Структура вод в вертикальном разрезе

Научный состав экспедиции на борту катамарана «Икар-2».

В июле-августе 2014 года состоялась учебно-научная экспедиция в рамках комплексных исследований прибрежных вод Калининградской области по проекту Русского географического общества и Российского фонда фундаментальных исследований. В экспедиции принимали участие студенты и сотрудники трех вузов, выпускающих студентов морских специальностей: МГУ имени М.В. Ломоносова (кафедра океанологии географического факультета), Балтийского федерального университета имени И. Канта (кафедра географии океана) и Московского физико-технического института (кафедра термогидромеханики океана).

Наблюдения производились с борта катамарана «Икар-2» и с моторной лодки. Для анализа ситуации использовались также космические снимки, предоставленные Институтом космических исследований РАН. Участники экспедиции исследовали гидрологическую структуру вод, измерили скорости течений, осуществили метеорологические измерения и лабораторные гидрохимические анализы отобранных проб воды. На удалении до 20 миль от берега в экономической зоне России проводились измерения температуры, солености вод, содержания кислорода, мутности и минеральных форм биогенных элементов (всего около 20 параметров) с различных глубин.

Отбор проб воды с глубины с помощью батометра.

Все это позволяет охарактеризовать гидрологическую структуру вод и оценить межгодовую изменчивость основных водных масс: поверхностной, североморской и вод холодного промежуточного слоя. Особый интерес представляют измерения, проведенные в Балтийском канале, на выходе из которого формируется течение грибовидной формы, хорошо видное на космических снимках. За время экспедиции проведен ряд разрезов, позволяющих понять его вертикальную структуру.

Вблизи Балтийской косы зафиксирован выход глубинных вод на поверхность, что приводило к низким температурам воды (16–18 градусов) на фоне температур воздуха, превышавших 30 градусов.

Одной из задач экспедиции стало изучение изменчивости характеристик вод Балтийского моря по сравнению с предшествующими работами МГУ и БФУ в данном районе, которые начались еще в 2005 году. Также в ходе экспедиции проводилось исследование особенностей циркуляции прибрежных вод. Это в дальнейшем поможет предсказывать тенденции разрушения берегов и вести обнаружение разрывных течений, которые, к сожалению, часто уносят купающихся в открытое море.

Изученные в ходе экспедиции гидрохимические параметры позволяют оценить процесс формирования биологической продуктивности океана, то есть являются своеобразным мостиком, связывающим океанологию и биологию. Это тем более актуально, что любые экосистемные исследования немыслимы без использования совместного анализа полей температуры, солености, содержания растворенного кислорода и биогенных элементов.

Исследование также затронуло проблему обновления глубинных вод, крайне нерегулярно поступающих в Балтику из Северного моря через Датские проливы. Если обновление вод давно не происходило, то в понижениях рельефа на глубине более 100 м возможно формирование сероводородного слоя, негативно влияющего на качество вод. Это, в свою очередь, оказывает губительное воздействие на всю экосистему Балтийского моря, богатого ценными видами рыб.

Работа с термосолезондом. Фото А. Демидова, О. Лаврова

Нарастание дефицита кислорода и увеличение концентраций биогенных элементов в глубинных водах являются своеобразными экологическими часами, которые показывают нам, насколько давно был очередной заток североморских вод. Круговорот биогенных элементов в толще воды можно сравнить с батарейкой: в верхнем фотическом слое происходит 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 образованию сероводорода. Кстати, в ходе экспедиции сероводорода в Гданьской котловине не обнаружено.

Поступление соединений азота и фосфора со стоком рек приводит к одной из главных проблем современной Балтики – эвтрофикации (повышенной биопродуктивности, приводящей в конечном счете к вымиранию биоты). Контроль содержания данных соединений осуществлялся в экспедиции.

Планируемое строительство Польшей канала фактически превратит часть Балтийской косы в остров и приведет к существенным изменениям циркуляции вод и экосистемы в Калининградском заливе и в меньшей степени в прилегающей прибрежной части Балтики. 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 этого показателя, это может привести к изменению видовой структуры биоты вод залива и сказаться на рыбохозяйственной деятельности. Также в результате строительства повысится риск наводнений в низинных районах.

Подобные наблюдения в акватории Балтики в дальнейшем предполагается проводить на регулярной основе, что обеспечит мониторинг состояния прибрежных вод Калининградской области. Экспедицией фактически зафиксировано современное состояние вод, которое, возможно, изменится после строительства Польшей канала через свою территорию Балтийской косы.