| 19. |
Аннотация |
Наиболее интенсивные гидрологические процессы в придонном слое океана наблюдаются в узких глубоководных проходах, соединяющих абиссальные котловины. В данных местах значительны скорости течений и как следствие резкое увеличение интенсивности вертикального турбулентного перемешивания, которое влияет на реально наблюдаемую плотностную стратификацию во всем океане. Кроме того, придонные и глубинные воды формируют меридиональную циркуляцию Атлантики, переносят потоки тепла и связывают в единую систему всю океанскую толщу. При этом именно гидрохимические параметры как наиболее консервативные могут показать скорость изменения свойств вод придонного слоя. А в сочетании с измерениями гидрофизических параметров можно оценить вклад перемешивания и глобальных климатических изменений в этот процесс, оценить возраст и место происхождения вод. Понимание гидрофизических и гидрохимических процессов также важно для различных междисциплинарных аспектов, включая исследование процессов седиментации, эрозии дна, экологии донных сообществ и других биологических и геологических процессов. Главной целью проекта является разработка подхода к совместному анализу гидрохимических и гидрофизических
параметров в глубоководных проходах Атлантики и Арктики, где наблюдается сильная динамика вод. При этом планируется как сравнение гидрохимической структуры вод при разных локальных условиях (скоростях течений, вертикальной стратификации и рельефе дна), так и изучение пространственной и временной изменчивости содержания растворенного кислорода, кремния и других биогенных элементов. Решение поставленных задач достигается благодаря значительному объему экспедиционных данных за 2020-2022 гг. в ключевых глубоководных проходах Атлантики и Арктики. Коллективом проекта были выполнены комплексные исследования в море Уэдделла, канале Вима, разломе Вима, проходах Восточно-Азорского хребта, разломах Романш и Чейн, желобе Святой Анны. Проводились одновременные исследования термохалинной структуры, динамики вод и измерения гидрохимических параметров – растворенный кислород, растворенный кремний, минеральный фосфор, азот нитратов, нитритов, аммонийный азот, водородный показатель, общая титруемая щелочность. Большинство данных гидрохимии на настоящий момент проанализировано лишь для нескольких отдельных районов, а подробное сравнение с гидрофизическими параметрами не проводилось совсем.
В ходе выполнения проекта планируется решение нескольких задач. На основе собственных и других данных будет изучена гидрохимическая структура обширного региона Мирового океана. Для отдельных районов возможно сравнение долгопериодной и короткопериодной изменчивости. Важной задачей является исследование мелкомасштабной изменчивости гидрохимической структуры вод в зависимости от гидрофизических процессов в отдельных глубоководных каналах. Планируется рассмотреть поведение гидрохимических показателей в зависимости от многих гидродинамических эффектов (диссипация энергии потока, генерация внутренних волн, интенсивное перемешивание), возникающих при перетоке вод через глубоководные проходы.
Сложность исследования проблемы заключается как в глубоком расположении, так и в малой изменчивости придонных вод. Значительная часть натурных данных, полученных мировым научным сообществом, находится в котловинах Атлантики на большом расстоянии друг от друга. Таким образом по ним можно оценить лишь общие тенденции в распределении гидрохимических параметров. А для большей части отдельных глубоководных проходов такие измерения вовсе отсутствуют. При этом для исследования влияния гидрофизических процессов на гидрохимическую структуру необходимы данные с высоким пространственным разрешением в районах со значительной динамикой вод. Понимание современного состояния гидрохимической структуры придонного слоя и ее зависимости от гидрофизических параметров особенно важно в условиях изменяющегося климата, а также для настройки и валидации
численных моделей океана. |