- Тема «Особенности структуры и сезонной динамики термохалинного конвейера Балтийского моря».
Руководитель – дф-мн, зав. лабораторией физики моря И.П. Чубаренко.
Сроки выполнения: 2014-2016 гг. (№ 0149-2014-0018, госрегистрация 01201376669)
Аннотация.
Целью программы является (1) выяснение роли промежуточного слоя в общей циркуляции вод Балтики, (2) обобщение имеющихся данных и современных представлений о структуре и основных физических механизмах формирования «термохалинного конвейера» Балтийского моря, (3) оценка потоков вещества и энергии, соответствующих каждому из них. В качестве структурообразующих механизмов предполагается рассмотреть: (а) уже достаточно хорошо изученные водообмен с океаном и пресноводный сток (т.е. – эстуарийную циркуляцию) – по опубликованным исследованиям, (б) в рамках исследований по данному проекту – эффективность вклада в формирование промежуточного слоя: зимней вертикальной конвекции, осеннего и весеннего каскадинга более плотных вод с шельфа и склонов, ветрового пампинга (в результате штормового нагона, экмановской накачки, механизма «демона Стоммелла» – конвергенции экмановского транспорта в области выхода изопикн на поверхность), а также (в) продолжить анализ имеющихся экспедиционных натурных данных по проявлению специфического механизма медленной модификации свойств вод в промежуточных слоях за счёт послойной конвекции в области T~Tmd. Сравнительная оценка роли всех этих механизмов в формировании термохалинного конвейера Балтики позволит выработать новый и более детальный взгляд на его структуру
- Тема «Эволюция прибрежных систем бесприливных морей в условиях изменения климата и техногенного воздействия, методы мониторинга, оценки и прогнозирования для комплексного управления прибрежными зонами».
Руководитель – кф-мн, зав. лабораторией прибрежных систем Б.В. Чубаренко.
Сроки выполнения: 2014-2016 гг. (№ 0149-2014-0017, госрегистрация 012013766670)
Аннотация.
Целью работы является (1) сбор натурных данных о функционировании прибрежных систем Юго-восточной Балтики в зимне-весенних условиях, (2) анализ натурных данных о гидрофизических, морфо-литодинамических и седиментационных процессах в прибрежных лагунах и на открытом побережье Балтики, (3) изучение динамики роста уровня Балтийского моря и его связи с атмосферным воздействием в климатическом масштабе времени, (4) моделирование течений и волнения в открытой прибрежной зоне в синоптическом масштабе, (6) численное моделирование процессов гидрофизических, морфо-литодинамических и седиментационных процессов в прибрежных лагунах и на открытом побережье Балтики, (7) сопоставление динамики роста уровня Балтийского моря и стока с водосборного бассейна, (8) анализ уточненных климатических сценариев и сценариев углубления входа в лагуну и локализованных навигационных каналов. В результате исследований будут получены массивы данных натурных измерений, карто-схемы структур течений и волнения, проект о состоянии берегов Юго-восточной Балтики; типизация процессов седиментации в бесприливных лагунах в зимний период, зонирование песчаных берегов Юго-восточной Балтики по степени штормового воздействия и величинам скорости отступания, калибрация и верификация модели затоков соленых вод в бесприливную лагуну; оценка изменений гидрологических и седиментационных условий в прибрежной лагуне за счет изменения режима затока морских вод в связи с углублением входа в лагуну и локализованных навигационных каналов при ожидаемых климатических изменениях.
- Тема «Закономерности формирования населения и некоторые механизмы регуляции гомеостаза прибрежных морских экосистем в меняющихся условиях среды».
Руководитель – кбн, зав. лабораторией морской экологии Е.Е. Ежова.
Сроки выполнения: 2014-2016 гг. (№ 0149-2014-0055, госрегистрация 01201376664)
Аннотация.
Исследования распределения и динамики гидробионтов, гидрохимических параметров, цианотоксинов в прибрежных экосистемах. Изучение влияния температуры, солености, ионного состава, цианотоксинов на гидробионты. Таксономические исследования ракообразных. Исследование распределения гидробионтов в связи с ландшафтно-биотопическими характеристиками. Изучение экологии редких видов гидробионтов. Исследования по систематике п/семейства Discoidae, Calanoida. Обобщение результатов полевых и экспериментальных исследований 2014-2015 гг. Анализ закономерностей формирования населения прибрежных морских бассейнов в меняющихся условиях среды. Исследования по систематике Calanoida.
- Тема «Развитие методов нестандартных гидрофизических измерений в рамках комплексных океанологических исследований».
Руководитель – дф-мн, зав. лабораторией экспериментальных гидрофизических исследований В.Т. Пака.
Сроки выполнения: 2014-2016 гг. (№ 0149-2014-0016, госрегистрация 01201376665)
Аннотация.
Исследование природы и характеристик придонных течений в замкнутых впадинах с илистыми грунтами на примере Борнхольмской впадины Балтийского моря. Обеспечение мониторинга водообмена через Слупский желоб Балтийского моря с оценкой роли придонного гравитационного течения и процессов вовлечения окружающих вод на его верхней границе. Получение качественных оценок воздействия ветрового волнения на динамические процессы в придонном слое в типичных и экстремальных штормовых условиях для различных глубин и удалений от берега.
- Тема «Процессы формирования и современные изменения геологической среды в Балтийском море и на характерных участках Атлантического океана».
Руководитель – кг-мн, директор В.В. Сивков.
Сроки выполнения: 2014-2016 гг. (№ 0149-2014-0040, госрегистрация 01201376666)
Аннотация.
Экспедиционные и лабораторные исследования донного рельфа, осадков и условий седиментации, картирование геологической среды в Юго-Восточной Балтике и Северной Атлантике. Палеоокеанологические и палеогеографические реконструкции для периодов оледенений, дегляциаций и межледниковий. Подготовка обобщающей монографии по теме исследования.
- Тема «Геолого – геохимические исследования в Балтийском море и Атлантическом океане, палеореконструкции геологической среды и палеоклимата.
Руководитель – дгмн, гнс лаборатории геологии Атлантики Е.М. Емельянов.
- Тема «Геология магматизма и минеральные ресурсы реперных участков Юго-восточной Балтики, Северной и Полярной Атлантики».
Руководитель – дгмн, гнс лаборатории геологии Атлантики Г.С. Харин.
Сроки выполнения: 2014-2016 гг. (№ 0149-2014-0041, госрегистрация 01201376667)
Аннотация.Палеореконструкция климата за последние 20 тыс. лет. Гранулометрический, химический и минералогический анализы новых колонок осадков, отобранных в Атлантическом океане в 2013 г. Выявление роли вулканизма, климата и придонных течений в седиментогенезе в Атлантическом океане в последние 100 тыс. лет. Сбор и обработка данных по геологии Балтийского моря, Северной, Полярной Атлантики с целью выделения реперных участков по комплексу признаков (геология, магматизм, геодинамика и т.д.). Сравнение реперных участков и оценка степени их изученности. Систематизация и обработка данных по реперным участкам, поиск необходимых дополнительных данных, их обработка, каталогизация. Выявление роли климата в Балтийском море и придонных течений в Западной Атлантике за последние 100 тыс. лет. Анализ геолого-геофизических данных по геологической истории, магматизму и минеральным ресурсам Юго-Восточной Балтики и Полярной Атлантики. Подготовка и оформление статей в рецензируемых журналах.
В 2017-2018 гг. исследования в АО ИО РАН выполнялись в рамках темы государственного задания № 0149-2018-0012 «Морские природные системы Балтийского моря и Атлантического океана: формирование природных комплексов Балтийского моря и их изменение под влиянием Атлантического океана и антропогенного воздействия»
Руководитель – директор АО ИО РАН, к.г.-м.н. В.В. Сивков.
Цель комплексных исследований: типизация природных комплексов бассейна Балтийского моря и ключевых районов Атлантического океана и выявление закономерностей их формирования и функционирования.
Научные результаты:
- Концептуальная модель гидрологических, геолого-геохимических и биологических эффектов, связанных с затоками североморских вод в Балтику.
- Атлас российского сектора Юго-Восточной Балтики (геология, геохимия, гидрология, донные ландшафты, биотопы, берега).
- Количественные оценки гидролого-гидрохимических условий Балтийского моря: верхний квазиоднородный слой, термоклин, галоклин, холодный промежуточный и придонные слои; береговая зона моря и мелководные лагуны.
- Количественные оценки антропогенного загрязнения для ключевых районов Балтийского моря (нефтепродукты, тяжелые металлы, взвесь, биогенные элементы, микропластик и др.).
- Методика мониторинга гидролого-седиментационных характеристик лагун бесприливных морей и прогноза их эволюции в условиях изменения климата Юго-Восточной Балтики.
- Количественные оценки седиментационного баланса в береговой зоне моря Юго-Восточной Балтики (включая лагуны).
- Палеоокеанологические и палеогеографические реконструкции ключевых районов Атлантического океана и бассейна Балтийского моря.
- Концепция гомеостаза экосистемы южной части Балтийского моря.
- Уточненные чек-листы (списки видов) биоты, классификация современных флористических и фаунистических комплексов Юго-Восточной Балтики;
- Аппаратурные комплексы для мониторинга морской экосистемы эстуарного типа и для исследования штормовых воздействий на береговую зону моря.
Развитие представлений о задачах, объектах и методах исследований океанов и морей привело к широкому внедрению системного подхода в практику исследований. Современные проблемы морского и океанского природопользования требуют целостности знания, основанного на единообразном описании, выделении в различных явлениях общих элементарных составляющих одних и тех же законов, составления из них аналогичных друг другу структурных единиц.
Актуальность темы обусловлена наметившимися глобальными изменениями климата и растущим уровнем природопользования, вносящего изменения в процессы формирования и динамики природных комплексов Балтики.
Исследование истории формирования природных систем необходимо для понимания современных изменений в этих системах. Палеогеографические реконструкции позволяют понять, каким образом происходила смена ледниковых и межледниковых периодов, какие процессы контролировали эти изменения.
Структура общей термохалинной циркуляции Балтики важна для понимания абиотических и биотических компонент экосистемы. В Балтике структура циркуляции вод чрезвычайно сложна, поскольку является результатом взаимодействия крупномасштабного обмена эстуарийной природы и обмена протяжённых шельфов с глубокой частью, в условиях сильной расчленённости основной чаши моря и ограниченного обмена с океаном.
Отравляющие вещества из затопленного в Балтике химического оружия накапливаются в донных отложениях, попадают в процессе взмучивания в придонную воду и переносятся придонными течениями на большие расстояния, расширяя ареал негативного воздействия. Актуально создание специальных методов и средств мониторинга структуры и динамики придонного погранслоя в районах затопления химоружия и на трассах прогнозируемых придонных течений.
Загрязнение антропогенным мусором вод Мирового океана, донных осадков и берегов является нарастающей проблемой. Особое опасение вызывает распространение частиц микропластика, способных накапливать на своей поверхности токсины и химические вещества и проникать в пищевые цепи: ни степень загрязнения Мирового океана, ни механизмы переноса микропластика в морской среде пока неясны.
Экосистемы Балтики, характеризующегося нерегулярными затоками североморских вод, специфическими гидрологическими и гидрохимическими особенностями, бедностью видового состава и незаполненностью экологических ниш, подвергаются выраженным климатическим колебаниям и одновременно испытывают высокую антропогенную нагрузку, что вызывает трансформацию региональной биоты. Цель удовлетворительного экологического прогнозирования пока плохо достижима для Балтики т.к.: 1) на региональном и мезомасштабном уровне недостаточно документирован таксономический состав биоты и ее функциональная структура и мало изучены взаимодействия организмов и среды, определяющие вещественные круговороты (метаболизм экосистемы), 2) неясно, почему одни экосистемы испытывают резкие режимные перестройки, другие – сукцессионную последовательность стадий, третьи находятся в устойчивом состоянии.
В 2019-2021 году исследования в АО ИО РАН выполняются в рамках темы государственного задания № 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»
Руководитель – директор АО ИО РАН, к.г.-м.н. В.В. Сивков.
Цель комплексных исследований: типизация природных комплексов бассейна Балтийского моря и ключевых районов Атлантического океана и выявление закономерностей их формирования и функционирования.
Предполагаемые научные результаты:
- Концептуальная модель гидрологических, геолого-геохимических и биологических эффектов, связанных с затоками североморских вод в Балтику.
- Атлас российского сектора Юго-Восточной Балтики (геология, геохимия, гидрология, донные ландшафты, биотопы, берега).
- Количественные оценки гидролого-гидрохимических условий Балтийского моря: верхний квазиоднородный слой, термоклин, галоклин, холодный промежуточный и придонные слои; береговая зона моря и мелководные лагуны.
- Количественные оценки антропогенного загрязнения для ключевых районов Балтийского моря (нефтепродукты, тяжелые металлы, взвесь, биогенные элементы, микропластик и др.).
- Методика мониторинга гидролого-седиментационных характеристик лагун бесприливных морей и прогноза их эволюции в условиях изменения климата Юго-Восточной Балтики.
- Количественные оценки седиментационного баланса в береговой зоне моря Юго-Восточной Балтики (включая лагуны).
- Палеоокеанологические и палеогеографические реконструкции ключевых районов Атлантического океана и бассейна Балтийского моря.
- Концепция гомеостаза экосистемы южной части Балтийского моря.
- Уточненные чек-листы (списки видов) биоты, классификация современных флористических и фаунистических комплексов Юго-Восточной Балтики;
- Аппаратурные комплексы для мониторинга морской экосистемы эстуарного типа и для исследования штормовых воздействий на береговую зону моря.
Развитие представлений о задачах, объектах и методах исследований океанов и морей привело к широкому внедрению системного подхода в практику исследований. Современные проблемы морского и океанского природопользования требуют целостности знания, основанного на единообразном описании, выделении в различных явлениях общих элементарных составляющих одних и тех же законов, составления из них аналогичных друг другу структурных единиц.
Актуальность темы обусловлена наметившимися глобальными изменениями климата и растущим уровнем природопользования, вносящего изменения в процессы формирования и динамики природных комплексов Балтики.
Исследование истории формирования природных систем необходимо для понимания современных изменений в этих системах. Палеогеографические реконструкции позволяют понять, каким образом происходила смена ледниковых и межледниковых периодов, какие процессы контролировали эти изменения.
Структура общей термохалинной циркуляции Балтики важна для понимания абиотических и биотических компонент экосистемы. В Балтике структура циркуляции вод чрезвычайно сложна, поскольку является результатом взаимодействия крупномасштабного обмена эстуарийной природы и обмена протяжённых шельфов с глубокой частью, в условиях сильной расчленённости основной чаши моря и ограниченного обмена с океаном.
Отравляющие вещества из затопленного в Балтике химического оружия накапливаются в донных отложениях, попадают в процессе взмучивания в придонную воду и переносятся придонными течениями на большие расстояния, расширяя ареал негативного воздействия. Актуально создание специальных методов и средств мониторинга структуры и динамики придонного погранслоя в районах затопления химоружия и на трассах прогнозируемых придонных течений.
Загрязнение антропогенным мусором вод Мирового океана, донных осадков и берегов является нарастающей проблемой. Особое опасение вызывает распространение частиц микропластика, способных накапливать на своей поверхности токсины и химические вещества и проникать в пищевые цепи: ни степень загрязнения Мирового океана, ни механизмы переноса микропластика в морской среде пока неясны.
Экосистемы Балтики, характеризующегося нерегулярными затоками североморских вод, специфическими гидрологическими и гидрохимическими особенностями, бедностью видового состава и незаполненностью экологических ниш, подвергаются выраженным климатическим колебаниям и одновременно испытывают высокую антропогенную нагрузку, что вызывает трансформацию региональной биоты. Цель удовлетворительного экологического прогнозирования пока плохо достижима для Балтики т.к.: 1) на региональном и мезомасштабном уровне недостаточно документирован таксономический состав биоты и ее функциональная структура и мало изучены взаимодействия организмов и среды, определяющие вещественные круговороты (метаболизм экосистемы), 2) неясно, почему одни экосистемы испытывают резкие режимные перестройки, другие – сукцессионную последовательность стадий, третьи находятся в устойчивом состоянии.
Планы на 2019-2021 гг.
2019 год:
Выполнение палеогеографических реконструкций для понимания процессов формирования современных морских природных комплексов.
Выявление закономерностей распространения загрязнений в море с использованием оригинальных методик и оборудования для учета антропогенного воздействия на природные комплексы.
Анализ реакции лагунных систем на интрузии морских вод при наличии ледового покрова для уточнения годовых балансовых оценок осадочного вещества.
Первые количественные оценки скорости весенней трансформации термической стратификации Балтийского моря, существенно влияющей на сезонную перестройку морских природных комплексов.
Анализ пространственно-временной изменчивости биоценозов Юго-Восточной Балтики
Количественные оценки характеристик горизонтального и вертикального водообмена в Балтике с использованием оригинальных методик и оборудования.
Разработка макетов аппаратурных комплексов для мониторинга морской экосистемы эстуарного типа и для исследования штормовых воздействий на береговую зону моря.
2020 год:
Выявление закономерностей распространения загрязнений с использованием оригинальных методик и оборудования.
Разработка методики оценки седиментационного баланса для прибрежных лагун бесприливных морей, ее применение для тестовых водоемов Балтики.
Разработка методики мониторинга гидролого-седиментационных характеристик лагун бесприливных морей и прогноза их эволюции в условиях изменения климата.
Количественные оценки характеристик водообмена в Балтике с использованием оригинальных методик и оборудования.
Анализ натурных данных и, впервые, обработка результатов реанализа HIROMB для исследования процесса сезонной перестройки структуры термохалинных полей Балтики.
Составление карт биоценозов зообентоса; растительных ассоциаций и биотопов Балтийского моря. Описание вековой изменчивости водной флоры и донной фауны в бассейне Южной Балтики.
Разработка макетов аппаратурных комплексов для мониторинга морской экосистемы эстуарного типа и для исследования штормовых воздействий на береговую зону моря.
2021 год:
Создание концептуальной модели гидрологических, геолого-геохимических и биологических эффектов, связанных с затоками североморских вод в Балтику.
Создание макета атласа российского сектора Юго-Восточной Балтики.
Получение и обобщение количественных оценок гидролого-гидрохимических условий Балтики. Составление обобщённой схемы ХПС Балтийского моря и (впервые) его определение как элемента термохалинной циркуляции вод, имеющего большое значение для переноса кислорода, питательных веществ, антропогенных загрязнений.
Получение и обобщение количественных оценок антропогенного загрязнения для ключевых районов Балтийского моря.
Получение количественных оценок седиментационного баланса для береговой зоны моря.
Обобщение выполненных палеогеографических реконструкций морских природных комплексов.
Разработка концепции гомеостаза экосистемы южной части Балтийского моря.
Составление уточненных чек-листов биоты и классификации современных флористических и фаунистических комплексов Юго-Восточной Балтики.
В 2021-2023 гг. исследования в АО ИО РАН выполняются в рамках темы государственного задания № FMWE-2021-0012«Морские природные системы Балтийского моря и Атлантического океана: формирование природных комплексов Балтийского моря и их изменение под влиянием Атлантического океана и антропогенного воздействия» (до 2022 г. № 0128-2021-0012)
Руководитель – директор АО ИО РАН, к.г.-м.н. В.В. Сивков.
Цель комплексных исследований: типизация природных комплексов бассейна Балтийского моря и ключевых районов Атлантического океана и выявление закономерностей их формирования и функционирования.
Предполагаемые научные результаты:
- количественные оценки скоростей придонных течений и потоков осадочного вещества в районах контуритовых дрифтов, в глубоководных каналах, проходах, каньонах;
- палеоокеанологические и палеогеографические реконструкции, в том числе интенсивности затоков североморских вод в Балтику в условиях подвижности земной коры и изменений климата;
- численные модели современных затоков североморских вод в Балтику в контексте их влияния на биогеохимические балансы и эвтрофикацию;
- концептуальная модель гидрологических, геолого-геохимических и биологических эффектов, связанных с затоками североморских вод в Балтику
- макет атласа российского сектора Юго-Восточной Балтики;
- сравнительные оценки влияния разномасштабных гидрологических процессов на перенос и распределение антропогенных загрязнений (нефтепродукты, микропластик, тяжёлые металлы);
- оценки трендов загрязнения морских вод и донных осадков;
- оценки интенсивности развития ксенобиоты в бассейне Балтийского моря
- модели вдольберегового транспорта наносов;
- количественные оценки седиментационного баланса прибрежной зоны Юго-Восточной Балтики (включая лагуны) с учетом практики берегозащиты и изменения регионального климата;
- методика мониторинга гидролого-седиментационных характеристик лагун бесприливных морей и прогноза их эволюции в условиях изменения климата Юго-Восточной Балтики;
- опытные образцы новых литодинамических измерительных комплексов;
- концепция гомеостаза морских экосистем российской части Южной Балтики.
Актуальность темы обусловлена проблемой опасных изменений состояния океана в контексте нестабильности глобального климата и растущей интенсивности морского природопользования. Тема подразделяется на четыре подтемы:
- «Придонные палеотечения и осадконакопление – отклик на изменения климата». Контуриты – осадки, накопившиеся под влиянием придонных геострофических («контурных») течений, образуют крупномасштабные осадочные тела («дрифты») и сопутствующие эрозионные формы рельефа. Изучение контуритов в настоящее время считается критически важным как минимум для трех областей фундаментальных и прикладных исследований океана: 1) палеоклиматология и палеоокеанография (контуриты дают информацию с высоким временным разрешением, близким к разрешению ледовых кернов, поскольку скорости осадконакопления в контуритах выше, чем в пелагических осадках); 2) механическая устойчивость подводных склонов (сочетание донной эрозии, переноса осадков и седиментации могут вызывать гравитационную неустойчивость осадков на подводных склонах, что потенциально опасно для объектов морской инфраструктуры); 3) оценка запасов и разведка углеводородов (песчаные контуриты могут быть углеводородными коллекторами, а илистые – создавать барьеры проницаемости для нефтеносных песчаников; кроме того, контуриты часто связаны со скоплениями газогидратов и свободного газа). Перспективы исследования контуритов связаны с преодолением разрывов между теорией и экспериментальными наблюдениями, а также между различными масштабами исследований физической океанологии и геологии.
- Эволюция водообмена Балтийского моря с Северной Атлантикой в условиях вертикальных движений земной коры: стратификация, эвтрофикация и гипоксия. Главной экологической проблемой Балтийского моря является эвтрофикация, т.е. повышение трофности водной экосистемы из-за избыточного поступления биогенных веществ и нарушения биогеохимического баланса. Частота, распространение и продолжительность гипоксии (аноксии) во впадинах моря определяются динамическим балансом между вентиляцией глубинного слоя затоками североморских вод и биохимическим потреблением кислорода на окисление органического вещества. Изменения окислительно-восстановительных условий в глубинных слоях кардинально меняют круговорот биогенов, подверженный также существенному антропогенному влиянию. Все эти особенности обусловливают, в известной степени, уникальность Балтийского моря как объекта исследований. Эвстатические колебаний уровня океана, с одной стороны, и вертикальные движения земной коры в регионе, с другой, неоднократно приводили к трансгрессиям и регрессиям балтийского водоема. В результате этого возникала или прекращалась связь бассейна Балтики с Атлантическим океаном, озерные условия менялись на морские, и наоборот. Последние 8 тысяч лет Балтийское море представляет собой гигантский эстуарий со слабым изостатическим подъемом земной коры в его северной части и гидрометеорологическим режимом, зависимым от климатического тренда Северной Атлантики. Экосистемы Балтики, характеризующегося нерегулярными затоками североморских вод, бедностью видового состава и незаполненностью экологических ниш, подвергаются выраженным климатическим колебаниям и одновременно испытывают высокую антропогенную нагрузку, что вызывает трансформацию региональной биоты. Цель удовлетворительного экологического прогнозирования пока только обозначена.
- Перенос и накопление загрязнений в Балтийском море: микропластик, тяжёлые металлы, нефтепродукты. Нефтепродукты и тяжелые металлы являются традиционными видами опасного антропогенного загрязнения океана. Одним из новых видов загрязнения вод, донных осадков и береговых отложений океана оказались отходы пластика – синтетического полимера, производимого из нефтепродуктов. Пластик в виде мелких частиц и фрагментов обнаруживается в океане повсеместно. Он легко переносится течениями на огромные расстояния, при этом способен адсорбировать на своей поверхности другие загрязнения, выделять в окружающую среду токсичные химические соединения и проникать в пищевые цепи. Пути переноса, трансформации и места накопления частиц пластика в морской среде до настоящего времени изучены недостаточно. Актуальным представляется совместное определение уровней загрязнения нефтепродуктами, тяжёлыми металлами и частицами микропластика в водной толще, донных и береговых отложениях Балтийского моря на фоне гидрологических условий мезо- и субмезомасштабного уровня.
- Литодинамика прибрежных и береговых систем Балтийского моря: антропогенное воздействие и современные климатические изменения, балансовые оценки и проблемы берегозащиты, методы наблюдений в штормовых условиях. Развитие методов берегозащиты в условиях возрастания заселенности и хозяйственного освоения берегов становится особенно актуальным в условиях изменения климата. Типичным примером является побережье Калининградской области, где тесно пересекаются и конфликтуют рекреация, недропользование (янтарь, нефть), судоходство, рыболовство, военная деятельность, охрана окружающей среды и др. Исследование динамики береговой зоны моря в интересах защиты берегов от абразии путем совершенствования методов измерений и моделирования гидро-литодинамических характеристик в штормовых условиях с учетом изменений регионального климата и взаимодействия открытого моря с лагунно-эстуарными системами – вот основные акценты исследований. Методы будут включать разработку оригинальной измерительной аппаратуры для использования в штормовых условиях, натурные измерения и имитационное численное моделирование, анализ исторических и ситуационных серий наблюдений, натурные эксперименты в поддержку численных моделей, сценарное численное моделирование будущих изменений.
Планы на 2021-2023 гг.:
2021 год:
Выполнение палеогеографических реконструкций в Атлантическом океане и бассейне Балтийского моря.
Изучение акустической структуры осадков Атлантического океана и бассейна Балтийского моря.
Картирование рельефа дна характерных участков Атлантического океана и бассейна Балтийского моря.
Подготовка макета атласа российского сектора Юго-Восточной Балтики.
Получение и обобщение количественных оценок гидролого-гидрохимических условий Балтики с использованием усовершенствованных средств и методов мониторинга океанографических полей и моделирования циркуляции вод Балтики в реальных метеосиноптических условиях.
Получение и обобщение количественных оценок антропогенного загрязнения для ключевых районов Балтийского моря.
Анализ реакции лагунных систем на интрузии морских вод при наличии ледового покрова для уточнения годовых балансовых оценок осадочного вещества.
Разработка концепции гомеостаза экосистемы южной части Балтийского моря.
Составление уточненных чек-листов и аннотированных списков фитопланктона, альгофлоры, высших водных растений, фауны донных и планктонных беспозвоночных для Юго-Восточной Балтики, включая лагуны.
Картирование донных биотопов Финского залива.
2022 год:
Выполнение палеогеографических реконструкций в Атлантическом океане и бассейне Балтийского моря.
Изучение акустической структуры осадков Атлантического океана и бассейна Балтийского моря.
Картирование рельефа дна характерных участков Атлантического океана и бассейна Балтийского моря.
Анализ экспедиционных данных по газогеохимическим условиям на границе «осадок-вода» в Балтийском море.
Развитие методов и средств оперативных измерений и моделирования циркуляции вод в Балтийском море.
Получение количественных оценок гидрометеорологических условий в береговой зоне Балтийского моря.
Разработка концепции и организация полигона для круглогодичного исследования гидро- и литодинамических процессов в береговой зоне моря. Анализ экспериментальных данных, полученных на полигоне, и количественные оценки потоков наносов в штормовые периоды.
Разработка методики оценки седиментационного баланса для прибрежных лагун бесприливных морей, ее применение для тестовых водоемов Балтики.
Разработка методики мониторинга гидролого-седиментационных характеристик лагун бесприливных морей и прогноза их эволюции в условиях изменения климата.
Лабораторное и численное моделирование, анализ экспедиционных и спутниковых данных для определения роли мезомасштабных структур и присклоновой конвекции в переносе примесей различной природы в Балтийском море.
Получение количественных оценок загрязнения Балтийского моря микропластиком.
Лабораторные эксперименты для формализации свойств микропластика как загрязненителя океана.
Выявление многолетней изменчивости сообществ зообентоса в Балтийском море.
Анализ структуры и распределения планктона в Балтийском море.
Анализ внутрипопуляционной, в т.ч. генетической, структуры ключевых/массовых видов гидробионтов.
Зоогеографический, трофический, эко-физиологический анализ уточненных видовых списков морской, лагунной и эстуарной биоты юго-восточной части Балтийского моря.
2023 год:
Выполнение палеогеографических реконструкций в Атлантическом океане и бассейне Балтийского моря.
Изучение акустической структуры осадков Атлантического океана и бассейна Балтийского моря.
Картирование рельефа дна характерных участков Атлантического океана и бассейна Балтийского моря.
Создание концептуальной модели гидрологических, геолого-геохимических и биологических эффектов, связанных с затоками североморских вод в Балтику.
Получение количественных оценок седиментационного баланса для береговой зоны моря.
Анализ функционирования и перспектив дальнейшего использования гидролитодинамического полигона, организованного в береговой зоне моря.
Анализ экспедиционных и спутниковых данных по гидрологии Балтийского моря в контексте климатических изменений.
Обобщение данных по загрязнению микропластиком вод, донных осадков, пляжевых отложений российского сектора Юго-Восточной Балтики.
Разработка основ аналитического описания процессов переноса и накопления частиц микропластика в морской среде для целей численного моделирования.
Выявление особенностей вертикального распределения планктона в Балтийском море.
Разработка концепции гомеостаза морских экосистем российской части Южной Балтики.
В 2024-2025 гг. исследования в АО ИО РАН выполняются в рамках темы государственного задания № FMWE-2024-0025 "Эволюция ключевых природных комплексов Атлантического океана и Балтийского моря: современное состояние и палеореконструкции"
Руководитель – директор АО ИО РАН, к.г.-м.н. В.В. Сивков.
Цель исследований: выявление механизмов формирования и эволюции природных комплексов Атлантического океана и Балтийского моря в условиях антропогенного воздействия и изменения климата.
Предполагаемые научные результаты:
- цифровые модели рельефа дна и акустической структуры донных осадков;
- сейсмо- и литостратиграфические модели донных осадков;
- количественные оценки скоростей седиментации, включая седиментационные потоки органического вещества;
- палеореконструкции климата и условий осадконакопления в глубоководных впадинах и соединяющих их каналах и проходах;
- палеогеографические реконструкции в бассейне Атлантического океана и Балтийского моря;
- прогнозные оценки геолого-геохимических, гидролого-гидрохимических и биологических эффектов, связанных с затоками североморских вод в Балтику;
- описание характерных эффектов эвтрофикации на разных трофических уровнях и выявление долговременных тенденций эвтрофирования;
- оценки специфики натурализации и региональных векторов интродукции чужеродных видов в Юго-Восточной части Балтийского моря;
- оценки потоков наносов и элементов баланса химических элементов в береговой зоне и лагунах Юго-Восточной Балтики;
- прогнозные оценки антропогенного загрязнения береговой зоны моря микропластиком и другими загрязнителями.
План исследований на 2024-2026 гг.:
2024 г.:
Детализация современных условий осадконакопления и палеореконструкции: а) Антарктической придонного течения в глубоководном проходе Кейн (район подводной возвышенности Сьерра-Леоне), б) затоков североморских вод в Гданьскую впадину Балтийского моря.
Детализация донного рельефа и распределения типов осадков в российском секторе Юго-Восточной Балтики.
Инвентаризация покмарков (реестр, ГИС) в российском секторе Юго-Восточной Балтики.
Оценка роли реликтовых борозд ледового выпахивания в современном осадконакоплении в Юго-Восточной Балтике.
Выявление особенностей придонных течений в эрозионных долинах Восточно-Готландской впадины.
Анализ изменчивости субгалоклинных сообществ зообентоса Южной Балтики как индикатора кислородных условий в аспекте влияния большого затока североморских вод.
Количественные оценки «пелетного транспорта» взвешенного органического вещества, обусловленного деятельностью зоопланктона, в Юго-Восточной Балтике.
Характеристика структуры и распределения планктона в российских секторах Балтийского моря.
Оценка гидролической и гидро-геологической связи прибрежных водоёмов (Калининградского и Куршского заливов, прибрежных обводнённых карьеров и береговых лагун в районе Янтарного), оценки поступления взвеси в прибрежную зону Юго-Восточной Балтики и взвешенного вещества и загрязнений за счёт атмосферного переноса.
Выявление роли мезомасштабных гидрофизических структур и присклоновой конвекции в переносе примесей различной природы и формировании холодного промежуточного слоя в Балтийском море.
Оценки объемов поступления взвеси, биогенных веществ и загрязнений: а) в Юго-Восточную Балтику – из р. Висла, Вислинского (Калининградского) и Куршского заливов, б) в Финский залив – из рек Нева и Луга.
Выявление характерных особенностей реликтовых и особо охраняемых донных ландшафтов в береговой зоне Юго-Восточной Балтики.
Анализ вдольбереговой изменчивости уровня загрязнения частицами микропластика прибойной зоны песчаных пляжей южного и восточного побережий Балтики.
Разработка и изготовление опытных образцов и макетов океанологических приборов и оборудования (донные станции с автономными измерителями течений, дрифтеры, пробоотборники и др.).
2025 г.:
Детализация современных условий осадконакопления и палеореконструкции: а) Северо-Атлантического глубинного течения в трансформном разломе Чарли-Гиббс, б) трансформированной Антарктической донной воды в Иберийской котловине, в) эвтрофикации и уровня моря в Юго-Восточной Балтике.
Детализация донного рельефа и распределения типов осадков в российском секторе Юго-Восточной Балтики.
Инвентаризация покмарков (реестр, ГИС) в российском секторе Финского залива.
Оценка вкладов диагенетических и катагенетических процессов в формирование газонасыщенности илов Гданьской впадины.
Выявление особенностей придонных течений в эрозионных долинах Финского залива.
Выявление биогеохимических механизмов изменения форм миграции химических элементов и формирования промежуточных слоев мутности в оксиклинах Юго-Восточной Балтики.
Выявление роли мезомасштабных гидрофизических структур и присклоновой конвекции в переносе примесей различной природы и формировании холодного промежуточного слоя в Балтийском море.
Выявление связи вертикального распределения планктона со стратификацией вод в российских секторах Балтийского моря.
Анализ многолетней изменчивости макрофитобентоса в Юго-Восточной Балтике как индикатора эвтрофирования и/или климатических изменений.
Описание популяционной структуры ключевых/массовых или индикаторных видов гидробионтов в российских секторах Балтийского моря.
Оценки объемов поступления взвеси, биогенных веществ и загрязнений: а) в Юго-Восточную Балтику – из р. Висла, Вислинского (Калининградского) и Куршского заливов, б) в Финский залив – из рек Нева и Луга.
Оценка адсорбционного потенциала илов Гданьской впадины.
Оценка влияния на прибрежную литодинамику и состояние окружающей среды объектов промышленной инфраструктуры в Юго-Восточной Балтике.
Интегральная количественная оценка загрязнения пластиком (масса, количество частиц) вод, донного осадка, пляжей Юго-Восточной Балтики.
Разработка и изготовление опытных образцов и макетов океанологических приборов и оборудования (донные станции с автономными измерителями течений, дрифтеры, пробоотборники и др.).
2026 г.:
Детализация современных условий осадконакопления и палеореконструкции Антарктических донных вод в долинах трансформных разломов Кейн и Вима (Северная Атлантика).
Выявление основных факторов изменчивости эвтрофикации Балтийского моря в геологическом временном масштабе
Актуализация седиментационного баланса Гданьского бассейна, включая лагуны.
Составление баланса углеводородных газов для морских (литориновых) осадков Гданьской впадины.
Выявление биогеохимических механизмов изменения форм миграции химических элементов и формирования промежуточных слоев мутности в оксиклинах Юго-Восточной Балтики.
Описание современного состояния фито- и зообентоса Юго-Восточной Балтики и Финского залива.
Характеристика структуры и распределения планктона в российских секторах Балтийского моря.
Описание популяционной структуры ключевых/массовых или индикаторных видов гидробионтов в российских секторах Балтийского моря.
Выявление роли мезомасштабных гидрофизических структур и присклоновой конвекции в переносе примесей различной природы и формировании холодного промежуточного слоя в Балтийском море.
Оценки объемов поступления взвеси, биогенных веществ и загрязнений: а) в Юго-Восточную Балтику – из р. Висла, Вислинского (Калининградского) и Куршского заливов, б) в Финский залив – из рек Нева и Луга.
Экспериментально-теоретическая оценка потоков вещества между компонентами береговой зоны и эстуарно-лагунными системами Юго-Восточной Балтики.
Оценка влияния на прибрежную литодинамику и состояние окружающей среды объектов промышленной инфраструктуры в Юго-Восточной Балтике.
Анализ проектных решений по ликвидации дефицита песчаного материала у корня Куршской косы и по строительству канала между Балтийским морем и Куршским заливом.
Интегральная количественная оценка загрязнения пластиком (масса, количество частиц) вод, донного осадка, пляжей Юго-Восточной Балтики.
Разработка и изготовление опытных образцов и макетов океанологических приборов и оборудования (донные станции с автономными измерителями течений, дрифтеры, пробоотборники и др.).
