08 - 12 - 2019

Регионы проведения работ

В современную эпоху географическая изоляция сформировавшихся водоемов позволяла сохранять видовое разнообразие их флоры и фауны, сложившееся в результате геологического развития данного региона. Если какие-либо виды животных или растений и заносились, то это были отдельные эпизодические явления, не наносящие  значительного урона экосистемам морей.

Появление в водных экосистемах новых видов, именуемых вселенцами, экзотическими или чужеродными видами (invaders, aliens, exoticspecies, non-indigenousspecies (NIS), может быть связано с их самопроизвольным распространением через проливы, реки (naturalrangeexpansion) в связи с изменением условий водоемов, а также с деятельностью человека намеренно, или случайно, вносящего новый вид в водоем.

 В настоящее время произошло осознание мировым научным сообществом глобального характера этой экологической проблемы, когда в результате антропогенной деятельности ежедневно перемещаются десятки тысяч представителей флоры и фауны, что приводит к серьезным экологическим и экономическим последствиям. Некоторые вселенцы, такие как, например, Vibrio cholerae,   представляют опасность и для здоровья людей. От вселения других, таких как гребневик Mnemiopsis leidyi или двустворчатый моллюск Dreissena polymorpha, происходит полная деградация экосистем и рыбных ресурсов.

Регионы исследования вселенцев

Институт океанологии им.П.П.Ширшова РАН

Институт Океанологии РАН им. П.П.Ширшова является старейшим и наиболее крупным российским исследовательским центром в области океанологии. Основной задачей ИОРАН является комплексное изучение Мирового океана и морей России на основе представления о единстве происходящих в них физических, химических, биологических и геологических процессов, создание научных основ прогнозирования изменчивости климата Земли, рационального использования морских ресурсов и обеспечения экологической безопасности в интересах устойчивого развития человечества.

Институт был организован решением Президиума Академии наук СССР в 1946 году на базе существовавшей с 1941 года Лаборатории океанологии. Первым директором Института океанологии стал П.П.Ширшов. Вместе с ним активное участие в создании и становлении нового научного центра приняли известные ученые Л.А.Зенкевич, В.Г.Богоров, С.В.Бруевич, А.Д.Добровольский, П.Л.Безруков, И.Д.Папанин, В.Б.Штокман и др. 

ИОРАН сегодня - это коллектив из 1215 сотрудников, среди которых 105 докторов наук и 261 кандидат наук разных специальностей. Сейчас в институте работают  2 действительных члена РАН,  4 члена-корреспондента РАН.

Институт имеет в своём составе Атлантическое отделение (г. Калининград), Южное отделение (г. Геленджик), филиал в Санкт-Петербурге, Северо-Западное отделение (г. Архангельск), а также Каспийский филиал (г. Астрахань)

Перейти на сайт Института океанологии им.П.П.Ширшова РАН

Мраморное море

marmaraМраморное море – внутренний водоем. Оно соединено с Черным морем через Босфор и со Средиземным морем через Дарданеллы, являясь центром системы Турецких каналов.  Босфор, Мраморное море и Дарданеллы - уникальны по своим топографическим и гидрографическим характеристикам, что определяет их биологические характеристики. История происхождения Мраморного моря связана, прежде всего, с историей формирования Черного  моря.

В настоящее время море расположено между 40о 00 и 41о10 с.ш. и 26 о 15 и 29о55 восточной долготы. Площадь поверхности моря составляет 11 500 км2 , объем 378 км3. Длина береговой линии составляет 927 км. Континентальный шельф с тремя депрессиями  преобладает  в донной части, граница шельфа проходит на глубине 100 м, но преобладающие глубины шельфа –75 м. Континентальный шельф шире в южной части моря. Самая большая глубина отмечена в центре депрессии и составляет 1335 м (Kocatas et l., 1993).

Поверхностные воды (15-20 м) современного Мраморного моря представлены черноморской водной массой и сюда с поверхностным течением постоянно поступают черноморские воды. В то время как глубинная водная масса, расположенная под плотным галоклином, имеет средиземноморское происхождение. Средиземноморское течение из Эгейского моря направлено противоположно черноморскому и определяет  состав глубинных вод Мраморного моря. Температура поверхностного слоя Босфора, который находится под влиянием Черного моря варьирует от 4 до 27 оС, соленость – от 18 до 22‰.  Глубже плотного пикноклина в Босфоре и Мраморном море соленость составляет 30‰, а с глубиной возрастает до 37‰. Температура в поверхностном слое в Дарданеллах варьирует от 6 до 27 оС, соленость от 24 до 36‰.

Мраморное море

Сформировавшаяся в результате исторического развития флора и фауна Мраморного моря в настоящее время представлена черноморскими и средиземноморскими видами. Она состоит из 3 групп.  Первая - это понтические реликты, самым ценным из которых является  осетр Acipencer sturio, вторая - это холодноводные атлантические виды, такие как из зоопланктона Calanus helgolandicus,из рыб мерланг Merlangius merlangus euxinus и  катран Squalus acanthias и третья самая большая группа – это средиземноморские виды, представленные в Мраморном море значительно большим числом видов, чем в Черном море, благодаря более высокой солености и теплому климату.

Эгейское море

Эгейское мореПроисхождение Эгейского моря, расположенного в  восточной части Средиземного моря, тесно связано как с происхождением всего Средиземного моря, так и c происхождением Понто-Каспийского бассейна. В средне - и нижнемиоценовое время на юге Европы простиралось море с океанской соленостью и типично морской фауной, объединяющее все южные моря и населенное типично морской фауной средиземноморского типа, тянущегося далеко на запад и на восток и широко соединившееся с океаном.

Современная восточная часть Средиземного моря включает Левантийское, Эгейское, Ионическое и Адриатическое моря. Ионическое море соединено с западной частью Средиземного моря через мелководный (400 м) Сицилийский пролив, с Адриатическим морем через Кретанский пассаж. Левантинское море соединятся через Суэцкий канал с  Красным морем и Индийским океаном.  

Современное Эгейское море расположено между 35 и 45о с.ш. и 23 и 27 о в.д. Море является полузамкнутым водоемом,  расположенным между Черным (через Мраморное), Ионическим и Левантинским морями через Кретанскую арку проливов. Его особенностью является наличие большого числа островов и заливов, обусловленное сложной геоморфологической структурой. Цикладское плато разделяет Эгейское море на Северное и Южное (Рис.). Северная часть Эгейского моря характеризуется мелководными плато, тогда как глубокие котловины характерны для южной части Эгейского моря,  наибольшая глубина в южной части доходит до 2500 м (Stergiou et al., 1997)

Общая циркуляция Эгейского моря циклоническая. Воды с высокой соленостью (S > 38.8 ‰) левантийского происхождения доминируют в Южной части Эгейского моря, они направлены  на север и проходят вдоль западного побережья Турции (Zervakis et al, 2005; Kontoyiannis et al., 2005).

Поверхностная температура в Эгейском море варьирует от 8.38 зимой до 28.99oC  летом (MEDATLAS Consortium , 1997). Эгейское море олиготрофно в северо-западной части и олиготрофность увеличивается на юг по показаниям биогенов, растворенного органического углерода, хлорофилла «а», первичной продукции, численности зоопланктона  и продукции копепод  (Stergiou et al., 1997; Ignatiades et al, 2002, Sempere et al., 2002, Siokou-Frangou et al. 2002). В северной части Эгейского моря уровень концентрации  chl-a варьирует между  29.75 и 50.65 мг м-2 , первичная продукция варьирует от 41.48 до 157.14 мг C м-2 час-1, тогда как в южной части Эгейского моря chl-a варьирует между  20.12 и 30.76 мг м-2 , первичная продукция варьирует от 29.99 до 42.39 мг C м-2 час-1 (Ignatiades et al., 2005).

Важно отметить, что черноморские воды, поступающие в северную часть Эгейского моря обогащены растворенным органическим азотом (Polat and Tugrul, 1996); более того в районе расположенном близко к Дарданеллам отмечено увеличение концентрации  chl-a, первичной продукции, биомассы зоопланктона и продукции копепод (Siokou-Frangou et al., 2002).

Батиметрическая карта Эгейского моря.

Рис. Батиметрическая карта Эгейского моря.

Обмен водными массами между Черным и Эгейским морем происходит через Дарданеллы, Мраморное море и Босфор с поверхностными водами из Черного моря в направлении Эгейского и в придонных горизонтах в обратном направлении (Gubanov and Ryabinin, 1988). В результате обмена водными массами происходит и обмен планктонных организмов в этих морях (Moraitou-Apostolopoulou, 1985;  Kovalev et al, 1998).

В Эгейском море встречается ряд таксономических групп, совершенно отсутствующих в Черном море или редко встречающихся, таких как: Doliolids, Salps, Pteropods, Siphonophors, Euphausiids и общее биоразнообразие Эгейского моря гораздо выше, чем в Черном море (Furnestin, 1979).

В Эгейском море достаточно высоки запасы промысловых рыб: 20% турецких уловов составляют уловы в Эгейском море. Ряд крупных пелагических рыб мигрируют из Эгейского моря в Черное на нерест или миграции, такие как пеламида Sarda sarda (Bloch), луфарь Pomatomus saltatrix (Linne), два вида скумбрий Scomber scombrus Linne, S. japonicus colias Gmelin and ставрида Trachurus trachurus (Linne) и  тунец Thunnus thunnus (Linne) и даже у берегов Болгарии обнаружены 10 экземпляров тунца Euthynnus alleteratus alleteratus (Rafinesque) в 1954 г (Световидов, 1964).

Аральское море

Аральское мореСамое восточное в системе водоемов южной евразийской геосинклинали Аральское море было расположено на границе ценральноазиатских пустынь Каракум, Кузылкум и Плато Устюрк. До 1960 г. оно было четвертым по размерам замкнутым континентальным водоемом мира (66000 км 2 в 1960 г) после Каспийского моря, Великих Американских озер и Озера Виктория в Африке.

В первой половине ХХ  века Аральское море представляло собой большой специфический бассейн, сочетающий морские и лимнологические черты, сложная топография дна и поступление пресных вод из крупных рек определяло специфические черты его отдельных районов. Наибольшая длина моря была 428 км, наибольшая  ширина –284 км. Его площадь составляла 66 100 км 2 , объем моря составлял 1060 км2 .

Уровень моря был выше уровня океана на 52 м. Наибольшая глубина ( 67 м) находилась близ западного берега моря, преобладающие глубины были 10-30м при средней глубине 16,2 м (Зенкевич, 1963). Аральское море в тот период включало пять районов с различными гидрофизическими характеристиками: 1- северный район (Малое море); 2-восточный и юго-восточный район; 3 - южный район, прилегающий к дельте Амударьи; 4- центральный район; 5 - западный глубоководный район (Косарев, 1975).

Климат в районе Аральского моря был субтропический и континентальный (Бортник, Чистяева, 1990). В наиболее теплое время года, в августе, поверхностные воды в открытой части моря имели среднюю температуру 24-25 0С, а глубинные в западной впадине – 2.30 С, но в июне средняя придонная температура спускалась до –0.30 С. Термоклин располагался в среднем на глубине 16-28 м, а в восточной мелководной части моря  летом вода прогревалась до дна и термоклин отсутствовал (Косарев, 1975).

По солевому составу вода Аральского моря отклоняется от океанической воды еще более, чем Каспийского, и близка по соотношению отдельных солей к пресной воде. Средняя соленость Аральского моря была близка к 10‰ (10.2‰).
 Хорошее вертикальное перемешивание и соответственно хорошее  аэрирование водоема создавало благоприятные условия для его достаточно высокой биологической продуктивности. Однако, в результате весьма сложной геологической истории изменений в своей орографии и солености Аральского моря имело весьма бедную качественно флору и фауну.

После длительного периода стабильности с начала 1960-х годов началось антропогенное пересыхание Аральского моря из-за нерегулируемого использования вод Амударьи и Сырдарьи на протяжении многих лет на нужды орошаемого земледелия полей хлопка и риса без ограничений и контроля, что привело к резкому уменьшению биоразнообразия Аральского моря (Zavialov, 2005). После 1978 г. летом речная вода в море вообще не поступала. К 1980 г. уровень Арала упал на 7 м. площадь сократилась на 25%, объем уменьшился на 43%, соленость возросла с 10,2 до 18‰ (Бортник и др., 1983). В 1982 г. уровень моря стал на 9 м ниже среднемноголетнего за 1925-1960 гг. Соленость воды повысилась до 19‰, а на мелководьях до 30‰. В 1989 г. падение уровня достигло 13 м, а соленость превысила 24‰ (Плотников и др.,1991).

Разделение Аральского моря (снимок MODIS 03.10.2002) (из Zavialov,2005).

Разделение Аральского моря (снимок MODIS 03.10.2002) (из Zavialov,2005).

С 1961 г. Аральское море начало высыхать примерно на 0.5 м в год за исключением 1969, 1970 и 2003 гг., когда уровень моря практически не менялся. К 1980-х гг. весь рыбный флот встал, и вся навигация была прекращена в Аральском море. К 1989 г. Малое море  полностью отделилось, его уровень менялся незначительно в пределах нескольких метров. Соленость в Большом море варьировала от 30‰ сразу после отделения до 20‰ в 2002 г. (Friedrich & Oberhansli, 2004). К 2004 г. уровень Арала упал на 23 м (Zavialov, 2005). После отделения в Малом море уровень моря начал подниматься, в то время как в Большом – продолжал падать. В 1992 г казахи построили дамбу, предотвращающую попадание воды из Малого моря в Большое. В дальнейшем она была продлена и укреплена, однако в 1999 г она была прорвана и вода опять стала поступать в Большое море из Малого. Средняя глубина Аральского моря уменьшилась от 16.2 м в 1960 г. до 6 м в 2003 г. Площадь поверхности моря уменьшилась от 66 100 км2  до  17 000 км2, объем уменьшился от 1060 до 100 км3.

В 2004 г. Аральское море потеряло 75% своей площади и 90% воды. Однако оно все еще представляет собой водоем с максимальной глубиной 43 м и горизонтальной протяженностью свыше 200 км (Zavialov, 2005). Большое море состоит из двух раздельных бассейнов, соединенных друг с другом узким мелководным каналом, шириной около 3 км (Рис. 1). Суммарный  речной сток из Амударьи и Сырдарьи изменялся следующим образом: 1911-1960 гг.–56.0 км3 , 1961-1970 гг. – 43.4 км3, 1971-1980 гг. – 16,7 км3, 1981-1990 гг. – 4.2 км3 (Bortnik, 1996).

Температура поверхностного слоя возросла от средней годовой 24 0С до более 270 С. Возросла разница в температурном режиме в различных районах. В настоящее время разница между температурой поверхностного слоя в западном и восточном районах большого Арала составляет 50 С.

Процесс увеличения солености на начальном этапе составлял 0,2‰ в год, затем увеличился до 5‰ в год в западном бассейне и 40-50‰ в год в восточном бассейне за 2001-2002 г. Соленость в 2004 г. в Большом море была от 80 до более 100‰, в Малом − около 20‰ (Micklin, 2004). В 2007 г. соленость в Большом море достигала в восточной части 211г кг-1 и 116 г кг-1 в западном (Zavialov et al., 2009).