НИС «Профессор Мультановский». Морская геология

Подгоняемые северо-западными ветрами, мы движемся к южной части Восточно-Сибирского моря. Очередной переход между разрезами занимает почти сутки, за это время надо успеть восстановить силы и начать анализировать полученные данные. Особенно рады представители геологического отряда – первый разрез в Восточно-Сибирском море успешно завершён, и отобранные пробы выглядят многообещающе. В южной части Восточно-Сибирского моря довольно мелкое дно [под нами всего 15 м], и сейчас нас серьёзно качает – мы идём по периферии циклона. Тем не менее, в течение последних трёх дней погода скорее благоволила использованию разнообразных дночерпателей – штиль и отсутствие льда позволили поднять на борт щедро заполненные ковши, трубки и коробы с морскими осадками.

Геологический отряд на НИС «Профессор Мультановский» – международная команда опытных специалистов: Хайдемари Кассенс [Heidemarie Kassens, руководитель отряда, GEOMAR], Флориан Эверс [Florian Evers, GEOMAR], Екатерина Талденкова [МГУ им. М.В. Ломоносова] и Антон Шманяк [ФГБУ «ВСЕГЕИ»]. У каждого из них есть собственные научные задачи, но некоторые собирают материал также и для своих коллег. Реализовать программу им помогают ребята из гидрологического отряда, а также боцман, Анатолий Александрович: если обычные черпаки для отбора грунта могут поднять два человека, то самый крупный из них, бокскорер, можно поднять только с помощью палубного крана. Исследования пересекаются с биологическими, так как пробы осадков – общие. В заключительном этапе экспедиции ТРАНСАРКТИКА 2019 бентосом [организмами, живущими на поверхности морского дна и в осадках] занимается Иван Вольтский из ЗИН РАН.

Я задала вопросы морским геологам и палеоокеанологам Хайдемари Кассенс и Екатерине Талденковой.

 –  В нашем рейсе геологические работы проводились в Восточно-Сибирском море, расскажите, пожалуйста, почему это так важно?

– Восточно-Сибирское море – наименее изученное среди арктических морей России с точки зрения геологии. Оно было почти весь год покрыто льдом, поэтому количество экспедиций, работавших в этом районе, можно пересчитать по пальцам. Например, для центральных районов моря данные о геологическом строении вообще практически отсутствуют. Соответственно, важно получить необходимую базовую информацию, которая позволит в дальнейшем проводить геологические научно-исследовательские и геолого-съёмочные работы, за которые в нашей экспедиции ответственен Антон Шманяк из ФГБУ «ВСЕГЕИ».

Как палеоокеанологам и палеогеографам нам чрезвычайно интересно, существовал ли в какой-либо части шельфа Восточно-Сибирского моря ледник во время последнего оледенения. Или же здесь, как и в ранее исследованном нами море Лаптевых, на осушенном шельфе формировалась вечная мерзлота, которая сейчас скрыта под морскими осадками трансгрессии?

– На осушенном шельфе?

Да, с геологической точки зрения ещё недавно современное «дно океана» высилось над водой. При таянии ледниковых щитов уровень Мирового океана поднимался, в результате чего и образовались арктические моря России в их современном виде.

На шельфе Восточно-Сибирского моря встречаются воды, пришедшие из Атлантического и из Тихого океанов. Их взаимодействие в различные периоды времени в течение последних 19 тыс. лет можно исследовать, изучая осадки именно Восточно-Сибирского моря и содержащиеся в них ископаемые остатки бентосных и планктонных организмов [обитателей морского дна и водной толщи]. Это крайне важно для реконструкции палеоциркуляции вод и палеоклимата [климата и течений прошлого].

– Расскажите, пожалуйста, как это можно сделать?

Осадочный чехол похож на слоёный пирог, где самые нижние слои – самые старые, а первые миллиметры – современные осадки. Нам очень интересно и важно работать вместе со всеми остальными группами исследователей в составе этой экспедиции, потому как любые реконструкции условий палеосреды основаны на принципе актуализма. Если мы пониманием механизмы, контролирующие современные природные системы, мы можем применить эти знания при анализе геологических данных – последовательно накапливавшихся на дне слоёв морских осадков.

– Какие инструменты нужны для геологических исследований?

Мы используем четыре типа пробоотборников для получения донных осадков:

1. Дночерпатель Ван Вина позволяет получить поверхностные донные осадки и подстилающие их 15-20 см осадков вместе с содержащейся в них бентосной фауной. Это позволяет биологам и геологам изучить состав ныне живущих организмов. При этом мы обрабатываем пробу поверхностных [0-1 см] осадков специальным красителем. Потом под микроскопом можно отличить современные раковины организмов, которые были живыми на момент отбора пробы, от мёртвых раковин: первые будут окрашены в розовый цвет, а вторые останутся белыми. Важно это потому, что на самом деле, поверхностный слой может представлять из себя осадок, который накопился за несколько десятков, а иногда и сотен лет, поэтому важно «вычленить» именно современный комплекс. Для геологического картирования исследуют минералогический и гранулометрический состав осадков, полученных с помощью дночерпателя.

2. Большой коробчатый пробоотборник, или бокскорер [box-corer] позволяет получить как бы ненарушенный «кусок» морского дна, осадочную толщу мощностью до 50 см. Надо сказать, что в таком ледовитом море, как Восточно-Сибирское, с относительно низкими скоростями осадконакопления, подобный 50-ти сантиметровый разрез осадков может дать представление о нескольких тысячах лет геологической истории бассейна. Даже вода, которая находится в бокскорере над поверхностью осадка, является «натуральной» придонной водой со всеми живущими в ней организмами, поэтому биологи тщательно её собирают и исследуют. При последовательном отборе геологических проб из разреза осадков бокскорера мы, геологи, с интересом наблюдали живых двустворчатых моллюсков и полихет на глубинах до 10-20 см. Одним словом, этот инструмент – настоящее богатство как для геологов, так и для биологов.

3-4. Ударные трубки – круглая с диаметром 12 см и квадратная размером 15х15 см – «падающие» в толщу морских донных осадков под тяжестью закреплённого над ними сверху груза, способны отобрать до 10 м морских осадков. Изучение последовательности различных слоёв в таких разрезах позволяет реконструировать историю изменения палеосреды и палеоклимата до времени последнего оледенения или даже древнее. До настоящего времени в центральной части Восточно-Сибирского моря длинные морские колонки не были получены. Мы полагаем крайне перспективным изучение 5-метровой колонки осадков, которую мы отобрали на одной из точек пройденного разреза в западной части моря, и надеемся, что нам выпадет счастливый шанс «заглянуть» даже в доледниковую историю региона.

Результаты наших исследований дадут представление о природном тренде изменения климата, что важно для прогноза и моделирования его будущих изменений.

Все колонки, полученные нами в Восточно-Сибирском море, будут транспортированы в российско-германскую Лабораторию по морским и полярным исследованиям им. Отто Шмидта в ААНИИ, где они будут храниться и изучаться различными специалистами.

– Большое спасибо за интересный рассказ! Надеюсь, нас ждут интересные открытия!

Репортаж ведёт сотрудник отдела океанологии ФГБУ «ААНИИ» Анастасия Тарасенко