Размер шрифта

A
A

Межстрочный интервал

A
A

Цвет

A
A

Доцент и студенты-океанологи стали участниками научной экспедиции в Арктику

24.02.2016

Впервые в истории две студентки кафедры океанологии Института наук о земле ЮФУ Дарья Воскобойникова и Александра Ильвицкая во главе с преподавателем, доцентом Аллой Цыганковой летом 2015 года приняли участие в комплексной научной экспедиции в Северную Атлантику, Норвежское, Балтийское, Баренцево и Белое моря, которая проходила на научно-исследовательском судне (НИС) "Академик Мстислав Келдыш" Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН по направлению Южного научного центра РАН.

Целями этой экспедиции были исследования Мирового океана в его тесном взаимодействии с геосферами Земли и названный район был выбран не случайно - это ключевая область взаимодействия нескольких климатоообразующих факторов, таких как адвекция (течения) теплых и соленых вод в результате действия глобального океанического конвейера и их взаимодействие с распресненными холодными водами в зоне их разгрузки в районе Северного полярного фронта.

В связи с этим были поставлены и решались следующие задачи:

1) проведение комплексных гидрофизических исследований пространственно-временной изменчивости вод Балтийского моря;

2) мониторинг состояния гидрологической, динамической и гидрохимической структуры вод Северной Атлантики на Шетландско-Фарерском, Фарерско-Исландском и Исландско-Гренландском (Датский пролив) разрезах;

3) изучение вертикального распределения и состава взвешенного вещества и донных осадков во впадинах Норвежского и Баренцева морей.

Для выполнения перечисленных работ были сформированы пять отрядов (групп): гидрологический, геологический отряды, группы гидрохимии, геофизики и биооптических исследований из научных сотрудников и аспирантов Института океанологии Российской академии наук (ИО РАН, г.Москва), Атлантического отделения Института океанологии РАН (АО ИО РАН, г.Калининград), Института физики атмосферы РАН (ИФА РАН, г.Москва), Южного научного центра РАН (ЮНЦ РАН, г.Ростов-на-Дону), Государственного океанографического института (ГОИН, г.Москва), а также студентов и магистрантов Московского физико-технического института (МФТИ), Московского госуниверситета (МГУ), Южного федерального университета (ЮФУ, г.Ростов-на-Дону).

Судно «Академик Мстислав Келдыш» впечатляет своими размерами: 122 метра в длину и высотой в семь палуб с максимальной пассажировместимостью 86 научных сотрудников и количеством экипажа – 42 человека. 

Группа из ЮФУ на фоне НИС «Академик Мстислав Келдыш» в порту Гданьска (Польша)

Это судно оснащено современным прецизионным научным и навигационным оборудованием и приборами для проведения широкого комплекса океанологических исследований. Интегрированная система сбора данных, объединяющая в единое целое разнообразное измерительное оборудование и вычислительные средства 15 лабораторий, позволяет осуществлять автоматический сбор, обработку и регистрацию получаемых данных об атмосфере, водной среде и донном грунте. Мировую славу судну принес фильм «Титаник», съемки которого производились в 1995-96 гг. с режиссером Голливуда Дж.Камероном.

Комплексная научная экспедиция на НИС «Академик Келдыш» включала в себя три этапа общей продолжительностью один месяц с 21 июля по 21 августа 2015 года.

 Маршрут экспедиции на НИС «Академик Мстислав Келдыш» (62 рейс) в период 21.07-21.08.2015 год

Научное судно отправилось в путь с Калининграда, следующая остановка была в Гданьске (Польша), куда прибыл основной научный состав экспедиции. Экспедиционные работы начались с Балтийского моря, мы следовали по центральной и южной его частям, в пределах которых пересекали исключительные экономические зоны четырех стран: Польши (основной район исследований), Германии, Дании и Швеции. Через проливы Каттегат и Скагеррак вышли в Северное море, мимо Шетландских, Фарерских островов, Исландии и максимально близко, насколько это позволили плавающие материковые льды, подошли к восточному побережью Гренландии, потом вернулись к Шетландским островам и продолжили свой путь уже в северном направлении, в Арктику, через Норвежское, Баренцево море и завершили рейс в Белом море (порт Архангельск).

Первый этап экспедиции был посвящен исследованию пространственно-временной изменчивости гидрофизических процессов в центральной и южной частях Балтийского моря продолжительностью 4 дня.

 Океанографическая съемка в центральной и южной частях Балтийского моря в период первого этапа экспедиции (22.07-25.07.2015 г.)

Экспедиционные исследования на этом этапе были направлены на решение фундаментальных задач океанологии - изучение механизмов формирования возникающих в море структурных особенностей гидрофизических полей и определение относительных вкладов в водообмен, динамику и энергетику моря и его бассейнов отдельных процессов, таких как вихри, внутренние волны, турбулентность, процессы горизонтальной и вертикальной адвекции.

Для этого отряд гидрологов, в который входили доцент ЮФУ Алла Цыганкова со студентками, с помощью дорогостоящего океанологического оборудования (буксируемого CTD-зонда Idronaut 320+ и акустического доплеровского профилографа течений ADCP) измеряли соленость, температуру воды, концентрацию растворенного кислорода, глубину, давление, направление и скорость течений вод Балтийского моря.

С помощью эхолота-профилографа высокого разрешения KnudsenChirp 3212 (современный инструмент параметрической гидролокации, применяемый в подводных геоакустических исследованиях по профилированию дна, поиска объектов в толще воды и донных осадков)      - Мы параллельно изучали характер донных отложений. Например, встречающиеся в донных отложениях складки говорят о возможности нахождения здесь нефтегазовых отложений, а имеющиеся в водной толще сгущения помех (ряби), отражающихся на мониторе компьютера - о наличии косяков рыб, - поясняет Алла Евгеньевна.

Второй этап экспедиции был посвящен изучению меридионального переноса вод в Атлантическом океане (так называемой работе глобального межокеанского «конвейера»). Основная задача этого этапа состояла в проведении наблюдений за температурой, соленостью, скоростями океанских течений, гидрохимическими и метеорологическими параметрами на трех стандартных океанографических разрезах между Гренландией, Исландией, Фарерскими и Шетландскими островами.

Через эти проливы поступает около 0.006 млн. км3/с (6 Св) холодных относительно плотных арктических вод, участвующих в формировании глубинных водных масс Северной Атлантики. Поэтому достоверные количественные оценки переноса вод из Арктики в Северную Атлантику на основе прямых судовых измерений остро необходимы для прогресса в изучении роли океанской циркуляции в климатических изменениях.

В ходе этого этапа экспедиции ученые осуществляли зондирование всей толщи вод от поверхности до дна с помощью CTD-зонда SBE 911 plus с каруселью SBE 32c, оснащенной двенадцатью 5-ти литровыми батометрами, отбирали пробы воды на отдельных стандартных горизонтах для проведения гидрохимических анализов на содержание кислорода и биогенных элементов, измеряли три составляющие скорости течений в верхнем 200-метровом слое океана с помощью судового акустического доплеровского профилографа течений. Также исследователи проводили мониторинг контроля чистоты воздуха, определяя состав атмосферного воздуха на предмет содержания тяжелых металлов и метана с помощью газового анализатора и спектрометра PIKARRO.

CTD-зонд SBE 911 plus с каруселью SBE 32c – отбор гидрохимических проб воды

Во время второго этапа экспедиции студентка 3 курса кафедры океанологии ЮФУ Ильвицкая Александра освоила методику отбора проб морской воды и проведения гидрохимических анализов по определению биогенных элементов (растворенного кремния и фосфатов) с помощью спектрофотометра LekiSS2107UV. В результате работы сформировала базу данных, состоящую из 1978 измерений, для которых сделала расчеты и первичный анализ.  

И, наконец, третий 9-дневный этап экспедиции проходил в Норвежском и Баренцевом морях. Одной из важных задач этого этапа - изучение системы формирования и распределения взвешенного осадочного вещества необходимо для понимания и интерпретации биологических, химических и геологических процессов в океане. Взвесь служит исходным материалом для формирования донных осадков, а осаждающееся на дно вещество, в конечном счете, становится частью геологической летописи океана.

Исследователями из ЮФУ не остались незамеченными такие редкие оптические явления, характерные для арктических широт, как мираж, северное полярное сияние, зелёные луч. Особенно их удивил зеленый луч – явление в виде вспышки зелёного света в момент исчезновения солнечного диска за горизонтом при большой прозрачности атмосферы, что практически невозможно наблюдать в населенных пунктах.

Все данные полученные по итогам экспедиции в настоящее время обрабатываются и анализируются учеными из Института океанологии им. П.П. Ширшова. Студентами будут использоваться полученные данные при написании квалификационных работ по направлению «Гидрометеорология».

Подобные экспедиции очень полезны как для повышения квалификации, так и проведения научных океанологических исследований для сотрудников и студентов кафедры океанологии ЮФУ.


Беседу вела сотрудник лаборатории «Центр общественных коммуникаций» Александра Мокина