Добро пожаловать


Вы находитесь на сайте Беломорской биологической станции МГУ им.М.В.Ломоносова.

Для того, чтобы создавать новые темы в форуме сайта, а также, чтобы комментировать материалы, вам необходимо зарегистрироваться.

Войти

Я забыл пароль

Зарегистрироваться

Главная страница Карта сайта Контактная информация
ББС МГУ

Беломорская Биологическая Станция Московского Государственного Университета им.М.В.Ломоносова
Русский язык Русский     English English

Главная » Научная работа » Отчеты научных групп » 2012 год »


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Отделяющиеся соленые водоемы: первое знакомство с их зимним обликом

 

С 22 марта по 2 апреля 2012 г. на Беломорской биостанции МГУ работала комплексная экспедиция по изучению отделяющихся от моря водоемов.

Отчет об экспедиции на кисло-сладкие озера Март 2012.pdf  719.25 KB
Отделяющиеся соленые водоемы: первое знакомство с их зимним обликом. Отчет о комплексной эспедиции, март 2012 г.

 

Извилистая береговая линия со множеством заливов, россыпью островов и корг (каменистых отмелей, выступающих из-под воды во время отлива) придают Карельскому берегу Белого моря не только очарование, но и особую научную значимость. Из-за быстрого поднятия берега, которое началось после схода последнего ледника и продолжается по сей день со скоростью около 4 мм в год, за считанные десятилетия острова присоединяются к материку, корги становятся островами, а заливы и проливы отделяются от моря и превращаются в соленые озера.

Особенно интересна судьба отделяющихся водоемов, которые, постепенно утрачивают морской облик и могут превращаться в солоноватые лагуны, меромиктические озера, подобные реликтовому озеру Могильному, пресноводные озера или соленые марши. В ближайших окрестностях Беломорской биостанции МГУ найдено несколько озер на разных стадиях изоляции, что делает возможным изучение их гидрологической эволюции и сукцессии водных и прибрежных экосистем. По мере увеличения степени изоляции море утрачивает власть над бывшим заливом, в нем ослабевают, а потом и вовсе прекращаются приливы, и на долгое время водоем становится «изгоем» - отвергнутый морем, но еще не принятый сушей.

В ходе отторжения водоема от моря происходят серьезные изменения в водных сообществах. На смену морской биоте приходит комплекс видов, способных обитать в широком диапазоне солености, в том числе организмы, характерные для эстуариев, потом – пресноводные виды, а если дно водоема ровное, то формируется марш, и его осваивают болотные и сухопутные виды. Соленость воды – далеко не единственный параметр, который изменяется по мере изоляции. Из-за ослабления приливно-отливных явлений сужается, а потом и вовсе исчезает литораль, прежнюю приливно-отливную зону осваивают сначала растения-галофиты, а когда сформируется почва, образуется сообщество приморского луга. Прекращение приливно-отливного перемешивания приводит к расслоению водной толщи, и возникновению в донных ямах застойной зоны с более высокой соленостью, низкой температурой, без кислорода. В одном из наиболее изолированных водоемов, который  практически утратил связь с морем, захороненная в донном углублении вода имеет постоянную соленость и температуру около +5ºС, что наблюдалось в течение нескольких лет наблюдений в летнее время. Прекращение турбулентности и возникновение слоев, резко различающихся по физическим и гидрохимическим параметрам, создает условия для развития бактериальных сообществ, которые приходят на смену сообществам макроорганизмов.

Первым таким водоемом, который привлек к себе внимание исследователей, стало озеро Полупресное в 1,5 км от Беломорской биостанции МГУ, известное также под названием «Кисло-сладкое». Более десяти лет за ним наблюдает гидролог, доцент каф. океанологии Анатолий Николаевич Пантюлин. В летнее время озеро трехслойное: из-за влияния небольшого ручья поверхностный солей опреснен, под ним расположен солоноватый слой – гораздо более теплый и насыщенный кислородом благодаря фотосинтезу водорослей, взвешенных в его толще, а в самом глубоком месте залегает очень соленая и холодная донная водная масса, лишенная кислорода и содержащая сероводород. Вскоре на карте было найдено еще два подобных водоема, и оба оказались похожими на Кисло-сладкое. Летом 2010 года Беломорская биостанция МГУ совместно с Всемирным фондом дикой природы WWF организовали экспедицию вдоль Карельского побережья специально для поиска подобных озер. Надежды оправдались: список пополнился еще несколькими. В общей сложности сейчас их известно два десятка. 

Все изученные озера обладают четкой вертикальной стратификацией и признаками меромиктических озер.  Но это – летом, а что они представляют собой в зимнее время, было неизвестно. Чтобы заполнить этот пробел, и была организована мартовская экспедиция 2012 года. Отделяющиеся от моря водоемы оказались интересны представителям разных научных дисциплин. В экспедиции приняли участие сотрудники Института микробиологии РАН А.С.Саввичев и О.Н. Лунина, геологи из Института океанологии РАН  В.П.Шевченко и А.С.Филиппов, А.Н.Демиденко из Государственного океанографического института, геохимик Н.М.Кокрятская из Института экологических проблем Севера РАН (Архангельск), сотрудник Института проблем передачи информации РАН Д.А. Воронов, альгологи с кафедры гидробиологии Биологического факультета МГУ Л.С.Житина, Л.В. Ильяш и Т.А. Белевич, а также аспирантка Биологического факультета МГУ М.В.Мардашова и ученица биологической школы №192 Анна Воронова. Вдохновителем этой работы выступил доцент каф. океанологии А.Н.Пантюлин, а организационные хлопоты взяла на себя Е.Д.Краснова, научный сотрудник ББС МГУ.

Зимняя работа трудна: довезти людей и оборудование до нужного водоема можно только на снегоходе. Но с этим проблем не оказалось: руководство биостанции предоставило в распоряжение исследователей два «Бурана» с санями, и добраться удалось во все запланированные места. И погода помогала: легкий морозец укрепил лед, небольшой снегопад сделал дорогу мягкой, а яркое мартовское солнце поднимало настроение.
Без «проколов», все же, не обошлось: в первой поездке из-за мороза отказал эхолот, точнее - его жидкокристаллический дисплей, и пришлось прибегнуть к дедовскому способу измерения глубины: веревкой с грузом. К счастью, остальная электроника выдержала. Помехой в работе оказался тупой нож ледобура, побывавший в руках не в меру усердного студента: пытаясь заточить нож, он стесал режущие зазубрины. Но тут на выручку пришли сотрудники биостанции: шкипер Вало Валович Сивонен предложил свой бур. А потом помогли и с заточкой ножа.

Выпиливать колонку льда – тяжелая работа, она может занять и час, и больше, устав, мужчины постоянно сменяют друг друга, и очень хочется поблагодарить водителей снегоходов Вало Валовича Сивонена и Владимира Тимофеевича Колбыко – они помогали во всех трудных делах, и несли тяготы полевой работы наравне с другими участниками экспедиции. Но есть в зимней работе и преимущества. Ледовый покров позволяет добраться до любой точки озера и работать с тяжелыми приборами, что невозможно летом с надувной лодки – единственного плавсредства, которое можно использовать на этих небольших водоемах.

Одна из сложностей работы на соленых озерах - прослойки воды во льду, которые не замерзают, несмотря на морозы. Ступая по льду, никогда не угадаешь, удержишься ли на его поверхности, провалишься в первую водяную прослойку или во вторую. Совсем под лед не провалишься, он достаточно толст, но ходить в таких местах можно только в рыбацких бахилах. Промочив «непромокаемые» зимние сапоги разных фирм и фасонов, в следующие рейсы мы прихватили несколько досок и сооружали возле лунки «мостки». И сухо, и оборудование раскладывать удобно.

Главным сюрпризом стало то, что все озера оказались заполненными соленой водой. Даже в озере «Трехцветное» в Пеккелинской губе, где летом у поверхности располагается двухметровый слой пресной воды, нынешней зимой пресного слоя не оказалось: соленая вода подступила к самому льду. Озеро Кисло-сладкое, где всегда сохранялась вертикальная стратификация, со дна и доверху заполнено водой из моря: не стало ни опресненного поверхностного слоя, ни застойного донного. В Нижнем Ершовском озере, которое до недавнего времени считалось пресным, соленая вода оказалась не только в углублениях дна, что было обнаружено предыдущим летом, но уже на метровой глубине, и концентрация морской соли оказалась гораздо выше, чем летом - 16‰. Как могла попасть морская вода в озера, настолько поднятые над уровнем моря, что в них давно прекратились приливы? Часто ли такое случается? Что это: обычное зимнее состояние озер или результат катастрофического заплеска? Каковы его причины?

Двумя месяцами раньше – в конце декабря 2011 года, вскоре после ледостава, Е.Д.Краснова и Д.А.Воронов обнаружили по берегам Кисло-сладкого озера торосы, и были очень удивлены: торошение - признак приливных колебаний уровня, а в этом озере они прекратились 30 лет назад. Трещины льда прошли по прибрежным молодым березкам – далеко от обычного уреза воды. Зона, где давно уже сформировался приморский луг и благоденствует большая популяция папоротника ужовника, в этот момент оказалась покрыта льдом и залита морской водой на высоту 15 см. Через порог, отделяющий озеро от моря, из озера струился поток соленой воды. Послойный отбор проб показал, что вся толща заполнена соленой водой, такой же, как в море, и до самого дна доходит кислород, а сероводород сохранился лишь в донном илу. Торошение, высокий уровень морской воды, отсутствие стратификации и исчезновение сероводородной донной водной массы – все это озадачивало. Теперь мы понимаем, что все это было результатом поступления морской воды, и то же самое произошло и с другими солеными озерами.

Сотрудники биостанции, которые живут на ней постоянно, вспомнили, что прошедшей осенью действительно были отмечены необычно высокие приливы. Настолько высокие, что вода почти подступала к стенам малой аквариалки, плавучая часть причала становилась вровень с настилом основного, а для того, чтобы сойти с катера на причал, по трапу приходилось спускаться, а не подниматься, вопреки обычному. Только не могли вспомнить дату. Как мы пожалели, что у автоматической метеостанции на причале ББС нет датчика уровня моря! Стали наводить справки у других мореплавателей.

Руководитель морского яхтклуба в пос. Чупа Юрий Николаевич Рыбаков сообщил, что аномально высокие приливы происходили и в Чупе. Это было в те же дни, когда из-за ураганного северо-восточного ветра, достигавшего в порывах 46 м/сек, и совпавшего с сизигием, случилось наводнение в Архангельске. Так мы определили дату — 15-16 ноября 2011 г. В Чупе уровень прилива почти на метр превысил обычный для этого времени. Нет сомнений, что наводнение в Архангельске, высокие приливы в Чупе, возле биостанции, и заполнение отделившихся озер морской водой – события одного времени. И явление это не регулярное, а чрезвычайное.

Можно сокрушаться, что в этой экспедиции нам не удалось застать водоемы-изгои в их обычном зимнем состоянии. Но мы рассудили иначе: наводнение вернуло наши озера на более раннюю стадию изоляции и подарило нам новую точку отсчета. Теперь мы можем наблюдать, как в них восстанавливается расслоение, узнаем, как отреагирует биота, и как она будет развиваться дальше.

Все научные группы остались довольны полученными материалами.

Микробиологи отобрали пробы воды из разных слоев четырех озер – Кисло-сладкого возле ББС МГУ, Трехцветного в Пеккелинской губе, озера на Зеленом мысу и Нижнего Ершовского. Они надеются найти новые, еще неизвестные науке микроорганизмы и разобраться в потоках веществ, которые проходят через бактериальные сообщества. Полученные материалы позволят впервые для Белого моря получить данные о содержании метана в воде и осадках и об интенсивности сульфатредукции и образования метана. Из полученных проб в лаборатории Института микробиологии они надеются выделить культуры фотосинтезирующих бактерий, которые придают разным слоям воды зеленый, желтый и красный цвет. Специалист по анализу соединений серы Н.М. Корякская, собрав пробы из бескислородных слоев разных соленых озер, получила возможность опробовать методику определения сероводорода и железа в морских условиях.

Альгологии взяли керны льда с озера на Зеленом мысу и с Кисло-сладкого для изучения видового состава, обилия и распределения микроскопических водорослей в толще льда и пробы подледного фитопланктона. Вопреки их ожиданиям, во льдах этих озер преобладают не пресноводные, а типичные морские ледовые диатомовые водоросли. Своеобразно, что во льдах кисло-сладких озер в большом количестве присутствуют крупные (25х15 мкм) криптофитовые водоросли, которые в морских льдах не встречены. В прослойках опресненной воды из Трехцветного озера обнаружен густой «бульон» из гетеротрофных микроорганизмов – бактерий и жгутиконосцев, к изучению которых стоит привлечь специалистов по этой группе.


Седиментологи отобрали колонки грунта из подводных ям в соленых озерах и в пресном Верхнем Ершовском. Слои грунта – это летопись климатических и геологических событий в последние десятки и сотни лет. Определив скорость накопления осадка, можно узнать, когда озеро отделилось от моря, и когда стало пресным. В отобранных ими кернах льда впервые для Белого моря будет сделан анализ изотопного состава кислорода.  Пробы снега из разных мест окрестностей ББС МГУ позволят определить, какие вещества приносит сюда ветер, и откуда. Это тоже своего рода летопись событий, но за более короткий период времени – за последнюю зиму.


Чтобы лучше познакомиться с работой коллег, по вечерам все участники экспедиции собирались в кают-кампании и рассказывали о своих исследованиях. За неделю работы на ББС прозвучали пять докладов: А.Н.Пантюлин рассказал о гидрологических особенностях кисло-сладких озер, Е.Д.Краснова - об их разнообразии, А.С. Саввичев поведал о том, какие бактерии встречаются в меромиктических озерах и о химических реакциях, за счет которых они существуют, В.П.Шевченко прочел лекцию о воздушном переносе твердых частиц. Замечательным украшением этого ежедневного семинара стал рассказ А.Н. Пантюлина о Фритьофе Нансене, посвященный его 150-летнему юбилею.

Подводя итоги экспедиции, ее участники выразили восхищение тем, как удобно стало работать на биостанции. «Лабораторные условия работы, четкость работы транспорта, постоянная готовность сотрудников ББС прийти на помощь – все это создает такие замечательные условия для работы, какие даже не встретишь на европейских стационарах» – считает руководитель группы микробиологов А.С.Саввичев. – «Теперь здесь можно развивать стационарные наблюдения, на которые мы пока даже и не рассчитывали. Отделяющиеся соленые озера – это ценный объект с большими перспективами для науки. Они могут стать своего рода «дрозофилой» - модельным объектом для фундаментальных комплексных исследований». «Озера, подобные Кисло-сладкому – удачный объект для изучения процессов, которые происходят при антропогенном отделении морских заливов, например – при строительстве приливных станций» – считает специалист по эстуариям Н.А.Демиденко.

Экспедиция закончилась, но это не прощание, а старт новых междисциплинарных исследований и размышления над тем, что и как делать дальше. Микробиологам нужны сведения об осеннем состоянии озер – в начале ноября, альгологам – керны льда в момент, когда лед имеет наибольшую толщину, то есть в марте. Седиментологам, с их тяжелыми пробоотборниками, удобно работать со льда, и они тоже ориентируются на март. Н.А.Демиденко пригласил участников экспедиции ближайшим летом обследовать антропогенно отделенные водоемы, в частности – губу Канда, где происходят такие же изменения, как в Кисло-сладком озере.

 

Участники экспедиции на ББС МГУ, март 2012 г.

Гидрологи:

Пантюлин Анатолий Николаевич канд. геогр. наук, доцент каф. океанологии Географического факультета МГУ

Демиденко Николай Александрович ст. науч. сотр. Государственного океанографического института (ГОИН)

Зоологи:

Краснова Елена Дмитриевна канд. биол. наук, науч. сотр. Беломорской биостанции МГУ

Воронов Дмитрий Анатольевич канд. биол. наук, ст. н. с. Института проблем передачи информации РАН

Мардашова Мария Валерьевна аспир. Биологического факультета МГУ

Группа альгологов:

Ильяш Людмила Васильевна д-р биол. наук, вед. науч. сотр. каф. гидробиологии Биологического факультета МГУ

Житина Людмила Сергеевна канд. биол. наук, ст. науч. сотр. каф. гидробиологии Биологического факультета МГУ

Белевич Татьяна Алексеевна канд. биол. наук, ст. науч. сотр. каф. гидробиологии Биологического факультета МГУ

Группа микробиологов:

Саввичев Александр Сергеевич д-р биол. наук, ст. науч. сотр. Института микробиологии РАН

Лунина Ольга Николаевна канд. биол. наук, мл. науч. сотр. Института микробиологии РАН

Геологическая группа:

Шевченко Владимир Петрович канд. геол-мин. наук., вед. науч. сотр. Института океанологии РАН

Филиппов Александр Сергеевич науч. сотр. Института океанологии РАН

Кокрятская Наталья Михайловна канд. геол.-минерал. наук, Институт экологических проблем Севера УрО РАН (Архангельск)

 

Отчет подготовила канд. биол. наук,
науч. сотр. ББС МГУ
Е.Д.Краснова




Прокрутка вверх  
Фотогалерея
Прокрутка вниз  

Фотографий: 54
 

 

+7 (815) 33-64-516

Электронная почта: info@wsbs-msu.ru

Вход в почту @wsbs-msu.ru



2008 создание сайта: Создание сайтов - DeCollage
© 2000-2015 ББС МГУ