Экспедиция на Балтике: сероводородное заражение придонных слоев

DSC05677В июле-августе 2015 года состоялась учебно-научная экспедиция в рамках комплексных исследований прибрежных вод Калининградской области по проекту Русского географического общества и РФФИ (проект №13-05-41374 РГО_а). В экспедиции принимали участие студенты и сотрудники трех вузов, выпускающих студентов морских специальностей: Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (географический факультет, кафедра океанологии), Балтийского федерального университета имени И. Канта (кафедра географии океана) и Московского физико-технического института (кафедра термогидромеханики океана). Также в работе участвовали представители Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО), координирующие гидрохимические исследования и Института космических исследований РАН, предоставлявшие оперативные космические снимки, необходимые для объективного анализа гидрометеорологической ситуации. Руководителем экспедиции являлся старший научный сотрудник кафедры океанологии географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова Александр Демидов.

Яхта «Джокер» в гидрогавани

Яхта «Джокер» в гидрогавани

Наблюдения в открытой части моря производились с борта яхты «Джокер», а в мелководной прибрежной акватории, Балтийском проливе и в Калининградском заливе для работы использовалась моторная лодка. В ходе экспедиции был выполнен большой комплекс работ, включающий метеорологические, океанологические и гидрохимические исследования. Проводились измерения температуры и солености воды, скоростей течений, мутности, а также выполнялся гидрохимический анализ проб воды, который включал в себя определение содержания растворенного кислорода и минеральных форм биогенных элементов (минерального фосфора и растворенного кремния). Исследуемые параметры позволяют охарактеризовать гидролого-гидрохимическую структуру вод и оценить межгодовую изменчивость характеристик основных водных масс: поверхностной, североморской и вод холодного промежуточного слоя.

Работа с CTD зондом

Работа с CTD зондом

Другой практической задачей экспедиции являлось изучение особенностей циркуляции прибрежных вод. Эта информация поможет предсказанию тенденций разрушения берегов и обнаружению разрывных течений, которые являются частой причиной гибели отдыхающих.

Балтийское море является внутриконтинентальным шельфовым бассейном Атлантического океана, богатое ценными видами рыб, для которого постоянный мониторинг его вод особенно актуален. Важнейшей проблемой его экосистемы является затрудненный водообмен с Северным морем, который приводит к сероводородному заражению придонных слоев. Это, в свою очередь, оказывает губительное воздействие на всю экосистему Балтийского моря. Нарастание дефицита кислорода и увеличение концентраций биогенных элементов в глубинных водах являются своеобразными экологическими часами, которые показывают нам, как давно был очередной заброс североморских вод. Круговорот биогенных элементов в толще воды можно сравнить с природной батарейкой: в верхнем фотическом слое идет аккумуляция органического вещества, ниже — его разложение до минеральных форм с потреблением растворенного кислорода. Такое перераспределение гидрохимических параметров, без дополнительного затока свежих вод в придонный горизонт, приводит к полному потреблению растворенного кислорода и к образованию сероводорода.

Работа с гидрохимическими пробами

Работа с гидрохимическими пробами

Истощение запасов растворенного кислорода оказывает губительное воздействие на гидробионты. При его концентрации около 1,5 мл/л рыбы начинают мигрировать в районы с большим содержанием кислорода, а при концентрациях меньше 1,5 мл/л многие виды погибают. Среднемноголетние распределение растворенного кислорода в придонном слое указывает на то, что собственно в самой впадине существует зона устойчивого дефицита кислорода, где его содержание может опускаться ниже 2 мл/л. В связи с этим, одной из задач экспедиции было исследование вод Гданьской котловины для оценки современного состояния придонных слоев Балтийского моря. В ходе экспедиции в Гданьской котловине (одном из самых глубоких мест моря) сероводорода обнаружено не было. Кроме того, исследуемые в ходе экспедиции гидрохимические параметры позволяют оценить процесс эвтрофикации вод, который является одной из главных проблем в прибрежной зоне Балтийского моря.

Особый интерес представляют измерения, проведенные в Балтийском проливе, на выходе из которого, формируется течение грибовидной формы, хорошо видное на космических снимках. За время экспедиции был выполнен ряд разрезов, позволяющих охарактеризовать вертикальную структуру этого течения и оценить его расход.

Еще одной прикладной задачей стала выполненная в акватории Калининградского залива гидрологическая съемка. Экспедицией фактически зафиксировано современное состояние вод, которое возможно изменится после строительства Польшей канала через свою территорию Балтийской косы. По мнению профессора Гданьского университета Евгениуша Дембицкого, после строительства канала будет наблюдаться увеличение солености вод в заливе, которое составит около 1 промилле (1 грамм на литр воды). Несмотря на казалось бы малое значение, это может привести к изменению видовой структуры животных, обитающих в водах залива и сказаться на рыбохозяйственной деятельности. Также, в результате строительства повысится риск наводнений в низинных районах.

Запуск высокоточных термометров

Запуск высокоточных термометров

Кроме того, важной задачей экспедиции было изучение изменчивости характеристик вод Балтийского моря по сравнению с результатами предшествующих экспедиций МГУ и БФУ в этот район, начавшихся в 2005 году.

В ходе экспедиции студенты получили неоценимые навыки работы с современными океанологическими приборами и практические морские навыки, что будет способствовать их становлению как специалистов-оканологов. Результаты, полученные в экспедиции, многими из студентов будут использоваться для своих курсовых и дипломных работ и внедряться в учебный процесс. Подобные наблюдения в дальнейшем предполагается проводить на регулярной основе, что обеспечит мониторинг состояния прибрежных вод Калининградской области.

Участники экспедиции благодарят за помощь в организации экспедиции сотрудников УНПК МФТИ, Атлантического отделения института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Института космических исследований РАН, Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО) и экипаж яхты «Джокер» в лице Александра Вахрамеева и Вадима Пигулевского.

Надежда Пупышева,
пресс-секретарь,
Географический факультет МГУ