Экспедиция выполнялась по следующим теме, проекту и договору:

- план научно-исследовательских работ Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института океанологии им П.П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН) на 2019-2021 гг., тема госзадания № 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» (АО ИО РАН).;

- международный проект #R064 «Комплексное управление морским культурным наследием региона Балтийского моря (BalticRIM) программы трансграничного сотрудничества «ИНТЕРРЕГ. Регион Балтийского моря»;

 - договор о совместной научной деятельности №68/2018 от 14.06.2018 г. между Атлантическим отделением ИО РАН и Атлантическим филиалом федерального государственного бюджетного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (АтлантНИРО).

Задачи:

1. 1. Геоакустическое профилирование и гидролокация бокового обзора (ГЛБО), геологическое опробование донных осадков, в том числе, совмещенный отбор осадков и придонной воды в районах газовых аномалий и затопления химического оружия.
2. 2. Гидрофизическое зондирование, в том числе на ходу судна, отбор проб воды с характерных горизонтов, гидрохимический анализ полученных проб.
3. 3. По данным ГЛБО прицельный отбор проб макрозообентоса на пути затоков североморских вод.
4. 4. Обнаружение и идентификация затопленных техногенных объектов.

Среди 27 участников рейса было 16 молодых специалистов младше 39 лет и 7 студентов и аспирантов.

Схема работ в 56-м рейсе ПС «Академик Иоффе.

Предварительные научные результаты

Литологические исследования

Колонка АИ-56011-ТН (длина 60 см, глубина отбора 81 м), отобранная в восточной части Слупского желоба, вскрыла литориновые илы и анциловые глины. По результатам рентгенофлуоресцентного анализа, на горизонте 9 см был выявлен пик Mn/Fe, которому соответствовала граница смены цвета осадка. Это свидетельствует о существовании окислительно-восстановительного барьера в осадках. Повышенные значения Zr/Rb на горизонте 11-15 см характеризуют увеличение размерности осадка, отмеченное в литологическом описании. Повышенные содержания Pb в верхней части колонки позволяют отнести интервал 0-9 см к современному периоду, когда выбросы приводили к увеличению концентрации свинца в атмосфере.

Колонка АИ-56018 (207 см) и АИ-56018-ТН (60 см), отобранная на южном склоне Гданьской впадины на глубине 81 м, вскрыла газонасыщенные литориновые илы. Повышенные содержания свинца зафиксированы в верхних 0-30 см. На горизонте 172-181 см обнаружен прослой осадков более темного цвета с многочисленными включениями раковин моллюсков.

Колонка АИ-56023 (256 см, глубина 117 м) отобрана в районе газового поля на юго-восточном склоне Готландской впадины. Колонка вскрыла осадочный разрез, где отразились все стадии развития Балтийского моря: от коричневых глин Балтийского ледникового озера (223-256 см), голубых глин с мощными прослоями гидротроилита стадий Анцилового озера и Иольдиевого моря (208-223 см) до илов литориновой и пост-литориновой стадий (0-208 см). На горизонте 90-175 см выявлены многочисленные следы биотурбации, что свидетельствует о благоприятных для бентосных организмов кислородных условиях в придонном слое в этот интервал.

Геоакустические исследования

Уточнены границы распространения борозд айсбергового выпахивания на поверхности дна и под слоем голоценовых осадков в Гданьской и Готландской впадинах.

На северо-восточной части Слупского желоба на глубине 70-85 м выявлено осадочное тело (контурит) с проявлениями газонасыщенных осадков.

На юго-западном склоне Готландской впадины на глубинах 65-70 м закартографированы газонасыщенные осадки с многочисленными покмарками вытянутой формы.

На юго-восточном склоне Готландской впадины обнаружены 2 техногенных объекта, которые потенциально являются объектами морского культурного наследия.

Пополнен массив батиметрических данных и геофизических профилей с целью идентификации и картирования донных ландшафтов и изучения палеогеографических условий.

Гидрохимические исследования

Оконтурены зоны аноксии и гипоксии в Гданьской и Готландской впадинах. Гипоксийные условия (содержание растворенного кислорода < 2 мл/л) распространялись до глубин в 80 м и были зафиксированы на Гданьско-Готландском пороге в пробах придонной воды и на гидрофизических профилях.

Сероводород в придонном слое отмечался как в Гданьской, так и в Готландской впадинах, причем в последней сероводорода было больше (максимум 2,2 мг/л). Поскольку крупных затоков вод из Северного моря не происходило (с 2016 г.), в глубоководных впадинах продолжает развиваться сероводородное заражение. Так, в Готландской впадине в 2019 г. сероводород был зафиксирован на расстоянии 65 м от дна, а в августе 2020 г. он фиксировался на расстоянии 90 м от дна (0,09 мг/л). В Гданьской впадине в августе 2020 г. на расстоянии 25 м от дна сероводород фиксировался, но на пределе обнаружения (0,01 мг/л). Переток вод, характеризующихся наличием кислорода, в период отсутствия затоков осуществляется из Слупского желоба через Гданьско-Готландский порог по восточному склону Готландской впадины и существует постоянно, о чем свидетельствует обнаружение живых моллюсков Astarte borealis и некоторых других видов бентосных организмов на Гданьско-Готландском пороге на глубинах 90-105 м.

Содержание растворенных кислорода и сероводорода в воде.

Гидролого-гидрофизические исследования

Выявлены особенности распределения температуры в период исследования: наличие сложного сезонного термоклина и повышенные значения температуры внутри холодного промежуточного слоя (ХПС). Строение сезонного термоклина осложнено наличием двух слоев скачка: основного, образованного весенне-летним прогревом и располагающегося на глубине 25-35 м, и дополнительного термоклина в верхнем слое (расположенном выше сезонного термоклина), залегающего до глубин 15-20 м. Причиной его образования является жаркая погода, наблюдавшаяся в регионе Балтийского моря в конце июля – начале августа. Между двумя слоями скачка залегает сравнительно однородный слой мощностью около 15 м с температурой 16-18°С.

Значения температуры в ядре ХПС варьировали от 5,5 до 6,0°С. Такая высокая температура является следствием мягкой зимы 2019-2020 гг. Температура воды придонного слоя составляла 7,0-7,3°С.

Определены основные характеристики вертикального распределения солености:

- галоклин располагался на глубинах 65-70 м как в Гданьском, так и Готландском бассейнах;

- значения солености в поверхностном слое составляли около 7,5 psu, в придонном слое впадин 12,0-12,4 psu;

- наличие над Гданьско-Готландским порогом (глубина около 80 м) более соленой (11-12 psu) по сравнению с такими же глубинами в соседних Гданьской и Готландской впадинах (10-11 psu) воды в придонном слое доказывает то, что порог является частью пути водообмена между Слупским желобом и Готландской и Гданьской впадинами.

Биологические исследования

Не отмечено масштабного «цветения» вод, которое наблюдается при массовом развитии сине-зеленых водорослей (цианобактерий) (за исключением локальных участков).

Несмотря на значительный прогрев поверхностного слоя воды, концентрация хлорофилла «а», как показатель обилия фитопланктона, не превышала 2 мкг/л, что соответствует мезотрофному состоянию или низкому уровню эвтрофированности вод согласно оценкам, принятым в Балтийских странах. Наибольшие концентрации хлорофилла «а» (фитопланктона) были в верхнем фотическом слое (до горизонта 10-15 м), уменьшались в среднем в 2 раза над устойчивым сезонным термоклином (на горизонте 20-30 м) и снижались до минимальных значений (0,2-0,3 мкг/л) над галоклином (на горизонте 55-60 м). Полученные в августе 2020 г. величины концентрации хлорофилла «а» в верхнем фотическом слое были в среднем 1,5 раза ниже, чем в начале июля 2020 г., что характеризует сезонное снижение обилия водорослей в Балтийском море.

В глубоководной части Балтийского моря зона «бентической пустыни», где отсутствовали живые организмы зообентоса из-за анаэробных условий, распространялась преимущественно глубже 80-90 м. Исключением были локальные участки, где происходит водообмен через Гданьско-Готландский порог, например, эрозионная долина на Гданьско-Готландском пороге, где на глубинах 90-105 м обнаружены живые моллюски Astarte borealis.

Научно-образовательная деятельность.

1. III Международная летняя школа «Береговая зона моря: исследования, управление и перспективы»

С целью развития концепции «Плавучего университета», разрабатываемой Министерством науки и образования РФ (согласно Протоколу совещания по вопросу реализации программы «Плавучий университет» под председательством заместителя Министра науки и высшего образования Российской Федерации A.M. Медведева от 07.02.2020 г.), по договору о сотрудничестве между БФУ им. И. Канта и АО ИО РАН № 4/2019(1358) от 23.07.2019 г. на борту ПС «Академик Иоффе» была проведена III Международная летняя школа «Береговая зона моря: исследования, управление и перспективы» (при финансировании со стороны БФУ им. И. Канта, Программа 5-100).

В работе школы приняли участие 40 студентов, магистрантов, аспирантов из:

1. Балтийского федерального университета им. И. Канта (г. Калининград),
2. Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского (г. Симферополь),
3. Российского государственного гидрометеорологического университета (г. Санкт-Петербург),
4. Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена (г. Санкт-Петербург),
5. Московского физико-технического института (национального исследовательского университета) (г. Москва),
6. Калининградского государственного технического университета (г. Калининград),
7. Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (г. Москва),
8. Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (г. Москва).

Лекторами являлись 16 ученых и специалистов из вышеперечисленных организаций, а также из:

9. Атлантического филиала федерального государственного бюджетного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (г. Калининград),
10. Брестского государственного университета им. А.С. Пушкина (г. Брест, Республика Беларусь – дистанционно),
11. Геологического музея им. В.И. Вернадского РАН (г. Москва),
12. Музея Мирового океана (г. Калининград),
13. ООО «Фертоинг» (г. Санкт-Петербург),
14. ООО «Круг» (г. Калининград).

Таким образом, в работе Школы приняло участие 14 организаций: 8 университетов, 2 музея, 2 научных организации и 2 производственных компании.

Всего было проведено:

- 21 лекция (21 час),

- 10 мастер-классов (26,5 часов),

- кинолекторий (5 часов).

- практические занятия в научных отрядах (20 часов).

Студенты и аспиранты приобрели ценный экспедиционный опыт, научились готовить заявку на грант и организовать научную морскую экспедицию, а также рассказали о своем исследовании и обсудили направления дальнейшей научной работы с ведущими российскими учеными. По окончании Школы участники получили сертификаты слушателей.

Участники экспедиции.

2. Круглый стол «Полезные ископаемые и окружающая среда Балтийского моря».

Калининградским региональным отделением общественной организации "Российское геологическое общество" был проведен «Круглый стол «Полезные ископаемые и окружающая среда Балтийского моря». Количество участников – 15 человек, в том числе представители Государственного геологического музея имени В.И. Вернадского, Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. Заслушано 7 сообщений.

Фотографии размещены в галерее.