НИС «Академик Мстислав Келдыш» (рейс №79): комплексная научно-исследовательская экспедиция в атлантический сектор Антарктики

Год
2019
Судно
НИС «Академик Мстислав Келдыш»
Номер рейса
№79
Тип экспедиции
Экспедиции ТОИ ДВО РАН
Вид экспедиции
Морская экспедиция
Организатор экспедиции
ТОИ ДВО РАН
Начальник экспедиции
Район исследований

атлантический сектор Антарктики

Сроки проведения экспедиции
29 ноября 2019 года - 18 апреля 2020 года
Состав экспедиции

1 этап: руководитель экспедиционных работ, начальник отряда - зав. лаб. 9/4, к.ф.-м.н. Салюк П.А.

2 этап: руководитель экспедиционных работ, начальник отряда - зав. лаб. 9/4, к.ф.-м.н. Салюк П.А.

3 этап: Тищенко Пётр Павлович, начальник отряда - с.н.с. лаб. 5/4, к.г.н.

4 этап: Телегин Юрий Александрович, начальник отряда, - н.с. лаб. 7/4, к.г.-м.н.

ТОИ ДВО РАН был представлен экспедиционным отрядом из 11 человек:

  • зав. лаб. 9/4, к.ф.-м.н. Салюк П.А. (1, 2 этапы)
  • в.н.с. к.б.н. Захарков С.П. (1, 2 этапы),
  • с.н.с., к.б.н. Пономарева А.Л. (1, 2, 3 этапы),
  • с.н.с.,к.г.н. Тищенко П.П. (2, 3 этапы),
  • с.н.с.,к.г.н. Штрайхерт Е.А. (1 этап),
  • н.с., к.х.н. Полоник Н.С. (1, 2, 3 этапы),
  • н.с., к.г.-м.н. Телегин Ю.А. (4 этап),
  • вед. инженер Попов О.С. (2, 3 этапы),
  • ст. инженер Алаторцев А.В. (1 этап),
  • ст. инженер Марьина Е.Н. (2, 3 этапы),
  • ст. инженер Рудых Я.Н. (2,3 этапы).

В экспедиции также приняли участие сотрудники ИО РАН, ННЦМБ ДВО РАН, ТОИ ДВО РАН, МГИ РАН, ФИЦ ИНБЮМ РАН, ИПЭЭ РАН, ИПМТ РАН, НИИ «Аэрокосмос», ИОГЕН РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова.

Цели экспедиции

Цель работ отряда ТОИ ДВО РАН:

  • «Комплексные исследования системы «дно – толща вод – атмосфера» для оценки фонового и аномальных состояний окружающей среды Южного океана», руководитель темы: зам. директора ТОИ ДВО РАН по научной работе, д.г.-м.н. Шакиров Р.Б.
Задачи экспедиции
  1. Оценка гидрофизических особенностей пелагической среды и их пространственной изменчивости, включая фронтальные зоны и границы водных масс определённого тьипа как потенциальной области повышенной биологической продуктивности.
  2. Получение характеристики динамической и термохалинной структуры Антарктического циркумполярного течения, включая тонкую струйную структуру этого течения; выявление трендов изменений характеристик водных масс (2 и 3 этапы).
  3. Оценка крупномасштабных характеристик гидрологической структуры вод Южного океана и мезомасштабной изменчивости океанографических характеристики в прибрежных районах Антарктиды (2 и 3 этапы).
  4. Изучение влияния гидрологической структуры на распределение и эволюцию гидрохимических характеристик вод Южного океана (2 и 3 этапы)
  5. Изучение пространственной изменчивости параметров карбонатной системы и растворённого кислорода в Южном океане (2 и 3 этапы)
  6. Исследование содержания климатообразующего газа - метана в толще воды и донных осадках, региональной и сезонной изменчивости этого параметра (1, 2, 3 и 4 этапы)
  7. Изучение оптических и биооптических характеристик водных масс и их пространственной изменчивости (1, 2 и 3 этапы).
  8. Оценка запасов базовых компонентов пелагических экосистем (фитопланктона, микропланктона), их пространственного распределения и связи этого распределения с условиями пелагической среды; оценка временной ихменчивости этих параметров. Исследования проводятся с широким применением спутниковых данных (1, 2 и 3 этапы).
  9. Разработка региональных алгоритмов пересчёта спутниковых данных для оценки продуктивности пелагических экосистем и ее изменчивости с высоким пространственно-временным разрешением (1, 2 и 3 этапы).
  10. Изучение интенсивности микробных процессов, обеспечивающих круговорот углерода и метана в водной толще и донных осадках Южного океана и прибрежных морских акваториях Антарктиды (1, 2 и 3 этапы).
  11. Геохимические исследования донных осадочных отложений как среды обитания донной биоты (2 и 3 этапы).
  12. Исследование содержания и потоков ртути в системе «океан-атмосфера» и ее концентрации в биологических объектах (1-4 этапы).
Выполненные работы и исследования

На первом этапе работ измерения выполнялись в основном на ходу судна в районах влияния Канарского апвеллинга, выноса и оседания пыли из пустыни Сахара, в Североатлантическом и Южноатлантическом океанских круговоротах, над экваториальным течением и над глубоководным каналом Вима, через который происходит придонное распространение антарктических вод, а также в зоне эстуария р. Ла-Плата. Таким образом, был собран материал из зон различной трофности, с различными типами источников поступления органических веществ и разными условиями для функционирования фитопланктонных и бактериальных сообществ.

Выполнено 17 станций с профилированием CTD-зондами SeaBirdSBE-911 и SBE-19 plus, из них на 12 станциях использовались оптические датчики. Получены непрерывные записи термосалинографом SeaBirdSBE-21 и лазерным флуориметром (длина трека около 18000 км), а также ртутометрическим и метеорологическим комплексом (длина трека около 27000 км). Отобрано 98 проб для определения концентрации хлорофилла-а, 52 пробы для определения первичной продукции, 60 проб для определения бактериальной продукции и численности бактерий, 114 проб для определения концентрации метана и для сопутствующих микробиологических исследований.

На втором и третьем этапах исследования проводились в Атлантическом секторе Южного океана: Фолклендское течение, пролив Дрейка, пролив Браснфилда, море Уэделла, бассейн Пауэлла, пролив Антарктика.

Всего на втором и третьем этапах было выполнено 115 зондирований с помощью погружного гидрологического комплекса, получено 1118 определений pHи общей щелочности, отобрано 305 проб для определения концентрации метана и сопутствующих микробиологических исследований, 62 пробы для определения численности бактерий и бактериальной продукции, измерено 155 трехмерных спектров флуоресценции морской воды, получены непрерывные записи температуры, солености и флуоресценции морской воды (длина треков - около 11 000 км), а также непрерывные записи концентрации ртути в атмосфере и метеопараметры (длина треков - около 13 000 км).

На четвертом этапе основные работы были посвящены изучению донных отложений континентального склона Патагонии (61 литологическая станция) и водной толщи в Канале Вима (37 гидрологических станций). В это же время на всем протяжении этапа велись непрерывные измерения температуры, солености и концентраций метана в поверхностном слое воды, а также концентрации атомарной ртути в приводном слое атмосферы по ходу движения судна (длина треков - более 30 000 км).

Предварительные научные результаты

План-программа экспедиции и группы ТОИ ДВО РАН выполнен полностью.

В настоящий момент опубликована статья Полоника Н.С., Пономаревой А.Л. и Шакирова Р.Б. «Глубоководная метановая аномалия в проливе Брансфилд, Антарктика» в журнале«Известия Иркутского государственного университета. Серия «Науки о Земле», Т. 32».

Несколько статей отправлены в печать в журнал «Океанология» и готовятся к публикации в высокорейтинговых изданиях; формируются цифровые базы данных экспедиционных измерений.

Также планируется включить результаты в общую межинститутскую монографию в издательстве Springer.

Фотоматериалы

 

1. Судно «Академик Мстислав Келдыш» в проливе Антарктика.

 

2. Павел Салюк и Олег Попов перед гидрологической станцией.

 

3. Сообщество пингвинов на острове Хаф-Мун.

 

4. Гидрологический отряда экспедиции. Слева направо: Шутов С.А. (МГИ РАН), Кречик В.А. (АО ИО РАН), Фрей Д.И. (ИО РАН), Рудых Я.Н. (ТОИ ДВО РАН).

 

5. Отбор проб для анализа концентрации редкоземельных элементов и ртути (А.Пономарева и Я.Рудых).

 

6. Отбор проб морской воды для анализа концентрации метана (Н.Полоник).

 

7. А. Пономарева с новыми пробами для микробиологических исследований.

 

8. Отряд ТОИ ДВО РАН в проливе Бигл при подходе к п. Ушуайя. Слева направо: Рудых Я.Н., Марьина Е.Н.,
Захарков С.П., Салюк П.А., Пономарева А.Л., Полоник Н.С., Попов О.С., Тищенко П.П.

 

9. Трубка-пробоотборник.

 

10. Проба донного грунта.

 

11. Сотрудник ИО РАН Дмитрий Фофанов и сотрудник ТОИ ДВО РАН Юрий Телегин за работой с гидрологическим комплексом на корме судна.

 

12. Свободное от работ время участники экспедиции посвящали занятиям спортом, что активно поощрял судовой врач, проводили научные семинары и, конечно же, рыбачили.

 

13. Юрий Телегин с увесистым уловом.

 

Дневник экспедиции