В СТУДЕНЧЕСКИЕ КАНИКУЛЫ 2014 Г. НА БЕЛОМОРСКУЮ БИОСТАНЦИЮ МГУ ПРИЕХАЛ НАУЧНЫЙ СТУДЕНЧЕСКИЙ ОТРЯД – КОМПЛЕКСНАЯ ЭКСПЕДИЦИЯ, ОСНОВУ КОТОРОЙ СОСТАВИЛИ СТУДЕНТЫ, АСПИРАНТЫ И ПРЕПОДАВАТЕЛИ КАФЕДРЫ ГИДРОЛОГИИ СУШИ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА МГУ. ОНИ ПРИГЛАСИЛИ ДЛЯ УЧАСТИЯ В ЭКСПЕДИЦИИ НЕБОЛЬШИЕ ГРУППЫ С КАФЕДР КАРТОГРАФИИ И ГЕОИНФОРМАТИКИ, МЕТЕОРОЛОГИИ СВОЕГО ФАКУЛЬТЕТА И С КАФЕДРЫ КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ, ГДЕ ЗАНИМАЮТСЯ ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ К ЛАЗЕРНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ РАСТВОРОВ. В ОБЩЕЙ СЛОЖНОСТИ – 30 ЧЕЛОВЕК, ИЗ КОТОРЫХ 24 – СТУДЕНТЫ.
Экспедиция работала с 28 января по 4 февраля 2014 г. Целью студенческого научного десанта было всестороннее изучение «кисло-сладких» озер – водоемов на разных стадиях отделения от моря, в том числе – давно перешедших в пресноводное состояние. Эти водоемы образуются в результате быстрого подъема берега и отчленения морских заливов. В ближайших окрестностях Беломорской биостанции есть четыре таких водоема, еще сохранивших связь с морем, три пресных и один водоем, о котором прежде не было известно, целиком ли он пресный, или на дне есть остаточный соленый слой. Все восемь водоемов нынешней зимой были героически исследованы.
Заполярье встретило экспедицию неприветливо: в день приезда в нарушение всех прогнозов грянул сильный мороз -34°С. Такой большой отряд, да еще с рюкзаками и оборудованием перевезти на снегоходах невозможно, поэтому большинству пришлось преодолевать 18 км от Пояконды до биостанции на лыжах. И неизвестно, кому было холоднее: снегоход едет быстро, но в открытых санях к морозу прибавляется встречный ветер, а на лыжах, как потом рассказали участники перехода, им было тепло, а некоторые говорят – даже жарко.
Поселение, регистрация, распаковка оборудования, и – самое ценное после морозного пути – жаркая баня, которую к приезду экспедиции истопили на биостанции. Теперь можно начинать работать.
Но морозы не ослабли. Первые три дня работы проходили при -20° -33°. До озер нужно снова ехать на «Буране», кто не поместился – идет туда на лыжах, а после этого еще несколько часов нужно работать там по колено в снегу, а кому-то и в холодной воде. Такие уж условия зимней научной работы на Белом море. Все это ребята не только выдержали, но и с достоинством выполнили все намеченные задачи. Список задач я составляла, сидя в теплой квартире, и он оказался большой. Но когда начались морозы, подумалось: не слишком ли я размахнулась? Зря волновалась – все задуманное получилось.
В числе задач экспедиции были:
— гидрологическая съемка — определение глубины, температуры и солености/ электропроводности, причем не в одной лунке, а в 5-15 на каждом из озер;
— снегомерная съемка на разрезе через водосборный бассейн каждого озера с определением толщины и плотности снежного покрова, что позволяет оценить в нем запас воды;
— геодезические работы – поскольку озера находятся на разных стадиях отделения от моря, то и уровень относительно моря у них должен быть разный, но до этой экспедиции его никто не определял. Зима, когда озеро покрыто льдом, — для этого очень удачное время;
— определение размера водосборного бассейна для каждого озера по топографическим картам;
— гидрохимический анализ воды в разных слоях этих водоемов – содержание кислорода, биогенных элементов, определение солевого состава;
— измерение толщины ледяного покрова и отбор проб льда для анализа спектральных характеристик слоев разного происхождения (снежного и из морской воды) и изучения возможного присутствия микроорганизмов по спектрам флуоресценции;
— определение состава зимнего зоопланктона и простейших в каждом озере;
— изучение физико-химических характеристик разных слоев воды в разных озерах и особенностей вертикальной стратификации в нынешнем зимнем сезоне;
— наблюдения за метеорологической ситуацией с помощью автоматической метеостанции и составление собственных прогнозов погоды на каждый следующий день работы;
— отбор проб для микробиологического анализа в Институте микробиологии РАН;
— для двух озер – Кисло-Сладкого и лагуны на Зеленом мысу – определение ледовой изоляции от моря с помощью логгеров – электронных самописцев температуры и давления, которые установили в водоемах на несколько дней в период высоких сизигийных приливов. Если озеро надежно защищено от приливов ледовой перемычкой, логгеры не зарегистрируют никаких изменений, если попадет холодная морская вода – самописцы заметят отличия в температуре.
Все задачи удалось выполнить.
Для составления полного научного отчета понадобится время, но поделиться самыми интересными результатами зимней экспедиции мне не терпится.
По высоте относительно уровня моря водоемы расположились в такой ряд:
Лагуна на Зеленом мысу (–0,05 м) – оз. Кисло-сладкое озеро (0,42 м) – оз. Нижнее Ершовское (1,25 м) – оз. Трехцветное в Пеккелинской губе (1,26 м) — оз. Маленькое на Зеленом мысу (1,68 м) – Верхнее Ершовское (2,65 м) – оз. Круглое (27,2 м) – оз. Водопроводное (72,98 м) – оз. Верхнее (87,2 м).
По размеру Водосборного бассейна: самый большой у оз. Верхнего Ершовского (94629 кв. м), по порядку убывания: Нижнее Ершовское, оз. Трехцветное, оз. Кисло-сладкое, лагуна на Зеленом мысу вместе с Маленьким озером, оз. Верхнее, оз. Круглое и оз. Водопроводное (2464 кв.м).
Высота снежного покрова на склоне Ругозерской горы местами доходила до 77 см. Студентам, участвующим в снегомерной съемке на водосборе каждого озера, и группе, которая прокладывала тропу к Верхнему и Водороводному озерам, пришлось несладко! Но на самих озерах снега всегда меньше, чем в лесу – высота достигает 20-30 см.
Толщина льда на озерах 30-50 см, на море – заметно больше – около 60 см.
Большим сюрпризом, пока не нашедшим объяснения, оказалась температура в нижних слоях пресных озер. По законам физики зимой в пресных озерах устанавливается обратная стратификация: возле поверхности вода холоднее, чем у дна, при этом внизу должно быть +4° – при такой температуре у пресной воды наибольшая плотность. Но в Заполярье, похоже, законы иные 🙂
Во всех пресных озерах в нижнем слое воды температура была выше +4°С, и не на десятые доли градуса, а до 5,5°С! Впервые мы столкнулись с этим в начале января, во время предыдущей съемки в Верхнем и Водопроводном озерах. Первая реакция – забарахлил измерительный прибор, кондуктометр. Чтобы убедиться в его исправности, сверили показания с двумя ртутными термометрами, а потом принесли к озерам термометры и продублировали измерения прямо на месте. Прибор исправен: температура у дна действительно выше положенного! Феномен еще ждет своего объяснения.
Вертикальная гидрологическая структура в Кисло-сладком озере в январе нынешнего года очень напоминает позапрошлогоднюю зиму, когда в начале зимы после шторма, совпавшего с сизигийным приливом, озеро было промыто морской водой. В этом году промывка шла все лето и усилилась осенью, так что задолго до ледостава придонный сероводородный слой был вымыт, а вся вышележащая толща стала однородной, с обычной морской водой. Остаточные количества сероводорода и положительную температуру воды мы увидели только в 50 см от дна в самой глубокой яме озера.
В Лагуне на Зеленом мысу стратификация, наоборот, сохранилась, хотя концентрация сероводорода возле дна тоже невелика. Сильный сероводородный запах нас «порадовал» в двух других озерах – Нижнем Ершовском и Трехцветном, и в них обоих на верхней его границе оказался узкий слой ярко-зеленой воды. По мнению микробиологов, цвет ей придают зеленые серобактерии – фотосинтезирующие по аноксигенному принципу, то есть без выделения кислорода, но с использованием в реакции фотосинтеза сероводорода вместо воды.
Маленькое озеро на Зеленом мысу, которое, вместе с основной лагуной, представляет собой второй остаточный водоем на месте древнего пролива, оказалось довольно мелким – до 2,5 м, и пресным до дна. Это озеро было обследовано впервые, мы предполагали, что на дне, как и в Нижнем Ершовском, может быть соленый слой. Теперь мы знаем, что оно целиком пресное.
Немало сюрпризов увидели и гидрохимики. Главный новый результат – колоссальная концентрация фосфора в нижних слоях Нижнего Ершовского озера и лагуны на Зеленом мысу. Возможно, то же самое наблюдается в Трехцветном, но об этом мы узнаем позже, когда все результаты будут обработаны.
И очередной подарок от Трехцветного озера: в опресненном слое над хемоклином мы обнаружили массовое развитие одноклеточных эвгленовых водорослей – несколько десятков в капле воды. Эвгленовые – миксотрофные водоросли, которые могут сами производить органические вещества за счет фотосинтеза, но также способны к сапротрофному питанию готовыми органическими веществами.
Это чем-то напоминает слой с цветением криптофитовых водорослей Rhodomonas, которое мы наблюдали в нескольких озерах летом: снова над хемоклином концентрируются миксотрофные водоросли. И так же, как бывает в Кисло-сладком с Родомонасами, в толще сероводородного слоя на глубине 5 м мы оказался узкий слой с высокой концентрацией тех же Эвглен, но обездвиженных. Случайно ли это?
Экспедиция удалась на славу. Несмотря на морозы, все здоровы и довольны. Ежевечерние семинары с лекциями и просмотром фильмов об обитателях Белого моря тоже понравились. Особенно — фильм «Морская сорока» про куликов-сорок, снятый в Кандалакшском заповеднике. Кормили вкусно и сытно – готовили сами, и дежурные очень старались. В последний день для тех, кто участвовал в экспедиции гидрологов впервые, была устроена церемония посвящения в гидрологический НСО. Ее прошли не только первокурсники и второкурсники этой кафедры, но и примкнувшие к экспедиции физики, картографы, включая их руководителя Тимофея Евгеньевича Самсонова, аспирантка из Института водных проблем РАН Марианна, чья диссертационная тема тесно смыкается с нашей «кисло-сладкой» тематикой.
Экспедиция завершилась отчетной конференцией, на которой каждая группа сделала презентацию с результатами. На конференцию пригласили постоянных сотрудников биостанции. В итоге всем стало ясно, что этот первый опыт работы на беломорских кисло-сладких озерах вышел очень удачным, но, чтобы получить надежные результаты, работу нужно продолжить.
Почему бы гидрологическому НСО не приехать на ББС будущей зимой снова?
НАДЕЕМСЯ, ЧТО ТАК И БУДЕТ.
Отчет составила Е.Д. Краснова, кбн, cнc ББС МГУ, 10.02.2014 г.
Полный текст отчета об экспедиции НСО гидрологов в феврале 2014 г.
ОТЧЕТ НСО ГИДРОЛОГОВ ФЕВРАЛЬ 2014.PDF 1.96 MB
Краткий иллюстрированный отчет об экспедиции НСО кафедры гидрологии суши на ББС МГУ в феврале 2014 г
Список участников экспедиции:
ПРЕПОДАВАТЕЛИ:
Начальник экспедиции: инж. кафедры гидрологии суши Попрядухин Артем Александрович
Терский Павел Николаевич, м.н.с. кафедры гидрологии суши, к.г.н.
Фролова Наталья Леонидовна, д.г.н., проф., научный руководитель экспедиции НСО кафедры гидрологии суши географического факультета МГУ
Демиденко Николай Александрович, с.н.с. Государственного океанографического института
Ефимова Людмила Евгеньевна, с.н.с. кафедры гидрологии суши, к.г.н. , руководитель гидрохимической группы
Самсонов Тимофей Евгеньевич, с.н.с. кафедры картографии, к.г.н. — руководитель группы картографов
Телегина Анна Андреевна, асп. кафедры гидрологии суши
Телегина Екатерина Андреевна, асп. кафедры гидрологии суши
СТУДЕНТЫ ФИЗИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА:
Вервальд Алексей
Пластинин Иван
Мазурин Эрнест
СТУДЕНТЫ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА:
1 курс
Ликарь Элина-Лидия
Корпушенков Иван
Карашова Мария
2 курс (гидрологи)
Ефимов Василий
Василенко Александр
Панченко Женя
Терешина Маша
Улановский Александр
Морозова Лиза
3 курс (гидрологи)
Сучилина Зоя
Пашкина Маргарита
Камышев Арсений
4 курс (гидрологи)
Сазонов Алексей
Фатхи Михаил
Терский Петр
Харламов Максим
Метеорологи 3 курс
Захарченко Денис
Осипов Александр
Гусева Соня
Картографы
Устюхина Аня 3 курс
Самолетова Маша 2 курс
Аспирантка ИВП РАН
Чебанова Марианна
