НИС «Профессор Мультановский». Морская биология

Сегодня мы заканчиваем работы в море Лаптевых – за это время было сделано четыре океанографических разреза и 56 станций. Впереди 40 часов перехода в Восточно-Сибирское море. Все немного устали, и, кажется, рады небольшой паузе [кроме тех, кто, начиная с Мурманска, занимается попутными наблюдениями­]. Погода тихая настолько, что видно, как полупрозрачные нити облаков поднимаются из воды – море отдает атмосфере накопленное за лето тепло.  

Во время перехода мы продолжаем наблюдать за атмосферой и поверхностью моря: опускаем UCTD, берем пробы поверхностного слоя воды для измерения количества биогенов, щёлочности и хлорофилла. На последнем остановимся чуть подробнее.

Сегодня мы беседуем с Василием Поважным, морским биологом, руководителем российско-германской лаборатории им. Отто Шмидта в ААНИИ. Он рассказывает, как работают арктические экосистемы и что нужно для их исследования на борту судна: 

– Жизнь в воде определяется в первую очередь количеством света в верхней, так называемой фотической зоне. Именно поэтому планктонными сетками мы облавливаем в основном первые 100 метров водной толщи.  Чтобы узнать количество фитопланктона [крошечных водорослей], живущего в воде, с определенной глубины мы отбираем пробы из батометров во время CTD-станций. Затем я фильтрую воду через специальные мелкие фильтры, фитопланктон оседает на них, фильтры мы замораживаем и скоро отправим в Петербург. Уже в лаборатории мы измерим количество хлорофилла – зеленого пигмента, количество которого напрямую связано с количеством водорослей – при помощи стационарного флюориметра, предварительно экстрагировав его с ацетоном.

Кроме лабораторных измерений замороженного планктона, существуют оригинальные способы измерения количества живых водорослей. В прошлом году Василий сконструировал специальный «прижизненный флюориметр» из зеркального фотоаппарата и цветных светофильтров: 

– Если заранее построить калибровочную кривую, с помощью программ типа Photoshop можно определить яркость флюоресценции [светимости] и биомассу живого планктона на полученных фотографиях: грубо говоря, чем ярче картинка, тем больше планктона.  Везде есть свои нюансы, но принцип схож с технологиями дистанционного зондирования земли. Самое главное – эта портативная «лаборатория» позволяет собрать уникальные данные практически мгновенно. 

Поднимаемся дальше по пищевой цепочке. Фитопланктон – кормовая база для зоопланктона [мелких беспозвоночных животных], чем быстрее фитопланктон размножается, тем больше зоопланктона может появиться в этом месте. Основной пик «цветения» [максимального развития] фитопланктона в Арктике приходится на весну –  время, когда поверхность моря освобождается ото льда. Иногда цветение происходит так быстро, что лёд ещё не успевает растаять полностью, хотя обычно начинается при сплоченности льда 6-8 баллов, а при 1-2 уже заканчивается. 

В морях, где безлёдное лето более продолжительное – Баренцево или Карское – часто наблюдается ещё и осенний пик цветения. В этом случае количество фитопланктона определяется количеством растворенных биогенов [питательных элементов –  фосфора, азота и кремния, о них в следующих выпусках расскажет Иван Гангнус]. Любопытно, что бОльшая часть биогенных веществ приносится в Арктику Атлантическими водами вдоль континентального склона, на глубине около 200 м. Как ни странно, мощный сток сибирских рек скорее мешает размножению фитопланктона, потому что этот сток беден азотом и в буквальном смысле «мутит чистую арктическую воду» – растворённая в нём органика не дает свету проникать глубоко в толщу воды. Кстати, для того чтобы измерить количество растворённых органических молекул, наши немецкие коллеги (Jens Holemann и Klaus Reus) отдельно фильтруют пробы воды на CDOM (colored dissolved organic matter – цветное растворённое органическое вещество или «желтое вещество»).

За лето основная масса биогенов в верхнем слое воды поглощается фитопланктоном, но, благодаря вертикальному перемешиванию, вихрям и штормам, какая-то часть вновь поднимается в фотический слой. Результаты жизнедеятельности зоопланктона за лето также оказываются в воде и обеспечивают дополнительный приток биогенов. Главный вопрос сегодня: сколько времени потребуется, чтобы в море Лаптевых и Восточно-Сибирском установился режим, похожий на западные арктические моря?

Спустя какое-то время я задаю свой последний вопрос:

– А как же рыболовство, оно ведь зависит от количества планктона?

– Из-за неравномерного распределения биогенов, и, следовательно, фитопланктона, промышленное рыболовство в восточных арктических морях почти отсутствует; локальное – скорее вблизи берега и в определенных бухтах Карского и моря Лаптевых…

Василий продолжает фильтровать пробы воды, а я в задумчивости закрываю свой блокнот. Действительно, как изменятся экосистемы в Арктике спустя уже несколько лет? Ответ на этот и другие вопросы можно найти лишь с помощью экспедиционных данных. Пора идти работать дальше.

Репортаж ведёт сотрудник отдела океанологии ФГБУ «ААНИИ» Анастасия Тарасенко