Базовым компонентом донных ландшафтов является рельеф, который прямым и косвенным образом определяет условия придонной гидродинамики и развития биоценоза. Несмотря на хорошую изученность рельефа Балтики в мелком и среднем масштабе, остаются «белые пятна» в крупномасштабном исследовании ключевых участков. Изучение микрорельефа дна Балтийского моря также связано с фундаментальной проблемой реконструкции природно-климатических условий прошлого.

Морфологические особенности и границы распространения эрозионно-аккумулятивных форм на дне Балтийского моря позволят реконструировать литодинамические обстановки в условиях катастрофических изменений уровня моря в позднем плейстоцене и голоцене. Изучение гидрохимических и гидробиологических условий в Гданьской впадине Балтийского моря в раннелетний период является частью определения особенностей сезонного цикла трансформации веществ в экосистеме моря.

В настоящий период, сочетающий высокую степень антропогенного воздействия на экосистемы Балтики с климатической неопределенностью, а также трендом роста глобальной температуры, происходит изменение таксономического состава региональных балтийских фаун и флор, следствием чего могут быть и функциональные перестройки в экосистеме. Для мониторинга таких изменений был выполнен отбор гидробиологических проб на комплексных станциях. Загрязнение Мирового океана частицами искусственных полимеров – микропластиком (МП, < 5 мм), вызывает растущую озабоченность в связи с потенциальной угрозой человеку и равновесию экосистем. Лабораторные эксперименты показывают, что под действием течения частицы МП различных форм, размеров и плотностей временно задерживаются или аккумулируются в относительно узкой области в районе смены крупности осадка. Подтверждение данного эффекта натурными данными позволит объяснить пятнистость загрязнения донных осадков МП.

Основные задачи экспедиции:

• батиметрическая съемка многолучевым эхолотом (МЛЭ);
• гидролокация бокового обзора дна (ГЛБО);
• непрерывное сейсмоакустическое профилирование донных отложений (НСАП);
• проведение морского геофизического профилирования на участках предполагаемого развития опасных экзогенных геологических процессов;
• измерение вертикального разреза скорости звука (ВРСЗ);
• гидрологическая съемка по повторяющимся трассам;
• измерение придонных течений с помощью гирлянды инклинометров;
• отбор проб воды для выполнения гидрохимических и гидробиологических анализов;
• отбор проб фитопланктона, зоопланктона, ихтиопланктона, макрозообентоса;
• измерение прозрачности воды и фотосинтетической активной радиации (ФАР);
• экспозиция дрейфующей седиментационной ловушки;
• отбор придонной воды и донных осадков на содержание метана грунтовой герметичной трубкой конструкции Лаури Ниемисте (ТН);
• отбор колонки донных осадков трубой большого диаметра (ТБД) для измерения магнитной восприимчивости на разных горизонтах;
• отбор поверхностных донных осадков для литологического картографирования;
• отбор проб поверхностных донных осадков на исследование содержания в них микропластика;
• сбор данных по загрязнению вод макропластиком и микропластиком;
• подводная видеосъемка донных ландшафтов телеуправляемыми необитаемыми подводными аппаратами (ТНПА).

 Многолучевая съемка затонувшего судна в районе м. Таран (предоставил Дорохов Д.В.)

 Многолучевая съемка затонувшего судна в районе г. Зеленоградска (предоставил Дорохов Д.В.)

 Пример записи водного столба многолучевого эхолота. Стратификация вод и косяки рыб (предоставил Дудков И.Ю.)

 Пример записи профилографа Parasound P70. Плугмарки, погребенные под литориновыми илами (предоставил Дорохов Д.В.)

 Опорный гидрофизический разрез от склона Готландской впадины через Гданьскую впадину к м. Таран, выполненный 4-5 июня 2022 г. (предоставил Кондрашов А.А.)

 Вектора течений на разных горизонтах (13, 33, 73 и 83 м), измеренные инклинометрической донной станцией 03-22 июня 2022 г. на Гданьско-Готландском пороге (предоставил Кондрашов А.А.)

 Пример подводной видеосъемки. Белемниты (вымершие головоногие моллюски) на поверхности меловых пород в карстовом провале (предоставил Кондрашов А.А.)

Объем выполненных работ

Всего было пройдено 2600 морских миль, из них 2500 морских миль непрерывных геофизических профилей.

Забортные работы проведены на 643 станциях, где было выполнено 357 СТД-зондирований, 158 измерений профиля скорости звука, на 28 станциях отобраны проб воды, на 19 – пробы зоо- и ихтиопланктона планктонными сетями, на 19 – измерена прозрачность воды, на 11 – измерена ФАР, на 18 – отобраны пробы нейстонным тралом, на 107 – пробы поверхностных донных осадков, на 1 – колонки осадков трубкой конструкции Лаури Ниемисте, на 1 – колонка осадков геологической трубой большого диаметра, на 31 – выполнена видеосъемка дна и на 1 – постановка/снятие седиментационной ловушки.

Выполнены постановка/снятие заякоренной станции инклинометрических измерителей течений. Отбор проб осадков и подводная видеосъемка дна проводились прицельно по результатам геофизической съемки. Большое количество вертикальных гидрофизических профилей (СТД и ВРСЗ) было получено благодаря разработанной в АО ИО РАН системе непрерывного зондирования на ходу судна.

Предварительные научные результаты

• Продолжены исследования и получены новые данные о формировании реликтовых форм рельефа дна (плугмарки, затопленные клифы, дюны и палеодолины). Уточнены границы распространения затопленных клифов в районе м. Таран, которые образовались около 10-13 тыс. лет назад, когда относительный уровень моря был ниже современного до 55 м. Подводная видеосъемка карстовых провалов на глубинах 15-25 м вблизи бровки уступа показала обрастание их поверхности железомарганцевыми корками. На плато Рыбачий выявлены обширные выходы коренных пород, которые ранее не были отмечены на картах четвертичных отложений.
• Первичный анализ полученных данных ГЛБО и НСАП в районе м. Таран позволил выявить особенности геологического разреза и зафиксировать проявления опасных экзогенных геологических процессов (ЭГП). На полученных сейсмограммах четко прослеживается куэстовый рельеф, обусловленный структурными особенностями разреза, с многочисленными уступами, с некоторыми из которых связаны осыпи и обвалы. На записанных сонограммах также выявлены выходы на современную поверхность морского дна размываемых коренных пород и уступы, осложненные обвалами.
• В ходе МЛЭ и ГЛБО обнаружены и детально обследованы 5 затонувших судов, которые не отмечены на навигационных картах. Одно из судов длиной 65 м с тремя бочками на борту обнаружено в районе м. Таран на глубине около 20 м. Две баржи, сильно занесенные песком, длиной 26 м и 37 м – на траверсе г. Зеленоградска на глубинах 20-30 м.
• Выполнено несколько съемок на двух высокоразрешающих гидролого-гидрохимических разрезах, один из которых проходил по центральной части Гданьской впадины от подводного берегового склона Балтийской косы до Гданьско-Готландского порога, другой – через северо-восточную оконечность Гданьской впадины от Гданьско-Готландского порога до подводного берегового склона Самбийского полуострова в районе м. Таран. Первые две съемки проведены в начале экспедиции для определения текущей ситуации, затем непосредственно после начала затокового придонного течения, и одна в конце экспедиции. Впервые использованы оперативные данные модели NEMO c целью выбора времени осуществления гидрологической съемки. На обоих разрезах отмечено, что в водной толще ниже галоклина (глубже 63 м) наблюдался слой гипоксии с малым содержанием растворенного кислорода, а на глубине более 80 м полное отсутствие кислорода с большим содержанием сероводорода (до 1,5 мл/л у дна). Вероятно, это обусловлено тем, что в западных бассейнах Балтики отсутствует кислородный потенциал по сравнению, например, с 2019 г. и 2020 г., и поэтому даже затоковое течение не приносит умеренный кислород в Гданьскую впадину.
• Буйковая станция с инклинометрическими измерителями позволила получить информацию о течениях в период 03-22.06.2022 г. в районе локальной депрессии Гданьско-Готландского порога, где проходит трасса придонных течений, режим которых играет определяющую роль в транспортировке соли и кислорода в стагнирующую Готландскую впадину. Измеренная структура термохалинных полей, кислорода и течений соответствовала ситуации прерывистого затокового течения с ядром, находящимся на расстоянии от дна около 10 м. Максимальное течение со скоростью в ядре около 45 см/с, направленное не север (заток), наблюдалось 15-17.06.22, и в эти дни придонное течение также усилилось до 20-25 см/с. Устойчивых течений в обратном направлении (отток на юг) не наблюдалось. Стабильность однонаправленного течения соленых вод на север соответствует преобладанию западных ветров, создающих дрейфовые течения в южном направлении и компенсационные глубинные течения на север. Два верхних инклинометра станции показали весьма сильные и регулярные инерционные волны с периодом, характерным для Балтики, что так же согласуется с моделью NEMO.
• Отобранные пробы осадков на макрозообентос показали, что на глубинах 81-110 м преобладали серо-черные илы с выраженным запахом сероводорода. В большинстве просмотренных проб отмечались лишь растительные или хитиновые остатки, в ряде проб встречались отдельные створки Bivalvia или танатоценозы, состоящие из Macoma sp., пустых раковин Foraminifera и Ostracoda разных видов. Вероятно, гипоксия, позволявшая выживать мейобентосным остракодам в этих районах в ноябре 2021 г. (по данным рейса АБП-48), сменилась аноксией, т.к. живых организмов, даже толерантных к H₂S, в текущем рейсе отмечено не было. На глубинах менее 65 м на склоне Гданьской впадины на мелкозернистых песчано-глинистых грунтах был отмечен более благоприятный кислородный режим, запах H₂S отсутствовал, и макрофауна была представлена значительным количеством живых двустворок Macoma balthica и Polychaeta разных видов. На мелководье (27м) в районе м. Таран на валунно-глыбовом субстрате отмечен биоценоз обрастателей с доминированием Amphibalanus improvises и присутствием Mytilus edulis, мшанок рода Electra и др.
• Цветения фитопланктона на период исследований обнаружено не было. Максимальная температура поверхностного горизонта достигала 16,5⁰С, глубина прогретого слоя составила 5 м, максимальная прозрачность достигала 4 м, минимальная прозрачность составила 2,2 м. В фитопланктоне наблюдалось два вида потенциально токсичных синезеленых микроводорослей Aphanizomenon floseaquae и Nodularia spumigena, а также цепочная диатомовая водоросль из рода Chaetoceros. Обнаруженные виды характерны для раннелетнего фитопланктона этого района.
• В экспедиции отработаны методы исследования микро- и макро-пластика в поверхностных водах и донных отложениях. На поверхности вод в каждой точке отбора визуально присутствовал микропластик нескольких видов. Отмечено аномально большое количество парафиновых сгустков неизвестного происхождения. В прибрежной зоне с поверхности воды нейстонной сетью было выловлено большое количество мертвых насекомых.

На борту судна проведена морская стажировка c участием 2-х аспирантов, 2-х магистрантов и 4-х бакалавров БФУ им. И. Канта, которые в ходе экспедиции получили опыт проведения геофизических исследований и комплексных работ на океанологических станциях. Сотрудниками ООО «Сплит» проведено обучение сейсмоакустической съемке и обработке данных НСП в программе RadexPro. В ходе рейса проходили научные семинары, посвященные истории формирования Балтийского моря, сейсмоакустическим и гидробиологическим исследованиям, проблемам загрязнения моря пластиком.

От лица всей экспедиции выражаем благодарность экипажу НИС «Академик Борис Петров» за проявленный профессионализм и заинтересованность в работе. Слаженная работа всех служб судна способствовала своевременному и полному выполнению научной программы экспедиции.

НИС «Академик Борис Петров», фото из лодки
(предоставил Кондрашов А.А.)

Работа оператора многолучевого эхолота и профилографа
(предоставила Мельник А.С.)

Отбор колонки геологической трубой большого диаметра
(предоставила Бондаренко Е.А.)

Подготовка к спуску экспериментального телеуправляемого подводного аппарата
(предоставила Бондаренко Е.А.)

Непрерывное СТД-зондирование на гидрофизическом разрезе
(предоставила Герб М.А.)

Работа с розеттой
(предоставил Дорохов Д.В.)

Отбор проб макрозообентоса
(предоставил Кондрашов А.А.)

Работа с планктонными сетями
(предоставил Дорохов Д.В.)

Экскурсия по судну
(предоставила Герб М.А.)

Посадка/высадка участников экспедиции на рейде п. Балтийск
(предоставил Дорохов Д.В.)

День рождения на борту судна
(предоставил Кондрашов А.А.)

Коллективная фотография экспедиции АБП-49
(предоставила Бондаренко Е.А.)

Публикации в СМИ:

https://nauka.tass.ru/nauka/15066467
http://www.morvesti.ru/news/1679/96493/
https://more-i-kosmos.ru/otkrytie-okeana/hauchnaya-ekspedicziya-vernulas-iz-rejsa-na-nis-akademik-boris-petrov/
В Telegram:
https://t.me/moreikosmos/373