В статье обосновывается новый метод исследования океана и приводятся конкретные данные про экзарации дна, по процессам биотурбации, гравитационным и гидрогенным и антропогенным процессам в южной части Баренцева моря.

ВВЕДЕНИЕ

Баренцево море - сравнительно хорошо изученный бассейн западной Арктики. Он исследовался как с научно-исследовательских судов [Ионин, 1992; Кленова, 1963; Матишов, 1984; Павлидис, 1992], так и с помощью различных подводных аппаратов [Гершанович, 1962; Заферман, 1994; Пропп, 1968]. Что касается последнего метода исследования, то, к сожалению, ранее используемые специализированные подводные аппараты имели малую автономность и ограниченный радиус действия [Сагалевич, 1987; 2002; Сагалевич и др., 1977].

Известно что океанологические исследования из подводных лодок (п/л) проводились еще в 30-х гг. XX в. В 1930 г. на п/л «Наутилус» была проведена экспедиция на Северный полюс (США, Губерт, Хилкинс), а Вениг Мейнес в 1932 г. с борта голландской подводной лодки проводил в полярных льдах измерения силы тяготения [Шепард, 1969]. Достаточно известны рыбохозяйственные исследования советских океанографов с борта подводной лодки «Северянка» [Ажажа, 1961]. В 90-х гг. прошлого века с американских подводных лодок класса USS "Sturgeon" проводились комплексные океанологические исследования Арктики [Arctic ocean…, 1999]. Подводные лодки США за 90-е гг. XX в. выполнили в центральной Арктике пять экспедиций по программе SCICEX и получили ряд новых данных: по океанической коре (по их данным она может быть тонкой, или вообще отсутствовать), по местоположению хребта Ломоносова (хребет географически переместили к востоку от первоначального местоположения), получили доказательства экзарации (ледниковой эрозии) дна шельфа и мелководных срединно-океанических плато и хребтов. Эти гляциогенные формы дают важную информацию о плейстоценовых оледенениях в Арктике и связанных с этим палеоклиматических изменениях. И самое главное - на наш взгляд - подледные плавания показали, что в ледовых условиях подводная лодка с большим энергетическим ресурсом - надежное и более дешевое (по сравнению с надводными) средство для получения комплексной информации по рельефу дна, осадкам, следам экзарации на дне и современным процессам седиментации.

ЗАДАЧИ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

В 80-е гг. в России появилась научно-исследовательская подводная лодка (НИПЛ), которая позволяет находиться под водой практически неограниченное время и перемещаться на большие расстояния. Эта лодка снабжена необходимым оборудованием для проведения подводных исследований, в том числе телевизионными камерами и бинокулярной системой, манипулятором, высокочастотным профилографом, фотоустановкой, локатором бокового обзора, эхолотом, навигационным оборудованием, системой отбора проб воды, измерителями температуры воды, рН и S‰, направления и скорости течений, магнитометром и др. Местонахождение НИПЛ определяется с помощью космической навигационной системы и (или) гидроакустическим пеленгованием. Общий вид НИПЛ. на которой проводилась данная экспедиция, приведен на рис. 1.

В 1994 г. на такой НИПЛ была проведена российская комплексная подводная экспедиция на шельфе Баренцева моря. Основной задачей экспедиции были детальные геоэкологические исследования дна и осадкообразования южной части Баренцева моря по трассе от Мотовского залива до Штокмановского газоконденсатного месторождения (ШГКМ) и обратно до Териберки (рис. 2).

При осуществлении длительного подводного рейса протяженностью ~1100 км предусматривалось выполнение следующих задач.

1. Исследование следов экзарации дна южной части Баренцева моря айсбергами и выявление мест разгрузки ими каменного материала.

2. Оценка роли процессов биотурбации осадков в седиментогенезе в южной части Баренцева моря.

3. Обнаружение следов гравитационных процессов переноса осадочного материала на склонах возвышенностей и других неровностях подводного рельефа.

4. Выявление следов и масштабов антропогенной деятельности на дне Баренцева моря.

5. Наблюдения за реакцией ихтиофауны на искусственный свет и присутствие самого подводного аппарата.

Программа работ была рассчитана на 20 сут, из которых около половины времени отводились на работу в придонном режиме, т.н. режиме «малого хода», в котором программой работ предусматривалась фото- и видеосъемка дна, отбор проб грунта, магнитометрия, определение параметров воды и т.д. В случае выявления интересных фактов предусматривались более детальные исследования.

По каждой из поставленных в данном рейсе задач собран достаточно большой и, на наш взгляд, уникальный материал. Достаточно сказать, что площадь дна размером 1.8 км² покрыта детальной видеосъемкой. Этот материал требует более тщательной обработки, но уже сейчас можно поделиться некоторыми предварительными результатами анализа.

Видеосъемка придонного слоя проводилась с помощью видеокамеры в пределах реальной видимости при работах на дне во время покладок и при движении в придонном режиме. Фотографирование велось с помощью фотоаппарата на пленку чувствительностью 400 единиц ГОСТ. Она выполнялась только при постановке аппарата на дно, т.н. «покладках».

Визуальные наблюдения велись как непосредственно через бинокулярную систему, так и с экрана видеомонитора. Все увиденное наговаривалось на магнитофон. Магнитометрия проводилась в автоматическом режиме с помощью системы квантовых магнитометров типа ММП-303, датчики которых располагались внутри немагнитного обтекателя аппарата. Локация рельефа дна выполнялась штатным оборудованием НИПЛ. Использование такой аппаратуры позволило получить широкополосную картину мезорельефа морского дна.

Эхолотирование рельефа дна в придонном режиме (4-10 м от дна) проводилось штатным оборудованием НИПЛ, которое с большой точностью измеряло «отстояние» ее от дна.

Отборы проб воды и измерения рН, температуры и солености S‰ производились в запланированных точках маршрута с помощью нештатной системы.

Практика работы с манипулятором в данном рейсе показала, что технических сложностей при взятии проб грунта и работе с образцами не было.

В режиме «ускоренного хода» при отстоянии от дна на ~50-60 м характер рельефа дна определялся с помощью гидролокатора бокового обзора (ГЛБО) и эхолотирования.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Как видно на рис. 2, маршрут НИПЛ лежал в пределах Баренцевоморской платформы, и только южная его часть попадает в границы Балтийского щита. Вдоль Кольского полуострова, как известно, простирается одна из крупнейших отрицательных морфоструктур юго-западной части Баренцева моря. Кольский прогиб (желоб) отделен от суши серией ступенчатых сбросовых уступов крутизной до 8-10° (разломом Карпинского) [Научно-методические…, 1997]. Мурманская куэстообразная возвышенность простирается субпараллельно Мурманскому побережью на 320 км и состоит из юго-западной и северо-восточной частей, разделенных сбросовым уступом северо-восточной ориентировки высотой до 20 м.

Канинская возвышенность, расположенная к северо-западу от полуострова Канин, отделяется от Мурманской отрогом Кольского желоба (желоб Зюйдьюпет, по [Матишов, 1984]) шириной 10-20 км, глубиной 150-230 м.

Новейшими структурами Южно-Баренцевоморской синеклизы являются Куренцовская структурная терраса, Северо-Печорская возвышенность и Центральная впадина. Все названные морфоструктуры пересечены НИПЛ дважды.

В литологическом плане осадки по ходу маршрута представляют собой фациальный ряд, крайними членами которого являются галечники и щебень, интенсивно развитые в прибрежной части, и чистые пелиты, заполняющие наиболее глубокие и полузамкнутые впадины и котловины [Айбулатов и Павлидис, 2000].

Распределение в пространстве различных гранулометрических типов осадков в общем случае коррелирует с глубиной бассейна осадконакопления и имеет циркумконтинентальную зональность, однако зависит также и от гидродинамических параметров водной среды в каждом конкретном районе. Выделяются три типа осадков: однородные, переходные и смешанные.

Остановимся на наиболее важных наблюдениях из НИПЛ по маршруту ее следования (рис. 3).

Каменный материал в осадках. Следует отметить, что практически во всех донных осадках на пути следования НИПЛ в поверхностных осадках присутствует рассеянный грубообломочный материал - камень, щебень, галька, гравий.

Мелкий грубообломочный материал в поверхностном слое осадков южной части Баренцева моря распределен весьма неравномерно. Его распределение объясняется степенью неровности донного рельефа. Значительно более высокое содержание каменного материала отмечается у побережья Мурмана. Обогащение осадков грубообломочным материалом в Баренцевом море связано с участками активного гидродинамического режима - размывом древних отложений и ледовым разносом [Кленова, 1963].

В небольшом количестве присутствует также материал ледового разноса, происходившего в голоцене: в разной степени окатанный щебень и галька, гравий различных песчаников, алевритов, гранита, метаморфических пород. Происхождение - местное.

Вместе с тем известно, что наряду с практически необработанным местным каменным материалом присутствуют в различной степени окатанные обломки пород, размером от небольших валунов и меньше, попавшие в осадок, видимо, в результате айсбергового и ледового разноса.

В южной части Баренцева моря на Рыбачьем плато в западной части Мурманской возвышенности донный каменный материал смешан по составу. Здесь присутствуют: 1) щебень, дресва, реже галька и гравий кристаллических пород; 2) гальки, гравий, дресва прочно сцементированных осадочных пород; 3) реже - гравий, дресва светло-серых сцементированных кварцевых песчаников, кремнистых пород [Тарасов и др., 2000].

Распределение каменного материала по профилю весьма сложно. В начале профиля, ближе к Кольскому п-ову практически вся поверхность дна представляется выходами коренных пород с просыпью обломочного материала мелкого (10-25 см) и среднего (до 50-60 см) размера. А на этом участке заиливание дна практически отсутствует, что связано с интенсивным гидродинамическим режимом данного района.

Далее на север каменный материал встречен в виде россыпей с постепенным его убыванием (до 30-40% поверхности дна), припорошенных илом или без него, в виде выходов коренных массивных пород, иногда террасированных или в виде гряд, покрытых или частично покрытых тонким слоем, или в виде отдельных глыб или валунов размером до 1.5-2 м в диаметре. Местами дно сплошь покрыто россыпью каменного материала, над которой выступают иногда крупные каменные обломки объемом до 3 м³.

Ближе к Штокманскому месторождению каменные россыпи встречаются только на локальных поднятиях дна. В небольших ямах и ложбинах дно полностью заилено. В глубоководной части маршрута проявления на поверхности дна каменного материала практически не выявлено (рис. 3б).

Следы экзарации дна. Одной из сопутствующих задач рейса было обнаружение возможных следов экзарации морского дна айсбергами. Оказалось, что характерных для ледниковой эрозии и образующихся при этом форм рельефа, таких как кары, троговые долины и пр. на протяжении всего маршрута не обнаружено. Не исключено, что в голоцене, не говоря уже о настоящем времени, большие айсберги в южной части Баренцева моря дна не достигали. Видимо, экзарационная роль айсбергов характерна лишь для прибрежных районов архипелагов Земли Франца Иосифа и северного острова архипелага Новая Земля.

Следы биотурбации осадков. Для целей изучения придонной динамики осадочного материала и познания роли биоты в этом процессе на всем пути следования были проведены детальные наблюдения над проявлениями биотурбации в микрорельефе морского дна и степени стабилизации осадков. Понимание взаимодействия биоты, потока воды и осадка in situ имеет очень важное значение в слоеобразовании.

Наблюденный нами спектр микроформ рельефа, созданного животными на шельфе южной части Баренцева моря, настолько широк, что регистрация их зависит в значительной степени от наблюдательности исследователя, находящегося в обитаемом подводном аппарате. К таким микроформам относятся столбики с отверстиями, шнурки разной ширины и длины, группы отверстий, расположенных в один ряд и окружающих плоское невысокое (несколько сантиметров) округлое возвышение, воронки, следы лежки зубатки и палтуса, холмики, ямки-кратеры, следы движения офиур и т.д. В более глубоководных и плохо освещенных зонах моря укрепление осадков от размыва регулируют беспозвоночные, цементирующие илы своими трубками. Степень интенсивности биотурбационных процессов по пройденному профилю крайне неоднородна. На начальном участке трассы она достаточно мала из-за незначительного осадконакопления. Лишь в локальных песчано-алевритовых скоплениях грунта биотурбация очень интенсивна. По мере продвижения к северу и увеличения глубины интенсивность биотурбации возрастает до значительной (до 40-60 воронок червеобразных на 1 м² поверхности). На участке плато и глубине ~150 м интенсивность биотурбации несколько меньше. Далее на северо-восток эти процессы уменьшаются (рис. 3в).

Гравитационное перемещение осадков. По пути следования НИПЛ были пройдены склоны поднятий, которые, казалось бы, должны способствовать возникновению гравитационных смещений осадочного материала вниз. Как правило [Айбулатов и Павлидис, 2000], гравитационные перемещения осадочного материала связывают с континентальными склонами, каньонами. Однако, на шельфах, где ровные участки дна сменяются сильно расчлененными, осложненными желобами и замкнутыми впадинами (каким и является Баренцевоморский шельф) гравитационные процессы также могут проявляться [Аксенов и др., 1987].

Следами гравитационных смещений осадков вниз по склону являются оползни, обвалы, валы выпирания, обломочные потоки, сморщенная поверхность илов, их натеки, борозды скатывания, корытообразные борозды [Айбулатов и Павлидис, 2000]. На всем пути следования лодки явных следов из перечисленных выше не обнаружено. Это могло быть связано с незначительной крутизной склонов (до ~2°), отмеченных по трассе прохождения аппарата.

Следы гидрогенного перемещения осадков. По профилю были отмечены следы гидрогенного переноса осадочного материала, которые проявлялись в появлении в некоторых местах промоин, нефелоидных придонных слоев, чистых поверхностей коренных пород, песчаных гряд, взвешенных водорослей, периодических форм из рыхлого материала типа валообразных поднятий.

По маршруту движения НИПЛ больше всего внешних проявлений гидрогенного переноса осадков отмечено на глубинах 160-200 м в желобе на глубине 180-210 м, и менее слабое - на глубинах 360-380 м (рис. 3г).

Следы антропогенной деятельности на морском дне. Как известно, Баренцево море является местом промышленного лова рыбы, полигоном для военно-морского флота, бассейном с весьма интенсивным движением морского транспорта. Поэтому перед началом подводной экспедиции здесь ожидалось значительное антропогенное влияние на рельеф и донные осадки этого бассейна. На значительном протяжении маршрута встречались многочисленные следы протаскивания траловых досок, ямы и воронки (по-видимому, от взрывов), металлические предметы в виде обрезков труб, уголков, кусков тросов, пустые бутылки, обрывки веревок.

Следы протаскивания траловых досок в зависимости от типа трала имели ширину до 3-4 м, глубиной 0.1-0.2 м, расстояние между отдельными следами 0.3-1.0 м. По краям таких борозд достаточно часто наблюдались брустверы из осадочного материала, выпаханного траловой доской. Брустверы достигали высоты 0.1-0.3 м, по длине следа траловой доски бруствер мог изменять свою высоту, что свидетельствовало о неравномерности выброса материала из борозды в сторону. Наблюдения с ПОА «Аргус» на Черном и Средиземном морях показывают, что следы тралов часто наблюдаются вплоть до континентального склона [Айбулатов, 1990]. Есть все основания считать, что в морях интенсивного рыболовства следы траления весьма типичны, и являются важным фактором в формировании верхнего слоя осадков. Интенсивность распространения следов на Баренцевом море от траловых досок падает с юга на север. Следы от траловых досок можно разделить на свежие и старые, отличающиеся друг от друга степенью заиления. Надо отметить, что последних (заиленных) следов по пути следования аппарата было значительно больше. Наиболее часто они встречаются на поднятиях дна в районе Мурманской куэстообразной возвышенности и меньше на севере (рис. 3д).

Немного об ихтиофауне. Исследования во время маршрута носили, как было сказано выше, комплексный характер. Немалый объем наблюдений был связан с изучением ихтиофауны. Перед этими наблюдениями были поставлены следующие задачи: изучение поведения рыбы в зоне освещения, плотности и структуры косяков, особенностей питания рыбы эвфаузидами (каптаком), оценка размеров рыб, а также возможности использования подводного аппарата для рыбохозяйственных исследований, качественная оценка распределения биомассы ихтиопланктона от Кольского полуострова до Штокмановского месторождения и т.д.

Треска (Jadus callarias) и пикша (Jadus aeglefinus), как известно, различны по окраске. У трески при ярком освещении прожекторов окраска в воде кажется красновато-коричневатой, у пикши окраска переходит в серовато-синеватый оттенок.

На свет треска и пикша реагируют отрицательно и держатся на периферии освещенной зоны. Однако по мере накопления каптака (Eupha isialea) у светильника треска и пикша постепенно адаптируются к свету, совершают резкие броски к намеченной жертве и начинают пожирать ее вблизи светильников. Аналогичные наблюдения были проведены еще в рейсах «Северянки» [Рыженко, 1962] и на «Севере-2» [Заферман, 1994] и др.

Нами был проведен эксперимент с длительным (до 8 ч) наблюдением за поведением ихтиофауны во время «покладки» НИПЛ. Первоначально в поле зрения попадают придонные виды рыбы (бычок Cottidae, морской окунь Sebastes marinus и др.). Постепенно с периферии освещенной зоны в центр светового пятна перемещается молодь тресковых (до ~30 см). В течение примерно часа она вытесняется более крупной рыбой (до ~50-60 см) и затем самыми крупными экземплярами (до ~70-90 см). В этот период недостаток каптака компенсируется активным поеданием трубчатых с заиленного дна, в результате чего оно становится сплошь покрытым многочисленными воронками.

Косяки трески и пикши в период наших наблюдений располагались в придонных слоях воды и выше 5-10 м от дна не поднимались. Такая большая плотность в придонном слое объясняется искусственным привлечением этих рыб скоплением каптака у светильников. На трассе ШГКМ-Териберка были замечены несколько косяков на глубине ~100-120 м. Эти косяки меняли курс, уклоняясь от встречи с НИПЛ, перемещающейся с небольшой скоростью (до ~4 узлов).

Были проведены наблюдения за зоо- и фитопланктоном, за различными видами рачков. Подобные исследования были выполнены ранее с борта п/л «Северянка», с ПОА «Север-1», «Север-2». Так, например, с помощью ПОА «Север-2» в Баренцевом море однажды была осуществлена наводка промысловых судов на плотные скопления трески, которые находились на грунте и не регистрировались эхолотом. За одно погружение была произведена экспресс-оценка плотности скопления [Заферман, 1994].

Всякое техническое средство, предназначенное для оценки природных ресурсов, может и должно способствовать их сохранению, поскольку последнее невозможно без их точного учета. Помимо учета ресурсов и оценки их состояния исследования с помощью НИПЛ также способствовали решению ряда природоохранных проблем. Одним из главных способов контроля за антропогенным воздействием на экосистему является проведение ландшафтных или геоэкологических исследований. Геоэкология океана - учение о современной изменчивости абиотических факторов экосистемы и ее влиянии на структуру и функционирование биоты [Айбулатов, 2003].

Попытки разработки морфологической структуры подводных ландшафтов моря были сделаны Д.Г.Пановым [1963], К.М.Петровым [1960], М.В.Проппом [1968], В.В.Федоровым [Федоров и др., 1976]. Взаимоотношения морской донной фауны с абиотическими факторами среды широко рассматривались ранее Л.А.Зенкевичем [1963], Е.П.Турпаевой [1954], А.П.Кузнецовым [1983] и др.

Для подводного ландшафтоведения наиболее важным итогом «трофологического» направления является установление того факта, что именно трофический облик морской донной фауны наиболее точно отражает современные физико-географические условия водоема. Геоэкологические условия на том или ином участке дна можно рассматривать как биоток донных и придонных живых организмов. Взаимоотношения между абиотическими факторами среды и биотой самые тесные. Это хорошо показано еще в середине XX в [Турпаева, 1954].

На рис. 3 авторы попытались свести основные данные наблюдений. Что же показал ландшафтный (или геоэкологический) профиль, построенный на основании исследований из НИРЛ в интервале глубин 150-400 м?

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Предварительный анализ результатов экспериментального рейса позволяет прийти к заключению, что большая автономность и способность НИПЛ покрывать большие расстояния на значительных глубинах делает ее эффективным средством проведения фундаментальных океанологических исследований и прикладных подводно-технических работ на шельфе и, главное, на континентальном склоне полярных морей Арктики, покрытых льдом.

Подтверждены и детализированы геологические и биологические данные по южной части Баренцева моря, полученные ранее с борта научно-исследовательских судов.

Дно южной части Баренцева моря являлось некогда зоной разгрузки ледовым потоком крупнообломочного и мелкого материала, так как в настоящее время, по данным ААНИИ, айсберги в южную часть Баренцева моря не заходят. На дне этой части бассейна сформирован слой ледового разноса терригенного материала.

Отметим также, что большее количество мест разгрузки каменного материала зафиксировано на широтах 69°50-56' и 70°25-28' (глубины 130-170 и 160-180 м рис. 3б), где также отмечена и повышенная расчлененность дна. Очевидно, что отмеченные ранее [Кленова, 1963; Тарасов и др., 2000] находки каменного материала (драгами, дночерпателями, ударными трубками) - факт неоспоримый. На всем протяжении маршрута были зафиксированы визуально, в форме видеозаписи и фото случаи нахождения на поверхности дна каменного материала в виде отдельных кусков или россыпей. Возможно, это связано с механизмом ледового переноса каменного материала [Тарасов и др., 2000]. В литературе описаны случаи, когда на льдинах транспортируется крупнообломочный материал, отдельные обломки пород которого достигают нескольких тонн. В высоких широтах гляциальных шельфов, коим является Баренцево море [Матишов, 1984], вырисовывается широтная полоса (шириной до 300 миль) активного дрейфа льдов во время летнего таяния. На дне формируются слоистые осадки ледового разноса терригенного материала. Массовое нахождение свежего каменного материала на поверхности дна можно объяснить широким распространением в южной части Баренцева моря процессов размыва дна течениями. Тонкие частицы вымыты и унесены, а различные каменные обломки, попавшие на дно в позднеледниковое время, обнажились.

Валуны и щебень залегают не только во вмещающей массе осадков, но и в большом количестве на самой поверхности дна, поднимаясь над ней до нескольких дециметров, что свидетельствует о небольших скоростях осадкообразования в южной части Баренцева моря.

Выше упоминалось, что следов экзарации дна айсбергами нами не встречено. Как известно [Reimnitz et al., 1984], даже в таких более суровых ледовых условиях как в море Бофорта, современные борозды не встречаются на глубинах более 60 м. На глубинах менее 60 м борозды в том районе достигают в глубину одного метра, их плотность с глубиной, как обычно, убывает, ширина борозд колеблется от метров до нескольких сот метров. На глубине 120 м плотность борозд в море Бофорта сведена до нуля.

В российском секторе Арктики измерена глубина экзарации до 2 м, шириной до 5-10 м. В Байдарацкой губе водолазными методами на глубинах 18-28 м обнаружен ряд борозд, которые отличаются от борозд, образованных стамухами (максимальная глубина до 25 м). На северном шельфе о. Сахалин борозды имеют глубину 0.2-1.0 м и достигают максимума до 3 м [Астафьев и др., 1977].

Заметных признаков гравитационного смещения осадочного материала на склонах возвышенностей, впадин, котловин в южной части Баренцева моря не выявлено. Обнаружены кратерообразные структуры дна, имеющие глубину до 40-50 м и диаметр до 500-700 м. На склонах возвышенностей обнаружены неровности дна типа «стиральная доска» с глубинами впадин до 10 м.

Известно [Зенкевич, 1963], что население шельфа достигает сотни и тысячи граммов живого вещества на 1 м² площади дна. При этом видовая граница фауны наиболее четко просматривается на переходе от шельфа к склону.

По нашим наблюдениям биомасса Баренцевоморского шельфа убывает на север с глубиной, несмотря на более благоприятные условия по толщине осадочного слоя. Интенсивность биотурбации снижается на равнинных глубоководных участках, где отмечено некоторое увеличение количества губок и коралловидных звезд. Выявлен ряд интересных форм биоты - голотурии в виде сачков, коралловидные звезды разнообразных кустообразных форм.

В местах скопления ракообразных и червей на поверхности дна отмечена повышенная встречаемость ямок, образованных при питании промысловых рыб.

Влияние скопления трубок на динамику осадков можно сравнивать с ролью арматуры в железобетонных конструкциях: чем их больше, тем более устойчив осадок к внешним воздействиям. Отдельно расположенные трубки, наоборот, вызывают образование около себя небольшой воронки размыва. Очевидно, что главная роль биологического влияния донного населения на процессы переноса осадочного материала в южной части Баренцева моря принадлежит донным беспозвоночным. Это характерно и для других шельфов океана [Айбулатов, 1990].

Роль биогенного фактора в разрыхлении осадка и его переноса неодинакова по маршруту и зависит от глубины и рельефа дна.

Подтверждены данные [Гершанович, 1962] о микроскопической комплексности осадочного покрова, который состоит в том, что для разных районов дна характерен совершенно различный «набор» переходящих друг в друга и связанных между собой осадков. Типичным примером микроскопической комплексности осадков является закономерное изменение состава осадков на бугристых возвышенностях дна и разделяющих их западинах. Следовательно, единичная грунтовая проба при детальных работах не может считаться репрезентативной для значительного участка дна шельфа.

Роль антропогенного фактора, судя по данным наблюдений из НИПЛ, выражается в механическом перемешивании слоя осадков в несколько дециметров (реже первых метров) и загрязнений. Очевидно, что поверхностный слой осадков южной части Баренцева моря перемешан благодаря антропогенному фактору, биотурбации и активной гидродинамике придонного слоя, поэтому данные, получаемые с борта судов по осадкам, не всегда отражают действительную картину.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведенной экспедиции и данные анализа эксплуатационных затрат по применению НИПЛ и научно-исследовательских судов при проведении геоэкологических и геолого-геофизических исследований показывают, что использование НИПЛ данного типа экономически более выгодно по сравнению с научно-исследовательскими судами, не говоря уже об обитаемых аппаратах типа «Мир», «Аргус» и др. Их дооснащение дополнительной аппаратурой позволит значительно расширить объем научных и прикладных исследований и сократить удельные эксплуатационные расходы.

Первый отечественный опыт использования научно-исследовательской подводной лодки для детальных геоэкологических исследований морского дна подтвердил перспективность таких исследований и убедил авторов статьи в возможности его дальнейшего использования для комплексного решения широкого диапазона океанологических и прикладных задач.

Оценивая возможности специальных подводных аппаратов, и в первую очередь атомных, первые два автора этой статьи, десятки лет проработавшие в аппаратах индивидуального пользования, гипербарических устройствах (подводных домах), в автономных аппаратах типа «Пайсис», «Аргус», «Осмотр», «Спрут» [Айбулатов, 1972; 2002; Айбулатов и др., 1978; Айбулатов и Павлидис, 2000], пришли к выводу, что на начало XXI в. по масштабам исследований и возможностям глубоководные атомные подводные лодки являются наиболее универсальным средством для океанологических исследований океана. Обладая всеми достоинствами глубоководных аппаратов, они имеют высокий энергоресурс и автономность плавания, значительно большие объемы обитаемости и возможности для размещения дополнительной исследовательской аппаратуры, что позволяет обеспечить проведения больших объемов многодневных, круглосуточных и комплексных наблюдений и исследований на материковом шельфе и континентальном склоне. Нужно подчеркнуть, что только такие лодки позволят проводить детальные океанологические и прикладные исследования на огромной площади малоизученного шельфа и склона Арктики, поверхность которого покрыта толстым ледяным панцирем.

Анализ материалов данного подводного похода подтверждает очень точные слова одного из пионеров-подводников России Д.Е. Гершановича, сказанные им после очередного похода дизельной исследовательской п/л «Северянка»: «Без прямого обозрения дна большинство картографических съемок при помощи средств надводного исследования сходно с проведением геоморфологических, геологических, почвенных, геоботанических и прочих съемок только по данным, получаемым с самолетов, летящих над сушей выше облачного покрова» [Гершанович, 1962, с. 110].

При анализе поверхностного осадочного чехла и при изучении вертикальной миграции загрязняющих веществ в грунте необходимо иметь в виду перемещающую роль инфауны. Биомасса бентоса южной части Баренцева моря (моллюски, черви, иглокожие, полихеты и т.д.), как известно, уменьшается на север [Зенкевич, 1963]. По маршруту НИПЛ пересечены зоны: а) 100-200 мг/м² б) 50-100 мг/м², в) 25-50 мг/м². Вместе с увеличением глубины происходит и уменьшение питательных ресурсов, нарастание неблагоприятных условий газового режима в придонном слое воды.

С точки зрения осадкообразования в южной части Баренцева моря процессы биотурбации, согласно нашим подводным наблюдениям, в одних местах ускоряют, в других - замедляют движение рыхлых осадков. Влияние биоты на процессы переноса осадочного материала в южной части Баренцева моря, как следует из наблюдений, может быть прямым или косвенным и носит зональный по глубине и локальный по месторасположению характер.

Согласно наблюдениям, очевидно также, что на донных участках, поврежденных в результате донного траления орудиями лова, нарушена естественная структура биотурбации. что значительно затрудняет стратификацию их верхнего слоя.

Что касается проблем охраны природы, то часто удается их решить по результатам подводных погружений, проводимых совсем для иных целей. Так, обнаружение живых организмов на максимальной глубине Мирового океана в рекордном погружении батискафа «Триест» привело, как известно, к выводу о недопустимости захоронения радиоактивных отходов в глубоководных впадинах, поскольку обнаружение там жизни означает наличие в воде кислорода, т.е. обмена глубинных водных масс с поверхностными. В связи с этим и наши наблюдения из НИПЛ показали, что захоронение загрязняющих веществ на шельфе, где благодаря интенсивному антропогенному прессу происходит активное перемешивание верхнего слоя осадков, крайне негативно.

Работа выполнена при поддержке ЗАО «Росшельф» и Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 02-05-64968).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абиотические факторы биопродуктивности в глубоководных районах Мирового океана. Тр. ВНИРО. Вып. 1. Т. СХП. М.: Пищевая промышленность, 1976. 136 с.

2. Ажажа В.Г. «Северянка» уходит в океан. М.: Географгиз, 1961. 150 с.

3. Айбулатов Н.А. Океанологические исследования из обитаемых подводных лабораторий // Океанология. 1972. Вып. 1. Т. XII. С. 144-154.

4. Айбулатов Н.А. Динамика твердого вещества в шельфовой зоне. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 304 с.

5. Айбулатов Н.А. Гравитационный перенос осадочного материала на континентальном склоне и безопасность строительства и эксплуатации газопровода Россия-Турция. М.: РАО "Газпром", 2002. 45 с.

6. Айбулатов Н.А., Гребцов В.Н., Павличенко Е.Е. Первые океанологические исследования из подводного аппарата "Аргус" // Океанология. 1978. Вып. 5. Т. XIV. С. 528-533.

7. Айбулатов Н.А., Павлидис Ю.А. Некоторые океанографические характеристики южной части Баренцева моря // Морской сборник. 2000. № 12. С. 69-73.

8. Аксенов А.А., Дунаев Н.Н., Ионин А.С. и др. Арктический шельф Евразии в позднечетвертичное время. М.: Наука, 1987. 276 с.

9. Астафьев В.Н., Сурков Г.А., Трусков П.А. Торосы и стамухи Охотского моря. СПб.: Прогресс-Погода, 1977. 197 с.

10. Гершанович Д.Е. Наблюдения над поверхностью морского дна в геологических целях // Труды Океанограф. Комиссии. Т. XIV. Методы и результаты подводных исследований. М.: Изд-во АН СССР, 1962. С. 109-115.

11. Дибнер В.Д., Заферман M.Л. Геолого-геоморфологические наблюдения дна Баренцева моря из гидростата "Север-1" // Геология моря. 1971. С. 140-144.

12. Заферман М.Л. Рыбохозяйственная гидронавтика. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1994. 239 с.

13. Зенкевич Л.A. Биология морей СССР. М.: Наука, 1963. 740 с.

14. Ионин А.С. Рельеф шельфа Мирового океана. М.: Наука, 1992. 255 с.

15. Кленова М.В. Геология Баренцева моря. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1963. 367 с.

16. Кузнецов А.П. Экология донных сообществ Мирового океана. Трофическая структура. М.: Наука, 1983. 243 с.

17. Матшиов Г.Г. Дно океана в ледниковый период. Л.: Наука, 1984. 176 с.

18. Научно-методические подходы к оценке воздействия газонефтедобычи на экосистемы морей Арктики на примере Штокмановского проекта. Апатиты, 1997. 391 с.

19. Павлидис Ю.А. Шельф Мирового океана в позднечетвертичное время. М.: Наука, 1992. 272 с.

20. Панов Д.Г. Морфология дна Мирового океана. М.: Изд-во Академии Наук СССР, 1963. 227 с.

21. Петров К.М. Подводные ландшафты Черноморского побережья Северного Кавказа и Таманского полуострова // Известия Всесоюзного географического общества. 1960. Т. 92. Вып. 5. С. 392-405.

22. Пропп М.В. Экология прибрежных донных сообществ Мурманского побережья Баренцева моря (По материалам водолазных гидробиологических работ). Автореф. канд. дисс. М., 1968. 22 с.

23. Рыженко М. Биологические исследования, проведенные на подводной лодке "Северянка" // Тр. Океанограф. Комиссии. Т. XIV. М.: Изд-во АН СССР, 1962. С. 95-102.

24. Сагалевич A.M. Океанология и подводные обитаемые аппараты. М.: Наука, 1987. 256 с.

25. Сагалевич А.М. Глубина. М.: Научный мир, 2002. 320 с.

26. Сагалевич A.M., Подражанский A.M., Айбулатов Н.А., Кузин B.C. Первые экспериментальные работы с подводными аппаратами "Пайсис" на Черном море // Океанология. 1977. Вып. 5. Т. XVII. С. 20-23.

27. Тарасов Г.А., Погодина И.А., Хасанкаев В.Б. и др. Процессы седиментации на гляциальных шельфах. Апатиты, 2000. 474 с.

28. Турпаева Е.П. Типы морских донных биоценозов и зависимость их распространения от абиотических факторов среды // Тр. ИО АН СССР. 1954. Т. 2. С. 36-55.

29. Федоров В.В., Дмитриенко А.И., Серебров Л.И. Исследование подводных ландшафтов северо-западной части шельфа Баренцева и материкового склона Гренландского морей. Абиотические факторы биопродуктивности в глубоководных районах мирового океана // Тр. ВНИРО. 1976. Т. CXII. Вып. I. С. 114-126.

30. Шепард Ф. Морская геология. Л.: Недра, 1969. 461 с.

31. Arctic Ocean Science from Submarines. A Report Based on the SCICEX 2000 Workshop. April 1999. University of Washington.

32. Reimnitz E. et al. Geological evidence for 60 m dem pressure ridge Keels in the Arctic Ocean // Proc. of Int. Simp. on Ice. Hamburg, 1984. V. 2. P. 189-206.

33. Айбулатов Н.А. Концептуальные основы геоэкологии океана // XV Межд. школа морской геологии. М.: ГЕОС, 2003. С. 103-104.

Results of Oceanological Studies in the Southern Part of the Barents Sea Obtained from a Submarine Scientific Vessel

N.A. Aibulatov, V.V. Korshunov, A.V. Egorov

Unique data of seafloor submarine studies obtained from a submarine scientific vessel in the southern part of the Barents Sea are described. Evidence of seabed exaration is studied. The role of sediment bioturbation, anthropogenous activity, and gravitational and hydrogenic processes in sediment fluxes was studied. The conclusion is made about the possibility of using submarines for oceanological studies.