Цель экспедиции: получение новых данных по состоянию и динамике природных комплексов и донных ландшафтов Балтийского моря. Рейс выполнялся в соответствии с планом научно-исследовательской работы Института океанологии им П.П. Ширшова РАН на 2021-2023 гг. по темам № 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» и № FMWE-2021-0007 "Морские и океанские экосистемы в условиях меняющегося климата и антропогенного воздействия: структура и биологическая продуктивность экосистемы Арктического бассейна и морей России, экосистемы и потенциальные биологические ресурсы открытого океана", при участии БФУ им. И.Канта, ВСЕГЕИ и ВНИИОкеангеология. Начальник экспедиции – ведущий научный сотрудник лаборатории геологии Атлантики, к.г.н. Д.В. Дорохов. В экспедиции участвовали 28 сотрудников АО ИО РАН (г. Калининград), два из которых также являются сотрудниками и 14 студентами БФУ им. И.Канта (г. Калининград). Также в экспедиции принимали участие два сотрудника ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург) и два сотрудника ВНИИОкеангеология (г. Санкт-Петербург).
Основные задачи экспедиции:
- Изучение современных и палео- ландшафтов Балтийского моря.
- Литологическое картографирование в юго-восточной части Балтийского моря.
- Выявление весенних особенностей гидролого-гидрохимических процессов в Балтийском море.
- Изучение распространения углеводородных газов в воде и донных осадках Балтийского моря.
- Получение уточненных списков видов планктона и бентоса (чек-листов), актуализация сведений по пространственно-временной изменчивости планктонных и бентосных сообществ Балтийского моря.
- Комплексная океанологическая съемка на карбоновом полигоне в Юго-Восточной Балтике.
- Получение экспедиционных данных для разработки модуля климатического и экологического мониторинга российских секторов юго-восточной части Балтийского моря и Финского залива.
- Изучение распределения, состава и транспорта осадочного взвешенного вещества в поверхностном слое юго-восточной части Балтийского моря.
- Оценка вкладов диагенетических и катагенетических процессов в формирование газонасыщенности илов Гданьской впадины.
Объем выполненных работ
Научная программа выполнена полностью. За время экспедиции всего пройдено 3057 морских миль. Протяженность галсов многолучевой эхолотной съемки составила 2260 мор. миль, высокоразрешающего сейсмоакустического профилирования (профилографа) – 2126 мор. миль, непрерывного сейсмоакустического профилирования – 4 морских мили, гидрологического разреза на ходу судна – 13 мор. миль. Выполнен комплекс работ согласно научной программе рейса на 84 станциях (СТД-зондирование, измерение прозрачности воды и фотосинтетически активной радиации, отбор проб воды системой Hydrobios MWS 12 Slimline с батометрами Нискина с частичным выполнением гидрохимических анализов на борту судна, сетевой лов зоо- и ихтиопланктона, отбор проб осадков дночерпателями и ударными грунтовыми трубками с частичным их геохимическим анализом и измерением магнитной восприимчивости на борту судна) и 92 измерения вертикального разреза скорости звука на ходу судна. Выполнена постановка и снятие 4-х буйковых станций с инклинометрическими измерителями течений.
Предварительные научные результаты
Геофизические исследования. Юго-восточная часть Балтийского моря. На плато Рыбачий на глубинах 20-30 м, где на поверхность дна выходят ледниковые отложения, выявлены остатки гряд конечной морены, сложенные валунно-галечным материалом. Гряды имеют крутой юго-восточный склон с валунной отмосткой, а северо-западный – пологий, сложенный преимущественно песками, накопление которых вероятно связано с направлением вдольберегового потока наносов. В юго-западной части района исследования зафиксированы субпараллельные моренные гряды, вероятно представленные моренами Де Геера.
На западном подводном береговом склоне Самбийского п-ова, где распространены уникальные затопленные древние клифы, выявлены два крупных палеогеновых останца длиной до 450 м и шириной до 65 м, глубина у основания которых составляет 27-30 м, что соответствует длительному стоянию уровней Балтийского ледникового (БЛО) и Анцилового озер и определяет время их образования. На этом же полигоне на поверхности дна субперпендикулярно изобатам залегают песчаные тела, вероятно сформированные в результате сброса пульпы с близлежащего Янтарного комбината.
На северо-восточном склоне Гданьской впадины на глубине 80 м было обнаружено затонувшее судно длиной ~28 м и шириной ~6 м, которое ранее не было нанесено на навигационные карты. Судно лежит на ровном киле, а надстройка сильно повреждена.
Восточная часть Финского залива. Особенности рельефа дна восточной части Финского залива, выраженные в унаследованности ледниково-моренных форм типа гряд конечной морены и морен Де Геера, друмлинов и др., сложенных валунно-галечными отложениями, а также понижения рельефа, являющиеся локальными седиментационными бассейнами, оказывают влияние на современное осадкообразование. В ходе работ был выявлен широкий спектр поверхностных отложений, распределение которых контролируется, в первую очередь, рельефом дна, историей развития, а также гидродинамической активностью. К моренным грядам примыкают зоны подводных абразионных террас, отложения которых представлены сферическими конкрециями размером до 3 см с песчано-гравийным заполнением, постилающимися глинами ледниково-озерного генезиса (отложения БЛО). Осадки участков выровненного рельефа и локальных впадин соответствуют зонам слабого акустического рассеяния и характеризуются черными текучими алевропелитами с резким запахом сероводорода. Это свидетельствует о стабильном современном осадконакоплении в понижениях рельефа дна и преобладании восстановительных условий.
Геологические исследования. Отбор осадков в восточной части Финского залива на изучение концентраций и состава газов по вертикальным разрезам донных отложений и придонной воды в районе о-ва Гогланд показал высокую газонасыщенность поверхностных илов. Полигон расположен на глубинах 50-60 м, и в ходе полевого описания выявлены районы как с окислительной придонной обстановкой, так и с восстановительной. Все отобранные длинные колонки характеризуются трещиноватостью за счет относительно низкой влажности грунта и дегазации отложений в результате его декомпрессии, что свидетельствует о высокой газонасыщенности осадков.
В Гданьской впадине геохимический экспресс-анализ двух колонок донных осадков, отобранных на северо-восточном склоне, показал, что сейсмоакустические комплексы характеризуются специфическими литолого-геохимическими индикаторами. Отобранная колонка донных осадков в вершине контуритового дрифта Гданьской впадины свидетельствует о преимущественном его формировании в литориновую стадию Балтийского моря в результате латерального переноса осадочного вещества придонными течениями затоков североморских вод.
Выполнен анализ магнитной восприимчивости пяти колонок донных осадков, отобранных в районе погребенных реликтовых борозд айсбергового выпахивания в северной и южной частях восточного склона впадины. В северной части высокие значения магнитной восприимчивости соответствуют осадкам в депрессиях борозд, заполненных глинами стадии БЛО и анциловой с черными прослоями минерализованного гидротроилита. Хаотичные сейсмоакустические рефлекторы основания и бортов борозд обусловлены чередованием серых и коричневатых глин (БЛО?) с нарушенными текстурами (конволютная, наклонная слоистость), переотложенных под воздействием айсбергового/ледового выпахивания. Эти осадки характеризуются низкими значениями магнитной восприимчивости.
Гидролого-гидрохимические исследования. В российской части Юго-Восточной Балтики (ЮВБ) температура воды в верхнем квазиоднородном слое достигала 7-9,50С, в придонном слое – 4,6-8,0 0С, а в холодном промежуточном слое – 4-5 0С. В Гданьской впадине ниже галоклина (>70 м) наблюдался слой гипоксии (содержание кислорода <2 мг/л). На северном и юго-восточном склонах впадины максимальные значения концентрации сероводорода достигали (2,59 мг/л) и были локализованы у дна. В южной части Восточно-Готландской впадины значения содержания растворенного кислорода составляли более 4 мг/л, что свидетельствует о поступлении свежей воды из Слупского желоба. Водородный показатель на всех станциях ЮВБ понижался от поверхности до дна. На выходе из Балтийского канала зафиксированы максимальные значения рН (8,81), что связано с выносом более теплых, распресненных вод Калининградского залива. Минимальное значение рН (6,69) было зафиксировано в придонной воде Гданьской впадины, где также была отмечена максимальная концентрация сероводорода.
В восточной части Финского залива в поверхностном слое температура воды варьировала в пределах 5,8-10,6 0С, а в придонном слое – 1,3-4,8 0С. На продольном разрезе наблюдалось влияние речного стока из Невской губы. Концентрации растворенного кислорода и водородный показатель понижались с глубиной отдаляясь от устьевой части, в то время как щелочность имела обратную тенденцию, увеличиваясь с глубиной. В поверхностных водах были зафиксированы высокие концентрации растворенного кислорода (больше 10 мл/л). В придонном слое в районе о. Гогланд была зафиксирована гипоксия. Параметры карбонатной системы соответствовали климатической норме.
Гидробиологические исследования.
Зафиксированные температурные показатели вод Балтийского моря были характерны для ранневесеннего биологического сезона. Глубина фотического слоя колебалась от 9 до 22 м в ЮВБ, и от 2 до 7 м в Финском заливе. В Финском заливе по распределению величин минимальной флуоресценции (F0, отн. ед.) можно заключить, что относительно высокое содержание хлорофилла а было в верхнем слое 0-20 м, уменьшаясь с глубиной, до минимума в придонном слое. В целом, фотосинтетическая активность фитопланктона соответствовала значениям, характерным для весеннего сезона в Балтийском море.
В ЮВБ и Финском заливе несмотря на то, что весенний прогрев поверхностных вод только начался, наблюдались проявления поверхностной фазы цветения фитопланктона – серпики колоний сине-зелёной водоросли Aphanizomenon flosaquae. В ЮВБ в конце мая на поверхности всей акватории визуально наблюдались большие по площади «цветения», которые при анализе проб воды определены как скопления пыльцы сосны и не связаны с проявлениями поверхностного цветения фитопланктона.
В пробах зоопланктона в ЮВБ отмечены широко распространённые виды веслоногих ракообразных: Temora longicornis, Pseudocalanus spp., Acartia spp., также отмечены эфиры медузы Aurelia aurita. В Финском заливе были многочисленны особи Eurytemora affinis, отмечены виды рода Acartia.
В ЮВБ на глубинах более 80 м в жидких пелитовых илах с запахом сероводорода визуально живой макрозообентос не был отмечен. На глубинах 44-62 м на мелкозернистых песчано-глинистых грунтах макрофауна была представлена значительным количеством живых двустворчатых моллюсков Macoma balthica, Mya arenaria и разными видами многощетинковых червей. На прибрежных станциях с глубинами 10-26 м на валунно-глыбовом субстрате отмечены виды-обрастатели: морские желуди Amphibalanus improvises, двустворчатые моллюски Mytilus edulis и неидентифицированные мшанки; на песчаном субстрате – многощетинковые черви и двустворчатые моллюски M. balthica и M. arenaria. В восточной части Финского залива в Выборгском заливе на глубине 28 м грунт был представлен черными илами с выраженным запахом сероводорода, где визуально макрозообентос не отмечен. В Невской губе на глинисто-илистых субстратах с большим количеством органики присутствовали в большом количестве личинки комаров-звонцов и мелкие полихеты. В открытой части Финского залива, на песчано-илистых с вкраплениями гальки и ЖМК субстратах бентос был представлен большим количеством двустворчатых моллюсков M.balthica, полихет Marenzelleria spp. и морских тараканов Saduria entomon.
В рейсе прошли стажировку 14 студентов и аспирантов БФУ им. И.Канта, которые по окончании экспедиции получили соответствующие сертификаты. На семи научных семинарах сделано 9 докладов.
Предварительные результаты экспедиции представлены на открытом заседании ученого совета АО ИО РАН. Подготовлена информационная статья в журнал Океанология.
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.
Публикации в СМИ:
Рисунок 1 – Схема работ в 53-м рейсе НИС «Академик Борис Петров» в юго-восточной части Балтийского моря.
Рисунок 2 – Схема работ в 53-м рейсе НИС «Академик Борис Петров» в восточной части Финского залива Балтийского моря.
Фотографии можно посмотреть в галерее.
