Формирование гидрохимической структуры поверхностных вод Карского моря под влиянием континентального стока тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.28, кандидат наук Полухин, Александр Анатольевич

• Полухин, Александр Анатольевич
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Полухин, Александр Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................................4

ГЛАВА 1. ФИЗИКО - ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРСКОГО МОРЯ...........................................................................17

1.1. Географическое положение.............................................................................................17

1.2. История исследования......................................................................................................18

1.3. Океанографические характеристики..............................................................................20

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ................................................................................30

2.1. Методы определения гидрохимических параметров....................................................30

2.2. Данные...............................................................................................................................37

2.3. Методика расчета вклада различных источников в формирование поверхностного опресненного слоя...................................................................................................................42

ГЛАВА 3. ХАРКТЕРИСТИКИ ПРЕСНЫХ И МОРСКИХ ВОД КАРСКОГО МОРЯ, УЧАСТВУЮЩИХ В ФОРМИРОВАНИИ ПОВЕРХНОСТНОГО ОПРЕСНЕННОГО СЛОЯ............................................................................................................................................46

3.1. Влияние пресноводного стока на формирование поверхностной структуры вод Карского моря..........................................................................................................................46

3.2. Морские воды....................................................................................................................50

3.3. «Талые воды» в Карском море........................................................................................52

3.4. Обская губа........................................................................................................................54

3.5. Енисейский залив..............................................................................................................60

ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАТЕРИКОВОГО СТОКА И ТАЛЫХ ВОД ПО АКВАТОРИИ КАРСКОГО МОРЯ.......................................................66

4.1. Распространение речного стока по акватории моря......................................................66

4.2. Распределение вод Оби, Енисея, а также талых вод в поверхностном слое Карского моря (по материалам экспедиционных исследований ИО РАН)........................................69

4.2.1. 49-й рейс НИС «Дмитрий Менделеев», 14.08-15.10.1993......................................69

4.2.2. 54-й рейс НИС «Академик Мстислав Келдыш», 9 - 30.09.2007 ...........................74

4.2.3. 57-й рейс НИС «Академик Мстислав Келдыш», 14.09 - 04.10.2011 ....................78

4.2.4. 125-й рейс НИС «Профессор Штокман», 3.09 - 21.09.2013 ..................................85

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ СТОКА ТАЛЫХ ВОД С НОВОЙ ЗЕМЛИ НА ГИДРОХИМИЧЕСКУЮ СТРУКТУРУ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ КАРСКОГО МОРЯ ...........................................................................................................................................98

5.1. Географическое положение и район работ....................................................................98

5.2. Гидрохимическая структура вод заливов Новой Земли.............................................102

5.3. Воздействие стока с Новой Земли на гидрохимические характеристики поверхностного слоя Карского моря...................................................................................115

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................................................125

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................................................128

ПРИЛОЖЕНИЕ........................................................................................................................137

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование гидрохимической структуры поверхностных вод Карского моря под влиянием континентального стока»

Карское море - это шельфовое окраинное море, более 50% площади моря имеет глубину от 50 до 100 м. Уникальность его акватории состоит в том, что она принимает в себя огромный объем пресных вод. В Карское море поступает более половины от материкового стока во все моря сибирского сектора Арктики или более трети всего речного стока в акваторию Северного Ледовитого океана (СЛО) [Никифоров и др. 1974]. Основная составляющая пресноводного баланса поступает в бассейн Карского моря из двух крупнейших рек России - Оби и Енисея. Водосборная площадь двух этих рек равна 5 500 000 км , что составляет 3.7% площади суши Земли. Кроме мощного материкового стока, свой вклад в пресноводный баланс моря вносят атмосферные осадки и воды, образующиеся при таянии льда, считая и лед, выносимый реками. Локальный вклад вносят другие источники, например, пресноводный сток с берегов островов и деградация мерзлотных пород. Оценка воздействия различных источников пресных вод на акваторию моря и анализ факторов, способствующих распространению материкового стока, позволяют уточнить механизм формирования поверхностного опресненного слоя Карского моря.

Если исходить из определения В.Н. Михайлова [Михайлов, 1997], что морская граница эстуарной зоны проходит по 10 % опреснению вод в период максимального стока (по положению изогалины 90% от минерализации приемного бассейна), то, по крайней мере, вся центральная и западная часть Карского моря может быть отнесена к огромному приустьевому району системы рек Енисей - Обь [Маккавеев, 2015]. Но реки - не единственный источник пресной воды в море. Значительный вклад вносят, как упоминалось выше, таяние льда (как морского, так и речного), атмосферные осадки, деградация мерзлотных пород и покровных ледников. Если учитывать наиболее значимые источники, то поверхностные воды Карского моря формируются при взаимодействии речного стока и морских вод при участии вод, образующихся при таянии морского и речного льда [Пивоваров, 2000].

Рассматривая только распределение солености в поверхностном опресненном слое, сложно выделить непосредственно речную составляющую пресноводного баланса Карского моря, отделив ее от талых и атмосферных вод. Достоверно идентифицировать речные воды можно, привлекая гидрохимические показатели. Это связано с тем, что в речных водах соотношение главных ионов существенно отличается от морских вод. Смешение морских и речных вод в поверхностном слое, кроме уменьшения солености (£), приводит к повышенному содержанию растворенного кремния, пониженной величине

общей щелочности (Alk), при том, что доля углерода среди главных ионов возрастает. Повышенное отношение Alk/S (или УЩ - удельная щелочность) считается надежным индикатором присутствия речных вод. Так, УЩ менее 0.07 характеризует чисто морскую воду, а более высокая величина УЩ свидетельствует о присутствии в том или ином количестве вод материкового стока [Смирнов, 1955]. В последние годы для установления генезиса вод используется и изотопный состав воды [Дубинина и др., 2015], однако существующих данных недостаточно по сравнению с имеющимся массивом данных, накопленным по результатам традиционных гидрохимических определений. Кроме того, исследования изотопного состава значительно дороже и требуют большего времени.

Влияние речного стока на гидрохимическую структуру моря, в первую очередь, будет проявляться в образовании поверхностного слоя вод с пониженной соленостью и достаточно устойчивой плотностной границы с нижележащими водами. С этим связана и одна из интересных особенностей воздействия речного стока на акваторию Карского моря - это наличие слоя с повышенным абсолютным и относительным содержанием кислорода, который возникает в теплое время года ниже галоклина. Происхождение этого слоя, скорее всего, можно объяснить тем, что весной значительный объем менее плотных пресных вод, поступающих с половодьем, перекрывает более плотные перемешанные поверхностные морские воды, в которых в это время активно проходит весеннее цветение. Это явление можно определить как «реликтовое цветение» [Стунжас, 1995; Маккавеев и др., 2015].

Материковый сток и особенно реки - основной источник биогенных элементов в морях [Айбулатов, 2001]. Для вод речного стока характерно повышенное содержание органических форм азота и фосфора. Минеральные же формы азота и фосфора в водах зоны смешения могут снижаться практически до нулевых концентраций. Это может быть связано с исчерпанием доступных биогенных элементов еще при выходе из устьев рек, которые относятся к одним из самых продуктивных районов океана. Кроме того, основная часть органического вещества, выносимого реками, может быть достаточно устойчивой к разложению и не окисляться значительное время. Сказывается также и затрудненный приток биогенных элементов из нижележащих слоев из-за сильной плотностной стратификации вод.

Если рассматривать общее воздействие речного стока на биопродуктивность Карского моря, можно сделать несколько неожиданный вывод: обилие речного стока по акватории моря негативно влияет на продукционные характеристики вод. Во-первых, это ухудшение вертикального обмена биогенными элементами; во-вторых, благодаря низкой прозрачности речных вод (повышенная мутность и цветность речных вод) происходит

уменьшение толщины фотического слоя; в-третьих, выносимые реками биогенные элементы часто с трудом потребляются морскими продуцентами. И, наконец, в-четвертых, биологическая продуктивность вод морей связана не только с обилием первичного питательного субстрата (биогенных элементов), но и со стабильностью условий обитания [Кучерук и Маккавеев, 2006]. Частая смена вод различной минерализации и химического состава нередко приводит к подавлению развития морской биоты. Следует учитывать и то, что с речными и иными пресными водами в море приносится значительное количество загрязнений, собираемых с бассейнов водосбора.

Объем и химический состав речного стока это, по определению в работе [Holmes et al., 1999], «очень чувствительный и ранний индикатор климатических изменений в бассейне водосбора». Прогнозируя возможные изменения речного стока в Карском море, можно предположить, что в случае потепления произойдет выравнивание величины стока и химического состава вод в зимнее и летнее время. Объем вод, выносимых в океан, возрастет, главным образом, за счет своей зимней составляющей [Савельева и др., 2000]. Деградация мерзлотных пород приведет к увеличению химического стока. Для районов, прилегающих непосредственно к устьям рек, возможно увеличение продуктивности вод. Для открытой части при потеплении в бассейне СЛО будет сформирован мощный и устойчивый в течение всего года поверхностный слой вод с невысокой соленостью. Возникновение устойчивой стратификации со стагнацией глубинных вод вообще характерно для теплых периодов развития Земли [Развитие жизни..., 2004; Проблемы зарождения и эволюции..., 2008].

Усиление стратификации может привести к уменьшению потока биогенных элементов из нижележащих слоев и лимитировать деятельность первичных продуцентов в верхних слоях СЛО. В случае похолодания, разница между объемом зимнего и летнего стока увеличится, уменьшится вынос химических веществ со стоком из-за связывания части взвешенного и растворенного органического вещества в мерзлотных почвах. Это приведет к снижению биологической продуктивности в приустьевых районах. Но в открытой части морей, напротив, произойдет разрушение верхнего перемешанного слоя, по крайней мере, в холодное время, выравнивание гидрохимических параметров по вертикали, усиление вентиляции глубинных слоев океана, что компенсирует уменьшение приноса биогенных элементов с речным стоком.

Актуальность работы. Арктическая экосистема очень чувствительна к воздействию на нее климатических и антропогенных факторов. В свою очередь, изменения полярных экосистем под действием причин климатической природы могут оказывать обратное воздействие на климат Земли и менять условия существования человека не только в

арктических странах, но и в планетарном масштабе. Карское море является важнейшей областью в процессах взаимодействия материка, шельфа и глубокого бассейна Евразийской Арктики, а также регионом, где климатические изменения арктической экосистемы выражены наиболее отчетливо. Изучение путей распространения и особенности трансформации материкового стока необходимо для прогнозирования возможных последствий влияния изменения климата на морские экосистемы. Кроме того, изучение распространения и состава речного стока позволит более обосновано судить о биологическом (промысловом) потенциале Карского моря и различных его частей.

Состояние изученности проблемы. Наблюдения за гидрохимическим режимом Карского моря начались в 30-х годах ХХ века. В более ранний период, как правило, гидрохимические работы сводились к определению хлорности [Смирнов, 1955] и, реже, растворенного кислорода. В силу своего положения и климатических особенностей, подавляющее количество наблюдений выполнено в период с июля-августа (начало очищения ото льда центральной части акватории) по середину-конец октября (начало ледостава на мелководье). Уже тогда изучение химической структуры Карского моря тесно связывали с изучением речного стока. На основании экспедиций 1930-х и 1940-х годов публикуется ряд работ по гидрохимии арктических морей, в которых, в том числе, и поднят вопрос о границах распространения речного стока по акватории этих морей и предложены способы идентификации вод материкового стока. Из этого периода следует отметить работы П.Г. Лобзы [Лобза, 1937], А.Ф. Лактионова [Лактионов, 1943] и других. В качестве трассера распространения вод материкового стока использовалась не только соленость, но и содержание растворенного кремния, величина общей щелочности и даже содержание растворенного кислорода [Козеева, 1960]. Наиболее информативным и надежным индикатором речных вод было признана величина отношения щелочность-соленость (удельная щелочность) [Смирнов, 1955], что широко используется для оценки воздействия пресных вод на акваторию моря и в настоящее время.

Со второй половины ХХ века в Карском море проводились систематические гидрохимические исследования силами ААНИИ, причем как в период навигации, так и зимой. Полученные ААНИИ в начале второй половины прошлого века данные были систематизированы и проанализированы как для Карского моря, так и в целом для Арктики научным сотрудником ААНИИ В.П. Русановым и его коллегами [Русанов, 1974, 1984, 1986; Русанов и Васильев, 1976; Русанов и Иванов, 1978; Русанов и др., 1979]. Многие работы посвящены, например, изучению распределения кремния в Арктике в целом и в Карском море в частности. По распределению кремния в поверхностном слое оценивают воздействие речных вод на акваторию моря. Также этот показатель служит

индикатором разделения различных водных масс в Северном Ледовитом океане. Проведены исследования по определению морских границ устьевых областей рек Арктики. Показаны составляющие химического баланса Северного Ледовитого океана, некоторые работы посвящены иным областям химии океана. Данные о гидрохимическом режиме Арктических морей, полученные до конца ХХ века, в том числе и в экспедициях ААНИИ, обобщены в работе [Пивоваров, 2000]. Для Карского моря описана вертикальная гидрохимическая структура, а также поверхностная структурная зона в летний период для северного, центрального и юго-западного участков моря. Приводится районирование акватории моря по интенсивности воздействия на нее внешних факторов. Также показаны примеры распространения речного стока в безледный период по распределению растворенного кремния по поверхности моря.

В период с 1995 по 2003 гг. в Карском море Институтом геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук совместно с зарубежными коллегами было проведено 6 комплексных экспедиций по исследованию акватории моря и прилегающих крупнейших заливов, где было выполнено порядка 200 станций в рамках международного проекта SIRRO (Siberian River Runoff). Гидрохимические исследования включали в себя определения в морской и речной водах биогенных элементов (фосфор, кремний, нитратный азот), растворенного кислорода, а также параметров карбонатной системы (рН, щелочность) на разрезе из Енисейского залива в открытую часть моря, а также в Обской губе, юго-западной части моря и вдоль восточного берега арх. Новая Земля. В работе [Галимов и др., 2006] отражены гидрологические, гидрохимические, биологические и геологические (геохимия осадков) особенности Карского моря для периода исследований данного проекта.

Первые результаты Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (ИО РАН) по исследованию гидрохимических особенностей Карского моря представлены в работах [Маккавеев и Стунжас, 1994; Маккавеев, 1994]). В первой работе показаны особенности распределения растворенного кислорода и биогенных элементов на разрезах в юго-западной и центральной (из устьевых зон Обской губы и Енисейского залива к северу) частях моря. Особое внимание уделено описанию зон смешения морских и речных вод по гидрохимическим параметрам. Во второй из указанных выше публикаций описано распределение растворенного неорганического углерода и парциального давления углекислого газа на указанных выше разрезах. Также в устьях Обской губы и Енисейского залива выделены области поглощения и выделения неорганического углерода и получено соотношение продуцирования и минерализации органического вещества.

Отдельная работа по выделению вод Оби и Енисея в поверхностном слое Карского моря была впервые проведена сотрудником ИО РАН П.А. Стунжасом [Стунжас, 1995]. Используя соотношения щелочность-соленость и кремний-соленость, показано, что линза опресненных морских вод, обнаруженная осенью 1993 г. у северо-восточного побережья Новой Земли, содержит значительную долю вод енисейского происхождения.

Результаты комплексных исследований ИО РАН в Карском море в сентябре-октябре 2007 г. [Флинт, 2010] представлены двумя работами по гидрохимии, в которых, в том числе, затронута проблема идентификации вод материкового стока [Маккавеев и др., 2010а; Маккавеев и др., 2010б]. В ходе экспедиции было выполнено три разреза: из открытого моря к западному берегу п-ова Ямал, из Обской губы к желобу Святой Анны и через Новоземельский желоб к берегу Новой Земли. В первой работе описаны гидрохимические условия во время работы на указанных разрезах. Приведены основные закономерности распределения растворенного кислорода, щелочности и биогенных элементов. В устьевой зоне Обской губы выделены области поглощения и выделения неорганического углерода и фосфора. Вторая работа посвящена выделению вод Оби и Енисея в опресненном поверхностном слое моря по гидрохимическим показателям. В 1993 г. обские воды наблюдались непосредственно вблизи устья Обской губы и в северовосточной части моря. Показано, что в период работ в 2007 г. енисейские воды были обнаружены у северо-восточного берега Новой Земли.

В экспедиции в Карское море в 2011 г. [Маккавеев и др., 2015] было продолжено изучение распространения вод речного стока в центральной части моря. Были проведены работы и по оценке роли малых водотоков на химический состав поверхностных вод для небольших прибрежных акваторий. В результате отбора проб сланцевых пород, слагающих берега залива Благополучия арх. Новая Земля, был проведен эксперимент по выщелачиванию минеральных форм азота, фосфора и других биогенных элементов [Маккавеев и др., 2013], в котором автор диссертации принимал непосредственное участие. Эксперимент дал возможность установить, что реки и иные водотоки ледникового происхождения, в изобилии присутствующие в заливах Новой Земли, протекая по своим руслам, выносят в море количество минеральных форм азота на порядок выше, чем его содержится в морской воде. Воздействие стоков с Новой Земли ощущается на расстоянии до 1 0-40 км от места берега. Данный вывод подтвержден спутниковыми снимками, на которых отмечаются повышенные концентрации хлорофилла-а вблизи побережья Новой Земли в период проведения экспедиции.

Как правило, для изучения пути распространения и генезиса пресных вод используются гидрофизические параметры, например, по Г-^-диаграммам [Завьялов и др.,

2015]. Однако такой подход не всегда позволяет идентифицировать воды различных источников. Поэтому в последнее время все большее внимание привлекает использование элементов-трассеров: некоторых гидрохимических параметров или изотопного состава [Савельева и др. 2010; Пипко и др., 2011; Пипко и др. 2015; Дубинин и Дубинина, 2014; Дубинина и др., 2015; Henderson, 2016]. Но исследования изотопного состава вод, несмотря на высокую прецизионность, достаточно дороги в использовании и малодоступны ввиду лимитированного количества лабораторий, обладающих необходимым для анализов оборудованием, в то время как по гидрохимическим параметрам накоплен достаточно большей массив данных, охватывающий без малого вековой период наблюдений.

Карское море является значимым объектом арктических исследований советских и российских ученых. В результате многолетних исследований получены интереснейшие результаты экспедиционных исследований, вылившиеся в обширные знания о гидрофизических особенностях и экосистеме вод Карского моря. Тем не менее, со временем появляются новые данные, дающие возможность глубже взглянуть на некоторые проблемы. Так, еще со второй половины 20-го века известны основные источники пресных вод, воздействующих на структуру поверхностного слоя Карского моря. Но остаются неизвестным, в каких пропорциях эти источники влияют на акваторию моря.

Цель работы: исследовать вклад материкового стока (главным образом, вод Обской губы и Енисея), а также талых вод в формирование поверхностного опресненного слоя Карского моря.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

• Оценка объема пресных вод, ежегодно поступающих в поверхностный (0-20 м) слой моря;

• Определение гидрохимических характеристик (содержание кремния, общего углерода, общей щелочности) основных составляющих пресноводного баланса моря;

• Расчет относительного вклада основных источников пресной воды в формирование поверхностного слоя Карского моря;

• Анализ влияния гидрометеорологических условий на распространение пресной воды из основных источников;

• Исследование влияния локальных источников пресных вод на гидрохимическую структуру прибрежной акватории Новой Земли.

Научная новизна исследования. В представленной работе впервые проведена оценка вклада основных источников пресной воды в процесс опреснения и формирования

поверхностного слоя Карского моря и анализ распространения вод этих источников по акватории моря, полученные с применением модифицированного метода расчета, основанного на уравнении смешения нескольких типов вод, а также используя данные гидрометеорологических условий.

Впервые проведена оценка доли талых вод в поверхностном опресненном слое, хотя ранее неоднократно отмечалось, что в процессе формирования поверхностного слоя они играют значительную роль.

Отличительной особенностью расчетов является применение гидрохимических характеристик смешивающихся вод вместо широко распространенного метода с использованием гидрологических параметров (температуры и солености).

Также в работе отражены уникальные результаты исследований малых водотоков Новой Земли и показано их воздействие на гидрохимическую структуру прибрежной акватории.

Защищаемые положения:

1. Установлено, что количество пресной воды, необходимой для формирования профиля солености в верхнем 20-метровом опресненном слое, связано с соленостью на поверхности определенной функциональной зависимостью.

2. Получено, что около 50% поверхностных вод Карского моря в летне-осенний сезон (август-сентябрь) составляют воды из Обской губы и Енисея, а также талые воды. Из этого количества порядка 25% занимают обские воды, енисейским принадлежит 10%, на долю талых вод приходится 15%.

3. На основании анализа гидрометеорологических данных и расчета вклада основных источников в формирование поверхностного опресненного слоя выявлено, что в августе-сентябре отмечается преобладание обских вод над енисейскими в силу сезонной особенности гидрологического режима Оби и Енисея.

4. Показано, что сток талых вод с восточного побережья Новой Земли обогащен биогенными элементами (минеральный азот, фосфор и кремний). Влияние пресных вод на изменение гидрохимической структуры поверхностного слоя прослеживается на расстоянии 10-40 км от источника.

Достоверность полученных результатов подтверждена методиками определения гидрохимических параметров в морской воде, используемыми в ИО РАН на протяжении нескольких десятков лет [Современные методы..., 1992; Руководство..., 2003]. Приборная база Лаборатории биогидрохимии (спектрофотометры КФК 3, LEKI 1207UV и 2107UV, Lange HACH 2800DR; рН-метры-иономеры «Эконикс Эксперт» со стеклянными комбинированными электродами фирмы «Аквилон», полуавтоматические бюретки фирмы

«Аквилон» и автоматические титраторы Titroline easy) позволила проводить высокоточные определения основных гидрохимических элементов. Полученные с помощью прецизионных CTD-зондов (фирмы SeaBird Electronics, США) данные по температуре и электропроводности дали возможность исследования как пространственного распределения температуры и солености в поверхностном слое моря, так и вертикальное распределение этих характеристик, а также использовать эти данные для дальнейших расчетов.

Научное и практическое значение исследования. С научной точки зрения, метод расчета вклада различных источников в формирование поверхностного слоя Карского моря позволил получить дополнительное представление о том, как по акватории моря распределяются воды самых крупных рек Сибири - Оби и Енисея. Выявленный вклад поступающих пресных вод в процессе таяния льдов (морских, речных, материковых) может послужить дополнительным фактором в процессе наблюдений за динамикой ледовых явлений в Карском море, а также в других арктических морях.

Изучение распространения материкового стока и оценки влияния различных источников пресных вод на формирование поверхностного опресненного слоя Карского моря имеет не только научное, но и практическое значение. В условиях возрастания техногенной нагрузки как на акваторию моря ввиду нахождения здесь больших объемов углеводородного сырья [Грамберг и Супруненко, 2000], так и на бассейны водосбора рек, впадающих в него, необходимо не только исследовать возможные пути переноса материкового стока как основного транспорта питательных и загрязняющих веществ, но и определять генезис пресных вод из различных источников. Это позволит выявлять места наиболее вероятного накопления загрязняющих веществ.

Факт обнаружения высоких концентраций биогенных элементов в многочисленных водотоках восточного побережья Новой Земли выявил важный для фитопланктона источник питания в виде выноса минерального азота и кремния талыми водами. Это может послужить импульсом к новым исследованиям в Арктике, в особенности к изучению роли малых водотоков многочисленных островов и архипелагов региона в формировании первичной продукции в арктическом бассейне.

Личный вклад автора характеризуется следующей деятельностью:

1) Участие в экспедициях ИО РАН в Карское море в 2011, 2013, 2014 гг., в ходе которых автором были получены данные, использованные в работе;

2) Отбор проб и лабораторный анализ биогенных элементов, рН, общей щелочности, растворенного кислорода в указанных экспедициях;

3) Камеральная обработка полученных в экспедициях данных и архивных материалов по экспедициям в Карское море;

4) Постановка лабораторных экспериментов по выщелачиванию минеральных биогенных элементов и неорганического углерода из образцов пород, слагающих берега заливов Новой Земли;

5) Подготовка полученных результатов к публикации, а также представление их на российских и международных конференциях.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены и обсуждались на семинаре Физического сектора Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (2015 г.), ежегодных ассамблеях Европейского сообщества наук о Земле (EGU) в Вене, Австрия (2012, 2013, 2014, 2016 гг.), объединенной ассамблее Азиатско-Тихоокеанского и Американского геофизического сообщества (AOGS) в Республике Сингапур (2012 г.), рабочей встрече проекта GEOTRACES в Москве (2012 г.), Четвертой международной школе-семинаре «Спутниковые методы и системы исследования Земли» в г. Таруса (2013 г.), Arctic Ocean Acidification: Arctic Monitoring and Assessment Programme в г. Берген, Норвегия (2013 г.), Школе по морской геологии в г. Москве (2013 г.), международной конференции Ocean Science Meeting 2014 в г. Гонолулу, США (2014 г.), научной конференции "Экосистема Карского моря - новые данные экспедиционных исследований" в г. Москва (2015 г.), 3-ем международном симпозиуме «Многофазные системы: Мировой океан, природа, человек, общество, технологии» (2015 г.), 26-й Генеральной ассамблее Международного сообщества геодезии и геофизики в г. Прага, Чешская Республика (2015 г.).

Публикации соискателя по теме диссертации. Материалы диссертации полностью изложены в работах, опубликованных соискателем. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 7 статей в рецензируемых научных изданиях из списка, рекомендованного ВАК [1-7], одна статья в международном рецензируемом издании из списка, рекомендованного ВАК [8], 8 статей и тезисов в сборниках докладов российских и международных научных конференций [9-16].

1. Артамонова К.В. Особенности гидрохимического режима Обской губы в период открытой воды / К.В. Артамонова, С.А. Лапин, О.Н. Лукьянова, П.Н. Маккавеев, А.А. Полухин // Океанология. 2013. Т. 53. № 3. С. 357-366.

2. Маккавеев П.Н. Поверхностный сток биогенных элементов с берега залива Благополучия (арх. Новая земля) / П.Н. Маккавеев, А.А. Полухин, П.В. Хлебопашев // Океанология. 2013. Т. 53. № 5. С. 610-617.

3. Маккавеев П.Н. Гидрохимическая характеристика вод западной части Карского моря (по материалам 59-го рейса НИС «Академик Мстислав Келдыш») / П.Н. Маккавеев, З.Г. Мельникова, А.А. Полухин, С.В. Степанова, П.В. Хлебопашев, А.Л. Чульцова // Океанология. 2015. Т. 55. № 4. C. 540-551.

4. Сергеева В.М. Структура и распределение фитопланктона в глубоководных районах северной части Карского моря / В.М. Сергеева, И.Н. Суханова, Е.И. Дружкова, С.А. Мошаров, В.В. Кременецкий, А.А. Полухин // Океанология. 2016. Т. 56. № 1. C. 113119.

5. Якушев Е.В. Гидрохимические исследования прибрежных вод архипелага Шпицберген в 2014 - 2015 гг. / Е.В. Якушев, П.Н. Маккавеев, А.А. Полухин, Е.А. Проценко, С.В. Степанова, П.В. Хлебопашев, Ш.Х. Якубов, А. Стаалстрем, М. Норли // Океанология. 2016. Т. 56. № 5. С. 836-838.

6. Полухин А.А. Особенности распространения материкового стока по акватории Карского моря / А.А. Полухин, П.Н. Маккавеев // Океанология. 2017. Т. 57. № 1. С. 25-37.

7. Маккавеев П.Н. Гидрохимические особенности акватории Карского моря летом 2015 г. / П.Н. Маккавеев, А.А. Полухин, А.В. Костылева, Е.А. Проценко, С.В. Степанова, Ш.Х. Якубов // Океанология. 2017. Т. 57. № 1. С. 57-66.

8. Drits A.V. Copepods Senecella siberica and Limnocalanus macrurus in the Ob Estuary: ecology in high-gradient environment / A.V. Drits, A.F. Pasternak, A.B. Nikishina, T.N. Semenova, V.M. Sergeeva, A.A. Polukhin, M.V. Flint // Polar biology. September 2016. Vol. 39. Issue 9. P. 1527-1538. DOI 10.1007/s00300-015-1878-6.

9. Polukhin A. The contribution and spatial distribution of Ob and Yenisei runoff on surface layer of the Kara Sea / A. Polukhin, P. Makkaveev // Geophysical Research Abstracts. 2012. Vol. 14, EGU2012-1202 EGU General Assembly 2012.

10. Полухин А.А. Распределение полей биогенных элементов в центральной части Карского моря осенью 2011 года (по материалам 59-го рейса НИС «Академик Мстислав Келдыш») / А.А. Полухин, С.В. Степанова, А.Л. Чульцова // Органическое вещество и биогенные элементы во внутренних водоемах и морских водах. Материалы V Всероссийского симпозиума с международным участием. 10-14 сентября 2012 г., г. Петрозаводск, Республика Карелия, Россия. - Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2012. 465 с. ISBN 978-5-9274-0526-8, С. 304-308.

11. Polukhin A. Dissolved inorganic carbon and nutrients in estuarine mixing zones of the Ob and Yenisei Rivers / A. Polukhin, P. Makkaveev // Geophysical Research Abstracts. 2013. Vol. 15, EGU2013-1663-5, EGU General Assembly 2013.

12. Маккавеев П.Н. Биогенный сток с Новой Земли в Карское море / П.Н. Маккавеев, А.А. Полухин, П.В. Хлебопашев // Геология морей и океанов: Материалы XX Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. IV. М.: ГЕОС, 2013. 304 с. С. 97-101.

13. Кодрян К.В. Потоки биогенных элементов на границе вода-дно в Енисейском заливе (59 рейс нис «Академик Мстислав Келдыш») / К.В. Кодрян, А.Ю. Леин, П.Н. Маккавеев, А.А. Полухин, А.Г. Розанов, С.В. Степанова // Геология морей и океанов: Материалы XX Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. IV. М.: ГЕОС, 2013. 304 с. С. 65-69.

14. Osadchiev A. Structure of the upper layer of the Kara Sea influenced by Ob and Yenisei discharge based on continuous thermohaline and optical measurements / A. Osadchiev, P. Zavialov, A. Izhitskiy, A. Polukhin, V. Pelevin, P. Makkaveev and Zh. Toktamysova // Geophysical Research Abstracts Vol. 17, EGU2015-2677, 2015 EGU General Assembly 2015.

15. Полухин А.А. Динамика гидрохимических характеристик поверхностного распресненного слоя Карского моря в августе-сентябре 2014 года // Экосистема Карского моря - новые данные экспедиционных исследований. - М.: АПР, 2015. 320 с. С. 58-61.

16. Polukhin A. Impact of continental runoff and melted sea ice on spatial distribution of carbonate parameters and nutrients in the Kara and Laptev Seas / A. Polukhin, A. Kostyleva, E. Protsenko, S. Stepanova, Sh. Yakubov and P. Makkaveev // Geophysical Research Abstracts Vol. 18, EGU2016-12067, 2016 EGU General Assembly 2016.

Благодарности. Автор выражает признательность своему научному руководителю д.г.н. П.Н. Маккавееву за общее руководство работой, ценные советы и помощь в становлении квалифицированным океанологом-гидрохимиком. Автор благодарит д.б.н., члена-корреспондента РАН М.В. Флинта за возможность участия в экспедициях ИО РАН в Карское море, к.ф.-м.н. С.А. Щуку за предоставление основополагающих данных по температуре и солености вод Карского моря, к.г.н. А.И. Шикломанова за предоставление ценных данных по стоку рек, к.ф.-м.н. А.А. Осадчиева и А.А. Недоспасова за помощь в получении данных реанализа, к.ф.-м.н. П.А. Стунжаса за ценные комментарии и интерес к работе, Lars-Otto Reirsen (AMAP, Норвегия) за поддержку участия в международных конференциях, к.г.-м.н. Н.А. Шульгу, к.т.н. Г.В. Айзеля за ценные комментарии при подготовке работы. Автор также благодарит соавторов публикаций за плодотворное сотрудничество, и всех, с кем посчастливилось работать в экспедициях в Карское море. Особая благодарность выражается семье и друзьям за терпение и поддержку при подготовке автором диссертации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников, приложения. Объем работы составляет 149 страниц. Текст диссертации иллюстрирован 63 рисунками и 15 таблицами. Библиографический список включает в себя 113 наименований, в том числе 24 на иностранных языках. В приложении содержится 8 таблиц.

Во Введении представлены обоснование актуальности темы, состояние изученности проблемы, основная цель исследования, поставленные задачи, научная новизна, основные защищаемые положения, достоверность полученных результатов, практическая значимость, личный вклад автора, апробация результатов исследования и список опубликованных диссертантом работ.

В Главе 1 приведены физико-географические особенности акватории Карского моря, история исследования региона, а также гидрофизические и гидрохимические особенности структуры и динамики вод.

В Главе 2 даны описания материалов и методов, использованных в работе.

В Главе 3 рассмотрены основные типы вод, вносящие вклад в формирование поверхностного слоя Карского моря, и приведены их гидрохимические характеристики.

В Главе 4 представлены результаты расчетов относительного вклада основных источников пресной воды в поверхностный опресненный слой Карского моря, основанные на гидрохимических особенностях вод Обской губы, Енисея, поверхностных вод Северного Ледовитого океана и талых вод. Рассмотрены случаи различного распространения материкового стока по акватории Карского моря в зависимости от гидрологических и метеорологических процессов.

В Главе 5 показано влияние стока талых вод с Новой Земли на гидрохимическую структуру поверхностного слоя Карского моря, которое на локальном масштабе может быть определяющим для химического режима вод.

В Заключении представлены полученные в результате исследования основные выводы.

Заключение диссертации по теме «Океанология», Полухин, Александр Анатольевич

В Карское море поступает из разных источников большой объем пресных вод. Если говорить только о материковом стоке, то на его долю приходится более трети всего речного стока в акваторию СЛО. Кроме речного стока, в пресноводном балансе моря присутствуют и атмосферные осадки, талые воды, образующиеся при таянии морского и речного льда, материковых ледников, а также вечной мерзлоты. Но основной составляющей пресноводного баланса остаются многочисленные реки, впадающие в море. Суммарный сток рек, впадающих в Карское море, составляет 1350 км /год, из этого объема на долю устьев Оби и Енисея приходится более 80%.

Обильный приток пресных вод влияет на гидрологический и гидрохимический режимы моря. В первую очередь это наличие поверхностного слоя с пониженной соленостью и, естественно, устойчивого пикноклина. В теплое время значительно затруднен обмен между верхним деятельным слоем моря и его глубинными водами. Это способствует формированию особой, отличной от других морей, химической и биологической структуры вод. Дренируя огромные площади суши, реки переносят значительное количество растворенного и взвешенного вещества, в том числе и загрязняющих веществ антропогенного происхождения. Большая часть растворенных веществ распространяется по акватории моря, остальное при помощи течений и ветрового переноса распространяется дальше, в акваторию СЛО. Все это приводит к тому, что возникает необходимость более детально изучать пути переноса материкового стока как основного механизма транспортировки питательных и загрязняющих веществ, и разделять воды различного генезиса.

Такое исследование возможно только с привлечением данных широкого спектра: гидрологических, метеорологических, океанологических. Нельзя обходить вниманием и особенности рельефа дна Карского моря, морфологической структуры береговых и островных рельефов, геохимического состава почв и пород, слагающих берега и бассейны водосбора крупных рек и маленьких ручьев.

Используя архивные материалы и данные, полученные в экспедициях ИО РАН в Карском море (1993, 2007, 2011, 2013, 2014 гг.), были выделены основные составляющих материкового стока и выявление особенностей распространения их по акватории моря. Для изучения вклада отдельных источников в формирование поверхностных вод была разработана оригинальная методика с использованием уравнения смешения и регрессионного анализа.

В ходе исследования были получены следующие результаты, которые можно представить в виде выводов:

1. Систематизированы данные гидрохимических наблюдений, часть которых собрана при участии автора, во многих экспедициях в Карское море. В результате работы определены гидрохимические параметры основных типов вод, участвующих в формировании поверхностного слоя: поверхностные воды открытой части моря, воды Обской губы и Енисея, талые воды морского и речного происхождения.

2. Для оценки поступивших пресных вод в поверхностный слой (0-20 м) моря за исследуемые года, были проведены расчеты с использованием уравнения смешения для нескольких типов вод с различными гидрохимическими характеристиками. Установлено, что доля пресных вод в опресненном слое связана с соленостью на поверхности моря следующим функциональным соотношением:

Д,=0.99*ехр(-0.08*5)-0.001*£ Данное соотношение может применяться для оперативного расчета запаса пресных вод в поверхностном опресненном слое Карского моря.

3. Рассчитаны доли стока Енисея, Обской губы и талых вод в формировании поверхностного опресненного слоя Карского моря в период конца лета-начала осени (август-сентябрь). Для 1993 г. средние значения составили 15%, 29% и 7% соответственно, для 2007 г. - 9%, 7% и 23% соответственно, для 2011 г. - 8%, 16% и 18% соответственно, для 2013 г. - 1%, 32% и 24% соответственно и для 2014 г. - 6%, 24% и 7% соответственно. Сезонность гидрологического режима Оби и Енисея, особенно в период с начала паводка и до конца лета - основная причина преобладания в поверхностном опресненном слое моря обских вод над енисейскими. Доля пресных вод, образующихся при таянии морского и речного льда, в годовом балансе составляет 10-30% от всего объема пресных вод, находящихся в поверхностном опресненном слое моря. Такой эффект наблюдается при достаточно позднем освобождении центральной части акватории ото льда и относительно спокойной метеорологической обстановке над акваторией Карского моря. Стоит отметить, что важность воздействия талых вод на поверхностный опресненный слой неоднократно обсуждалась в работах по Карскому морю, но их вклад в его формирование оценен впервые.

4. Важным фактором, характеризующим вклад основных источников пресных вод в поверхностном опресненном слое, оказывается тип распространения материкового стока по акватории моря. Так, при «западном» типе доля енисейских вод выше, чем при «центральном». В свою очередь, доля вод из Обской губы выше при «центральном» типе, чем при «западном». В целом для обоих указанных типов распространения стока доля

обских вод превалирует над енисейскими в августе-сентябре. «Восточный» тип распространения в рассмотренные периоды исследований не наблюдался. Доля талых вод в поверхностном слое не обнаруживает прямой зависимости от типа распространения. Для них определяющим является ледовый режим моря и крупных заливов, а также метеорологические условия в период таяния льдов.

5. Представлены результаты натурных наблюдений и лабораторных экспериментов, подтверждающие локальное влияние пресного стока с Новой Земли на опресненный поверхностный слой. В первую очередь, это влияние проявляется в изменении гидрохимической структуры вод заливов Новой Земли. При отсутствии прямого влияния материкового стока из Обской губы и Енисея (то есть при «центральном» и «восточном» типе распространения) воздействие водотоков Новой Земли может быть определяющим для всей прибрежной акватории. Наличие мощных источников биогенных элементов способно влиять на локальные экосистемы заливов, являющихся полузамкнутыми водными объектами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Полухин, Александр Анатольевич, 2017 год

1. Айбулатов Н.А. Геоэкология шельфа и берегов морей России. М.: Издательский дом «Ноосфера». 2001. С. 27-58.

2. Айбулатов Н.А. Деятельность России в прибрежной зоне моря и проблемы экологии. М.: Наука, 2005. С.53-70, с.74-80.

3. Алекин О.А. Химия океана. Л.: Гидрометеорологическое издательство. 1966. 248 с.

4. Белов М.И. Арктическое мореплавание с древнейших времен до середины XIX века. М.: Морской транспорт, 1956. Т. I. 592 с.

5. Атлас океанов. Северный Ледовитый океан. Изд-во ГУНИО МО СССР. 1980. 184 с.

6. Биология и океанография Северного морского пути: Баренцево и Карское моря. М.: Наука, 2007. 323 с.

7. Бирюков В.Ю., Совершаев В.А. Рельеф дна юго-западной части Карского моря и история развития его в голоцене. - В кн.: Геология и геоморфология шельфов и материковых склонов. М.: Наука, 1985. С.89-95.

8. Богоявленский В.И. Поиск, разведка и разработка месторождений углеводородов в Циркумарктическом регионе / Арктика: экология и экономика, № 2 (10), 2013. С. 62-71

9. Бычков А.С., Павлова Г.Ю., Кропотов В.А. Карбонатная система. В кн.: Химия морской воды и аутигенное минералообразование. М.: Наука. 1989. С.49-111.

10. Визе В.Ю. История исследования советской Арктики: Баренцево и Карское моря. Архангельск: Севкрайгиз, 1935. 248 с.

11. Визе В.Ю. Моря Советской Арктики: Очерки по истории исследования. - 2-е изд. -Л.: Изд-во Главсевморпути, 1939. 568 с.

12. Визе В.Ю. Моря Советской Арктики: Очерки по истории исследования. - 3-е изд. -Л.: Изд-во Главсевморпути, 1948. 396 с.

13. Власова Е.С., Маккавеев А.П., Маккавеев П.Н. Растворенный неорганический углерод в водах юго-восточной части Баренцева моря (Печорское море) // Океанология. 2005. Т. 45. № 2. С. 217-223.

14. Галимов Э.М. Кодина Л.А., Степанец О.В., Коробейник Г.С. Биогеохимия российской Арктики. Карское море. Результаты исследований по проекту SIRRO 1995-2003 годы //Геохимия. - 2006. - №. 11. - С. 1139-1191.

15. Гордеев В.В. Речной сток в океан и черты его геохимии. М.: Наука, 1983. 160 с.

16. Грамберг И.С., Супруненко О.И. Арктический шельф — будущее нефтегазовой промышленности России // Арктика на пороге третьего тысячелетия (ресурсный

потенциал и проблемы экологии). — СПб.: Наука, 2000. — С. 133—144.

17. Гусарова А.Н. Исторический аспект развития методов определения биогенных элементов в Мировом океане. Труды Арктического регионального центра. Том 2, часть 1, Гидрометеорологические и биогеохимические исследования в Арктике, Владивосток: Дальнаука, 2000, с.183 - 192.

18. Гусарова А.Н., Чернякова А.М., Вакуленко Н.В. Об основах создания банка гидрохимических данных // Экологические системы и приборы. 2000. № 10. С.34-37.

19. Добровольский А.Д., Залогин Б.С. Моря СССР. М.: Мысль, 1982. 196 с.

20. Добровольский А.Д., Леонтьева. В.В., Кукса В.И. К характеристике структур и водных масс западной и центральной частей Тихого океана. - "Тр. Ин-та океанологии АН СССР", 1960, т. 40, с. 47-57

21. Дубинин А.В., Дубинина Е.О. Изотопный состав кислорода и водорода вод Черного моря как отражение динамики водных масс // Океанология. 2014. Т.5. № 6. С. 763-780

22. Дубинина Е.О., Коссова С.А., Фяйзуллина Р.В., Мирошников А.Ю. Изотопные параметры вод Карского моря // Экосистема Карского моря - новые данные экспедиционных исследований. - М. : АПР, 2015.-320 с. С. 82-85.

23. Ефремкин И. М., Снопова Е. М., Холмянский М. А., Зеленковский П. С. Современное океанологическое и экогеологическое состояние Обской губы / Вестник Санкт-Петербургского университета .Сер. 7. 2009. Вып. 3. С. 58-65

24. Завьялов П.О., Ижицкий А.А., Осадчиев А.А., Пелевин В.В., Грабовский А.Б. Структура термохалинных и биооптических полей на поверхности Карского моря в сентябре 2011 г. // Океанология. 2015. Т.55. № 4. С. 514-525

25. Завьялов П.О., Маккавеев П.Н., Коновалов Б.В., Осадчиев А.А., Хлебопашев П.В., Пелевин В.В., Грабовский А.Б., Ижицкий А.А., Гончаренко И.В., Соловьев Д.М., Полухин А.А. Гидрофизические и гидрохимические характеристики морских акваторий у устьев малых рек российского побережья Черного моря // Океанология. 2014. Т. 54. № 3. С.293-308

26. Залогин Б. С., Родионов Н. А. Устьевые области рек СССР. М.: Мысль, 1969.-311 с.

27. Зацепин А. Г., Завьялов П.О., Кременецкий В.В., Поярков С.Г., Соловьев Д.М. Поверхностный опресненный слой в Карском море // Океанология. 2010. Т.50. №5. С. 698-708

28. Зацепин А. Г., Морозов Е. Г., Пака В. Т., Демидов А. Н., Кондрашов А. А., Корж А. О., Кременецкий В. В., Поярков С. Г., Соловьев Д. М. Циркуляция вод в юго-

западной части Карского моря в сентябре 2007 г. // Океанология. 2010. Т.50. №5. С. 683-697

29. Иваненков В.Н. Общие закономерности распределения биогенных элементов в океане. Химия океана. Том 1. Химия вод океана. Ред. О.К. Бордовский, В.Н. Иваненков, М.: Наука, 1979, с.188 - 229.

30. Иванов В.В. Гидрологический режим низовьев и устьев рек Западной Сибири и проблема оценки его изменений под влиянием территориального перераспределения водных ресурсов // Проблемы Арктики и Антарктики. Вып. 55. Л.:Гидрометеоиздат. 1980. С.20-43

31. Козеева Е.В. Кислород как показатель динамики водных масс // Л.: Труды ААНИИ. 1960. Т.218. С. 95-109.

32. Колчак А.В. Лед Карского и Сибирского морей // Зап. Имп. АН. Сер. 8. Физ.-мат. отд-ние. — 1909. — Т. 26. — № 1.

33. Кубряков А.А., Зацепин А.Г., Станичный С.В. Формирование и распространение поверхностного опресненного слоя в Карском море // Экосистема Карского моря -новые данные экспедиционных исследований. - М. : АПР, 2015.-320 с. С. 11-14.

34. Кузьмина И.Ю., Литвинова О. В., Кудашева Ф. Х. Изучение гидрохимического состава вод бассейна Обской губы // Вестник Башкирского университета. 2009. Т. 14. №2. С. 381-384.

35. Кучерук Н.В., Маккавеев П.Н. Влияние изменчивости гидрохимических и гидрофизических условий на состояние донных сообществ на примере юго-восточной части Баренцева моря. Академическая наука и ее роль в развитии производительных сил (материалы международной конференции. Архангельск, 1922 июля 2006 г., CD/1D. 4 с.

36. Лактионов А.Ф. Гидрохимические условия моря Лаптевых // Проблемы Арктики. 1943. № 1. С. 107-129.

37. Лапин С.А. Гидрологическая характеристика Обской губы в летне-осенний период // Океанология. 2011. Т. 51. № 6. С.984-993.

38. Лисицын А.П. Маргинальный фильтр океанов / Океанология. 1994. Т. 34. № 5. С.765-747

39. Лисицын А.П., Виноградов Е.М. Международная высокоширотная экспедиция в Карское море (49-й рейс научно-исследовательского судна «Дмитрий Менделеев») // Океанология. 1994. Т. 34. № 5. C.643-651.

40. Лобза П.Г. Щелочность воды северо-восточной части Карского моря //Л.: Труды ААНИИ. 1937. Т.83. С. 19-23.

41. Маккавеев П. Н. Растворенные неорганический углерод в водах Карского моря и устьях рек Обь и Енисей // Океанология. 1994. Т. 34. № 5. C.668-672.

42. Маккавеев П.Н. Влияние материкового стока на гидрохимический режим Карского моря. / Экосистема Карского моря - новые данные экспедиционных исследований. Материалы научной конференции. М.: АПР. 2015. С. 50-53.

43. Маккавеев П. Н., Мельникова З.Г., Полухин А.А., Степанова С.В., Хлебопашев П. В., Чульцова А.Л. Гидрохимическая характеристика вод западной части Карского моря (по материалам 59-го рейса НИС «Академик Мстислав Келдыш») // Океанология. 2015. Т. 55. № 4. C.540-551.

44. Маккавеев П.Н., Гордеев В.В., Стунжас П.А., Сапожников Ф.В., Хлебопашев П.А. Гидрохимический сток р.Оби в зимний период (по материалам работ в декабре 2001 года) В сб.: Эколого-биогеохимические исследования в бассейне Оби. Ред. В В. Зуев, А.В. Куровских, С.Л. Шварцев. Томск. 2002. С.8 - 20.

45. Маккавеев П.Н., Стунжас П.А. Гидрохимическая характеристика вод Карского моря // Океанология. 1994. Т. 34. № 5. C.662-667.

46. Маккавеев П.Н., Стунжас П.А., Мельникова З.Г., Хлебопашев П.В., Якубов Ш.Х. Гидрохимическая характеристика вод западной части Карского моря // Океанология. 2010 (а). Т. 50. № 5. С. 730-739.

47. Маккавеев П.Н., Стунжас П.А., Хлебопашев П.В. О выделении вод Оби и Енисея в распресненных линзах Карского моря в 1993 и 2007 гг. // Океанология. 2010 (б). Т. 50. № 5. С. 740-747.

48. Маккавеев П.Н., Полухин А.А., Хлебопашев П.В. Поверхностный сток биогенных элементов с берега залива Благополучия (арх. Новая земля) // Океанология. 2013. Т.53. № 5. С. 610-617

49. Маккавеев П.Н., Хлебопашев П.В Изменение химического состава вод в нижнем течении арктических рек (по материалам экспедиций 2002 - 2003 г.). Геология морей и океанов. Тезисы докладов XVI Международной научной школы по морской геологии. Т.1. Москва, 14 - 18 ноября 2005 г. М.: ГЕОС. С.81-82.

50. Маккавеев П.Н., Якушев Е.В. Особенности углеродного цикла в Арктическом бассейне // М.: Природа. 1998. № 3. С.17-25.

51. Медведев B.C., Потехина Е.М. Вынос современными ледниками Новой Земли терригенного взвешенного материала в Баренцево море // Современные процессы осадконакопления на шельфах Мирового океана. М.:Наука. 1990. С. 103-110

52. Мельников И.А., Житина Л.С., Колосова Л.Г. Реакция морских экосистем на глобальные изменения в Арктике: верхний океан. Труды Арктического центра. Том

2, часть 1. «Гидрометеорологические и биогеохимические исследования в Арктике». Владивосток 2000. с. 69-81

53. Михайлов В.Н. Устья рек России и сопредельных стран: Прошлое, настоящее и будущее. М.: ГЕОС, 1997. 413с.

54. Никифоров Е.Г., Панов В.В., Шпайхер А.О. Карское море // Океанографическая энциклопедия. Л.:Гидрометиздат, 1974. с. 222-225.

55. Никифоров Е.Г., Шпайхер А.О. // Большая советская энциклопедия: в 30 т./ гл. ред. А.М. Прохоров. - 3-е изд. - М.: Советская энциклопедия, 1973. - Т.11: Италия -Кваркуш. - 608 с.

56. Никифоров Е.Г., Шпайхер А.О. Закономерности формирования крупномасштабных колебаний гидрологического режима Северного Ледовитого океана. Гидрометеоиздат, Ленинград, 1980 г., 269 стр.

57. Новая Земля. Серия Острова и архипелаги Российской Арктики / Под общ. ред. начальника МАКЭ, проф. П.В. Боярского. М., Изд-во «Paulsen», 2009. 410 с.

58. Пивоваров С.В. Химическая океанография арктических морей России //СПб.: Гидрометеоиздат. - 2000.

59. Пипко И.И., Пугач С.П., Семилетов И.П. Характерные особенности динамики карбонатных параметров вод восточной части моря Лаптевых. / Океанология. 2015. Т. 55. № 1. С. 78-92.

60. Пипко И.И., Пугач С.П., Семилетов И.П., Салюк А.Н. Карбонатные характеристики вод материкового склона Северного Ледовитого океана // Доклады Академии Наук. 2011. Т. 438. №5. С. 699-704.

61. Проблемы зарождения и эволюции биосферы / Под ред. Э.М.Галимова. М.: Кн. дом ЛИБРОКОМ, 2008. 552 с.

62. Развитие жизни в океане. Отчет по программе № 6 Отделения наук о Земле РАН: "Проблемы зарождения биосферы Земли и ее эволюции". М.: ИО РАН, 2004. 68 с.

63. Реми Г. Курс неорганической химии. Том 1. Перевод с 11 немецкого издания. М.: Мир. 1972. 824 с.

64. Романкевич Е.А., Данюшевская А.И., Беляева А.Н., Русанов В.П. Биогеохимия органического вещества арктических морей. М., Наука, 240 с., 1982.

65. Руководство по химическому анализу морских вод. РД 52.10.242-92. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. 264 с.

66. Руководство по химическому анализу морских и пресных вод при экологическом мониторинге рыбохозяйственных водоемов и перспективных для промысла районов Мирового океана. / Ред Сапожников В.В. М.: Изд-во ВНИРО. 2003. 202 с.

67. Русанов В.П. Распределение кремния в поверхностных водах Арктического бассейна в зимний период // Океанология. 1974. Т.14. №. 5. С. 823-830

68. Русанов В.П. Кремний как индикатор тихоокеанских вод в Северном Ледовитом океане. - В кн.: Химико-океанографические исследования морей и океанов. М.: Наука, 1975, с. 181-186

69. Русанов В.П. Гидрохимическая характеристика поверхностных вод Арктического бассейна. // Биология Центрального Арктического бассейна. М.: Наука, 1980.С.15-35.

70. Русанов В.П. Классификация вод Арктического бассейна по гидрохимическим признакам // Вопросы гидрохимии Северного Ледовитого океана. Л.: Гидрометиздат, 1984. с. 5-20

71. Русанов В.П. Основные составляющие химического баланса Северного Ледовитого океана // Проблемы Арктики и Антарктики. - 1986. - Вып. 62. - С. 40-51.

72. Русанов В.П., Васильев А. Н. Распространение речных вод в Карском море по данным гидрохимических определений // Труды ААНИИ. - 1976. - Т. 323. - С. 188-196.

73. Русанов В.П., Иванов В. В. Особенности определения морских границ устьевых областей рек Арктики // Труды ГОИН. - 1978. - Вып. 142. - С. 122-125.

74. Русанов В.П., Пивоваров С. В., Ляхин Ю. И. Особенности распределения растворенного кальция в арктических морях // Труды ЛГМИ. - 1978. - Вып. 66. -С. 130-138.

75. Савельева Н.И., Василевская Л.И., Семилетов И.П. Климатическая изменчивость сезонного стока сибирских рек // Тр. Арктического региональноо центра. Т. 2 Ч. 1.Гидрометеорологические и биогеохимические исследования в Арктике. Владивосток: Дальнаука, 2000. С. 9 - 21

76. Савельева Н.И., Салюк А.Н., Пропп Л.Н. Особенности термохалинной и гидрохимической структуры вод юго-восточной части моря Лаптевых // Океанология. 2010. Т.50. № 6. С. 918-925.

77. Сибирцев Н., Итин В.А. Северный морской путь и карские экспедиции. -Новосибирск: Западно-Сибирское краевое издательство, 1936.- 220 с.

78. Смагин В. М., Бердников С. В., Пивоваров С. В. Исследования гидрохимической структуры и моделирование экологических последствий антропогенной деятельности в Карском море // Тезисы докладов на российско-норвежском рабочем совещании 28 февраля - 2 марта 1995. Санкт - Петербург, ААНИИ, 1995. -С. 16.

79. Смирнов А.А. Проникновение речных вод в Карское море и море Лаптевых // Труды Арктического Научно-исследовательского института. - Л.: Морской транспорт. 1955.- Т. 72. Вып. 2. С.92-104

80. Современные методы гидрохимических исследований океана // Ред. О.К. Бордовский, В Н. Иваненков. М.: АН СССР. Ин-т Океанологии. 1992. 200 с.

81. Стунжас П.А. Разделение вод Енисея и Оби в Карском море по щелочности и кремнию.//Океанология, 1995, том 35, № 2, с.215-219.

82. Стунжас П.А., Маккавеев П.Н. Объем вод Обской губы как фактор формирования гидрохимической неоднородности // Океанология. 2014. Т.54. № 5. С. 622-634

83. Флинт М.В. 54-й экспедиционный рейс научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш» в Карское море // Океанология. 2010. Т. 50. № 5. С. 677-682.

84. Флинт М.В., Поярков С.Г. Комплексные исследования экосистемы Карского моря (128-й рейс научно-исследовательского судна "Профессор Штокман") // Океанология. 2015. Т. 55. № 4. С. 723.

85. Хлебопашев П.В. Влияние выноса речным льдом растворенного и взвешенного вещества на баланс биогенных элементов арктических морей России. Академическая наука и ее роль в развитии производительных сил (материалы международной конференции. Архангельск, 19-22 июля 2006 г., CD/1D. 2 с.

86. Цвецинский А.С. Исследование приливных движений в заливах Белого, Карского и Охотского морей // Исследования океанов и морей. СПб.: 1995. №2. С. 250-269.

87. Цуриков В.Л. Жидкая фаза в морских льдах. М.: Наука. 1976. 210 с.

88. Эстуарно-дельтовые системы России и Китая: гидролого-морфологические процессы, геоморфология и прогноз. / Под. ред. Н.И. Алексеевского. М.: ГЕОС, 2007. 445 с.

89. Anderson L.G., Jutterstrom S., Kaltin S. et al. Variability in river runoff distribution in the Eurasian Basin of the Arctic Ocean // Journal of Geophysical Research. 2004. V.109. C01016, doi:10.1029/2003JC001773.

90. Boyer, T.P., J.I. Antonov, O.K. Baranova, C. Coleman, H.E. Garcia, A. Grodsky, D.R. Johnson, R.A. Locarnini, A.V. Mishonov, T.D. O'Brien, C.R. Paver, J.R. Reagan, D. Seidov, I V. Smolyar, M M. Zweng, 2013, World Ocean Database 2013. Sydney Levitus, Ed.; Alexey Mishonov, Technical Ed.; NOAA Atlas NESDIS 72, 209 pp.

91. Electronic Climate Hydrochemical Atlas of the Arctic Ocean. AARI RF and IARC. St. Petersburg. Fairbanks. 2001.

92. Gordeev V.V., Martin J.M., Sidorov I.S., Sidorova M.V. Assessment of the Eurasian river input of water, sediment, major elements, and nutrients to the Arctic Ocean // American Journal of Science, Vol. 296, June, 1996, P. 664-691

93. Garcia, H. E., R. A. Locarnini, T. P. Boyer, J. I. Antonov, O. K. Baranova, M. M. Zweng, J.R. Reagan, D. R. Johnson, 2013. World Ocean Atlas 2013. Vol. 4: Dissolved Inorganic Nutrients (phosphate, nitrate, silicate). S. Levitus, Ed.; A. Mishonov, Technical Ed. NOAA Atlas NESDIS 76, 25 pp.

94. Henderson G.M. Ocean trace element cycles // Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Volume: 374, Issue: 2081 (2016)

95. Holmes R.M., Aminot A., Kerouel R., Hooker B.A., Peterson B.J. A simple and precise method for measuring ammonium in marine and freshwater ecosystems // Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 1999, 56, p.1801-1808.

96. Holmes R.M., Peterson B.J., Zulidov V.V. et al. Nutrient Chemistry of the Ob' and Yenisey Rivers, Siberia: Results from June 2000 Expedition and Evaluation of Long-term Data Sets. Marine Chemistry. 2001, V.75, P.219-227.

97. Kalnay, E., M. Kanamitsu, R. Kistler, W. Collins, D. Deaven, L. Gandin, M. Iredell, S. Saha, G. White, J. Woollen, Y. Zhu, M. Chelliah, W. Ebisuzaki, W. Higgins, J. Janowiak, K.C. Mo, C. Ropelewski, J. Wang, A. Leetmaa, R. Reynolds, R. Jenne, and D. Joseph, 1996: The NCEP // NCAR 40-year reanalysis project. Bull. Amer. Meteor. Soc., 77, 437471.

98. Kubryakov A.A., Stanichny S.V., Zatsepin A.G. River plume dynamics in the Kara Sea from altimetry-based lagrangian model, satellite salinity and chlorophyll data // Remote sensing of environment. 2016. V.176. P. 177-187

99. Lammers R.B., Shiklomanov A.I., Vorosmarty C.J., Fekete B.M., Peterson B.J. Assessment of contemporary Arctic river runoff based on observational discharge records // Journal of Geophysical Research. 2001. Vol.106. NO D4. PP.3321-3334.

100. Makkaveev P.N. The total alkalinity in the anoxic waters of the Black sea and in sea-river mixture zones. Intergovernmental Oceanographic Commission. Joint IOC-JGOFS CO2 Advisory Panel Meeting. Session Seven. Annex V. UNESCO, 1998.

101. Makkaveev P.N., Stunzhas P.A., Khlebopashev P.V. et al. Flux of nutrients from Ob' and Yenisey rivers to the Arctic Ocean : Results from June 2000 expedition // Proceedings of the Arctic Regional Centre. Vol. 3. Chapter 2. Hydrochemistry and Greenhouse Gases. Vladivostok. 2001. P.97-106.

102. Millero F.J. Thermodynamics of the carbon dioxide system in oceans // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. Vol. 59. № 4. P. 661-677.

103. Novikhin A. The Ob and Yenisei Gulfs, Kara Sea // LOICZ REPORTS & STUDIES, 2002. - No. 23. - P.77-86.

104. Pavlov V.K., Pfirman S.L. Hydrographic structure and variability of the Kara Sea: Implications for pollutant distribution // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, Volume 42, Issue 6, 1995, Pages 1369-1390, ISSN 0967-0645, http://dx.doi.org/10.1016/0967-0645(95)00046-1.

105. Perovich, D. K., Light B., Eicken H., Jones K. F., Runciman K., and Nghiem S. V. Increasing solar heating of the Arctic Ocean and adjacent seas, 1979-2005: Attribution and role in the ice-albedo feedback // Geophys. Res. Lett., 2007, V.34, L19505, doi:10.1029.

106. Pivovarov S., Schlitzer R., Novikhin A. River run-off influence on the water mass formation in the Kara Sea // in "Siberian River Run-off in the Kara Sea: Characterisation, Quantification, Variability and Environmental Significance". Eds. R. Stein, K. Fahl, D.K. Futterer, E.M. Galimov, O.V. Stepanets - Elsevier Science - 2003. -Vol. 6. - P. 9 - 26.

107. Pinker R. T., Niu X., and Ma Y. Solar heating of the Arctic Ocean in the context of ice-albedo feedback // J. Geophys. Res. Oceans, 2014, V. 119, 8395-8409. doi:10.1002.

108. Polukhin A. and Makkaveev P. Dissolved inorganic carbon and nutrients in estuarine mixing zones of the Ob and Yenisei Rivers // Geophysical Research Abstracts. 2013. Vol. 15, EGU2013-1663-5, EGU General Assembly 2013.

109. Richardson C. Phase relationship in sea ice as a function of temperature // J.of Glaciology. 1976. V. 17. No 77. P. 507 - 719

110. Serreze M.C., Holland M. M., Stroeve J. Perspectives on the Arctic's Shrinking Sea-Ice Cover // Science, 16 Mar 2007, V. 315, Issue 5818, pp. 1533-1536. DOI: 10.1126

111. Smagin V.M., Timohov L.A., Colony R. Nutrients Distribution and Variability in the Arctic Basin. EGS-AGU-EUG Joint Assembly, Abstracts from the meeting held in Nice, France, 6 - 11 April 2003, abstract #5819.

112. Yamamoto-Kawai M., Tanaka N., Pivovarov S. Freshwater and brine behaviors in the Arctic Ocean deduced from historical data of 58O and alkalinity (1929-2002 A. D.) // Journal of Geophysical Research. 2005. V. 110. C10003, doi:10.1029/2004JC002793.

113. Yamamoto-Kawai M., McLaughlin F. A., Carmack E.C. et al. Aragonite undersaturation in the Arctic Ocean: effects of ocean acidification and sea ice melt // Science. 2009. V. 326. P. 1098-1100, doi:10.1126/science.1174190.