Схема работ в 48-м рейсе НИС «Академик Борис Петров» в Балтийском море.

Железомарганцевые корки, обросшие мидиями, отобранные на подводном береговом склоне Самбийского п-ова на глубине 26 м.

Белемниты, отобранные в карстовом провале на подводном береговом склоне Самбийского п-ова.

Сонарное изображение одного из найденных затонувших судов в Зеленоградской бухте.

Сейсмоакустический профиль погребенной палеодолины в коренных породах. На поверхности дна борозды айсберговой экзарации в отложениях морены.

Распределение температуры, солености и кислорода 01.11.21 на разрезе от мыса Таран до границы российской ИЭЗ через северную часть Гданьской впадины (1), Гданьско-Готландский порог (2) с окончанием в южной части Готландской впадины (3), по которй происходят затоки соленых вод, доставляющих кислород в центральную часть Готландской впадины. На разрезе отражена ситуация оттока гипоксидных вод повышенной солености на юг из Готландской впадины, что подтверждает моделирование циркуляции вод в центральной Балтике. Участок разреза, пересекающий зону чередующихся затоков и оттоков вод отмечен красной рамкой. На этом участке выполнялось учащенное зондирование.

Среднесуточные модельные течения на глубине 80 м 30.10.21, 31.10.21 и 01.11.21 по базе данных Coperniсus-NEMO (построил А.О. Корж). Все три дня в актуальном районе (выделен красным прямоугольником) наблюдался отток придонных вод из южной части Готландской впадины вдоль западного склона Клайпедской банки.

Поле ветра над Балтикой 01.11.21 г. На карте представлены векторы скорости ветра (м/с) на высоте 10 м. Величина скорости характеризуется цветом и длиной стрелок. Карта построена в Гидрометцентре России (esimoper) по данным прогноза, выпускаемого метеоцентром NCEP/NOAA. Умеренно сильный южный ветер повысил уровень в центральной части моря, что послужило вероятной причиной обнаруженного оттока на юг глубинных вод.

48-й научный рейс НИС «Академик Борис Петров» проводился с 29 октября по 12 ноября 2021 г. (15 суток) в территориальных водах и исключительной экономической зоне Российской Федерации в юго-восточной части Балтийского моря.

Цель экспедиции: получение новых данных о палеогеографии ландшафтов юго-восточной части Балтийского моря и мониторинг пространственно-временных изменений абиотических и биотических компонентов экосистемы Балтийского моря.

Начальник экспедиции к.г.н. Д.В. Дорохов. В экспедиции участвовали 18 сотрудников АО ИО РАН (г. Калининград) и 1 студентка Балтийского федерального университета им. И.Канта (БФУ им. И.Канта, г. Калининград). Девять сотрудников АО ИО РАН также являются студентами БФУ им. И.Канта, они в ходе экспедиционных работ проходили научную стажировку на судне.

Основные задачи экспедиции:

• отбор колонок донных осадков для стратиграфической интерпретации геофизических профилей;
• отбор поверхностных донных осадков для литологического картографирования;
• батиметрическая съемка многолучевым эхолотом;
• геоакустическое профилирование донных осадков;
• гидрологическая съемка по повторяющимся трассам;
• отбор проб воды для выполнения гидрохимических и гидробиологических анализов;
• отбор проб фитопланктона, зоопланктона, ихтиопланктона, макрозообентоса.

Виды работ на борту судна и использованное оборудование:

• Батиметрическая съемка на полигонах и переходах на ходу судна с использованием многолучевого эхолота (МЛЭ) Reson SeaBat T-50ER.
• Сейсмоакустическое профилирование донных осадков с использованием параметрического профилографа Atlas Parasound P70.
• Измерение профиля скорости звука в водной толще на океанологических станциях с использованием зонда Valeport miniSVP.
• Гидрофизическое зондирование на станциях с использованием мультипараметрического зонда Idronaut OS316.
• Отбор проб воды на станциях с характерных горизонтов на гидрохимию и гидробиологию розеттой Hydrobios MWS 12 Slimline и батометрами Нискина.
• Гидрохимические анализы и измерение концентрации взвеси методом фильтрации морской воды.
• Отбор проб с помощью планктонных сетей WP-2 (зоопланктон), ИКС-80 (ихтиопланктон).
• Измерение прозрачности диском Секки.
• Отбор проб поверхностных донных осадков дночерпателями «Ван-Вина» и «Океан» на гранулометрический анализ, ОСЛ и ¹⁴C датирование, изучение макрозообентоса.
• Отбор колонок донных осадков ударными геологическими трубками большого диаметра (ТБД) длиной 7,5 м с твердым и мягким вкладышем.

Объем выполненных работ

Всего было пройдено 1568 морских миль. За время рейса выполнено 2680 км непрерывных геофизических профилей. Забортные работы проведены на 128 океанологических станциях, где было выполнено 38 СТД-зондирований, 22 измерения профиля скорости звука, отбор проб воды на 22 станциях, 75 проб поверхностных донных осадков, 4 колонок осадков геологической трубой большого диаметра, 19 проб зоо- и ихтиопланктона планктонными сетями, измерение прозрачности воды на 15 станциях и подводная видеосъемка дна на 8 станциях. Отбор проб осадков и подводная видеосъемка дна проводились прицельно по результатам геофизической съемки в предыдущем 47 рейсе НИС «Академик Борис Петров».

В рамках мероприятий, приуроченных к Году науки и технологий в России, на борту судна проведена морская стажировка c участием 10 студентов БФУ им. И. Канта (2 аспиранта, 2 магистранта и 6 студентов бакалавриата), которые в ходе экспедиции получили опыт проведения геофизических исследований и комплексных работ на океанологических станциях. В рамках стажировки студентов также проведены научные семинары.

Предварительные научные результаты

• На подводном береговом склоне Самбийского п-ова в районе м. Таран, где распространены затопленные древние береговые уступы, по результатам геофизической съемки предыдущего 47-го рейса были намечены и прицельно отобраны пробы поверхностных осадков. На дне одного из карстовых провалов отобран дночерпатель с россыпью белемнитов (отряд вымерших головоногих моллюсков), которые, вероятно, накопились в результате избирательной денудации меловых пород. На глубине около 26 м отобраны железомарганцевые корки, обросшие мидиями. Ранее залежи конкреций на таких глубинах в юго-восточной части Балтийского моря не описаны. Границы распространения и их генезис будут определяться в ходе дальнейших исследований.
• Разработана и апробирована методика отбора донных осадков на датирование методом оптически стимулированной люминесценции (ОСЛ). Датирование этим методом колонки осадков, отобранной на склоне Гданьской впадины, позволит определить точный возраст погребенных борозд айсбергового выпахивания и уточнить время образования Балтийского ледникового озера. Пробы песков, отобранные дночерпателем на ОСЛ датирование у основания затопленного клифа, позволят уточнить его возраст для дальнейшего построения кривой относительного изменения уровня моря в позднем плейстоцене и голоцене.
• В Зеленоградской бухте обнаружено два неидентифицированных судна, которые отсутствуют в Реестре затонувших объектов.
• В толще осадков выявлены погребенные палеодолины, покмарки и разрывные нарушения, которые позволят уточнить геологическое строение и палеогеографические реконструкции рельефа дна Балтийского моря.
• Выполнен гидрологический разрез, северо-западная часть которого затрагивает трассу умеренных и слабых затоков – подводную ложбину, находящуюся на южном склоне Готландской впадины, и пересекающую Гданьско-Готландский порог и северную часть Гданьской впадины. В ходе съемки получены данные о структуре водной толщи для октября-ноября 2021 года, согласно которым наблюдается гипоксия во всей толще под галоклином. В период проведения исследований, а также в предшествующие несколько суток, над Центральной и Юго-Восточной Балтикой наблюдался южный ветер со скоростью до 11 м/с (по данным ЕСИМО). Южный ветер вызывает в поверхностном слое экмановский перенос, направленный на северо-восток – восток, и, следовательно, компенсационное течение в глубинном слое, направленное на юго-запад – запад. В связи с этим предполагается, что поступление вод с низким содержанием кислорода связано с распространением глубинных вод в подводной ложбине из Готландской впадины вверх по склону Гданьско-Готландского порога через узкую ложбину в направлении Гданьского бассейна. Численное моделирование по базе данных Coperniсus-NEMO для метеоусловий периода проведения гидрофизических измерений подтверждает предположение об оттоке придонных вод из Готландской впадины вдоль склона Клайпедской банки, хотя в данном районе преобладает режим с затоком вод из Слупского желоба, когда наблюдаются самые большие скорости придонных течений. Результатом оттока вместо затока была гипоксия во всем слое воды в западной части разреза.
• Собраны пробы для изучения сезонной изменчивости фитопланктона, зоопланктона, ихтиопланктона, макрозообентоса на станциях вдоль польской и литовской границ с российской ИЭЗ, а также на вдольбереговых мелководных станциях, ряды сезонных данных по которым накапливаются с 2015-2016 гг. Позднеосенние материалы ранее удавалось отбирать редко, поэтому собранный материал повысит достоверность оценок количественных показателей и видового состава планктона и бентоса в осенний сезон. В аспекте сезонного развития планктонных сообществ отмечено, что в горизонте от дна до перманентного галоклина обильны разноразмерные эфиры Aurelia aurita, что свидетельствует о происходящем размножении медуз. Взрослые медузы были обильны и в поверхностных горизонтах водной толщи. В фитопланктоне наблюдалась, по-видимому, завершающая фаза диатомового цветения, поскольку в горизонте водной толщи от вершины сезонного термоклина до поверхности были обильны диатомовые (Actinicyclus nordmanni, Chaetoceras sp.) окрашивая воду в оливково-бурый цвет, однако клетки актиноциклюса находились на различных стадиях плазмолиза и деструкции.
• В границах Гданьской впадины запах сероводорода в пробах донных осадков отмечали с 80-82 м, а на глубинах от 103 до 84 м макрозообентоса визуально не отмечено. Присутствовали мертвые раковины Limecola (Macoma) balthica, однако на некоторых станциях в этом диапазоне глубин отмечены мейобентосные животные - остракоды. Уточнены границы взаимного расположения биоценозов с доминированием двустворчатых моллюсков Mytilus edulis, Limecola balthica, Cardium glaucum в некоторых районах Самбийско-Куршского плато.
• Собран генетический материал для идентификации трех видов чужеродных полихет Marenzelleria spp, который позволит более подробно оконтурить районы их встречаемости.