотосинтеза путем экспозиции безынерционных кислородных датчиков ARO-USB. Геологическим отрядом проводился отбор проб донных осадков на полигонах и по маршруту судна с помощью коробчатого пробоотборника Экмана и дночерпателей Ван Вина для последующего их описания и консервации. Проведена литологическая характеристика поднятых со дна донных отложений, измерение температуры их поверхности в верхнем (0-10 см) слое, анализ видового состава бентосных фораминифер в поверхностном (0-2 см) слое донных осадков, определение доминирующих таксонов фораминифер. Выполнена фильтрация взвеси на стекловолокнистых и лавсановых фильтрах для последующего определения концентрации органического углерода и массового содержания взвеси в воде.
Гидрофизическим отрядом были выполнены непрерывные измерения температуры, солёности, содержания растворённого кислорода и гамма-спектра придонного слоя воды (0-12м) по ходу следования судна с помощью буксируемого подводного аппарата SmartFish (рис.2). Аппарат разработан лабораторией перспективных методов морских исследований ТОИ ДВО РАН совместно с СКБ «МАМИ». Координаты брались от GPS Garmin, model 128. Регистрация данных, времени и координат производились с дискретностью 2 секунды на компьютере. Благодаря данному комплексу впервые в истории исследования Арктики удалось открыть место разгрузки субмаринных гидротермальных источников (экспедиция дала имя данным источникам – «Опаринские источники») (рис.3) и установить механизм их переноса из места разгрузки на юге в северо-западную часть губы (рис.4), где ранее были открыты ЗИН АН СССР теплолюбивые биоценозы.
Естественные радионуклиды «квартета» радия, 224Ra, 223Ra, 228Ra, 226Ra были отобраны из поверхностного и придонного горизонта на 26 станциях. Максимальные значения первоначальной активности 224Ra и 223Ra были обнаружены в точке обнаруженной температурной аномалии, что явно указывает на её гидротермальный генезис. Окончательный вывод о возможной связи данных значений с разгрузкой гидротерм будет сделан после измерений долгоживущих изотопов 228Ra и 226Ra в лаборатории института.
Было отобрано 22 пробы фитопланктона с двух горизонтов: поверхностного и придонного. Пробы на содержание хлорофилла а отбирали на тех же станциях. 62 пробы зоопланктона отбирали замыкающейся планктонной сетью Джеди с диаметром входного отверстия 37 см и размером ячеи фильтрующего конуса 200 микрон. Количественные пробы макрозообентоса с борта судна отбирали дночерпателем Ван Вина (ВВ) с площадью облова 0.3 м * 0.4 м = 0.12 м2. В экспедиции было отобрано 45 проб бентоса.
Микробиологическим отрядом было отобрано 164 пробы из донных осадков, из них: для выделения бактерий - 57 проб; для выделения морских грибов - 56 проб, а также для метагеномных исследований - 51 проба. Образцы будут исследоваться в лабораториях ТИБОХ ДВО РАН.
Сообщества Чаунской губы в целом демонстрировали нехарактерные для прибрежных экосистем Арктики видовое богатство и высокую продуктивность. Предыдущие авторы, исследовавшие «Чаунские биоценозы», связывали этот факт с особенностями климатического и гидрологического режима водоема. Так, С.В. Василенко (1994) показывает более высокую степень сходства фауны кумовых раков Чаунской губы с фауной Чукотского моря и прибрежья Камчатки по сравнению с прилежащими районами Арктики и связывает это с лучшим прогревом вод, который позволил тепловодным видам, расселившимся вдоль арктического побережья во время последнего потепления, сохраниться здесь после похолодания.
Однако обнаружение на акватории Чаунской губы субмаринныхгидротерм позволяет предположить, что именно наличие зон разгрузки теплых грунтовых вод явилось фактором, определившим богатство и своеобразие видового состава, и высокую продуктивность этого водоема. Также предварительно установлено, что данные гидротермы могут являться источником растворённого железа и марганца, участвующих в формировании огромных по площади залежей железомарганцевых конкреций в юго-западной и центральной частях акватории Чаунской губы. Таким образом, комплексная экспедиция рейса №60 на НИС «Академик Опарин» решила полувековую загадку возникновения уникальных теплолюбивых биоценозов в Чаунской губе.
На обратном пути из Восточно-Сибирского моря экспедицией проводились работы по оценке состояния и изменения окружающей среды в Дальневосточных морях. Были выполнены исследования и произведён отбор проб воды и донного грунта в местах предполагаемой экологической катастрофы в Авачинском заливе Камчатки. Для выяснения причин и последствий данного явления было выполнено более 40 станций. Результаты выполненных работ будут обнародованы после обработки собранных образцов воды, грунта и биоматериала в лабораториях институтов участников рейса.
