Ученые узнали, откуда возник "оазис жизни" в одном из самых холодных морей мира
Исследователи выяснили, что на юго-западе Восточно-Сибирского моря существует область с аномально высокими температурами воды и высокой для этого района Арктики соленостью, которая возникла под влиянием донных гидротермальных источников. Также авторы обнаружили в этой зоне теплолюбивые виды, не характерные для северных морей — рака-отшельника Pagurus capillatus и криль Thysanoessa. Наблюдения впервые позволили объяснить, как возник тепловодный «оазис жизни» в одном из самых холодных морей планеты. Результаты исследований, поддержанных грантами № <a href="https://rscf.ru/project/22-17-35012/" target="_blank"><span style="color: #00aeef;">22-17-35012</span></a> и № <a href="https://rscf.ru/project/23-17-00121/" target="_blank"><span style="color: #00aeef;">23-17-00121</span></a> Российского научного фонда (РНФ), <a href="https://doi.org/10.1038/s43247-024-01529-x" target="_blank"><span style="color: #00aeef;">опубликованы</span></a> в журнале <i>Communications Earth & Environment.</i><br>
<br>
<img src="https://www.rscf.ru/upload/iblock/80c/n3sd84jc8avmws3y1e7uavxkqmedoaco.jpg" style="width: 857.009px;"><br>
<br>
<i>Расположение Чаунской губы в Арктике (оранжевая стрелка) и расположение исследовательских станций. Источник: Charkin et al. / Communications Earth & Environment, 2024.</i><br>
<br>
<p>
Еще в 1980-е годы ученые <a href="http://109.197.144.47:82/cgi-bin/irbis64r_15/cgiirbis_64.exe?LNG=&P21DBN=COMP&I21DBN=COMP_PRINT&S21FMT=infow_wh_print&C21COM=F&Z21MFN=24974" target="_blank"><span style="color: #00aeef;">обнаружили</span></a>, что в одном из самых холодных морей нашей планеты — Восточно-Сибирском море — есть уникальный участок (рефугиум), который населяют теплолюбивые, нетипичные для Арктики виды животных и растений. Это место — Чаунская губа — по видовому составу, а также по физико-химическим характеристикам воды скорее похоже на участки Тихого океана в районе средних Курил или даже более южных вод.
</p>
<p>
Специалисты считают, что такой "оазис жизни" возник во время последнего климатического оптимума — 9000–5000 лет до нашей эры, когда климат в Северном полушарии был гораздо мягче, чем сейчас. Но до сих пор остается загадкой, как теплолюбивые виды сохранились в Чаунской губе после похолодания.
</p>
<p>
Ученые из Тихоокеанского океанологического института имени В.И. Ильичева ДВО РАН (Владивосток) и Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН (Москва) с коллегами исследовали территорию Чаунской губы с помощью собственноручно разработанного буксируемого робототехнического комплекса Smart Fish.
</p>
<p>
<img width="480" src="https://www.rscf.ru/images/foto/%D0%A0%D0%B8%D1%81%D1%83%D0%BD%D0%BE%D0%BA%2045.%20%D0%A0%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9%20%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%20Smart%20Fish.jpeg" height="360" style="width: 857.009px;"><br>
</p>
<p>
<i>Робототехнический комплекс Smart Fish. Источник: Charkin et al. / Communications Earth & Environment, 2024</i><br>
</p>
<p>
Это устройство способно измерять температуру, электрическую проводимость, давление, содержание кислорода и другие параметры в придонном горизонте водной толщи на больших скоростях движения судна. Гидробиологи отобрали пробы воды, чтобы изучить планктон — мелких рачков, личинок рыб и других животных, дрейфующих в водной толще, — а также пробы грунта для изучения донных обитателей.
</p>
<p>
Исследователи "просканировали" устройством Smart Fish всю акваторию губы и обнаружили в ее юго-западной части (у мыса Наглёйнгын и у устья реки Чаун) на глубине 10–15 метров зону с аномально высокой температурой (от +2°C до +3,5°C по сравнению с +0,8°C–1,3°C в окружающей воде).
</p>
<p>
Кроме того, авторы измерили в Чаунской губе содержание изотопов радия — элемента, количество которого повышено в грунтовых водах. Оказалось, что в зоне с температурной аномалией их больше. Это говорит о том, что теплые воды, богатые органическими и минеральными веществами, питающими морские микроорганизмы, имеют грунтовое происхождение и поступают в толщу воды со дна. Данные по стабильным изотопам кислорода-18 и дейтерия (тяжелого водорода) подтвердили их гидротермальное происхождение.
</p>
<p>
С помощью комплекса Smart Fish ученые обнаружили еще один важный механизм возникновения "оазиса жизни". Им оказался циклонический (движущийся против часовой стрелки) круговорот воды, который за счет возникающих центростремительных потоков опускал теплые воды, богатые органическими веществами и микроэлементами, непосредственно ко дну в места обитания теплолюбивых донных обитателей.
</p>
<p>
<img width="800" src="https://www.rscf.ru/images/foto/%D0%A0%D0%B8%D1%81.%20%D0%A0%D0%B0%D0%BA-%D0%BE%D1%82%D1%88%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B8%D0%BA%20Pagurus%20capillatus,%20%D0%BE%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%80%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9%20%D0%B2%20%D0%A7%D0%B0%D1%83%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9%20%D0%B3%D1%83%D0%B1%D0%B5.JPG" height="750" style="width: 857.009px;"><br>
</p>
<p>
<i>Рак-отшельник Pagurus capillatus, обнаруженный в Чаунской губе. Источник: Charkin et al. / Communications Earth & Environment, 2024.</i>
</p>
<p>
Более того, гидробиологи обнаружили в Чаунской губе новые, нетипичные для данного района Арктики виды. Среди них оказались рак-отшельник Pagurus capillatus, характерный для дальневосточных морей и юго-востока Чукотского моря, и криль Thysanoessa — организм, не свойственный Восточно-Сибирскому морю и считавшийся ранее случайно "занесенным" в арктические моря.
</p>
<i>"По нашим наблюдениям, оба вида были массовыми и, будучи достаточно крупными организмами, не могли остаться незамеченными экспедициями предшественников. Можно предположить, что они проникли в губу в последние десятилетия либо на фоне наблюдающихся изменений климата, либо в результате антропогенного заноса. В дальнейшем мы планируем выяснить, из каких районов эти организмы проникли в Чаунскую губу — из Северной Атлантики или северной части Тихого океана. В этом нам могут помочь методы молекулярной генетики",</i> — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, <b>Ксения Кособокова</b>, доктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории экологии планктона Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН.<br>
<br>
В исследовании принимали участие сотрудники Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва), Дальневосточного геологического института ДВО РАН (Владивосток), Калининградского государственного технического университета (Калининград), Мурманского морского биологического института РАН (Мурманск), Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург) и Института морских исследований (Норвегия).<br>
<br>
Источник: <a target="_blank" href="https://www.rscf.ru/news/earth-sciences/uchenye-uznali-otkuda-voznik-oazis-zhizni-v-odnom-iz-samykh-kholodnykh-morey-mira/"><span style="color: #00aeef;">Российский научный фонд</span></a><br>
Эксперименты микробиологов помогут подобрать почву для заполярных городов
<p style="color: #434343;">
</p>
<div>
Второй год ученые Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН, Полярно-альпийского ботанического сада-института, Центра наноматериаловедения КНЦ РАН, Центра Смарт технологий устойчивого развития городской среды в условиях глобальных изменений Российского университета дружбы народов, и Института географии РАН работают над междисциплинарным проектом <a target="_blank" href="https://rscf.ru/project/23-17-00118/"><span style="color: #00aeef;">"Экологические функции и экосистемные услуги микробного сообщества почв и почвенных конструкций городов Арктики в условиях потепления климата и антропогенной нагрузки"</span></a>, который был в прошлом году поддержан грантом Российского научного фонда.
</div>
<br>
Руководитель проекта, кандидат биологических наук <b>Мария Корнейкова</b> рассказывает о новом этапе работы: <br>
<br>
<i>"В лаборатории мы проанализировали отобранные в прошлом году почвенные образцы из трех городов Мурманской области, изучили микробное сообщество каждого образца, морфологические и химические свойства почв и на основе полученных данных разработали классификацию городских почв Мурманской области по их генезису и степени нарушенности. Это огромный массив данных, поэтому анализ еще не завершен. Однако уже сейчас понятно: на микробные сообщества влияет не только то, насколько изменена почва по сравнению с природной, но и ее возраст, тип землепользования, растительность и даже использование противогололедных реагентов. Количество факторов, влияющих на почвенное микробное сообщество в городах, значительно больше, чем в ненарушенных экосистемах и, тем непредсказуемее их эффект".<br>
</i> <br>
С января по апрель были проведены лабораторные эксперименты в фитотронах – специальных шкафах с четко заданными параметрам среды (температура, освещение, влажность). Исследователи проверяли, как состав почвенной смеси влияет на благополучие живущих в них микроорганизмов, помогает или мешает развитию болезнетворных или «полезных» микробов. <br>
<br>
<i>"Исследовали четыре основных варианта: классическую смесь "торф-песок", которую чаще всего используют у нас на Севере, смесь из торфа, песка и техногенного грунта, а также смесь с вермикулитом (его используют часто, но глубоких его исследований в микробиологическом контексте пока не проводили) и с пегматитовыми отходами горнодобывающего предприятия в Ковдорском районе (это совсем новая история). Для всех вариантов использовали стандартную травосмесь из газонных трав и прорабатывали сценарий с постоянным уходом и без ухода, так как у нас в городах не все газонные покрытия обеспечены регулярным уходом. В течение трех месяцев мы изучали химический и микробиологический состав почв под газонами. Собранные данные сейчас анализируются. Если судить с эстетической точки зрения, лучше всех себя показали смеси с вермикулитом и торф с песком. Огромная благодарность коллеге Марине Слуковской за возможность использования в работе такие субстраты как вермикулит и пегматитовые отходы".<br>
</i><br>
Старший научный сотрудник Центра наноматериаловедения Кольского научного центра <b>Марина Слуковская</b> несколько лет разрабатывает и совершенствует технологию восстановления нарушенных в результате деятельности горнообогатительных комбинатов земель с использованием в качестве добавок к почве отходов местных горных производств. Этим летом возглавляемая ею группа <a target="_blank" href="https://www.ksc.ru/press-sluzhba/novosti/novosti-nauki/sotrudnitsa-kolskogo-nauchnogo-tsentra-pobedila-v-molodezhnom-konkurse-rossiyskogo-nauchnogo-fonda/"><span style="color: #00aeef;">выращивает травы на искусственных почвосмесях в районе Мончегорска</span></a>. Проект по "лечению" нарушенных ландшафтов победил в "молодежном" конкурсе грантов Российского научного фонда. Активное участие Марина Вячеславовна принимает и в проекте Марии Корнейковой. <br>
<br>
Вторая большая задача проекта – расширение почвенного стационара, созданного на экспериментальном участке ПАБСИ в 2020 году. Уже четвертый сезон коллеги из ПАБСИ здесь следят за состоянием газонов, высеянных на разные почвенные смеси, измеряют почвенную эмиссию, проводят мониторинг химического состава почв. Этим летом заложили новые площадки с почвосмесями на основе вермикулита, пегматитовых отходов, а к наблюдаемым параметрам добавили расширенный перечень микробиологических показателей. <br>
<br>
<i>"Мы видели, как ведут себя "лабораторные газоны" в полностью контролируемых условиях,</i> – поясняет Мария Владимировна. – <i>В естественной среде все может пойти совсем по-другому. Про влияние климатических изменений на высокоширотные экосистемы пишут много, но пока еще никто не отслеживал, как повышение температуры может повлиять на микроорганизмы в почве. Много исследований о влиянии загрязнения почв тяжелыми металлами, а вот влияние засоления совсем не изучено в арктических городах. Конечно, для Апатитов воздействие противогололедных реагентов пока не актуально, но в Мурманске они уже играют немалую роль. Этот блок исследований будет реализован на следующем этапе проекта".</i> <br>
<br>
По результатам полевого эксперимента ученые смогут составить рекомендации для озеленителей: какие субстраты лучше использовать, какие растения высевать, каков должен быть уход. Самое важное, что рекомендации будут сделаны не только с учетом эстетического эффекта газонов, но и с учетом их экологического эффекта (минимальные эмиссии СО2, эффективность деструкции органического вещества, ингибирование условно патогенных микроорганизмов и др.) <br>
<br>
<i>"Наш проект требует участия разных специалистов,</i> – говорит Мария Корнейкова. – <i>Без их консультаций мы бы не справились. Очень большая заслуга в координации работ администрации Кольского научного центра. Нам в Апатитах очень повезло – можно проводить и длительные совместные работы, и привлекать экспертов разово. В свою очередь, и мы своей экспертизой помогаем в реализации других проектов".<br>
</i><br>
Источник: <a target="_blank" href="https://www.ksc.ru/press-sluzhba/novosti/novosti-nauki/eksperimenty-mikrobiologov-pomogut-podobrat-pochvu-dlya-zapolyarnykh-gorodov/"><span style="color: #00aeef;">Пресс-служба ФИЦ КНЦ РАН</span></a><br>
<p style="color: #434343;">
</p>
Михаил Флинт: россиянам надо подробно изучить Арктику
Интервью Михаила Владимировича Флинта, доктора биологических наук, академика РАН, научного руководителя направления <a target="_blank" href="https://ocean.ru/index.php/scientific-directions/ekologiya-morej-i-okeanov"><span style="color: #00aeef;">"Экология морей и океанов"</span></a> Института океанологии РАН <a target="_blank" href="https://poisknews.ru/arktika-i-antarktika/eto-nashi-kraya-rossiyanam-nado-podrobno-izuchit-arktiku/"><span style="color: #00aeef;">газете "Поиск"</span></a>. Представляем вашему вниманию выдержки из интервью, с полной версией можно ознакомиться на сайте "Поиска":<i><br>
</i>
<div>
<br>
<i><b>Какие задачи вы себе в этот раз ставили?</b></i><br>
<br>
Разные, ведь у нас многолетняя программа "Экосистемы морей сибирской Арктики". Работая весной, мы хотели понять, как скажется на арктических природных комплексах ранний уход льда, что будет с продуктивностью экосистем. Агентство по рыболовству спрашивает: "Коли теплеет, может, там промысел пора открывать? Какие ресурсы можно добывать?"<br>
<br>
<i><b>И вы как биолог-океанолог за 33 дня им даете ответ?<br>
</b></i><br>
Я как сотрудник РАН понимаю, что вывод можно делать, только накопив знания. В Арктике идут процессы, в которых участвуют и климат, и человек. Например, проникновение в холодные моря тепловодных видов-вселенцев, которые там раньше отсутствовали.<br>
<br>
Человек с балластной водой занес в Баренцево море личинки <b>краба-стригуна</b> — он размножился, проник в Карское море. Пора вылавливать? Это же замечательный вид для промысла, за рубежом, добывая его, большие деньги делают в Атлантике и Тихом океане.<br>
Вот и нас спрашивают: пора? А мы после детальных наблюдений сказали: краб-стригун не даст промысловой популяции в бедной экосистеме Карского моря. Он там съел все, что только мог, и дальше численность этого хищника пошла на спад, он не достигает промыслового размера.<br>
А до этого "вторжения" карская экосистема 100 лет сохраняла стабильность! Вот прикладной ответ, связанный с фундаментальной проблемой вселенцев в арктических водах.<br>
<br>
Долговременные научные программы тем сильны, что дают целостное понимание крупных природных процессов. Из экспедиции мы привозим гигантское количество материала, который требует тщательной обработки, сравнения с прошлыми данными.<br>
<br>
</div>
<div>
<i><b>Я читала, что сибирские реки обогащают арктические моря.</b></i><br>
<br>
Да, с этим заблуждением жили очень долго. В нем виноваты снимки со спутников. Хлорофилл, по которому оценивается продуктивность, и ряд компонентов растворенной органики на картинках из космоса окрашены одинаково — красным. Яркий шлейф речного стока летом закрывает половину Карского моря, но показывает лишь распространение речного стока, а к биологической продукции не имеет отношения.<br>
<br>
На деле пресная вода бедна минеральными веществами, что связано со сложнейшими процессами в эстуариях и дельтах рек. Понять эти важнейшие процессы в системе "континент — океан" можно, только исследуя всю гамму физических и биологических процессов вплоть до осадконакопления.<br>
<br>
А что происходит с загрязнениями, выносимыми арктическими реками с огромной водосборной пощади — более 60% территории нашей страны? Там полно вредной всячины. Но в эстуариях ряда сибирских рек мы нашли мощнейшие природные барьеры, которые будто созданы для регуляции взаимодействия пресного стока с морем.<br>
<br>
Скажем, радиоактивные загрязнения, которые поступили в Енисей благодаря аварийным утечкам, аккумулируются в эстуарии и… захораниваются там в осадках. Эстуарий работает как гигантский фильтр. А еще мы изучаем широтную зональность арктических морей и связанный с ней глобальный перенос вещества. И обнаружили природные механизмы, которые эту зональность формируют.<br>
<br>
<b>Важнейшая проблема для Арктики — накопленные экологические риски, связанные с крупнейшими захоронениями радиоактивных отходов</b>. Их суммарная радиоактивность оценивалась более чем в 550 ТБк. Хотя предшественники наши грамотно их консервировали, но прошло полвека, а морская вода — среда агрессивная.<br>
<br>
Что дальше будет с лежащими на дне реакторами с ледокола "Ленин", со знаменитой подводной лодкой К-27, которая "похоронена" в одном из заливов на глубине 32 метра с невыгруженным ядерным топливом?<br>
<br>
Чтобы ответить на эти вопросы, мы выполняем прецизионные работы в локальных экосистемах с учетом физических, химических, биологических показателей и определяем, возможно ли широкое распространение радиоактивности.<br>
<br>
Наша задача как океанологов — дать ответ, когда, при каких обстоятельствах, в какой сезон с уверенностью в наибольшей безопасности, с наименьшими возможными последствиями для экосистемы можно контейнеры с отходами поднять и утилизировать.<br>
<br>
Полный текст интервью читайте на сайте <a target="_blank" href="https://poisknews.ru/arktika-i-antarktika/eto-nashi-kraya-rossiyanam-nado-podrobno-izuchit-arktiku/"><span style="color: #00aeef;">poisknews.ru</span></a><br>
</div>