| 16. |
Аннотация |
В настоящее время фиксируются изменения климата и среды в арктическом и субарктическом регионах. Более половины притока теплой и соленой воды в Северный Ледовитый океан (СЛО) поступает из Атлантического океана через пролив Фрама и Баренцево море. Поэтому глубоководный Норвежско-Гренландский бассейн и мелководное Баренцево море являются ключевыми регионами для трансформации водных масс в «арктическом средиземноморье». Многочисленные исследования сосредоточены на трансформации и возрастающем влиянии атлантической воды на климат и биоразнообразие Арктики. Показано, что трансформация теплой и соленой атлантической воды сопровождается также геохимическими изменениями, превосходящими ожидаемое преобразование состава просто от смешения водных масс разного генезиса (Laukert et al., 2019). В связи с этим повышается актуальность оценки роли гидротермальных и термогенных процессов в современном осадконакоплении в глубоководном Норвежско-Гренландском бассейне и мелководных шельфовых морях евразийской части Арктики. Осмысление совокупной роли горячих (гидротермальных) и холодных (сиповых) флюидов в современном океане стало одной из актуальных задач океанологии XXI века (Levin et al., 2016). Начиная с 80-х гг. XX века сотрудники ИО РАН проводят исследования на активных гидротермальных полях, результаты которых отражены в многочисленных статьях и монографиях. Одним из наиболее изученных ИО РАН районов является рифтовая зона Срединно-Атлантического хребта (САХ) на отрезке 14°45'–37°30' с.ш., где, начиная с 1991 г., в течение 17-и лет и 9-и рейсов с обитаемыми аппаратами “Мир-1” и “Мир-2” изучено 9 активных глубоководных гидротермальных района. Были выделены и охарактеризованы основные, второстепенные и акцессорные минералы рудопроявлений. Неоднократно делались попытки исследовать северную, в том числе, заполярную часть САХ (хребты Мона, Книповича) в Норвежско-Гренландском бассейне. Коллекции проб, собранные в этих экспедициях, будут привлечены для решения задач заявленного проекта. Условия седиментации этой транзитной акватории близки к океаническим (а не морским). Для Норвежско-Гренландского бассейна характерно низкое поступление вещества речного генезиса и атмосферных аэрозолей, влияние материала ледового и айсбергового разноса (проявление климатической зональности), наличие рифтовых зон ультрамедленных спрединговых хребтов, образующих дивергентную границу между Евразийской и Североамериканской литосферными плитами (проявление тектоно-магматической зональности). Эти Срединно-Океанические хребты (СОХ) служат естественными орографическими границами, разделяющими теплые атлантические и холодные арктические водные массы. Около 10 лет назад зарубежными учеными начаты исследования двух обширных гидротермальных полей на юге и севере хребта Мона. Однако они не ставили своей целью оценить влияние эндогенного вещества, поступающего с плюмами в водную толщу, на современные процессы осадконакопления прилегающей акватории моря и не оценивали потоки этого вещества. Обширный материал, полученный авторами проекта в 2017–2019 гг. в рейсах НИС «Академик Мстислав Келдыш» на гидротермальных полях хребта Мона в районе Ян-Майенской зоны разлома (глубина моря ~600 м) и Гренландской зоны разлома (глубина ~2300 м), требует детальной обработки. Получены предварительные результаты исследований плюма и донных осадков гидротермального поля Тролльвегген (поле расположено к востоку от осевой зоны хребта на глубине ~550 м, 71º18' с.ш.). В районе хребта Мона мы имеем уникальную возможность оценить почти «чистый» поток эндогенного материала на дно океана (при этом материал ледового разноса надежно идентифицируется по ряду признаков) с применением автоматических глубоководных седиментационных обсерваторий (АГОС). Изучение роли гидротермальных флюидов представляется нам чрезвычайно важным, поскольку облик современного океана создан, прежде всего, эндогенными процессами. СЛО сейсмически активный регион со сложной разломной тектоникой, что способствует разгрузке флюидов. Для региона характерны также гигантские оползни, выводящие к поверхности дна «древние» породы, обогащенные газонасыщенными флюидами, которые часто разгружаются через грязевые вулканы (например, вулкан Хаакон Мосби в районе Медвежинского оползня). Гидротермальный (ювенильный) метан поступает в водную толщу с гидротермальными плюмами. Известны три главных типа метана: диагенетический (микробный), термогенный и гидротермальный. Но наиболее распространен метан смешенной природы (термогенный + диагенетический), поскольку при движении через осадочную толщу миграционный термогенный метан смешивается с диагенетическим метаном, образованным in situ. Арктика характеризуется значительным количеством источников метана и относительно повышенным фоном этого газа в атмосфере. По предварительным данным, потоки метана из водной толщи в приводные слои атмосферы незначительные на большей части акватории арктических морей, а максимальный поток метана – на шельфовом мелководье морей с огромной разгрузкой водных масс сибирских рек. Метан из прибрежного мелководья может поступать в атмосферу. На шельфе он большей частью успевает раствориться и/или окислиться при участии метанотрофных микроорганизмов. Карбонаты, в составе которых присутствует углекислота, образованная при микробном окислении метана различного генезиса, распространены в арктических морях и могут служить природным фильтром, снижающим эмиссию метана. Карбонатные образования следует рассматривать как потенциальные носители информации о долговременной эволюции потока флюида на метановых сипах. Многочисленные исследования посвящены изучению эмиссии метана в Арктике, источников этого парникового газа, а также биоразнообразия метанотрофных сообществ. Однако данные о карбонатообразовании в шельфовых арктических морях и о вертикальных потоках метана в сипах все еще достаточно скудные. Таким образом, авторы проекта преследуют масштабную и актуальную цель – определение роли гидротермальных и термогенных процессов в современном осадконакоплении в субполярной Северной Атлантике и Арктике. Для успешной разработки проекта, исходя из имеющихся у авторов материалов и многолетнего опыта работы, сформулированы следующие задачи: 1) определить условия седиментации вблизи очагов гидротермальной разгрузки и метановых сипов; 2) установить величины потоков и их состав в означенных акваториях; 3) оценить вклад эндогенного материала в процесс современного осадконакопления; 4) изучить состав и физико-химические параметры гидротермального флюида и его связь с составом минеральных ассоциаций; 5) установить сходства и различия в процессах, протекающих в гидротермальных системах САХ на различных участках дна; 6) определить генезис метана по изотопным и геохимическим маркерам; 7) изучить аутигенные образования, поднятые в районах гидротермальных полей и метановых сипов, выяснить их генезис. При исследовании будут использованы традиционные и новые инструментальные химические, микробиологические, радиоизотопные и изотопные методы. Участие коллектива проекта в многодисциплинарных экспедициях на научно-исследовательских судах позволяет решать поставленные в проекте задачи. |