Академик Г.Г. Матишов, Д.Г. Ишкулов
Экспедиционные исследования Мурманского морского биологического института КНЦ РАН, проведенные в рамках Международного полярного года 2007/08
Мурманский морской биологический институт КНЦ РАН, г. Мурманск

Аннотация

_{В статье представлен обзор основных экспедиционных программ, выполненных Мурманским морским биологическим институтом КНЦ РАН в рамках Международного полярного года. Приведены маршруты экспедиций и перечень выполненных в ходе экспедиций научных работ. Рассмотрены результаты экспедиций на атомных ледоколах по трассе Севморпути, на НИС «Дальние Зеленцы» и на архипелаге Шпицберген.}

Введение

Комплексные исследования российских арктических морей в настоящее время приобретают все более важное значение. Приоритетность экспедиционных работ в этом регионе обусловлена как экономическими интересами России в арктических морях, так и необходимостью получения новых данных для разработок, связанных с моделированием последствий глобальных климатических изменений. Кроме того, проведенный по инициативе Российской Федерации Международный полярный год 2007/08 особо акцентировал необходимость российского научного присутствия в высокоширотной Арктике.

Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра РАН является единственной академической научной организацией, базирующейся непосредственно на побережье Баренцева моря. Благодаря наличию оборудованных научно-исследовательских судов, налаженным связям с Мурманских морским пароходством и ФГУП «Атомфлот», а также развитой системе береговых и островных научных стационаров, ММБИ в рамках Международного полярного года выполнил более 20 морских и береговых экспедиций (рис. 1).

В данной статье мы рассмотрим краткие итоги основных экспедиций Института. Следует отметить, что материалы именно этих экспедиций легли в основу подготовки практически всех глав этой монографии, принадлежащих сотрудникам ММБИ.

Экспедиции на атомных ледоколах

Традиционно экспедиционный сезон ММБИ открывают экспедиции на атомных ледоколах по трассе Севморпути. История этих экспедиций началась в 1996 году, когда на атомных ледоколах «Таймыр» и «Вайгач» состоялась первая подобная экспедиция (Матишов и др.,1997).

По мере накопления опыта проведения научно-исследовательских работ с борта атомных ледоколов расширялся круг специалистов, участвующих в подобных экспедициях, усложнялись программы работ. Так, задачи первой группы были ограничены изучением фитопланктонных сообществ и общими наблюдениями. В дальнейшем в программу таких экспедиций были включены океанографические и гидрохимические исследования, отбор проб воды и воздуха на содержание тяжелых металлов и радионуклидов, орнитологические и териологические учеты, исследования бактерио– и зоопланктона (Матишов и др., 2005).

Основной сложностью при организации первых ледокольных экспедиций было то, что конкретный маршрут следования судна очень сильно зависит от складывающейся оперативной обстановки – в первую очередь от пути следования каравана и от ледовых условий. Таким образом, заранее никогда нельзя было точно сказать, в каком районе будет работать конкретная научная группа. Выходом из данной ситуации явилось создание унифицированной программы исследований и подготовка универсальных специалистов, способных проводить сбор научного материала в самом широком диапазоне.

Типовая программа экспедиционной группы на борту атомного ледокола включает проведение океанологических наблюдений в поверхностном слое моря, отбор проб фито-, зоо– и бактериопланктона, анализ воды, воздуха и снега на загрязнение тяжелыми металлами и радионуклидами, визуальные наблюдения за морскими млекопитающими и птицами. При этом каждый член экспедиционного отряда, независимо от его основной специальности, может проводить исследования (во всяком случае, отбирать пробы) по всем направлениям.

Уже непосредственно в ходе рейса осуществляется корректировка научной программы и ее привязка к конкретному маршруту. При этом делается упор на те направления исследований, которые позволяют наиболее продуктивно использовать данный рейс с учетом предшествующих наработок.

В экспедициях 2007–2008 г.г. основное внимание было уделено проведению учетов численности, пространственного распределения и путей миграции морских птиц, морских млекопитающих и белых медведей. Кроме того, постоянно проводились попутные гидрометеорологические и ледовые наблюдения, в 2008 году были также выполнены измерения основных параметров гидрохимического комплекса.

Экспедиции 2007 года

В 2007 году проведены 3 ледокольные экспедиции (Ишкулов, Ежов, 2007; Горяев, Мишина, 2008). План данных экспедиций был выстроен таким образом, чтобы провести наблюдения в сезоны с различной продолжительностью светового дня. Первая экспедиция проведена на границе зима – весна, вторая экспедиция прошла в летнее время в период максимума интенсивности солнечной радиации, и третья экспедиция – в конце года в октябре-декабре.

Первая экспедиция проводилась на а/л «Арктика» по маршруту п. Мурманск – Двинский залив – Кандалакшский залив – м. Желания – Енисейский залив – м. Желания – о. Диксон – Енисейский залив – м. Желания – п. Мурманск (рис. 2), в период с 28 февраля по 1 апреля 2007 года на а/л «Арктика». Вторая экспедиция проводилась по маршруту п. Мурманск – Печорское море – пр. Карские ворота – м. Желания – Енисейский залив – о. Диксон – Енисейский залив – м. Желания – п. Мурманск (рис. 3), в период с 18 июня по 10 июля 2007 года на а/л «50 лет Победы». Маршрут третьей экспедиции на а/л «Арктика», самой масштабной по своей протяженности, проходил через акватории сразу четырех арктических морей: Баренцева, Карского, Лаптевых и Восточно-Сибирского (рис. 4).

Рис. 4. Карта-схема маршрута экспедиции на а/л «Арктика» в октябре-декабре 2007 года

Экспедиция на а/л «Арктика» в марте 2007 года

В период с 28.02.2007 по 01.04.2007 на борту а/л «Арктика» в Баренцевом и Карском морях были проведены комплексные попутные наблюдения. Основной компонент составили гидрологические наблюдения. На 48 гидрометеорологических станциях с поверхности были отобраны пробы воды на определение солености и температуры. В комплексе с гидрологическими проводились метеорологические наблюдения, а также наблюдения за ледовой ситуацией/состоянием поверхности моря, морскими млекопитающими и птицами. Также в разных частях Карского моря были взяты пробы воды с поверхности на определение уровней химического загрязнения.

Гидрометеорологические наблюдения

Белое море

В Белом море в течение отчетного периода среднее значение температуры воздуха составило –1,8 °С, t_min= –6 °С – в Горле, t_max= 0 °С – в центральной части акватории. Атмосферное давление изменялось существенно. Среднее значение составило 761 мм. рт. ст., минимальное 750 мм. рт. ст., максимальное 770 мм. рт. ст. Преобладали ветры южных (Ю, ЮЮЗ) румбов. Средняя скорость ветра составила 6.3 м/с. Штилевой погоды не наблюдалось. Значения показателей температуры воды в поверхностном гидрологическом горизонте изменялись следующим образом. Минимальное значение температуры воды, равное –1,5 °С, было зафиксировано в Горле, максимальное, равное –0,5 °С, в Кандалакшском заливе. Среднее значение составило –1,1 °С. Преобладали однолетние и ниласовые стадии формирования льдов; на северной границе моря акватория преимущественно была свободна ото льда.

Баренцево море

В Баренцевом море среднее значение температуры воздуха составило –2,3 °С, с максимумом +0,5 °С на траверзе середины острова Южный арх. Новая Земля и минимумом –6 °С юго – западнее м. Желания. Атмосферное давление изменялось в довольно широких пределах. Среднее значение составило 763 мм рт. ст., максимальное – 771 мм рт. ст., минимальное – 754 мм рт. ст. Данный минимум давления непосредственно предшествовал ухудшению погодных условий до шторма, в течение которого давление, вероятно, продолжало падать, но данный факт не был зафиксирован по причине прекращения работ. Преобладали ветры юго-восточных румбов. Средняя скорость ветра составила 10,5 м/с. В течение нахождения на акватории Баренцева моря наблюдалось пяти-семибалльное волнение поверхности моря с высотой волн 3–5 м. Направление волн соответствовало направлению ветра, т. е. наблюдаемое волнение по своему генезису являлось ветровым. Значения показателей температуры воды поверхностного гидрологического горизонта изменялись от –1,6 °С до 1,6 °С. Среднее значение составило –0,4 °С Море преимущественно было свободно ото льда, однако, по курсу от широты пр. Маточкин шар до широты соответствующей середине острова Южный арх. Новая Земля наблюдались блинчатые льды.

Карское море

В Карском море в течение периода наблюдений среднее значение температуры воздуха составило –9,3 °С, t_min= –15 °С, t_max= –0,7 °С, оба значения были зафиксированы в районе мыса Желания с разницей в десять суток (7 и 17 марта соответственно). Атмосферное давление изменялось слабо. Среднее значение составило 762 мм рт. ст., минимальное 760 мм рт. ст., максимальное 764 мм рт. ст. Преобладали ветры юго – восточных румбов, что объясняется усилившейся в зимнее время деятельностью сибирского антициклона. Средняя скорость ветра составила 7,2 м/с. Штилевой погоды не наблюдалось. Значения показателей температуры воды в поверхностном гидрологическом горизонте изменялись следующим образом. Минимальное значение температуры воды, равное –1,9 °С, было зафиксировано в районе мыса Желания, максимальное, равное –0,5 °С, в районе Объ-Енисейского мелководья. Среднее значение составило –1,5 °С. В центральных районах моря преобладали однолетние льды, на северной границе моря, в районе мыса Желания, преимущественно наблюдались молодые льды разных стадий.

Наблюдения за морскими млекопитающими и белым медведем

Кольский залив

Площадь осмотренной акватории в Кольском заливе составила около 59 км². Большая часть осмотренной акватории на момент наблюдений была покрыта ниласом, лишь севернее Североморска залив не был покрыт льдом.

В Кольском заливе встречены морские млекопитающие двух видов: одна особь обыкновенного (пятнистого) тюленя (Phoca vitulina (L., 1758)) и две особи кольчатой нерпы (Phoca (Pusa) hispida (Schreber, 1775)). Все животные были встречены на траверзе г. Североморска.

Белое море

В Белом море наблюдения за морскими млекопитающими проведены на двух учётных трансектах № 2 и № 3 (рис. 5). Общая длина трансект составила 339,64 км, при площади осмотренной акватории 679,28 км².

За время экспедиции в Белом море отмечено присутствие трех видов морских млекопитающих:

• Атлантический морж Odobenus rosmarus rosmarus (L., 1758)

• Морской заяц (лахтак) Erignathus barbatus (Erxleben, 1777)

• Гренландский тюлень Phoca (Pagophilus) groenlandica (Erxleben, 1777)

Наиболее массовым видом, как и ожидалось, в период наблюдений являлся гренландский тюлень. За время исследований в Белом море учтено 639 гренландских тюленей (610 взрослых особей и 29 бельков). Наличие небольшого количества бельков может говорить о том, что в момент проведения наблюдений в Белом море гренландские тюлени только приступили к щенке. Животные встречались на всех трансектах в Белом море, как поодиночке, так и группами численностью от нескольких экземпляров до 120 особей в группе, однако превалировали одиночные особи и мелкие группы до 5–6 животных. На трансекте № 2 плотность тюленей этого вида варьировала от 20 до 4830 экз. на 1000 км². На трансекте № 3 плотность гренландцев изменялась в диапазоне от 250 до 4450 особей на 1000 км². Общая плотность гренландских тюленей на двух трансектах составила 0,94 особи на км²

Атлантический морж. За период наблюдений в Белом море было встречено две особи моржа. Обе встречи произошли на трансекте № 3. Плотность животных этого вида на трансекте № 3 составила 5 экз. на 1000 км²

Морской заяц. В Белом море было встречено 2 особи морского зайца. Все встречи произошли на трансекте № 2. Плотность морского зайца в районе исследования составила 6 особей на 1000 км². Все встреченные атлантические моржи и морские зайцы находились на льду поодиночке.

Карское море

В Карском море наблюдения проведены на семи трансектах и шести станциях учёта. Общая длина учётных трансект составила 869.38 км, при площади осмотренной акватории 1738.76 км² (рис. 6).

За время экспедиции в Карском море отмечено присутствие 3-х видов морских млекопитающих и одного вида наземных хищников:

• Атлантический морж Odobenus rosmarus rosmarus (L., 1758)

• Морской заяц (лахтак) Erignathus barbatus (Erxleben, 1777)

• Кольчатая нерпа Phoca (Pusa) hispida (Schreber, 1775)

• Белый медведь Ursus maritimus (Phipps, 1774)

Атлантический морж. За весь период наблюдений в Карском море была встречена одна особь этого вида. Морж встречен юго-восточнее мыса Желания. Особь находилась на льду на дистанции около 200 метров от судна. Говорить о плотности моржа в данном районе не представляется возможным из-за малого количества встреченных животных.

Морской заяц встречался исключительно в районе Обь-Енисейского мелководья. Встречался преимущественно поодиночке, однако была замечена группа из 4–х особей. Максимальная относительная плотность морского зайца в данном районе Карского моря в исследованный период составила 94 особи на 1000 км² на трансекте № 3, минимальная – 6 особей на 1000 км² на трансекте № 8. Всего за период наблюдений учтено 17 особей данного вида.

Самым массовым видом морских млекопитающих, как и ожидалось в Карском море, являлась кольчатая нерпа. За всё время наблюдений в Карском море отмечено 66 кольчатых нерп. Плотность нерп на различных трансектах варьировала от 6 экз. на 1000 км² на трансекте № 7, до 355 особей на 1000 км² на трансекте № 3, в районе Обь-Енисейского мелководья. Причём на трансекте № 3 отмечена группа нерп численностью в 19 животных.

Белый медведь. За весь период наблюдений в Карском море учтено 10 особей данного вида. Плотность белого медведя варьировала от 3 до 16 экз. на 1000 км². Встречались как одиночные животные, так и семейные группы. Семейные группы составляли 50 % от общего количества встреч. Среди семейных групп две трети от общего числа встреченных групп занимали самки с одним медвежонком, одну треть – самки с двумя медвежатами.

Помимо самих белых медведей, учитывались следовые цепочки и направление движения этих животных. Всего в Карском море отмечено 20 следовых цепочек белого медведя. Основными направлениями движения белых медведей являлись южное, юго-восточное и восточное. По-видимому, на момент проведения наблюдений, медведи передвигались к местам постоянной щенки кольчатых нерп и морских зайцев.

Экспедиция на а/л «50 лет Победы» в июне-июле 2007 года

Гидрометеорологические наблюдения

Вторая экспедиция 2007 года состоялась в период с 18 июня по 10 июля на а/л «50 лет Победы». Основной компонент составили гидрологические наблюдения. На 93 гидрометеорологических станциях с поверхности были отобраны пробы воды на определение солености и температуры. При стоянке судна, в случае возникновения разводий, пробы воды отбирались с различных гидрологических горизонтов, в зависимости от текущей глубины, с использованием батометра. В комплексе с гидрологическими проводились метеорологические наблюдения, а также наблюдения за ледовой ситуацией.

Баренцево море

В Баренцевом море среднее значение температуры воздуха составило +3,6 °С, с максимумом +8 °С на выходе из Кольского залива и минимумом 0 °С юго – западнее м. Желания. Атмосферное давление изменялось в довольно широких пределах. Среднее значение составило 761,6 мм рт. ст., максимальное – 766 мм рт. ст., минимальное – 756 мм рт. ст. Преобладали ветры северо-восточных румбов. Средняя скорость ветра составила 5,5 м/с. Направление волн соответствовало направлению ветра, т. е. наблюдаемое волнение по своему генезису являлось ветровым. Значения показателей температуры воды поверхностного гидрологического горизонта изменялись от –0,8 °С до 8,3 °С. Среднее значение составило 5,1 °С. Море было свободно ото льда.

Карское море

В Карском море в течение отчетного периода среднее значение температуры воздуха составило 2,5 °С, t_min= –1 °С, t_max