Опубликовано: 24 июня 2024 г.
Метки: экспедиция, Орехова Н.А., Гармашов А.В.
В рамках 135-го рейса НИС «Профессор Водяницкий» ученые Морского гидрофизического института РАН успешно подняли и после профилактики заново установили притопленную буйковую станцию с седиментационными ловушками. Эти уникальные приборы на протяжении года собирали данные о взвешенном веществе, которое постоянно оседает в толще Черного моря.
Взвешенное вещество в морской воде – это мельчайшие частицы органического и неорганического происхождения, которые медленно опускаются ко дну, напоминая снегопад. В их составе – планктон, продукты его жизнедеятельности, частицы, принесенные с суши ветром и реками, а также карбонаты, образованные прямо в водной толще.
«Взвешенное вещество является важным компонентом морской экосистемы. Формирование его состава происходит преимущественно в верхней толще вод в результате комплексного воздействия веществ литосферы, атмосферы, гидросферы, биосферы», – поясняет заведующая отделом биогеохимии моря МГИ, кандидат географических наук Наталья Орехова.
До недавнего времени изучение взвешенного вещества в российском секторе Черного моря носили эпизодический характер. Современные исследования в основном опирались на спутниковые данные, которые не могут показать, что происходит на разных глубинах.
«Начало исследований вертикального профиля и внутригодовой изменчивости взвешенного вещества в открытой части Черного моря положено сотрудниками ИО РАН в 2015 году. С тех пор исследования приобрели систематический характер: ежегодно на разных глубинах устанавливается комплекс седиментационных ловушек, которые собирают материал в течение года», – рассказывает старший научный сотрудник отдела океанографии МГИ, кандидат географических наук Антон Гармашов.
Поднятая в ходе последней экспедиции станция принесла ученым 24 дифференциальные пробы осадочного вещества и 20 интегральных проб, а также непрерывные ряды измерений температуры, давления на четырех горизонтах и данные о придонном течении на глубине 1450м. Автоматическая глубоководная седиментационная обсерватория (АГОС) работает по концепции, разработанной академиком А.П. Лисицыным.
«Концепция АГОС подразумевает возможность использования комплексного подхода в изучении потоков взвешенного вещества. Мы используем два типа седиментационных ловушек: дифференциальные 12-стаканные «Лотос-3», которые собирают материал с заданным временем экспозиции, и интегральные малые цилиндрические ловушки МСЛ-110, работающие в течение всего времени работы станции. Также в дополнение к седиментационным ловушкам мы используем логгеры температуры и давления, акустические измерители течений», – объясняет Антон Гармашов.
Исследования преподносят ученым неожиданные открытия. Данные логгеров температуры и давления показали, что разрушительный шторм в ноябре 2023 года сдвинул измерители в верхнем слое на 60 метров вглубь, наклонив линию притопленной буйковой станции на 16 градусов.
Полученные данные имеют глобальное значение для климатических исследований. Углерод – основной компонент взвешенного вещества, и изучение его органических и неорганических форм позволяет понять механизмы углеродного цикла в океане.
«Содержание органического углерода во взвешенном веществе отражает продуктивность экосистемы, интенсивность протекания биохимических процессов и устойчивость к воздействию разных природных и антропогенных факторов», – отмечает Наталья Орехова.
Предварительный анализ данных уже принес интересные результаты:
«Сезонная изменчивость потока взвешенного вещества преимущественно определяется биологическими процессами с участием планктона, вклад органической составляющей достигает 83%. Пики величин потока наблюдаются в летний период, суммарный вклад которых составляет 45% от величины годового потока», – сообщает Наталья Орехова.
Ученые также обнаружили, что вертикальный профиль взвешенного вещества имеет несколько экстремумов, причем максимум приходится на глубину 1100-1200 метров – точную причину этого предстоит еще понять, однако одно из предположений, что это связано с перемещением донных отложений вдоль континентального склона.
Понимание процессов, контролирующих перераспределение углерода в толще океана, является ключом к пониманию того, как функционирует углеродный цикл планеты и как океан регулирует содержание углекислого газа в атмосфере.
После профилактики ученые МГИ установили обновленную притопленную буйковую станцию с дифференциальными и интегральными пробоотборниками и акустическими измерителями течений. Исследования взвешенного вещества в Черном море продолжаются.