Вариации изотопного состава кислорода и водорода (δ18O, δD) морских вод и изучение источников опреснения арктических морей на примере заливов Карскоморского побережья архипелага Новая Земля тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.09, кандидат наук Коссова Софья Андреевна

• Коссова Софья Андреевна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Коссова Софья Андреевна

Введение

Глава 1. Гидрологический режим Карского моря и заливов юго-восточного побережья Новой Земли

1.1. Карское море

1.1.1 Основные водные массы Карского моря

1.1.2. Речной сток в Карское море

1.1.3. Циркуляция вод в Карском море

1.2. Архипелаг Новая Земля

1.2.1. Заливы Северного Острова

1.2.2. Заливы Южного острова

Глава 2. Методы изотопной геохимии в изучении вод Арктических морей

2.1. Основные понятия и величины

2.1.1. Изотопная система молекулы воды

2.1.2. Изотопные стандарты

2.1.3. Связь величин д180 и дВ, дейтериевый эксцесс

2.1.4. Соленость морских вод

2.2. Связь изотопного состава и солености морских вод

2.3. Методы изотопного анализа морских вод

2.3.1. Определение изотопного состава водорода. Метод разложения микрообразцов воды на горячем хроме

2.3.2. Определение изотопного состава кислорода. Метод изотопного уравновешивания

Глава 3. Результаты

3.1. Воды заливов Северного Острова

3.2. Воды заливов Южного Острова

3.3. Локальные источники пресных вод, талый ледниковый лед

3.4. Воды глубоководных желобов Св. Анны и Воронина

Глава 4. Источники опреснения вод заливов юго-восточного побережья Новой Земли

4.1.Подходы к идентификации источников опреснения морских вод

4.1.2. Набор реперных линий двухкомпонентного смешения

4.1.2. Дейтериевый эксцесс

4.2. Источники опреснения морских вод в заливах Северного острова Новой Земли

4.2.1. Залив Благополучия

4.2.2. Залив Седова

4.2.3. Залив Ога

4.2.4. Залив Цивольки

4.3. Источники опреснения морских вод в заливах Южного острова Новой Земли

4.3.1. Залив Степового

4.3.1. Залив Абросимова

Глава 5. Механизмы опреснения вод в заливах юго-восточного побережья Новой Земли

5.1. Опреснение подгалоклинных вод

5.2. Опреснение вод поверхностного слоя

5.3. Изотопная систематика опресняющих компонентов вод заливов Карскоморского побережья Новой Земли

5.4. Сходства и различия процессов опреснения вод заливов Карскоморского побережья Новой Земли

Заключение

Литература

106

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Вариации изотопного состава кислорода и водорода (δ18O, δD) морских вод и изучение источников опреснения арктических морей на примере заливов Карскоморского побережья архипелага Новая Земля»

Введение

Актуальность темы. На сегодняшний день геохимия стабильных изотопов кислорода и водорода воды является наиболее информативным методом изучения ряда геохимических процессов, протекающих в морских водах. Анализ данных об изотопном составе морских вод в комплексе с данными об их солености (518О, 5D, S) дает возможность эффективно изучать процессы опреснения, протекающие в морских водах. Такой подход позволяет не только определить природу опресняющего компонента, но и произвести количественную оценку его содержания в той или иной части водной толщи. Помимо этого, комплексное изучение изотопного состава и солености морских вод может быть использовано для того, чтобы проследить другие физические процессы в истории водной массы, например, эпизоды формирования или таяния льда.

В настоящее время изучение процессов опреснения вод Арктического океана является одним из основных направлений в исследованиях Арктики. Процессы опреснения затрагивают все моря Российского Арктического сектора (Баренцево, Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское), но Карское море является самым опресненным. Более половины всего речного стока Сибирской Арктики приходится на реки Обь и Енисей, разгружающиеся в Карское море (Gordeev et al., 1996; Pavlov and Pfirman, 1995). В настоящий момент установлено, что опреснение Карского моря в основном представляет собой процесс простого двухкомпонентного смешения морских вод, поступающих из акватории Баренцева моря, и речного стока (Hanzlick, Aagard, 1980; Дубинина и др., 2017б; Полухин, Маккавеев, 2017; Флинт, Поярков 2015). Заливы, расположенные на юго-восточном побережье Новой Земли в значительной степени удалены от влияния континентального речного стока. Это делает их уникальным природным объектом, поскольку тут процессы опреснения, затрагивающие всю акваторию Карского моря, осложнены за счет участия большого количества локальных источников опреснения.

Распространение речного стока по акватории Карского моря напрямую связано с динамикой водных масс, о которой в настоящий момент отсутствует единое представление (Volkov et al., 2002; Harms, Karcher 1999, 2005; Panteleev et al., 2007; Зацепин и др. 2010а, б; Dmitrienko et al., 2015 и другие работы). Изучение процессов опреснения морских вод заливов Карскоморского побережья Новой Земли, а также их гидрологического режима, методами изотопной геохимии позволит дополнить существующие представления о циркуляции вод в Карском море новыми сведениями. Изучение режима водообмена между акваториями заливов и Карским морем так же является актуальной задачей и с экологической точки зрения. Начиная с середины 1960-х годов в районе Новой Земли начали затапливать различные типы радиоактивных отходов, и к настоящему моменту основным местом захоронения являются заливы юго-восточного побережья Новой Земли. Например, в заливе Степового затоплена подводная лодка «К-27» с двумя ядерными реакторами, а в заливе Цивольки - отработанное ядерное топливо с ледокола «Ленин». Всего на Карскоморском побережье Новой Земли затоплены радиоактивные отходы суммарной активностью свыше 2400 кКи, что составляет 70% активности всех радиоактивных отходов, затопленных в СССР (Саркисов и др., 2011; Владимиров и др., 2012; Сивинцев и др., 2005). Находясь под водой, данные объекты неизбежно подвержены эрозии, вызванной взаимодействием контейнера с морской водой, вследствие чего существует риск их возможной разгерметизации, которая приведет к попаданию радионуклидов в экосистему залива, и, вероятно, в Карское море. Морская вода является хорошим растворителем, поэтому потенциальные загрязняющие вещества могут распространяться на значительные расстояния от источника загрязнения в соответствии с гидродинамическими условиями бассейна. Применение методов геохимии изотопов кислорода и водорода для исследования морских вод позволит установить не только потенциальные пути распространения загрязняющих веществ, но и оценить дальность их проникновения в Карское море. Таким образом, изучение процессов опреснения заливов Карскоморского побережья

Новой Земли является актуальным для решения широкого спектра научных задач, связанных с Карским морем.

Объектом исследования диссертационной работы являются изотопные системы водорода и кислорода опресненных вод, формирующих акватории заливов юго-восточного побережья Новой Земли. Работы, посвященные исследованиям изотопно-кислородной системы вод Карского моря, велись и ранее (Erlenkeuser et al., 1999; Bauch et al., 2003; Cooper et al., 2005). Однако данные для изотопно-водородной системы вод Карского моря в литературе отсутствуют, а для акваторий заливов Новой Земли изотопно-геохимического (518О, 5D) изучения вод ранее не проводилось.

Цель настоящей работы состоит в идентификации источников опреснения и изучении специфики пространственного распределения вод, из них поступающих, в водной толще заливов Карскоморского побережья Новой Земли. Основным методом, примененным для достижения этой цели, является изотопная геохимия кислорода и водорода воды.

Для достижения поставленной цели, были решены следующие задачи исследования:

1. Проведен изотопный анализ кислорода и водорода опресненных морских вод в заливах юго-восточного побережья Новой Земли.

2. Изучены изотопные параметры потенциальных источников опреснения морских вод в акваториях заливов Новой Земли.

3. Разработан новый подход для оценки вклада различных пресных компонентов при мультикомпонентном опреснении.

4. Показана возможность применения дейтериевого эксцесса для идентификации пресных вод в акваториях заливов Новой Земли. Фактический материал. В основу диссертации легли результаты

исследований, проведенных автором в лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ИГЕМ РАН. Образцы морских вод для изотопных исследований были отобраны во время рейсов НИС «Академик Мстислав Келдыш» и

«Профессор Штокман» при содействии академика РАН М. В. Флинта в период с 2014 по 2018 год.

Методы исследования. Изотопный состав кислорода опресненных морских вод, талых ледниковых вод и пресноводных водотоков был определен методом изотопного уравновешивания с CO2. Измерения выполнены на масс-спектрометре DeltaV+ (Thermo-Finnigan), работающем в режиме постоянного потока гелия (CF-IRMS) с использованием приборного комплекса GasBench II с автосэмплером PAL. Изотопный анализ водорода в тех же образцах природных вод был выполнен методом восстановления водорода из микро-проб воды на горячем хроме. Масс-спектрометрические измерения выполнены на приборе Deltaplus (Thermo, Германия), работающем в режиме двойного напуска (DI IRMS) с использованием периферийной опции HDevice. Величины 518О и 5D, полученные вышеуказанными методами для 412 образцов природных вод, были использованы для оценок вклада различных пресных компонентов в опреснения вод заливов юго-восточного побережья Новой Земли. Изотопные исследования сопровождались анализом данных о солености опресненных морских вод, полученных при содействии сотрудников ИО РАН им. П.П. Ширшова.

Научная новизна работы. Впервые проведено комплексное изучение опресненных морских вод заливов юго-восточного побережья Новой Земли методами изотопной геохимии водорода и кислорода. Проведено изучение двух изотопных систем (518О и 5D) молекулы воды в комплексе с данными о солености вод. Предложены подходы к интерпретации изотопных данных для акваторий, испытывающих опреснение несколькими источниками, что позволило не только установить природу пресных компонентов, но и количественно оценить их содержание в каждом конкретном образце опресненных морских вод. Показана возможность применения дейтериевого эксцесса в качестве дополнительного изотопного параметра, который может быть использован для идентификации источников пресных вод. Предложены возможные механизмы и пути поступления пресных вод различной природы в акватории заливов Карскоморского побережья Новой Земли. Впервые показано, что природа и пространственное распределение

опресняющего компонента в водной толще различается от залива к заливу и, зависит, главным образом, от морфологии залива и степени открытости его акватории к открытому морю.

Практическая значимость работы. Полученные при выполнении работы изотопные данные позволили значительно расширить представление о процессах мультикомпонентного опреснения, протекающих на Карскоморском побережье Новой Земли. Установленные для каждого из изученных заливов источники опреснения и предложенные механизмы поступления различных типов пресных вод в акватории заливов вносят большой вклад в понимание процессов опреснения вод Карского моря и Арктики в целом. Разработанные подходы могут быть применены при изучении других районов мирового океана, в которых опреснение морских вод осложнено участием большого количества различных типов пресных компонентов.

Защищаемые положения

1. Идентификация пресных компонентов и оценка их содержания при мульти -компонентном опреснении морских вод могут проводиться как путем сопоставления данных в координатах «изотопный состав - соленость» с набором соответствующих линий двухкомпонентного смешения, так и путем расчета дейтериевого эксцесса в пресном компоненте. Каждый из подходов может применяться в определенной области солености: первый работает в интервале 28-34 psu, второй пригоден в области солености не выше 28 psu.

2. В заливах Карскоморского побережья Новой Земли соотношение вкладов источников опреснения варьирует в зависимости от глубины. Поверхностные воды опреснены, как правило, локальным компонентом (сток с архипелага, речные плюмы), нижележащие воды опреснены широким спектром источников, в том числе, значительно удаленных от архипелага (континентальный речной сток, атмосферные осадки региона и более высоких полярных широт).

3. Опреснение вод заливов Северного (Цивольки, Седова, Благополучия и Ога) и Южного (Степового, Абросимова) островов архипелага Новая Земля кардинально различается. В отличие от Южного острова в заливах Северного острова присутствуют талые воды ледников архипелага и атмосферные осадки полярных широт. Для слабо опресненных вод Южного острова характерно два источника опреснения - континентальный речной сток и летние региональные атмосферные осадки.

4. Пространственное распределение источников и степени опреснения для каждого залива определяется его географическим положением, морфологией дна, степенью открытости залива по отношению к Карскому морю и наличием ледникового стока.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 5 глав, введения, заключения и дополнительных материалов, включающих карты маршрутов научно-исследовательских судов и сводные таблицы, содержащие полученные изотопные данные. Основной материал работы изложен на 137 страницах, которые содержат 10 таблиц и 32 рисунка. Список цитируемой литературы включает 139 наименований.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 6 статей в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России:

1. Коссова С.А., Дубинина Е.О., Чижова Ю.Н., Мирошников А.Ю. Источники опреснения вод заливов Южного острова Новой Земли по изотопным (5D, 5 данным. Доклады Российской Академии Наук, Науки о Земле, 2020, том 492, №2, с.99-104.

2. Коссова С.А., Дубинина Е.О., Мирошников А.Ю., Флинт М.В. Применение дейтериевого эксцесса для идентификации источников опреснения в заливах архипелага Новая Земля. Доклады академии наук, 2019, том 487, №2, с.212-216.

3. Дубинина Е.О., Коссова С.А., Мирошников А.Ю. Источники и механизмы опреснения морских вод в заливах Цивольки и Седова (Новая Земля) по изотопным (5D, 5180) данным. Океанология, 2019, том 59, №6, с.928-938.

4. Дубинина Е.О., Чижова Ю.Н., Коссова С.А., Авдеенко А.С., Мирошников А.Ю. Формирования изотопных (5D, 5180, d) параметров ледников и водного стока с Северного острова архипелага Новая Земля. Океанология, 2020, том 60, №2, с.200-215.

5. Дубинина Е.О., Коссова С.А., Мирошников А.Ю., Фяйзуллина Р.В. Изотопные (5D, 5180) параметры и источники опресненных вод Карского моря. Океанология, 2017, том 57, №1, с.38-48.

6. Дубинина Е.О., Коссова С.А., Мирошников А.Ю., Кокрятская Н.М. Изотопная (5D, 5180) систематика вод морей Арктического сектора России. Геохимия, 2017, №11, с.1041-1052.

Результаты исследований докладывались на 7-ми российских конференциях: XXI Симпозиум по геохимии изотопов им. А.П. Виноградова, Москва, 2016; XXII Международная конференция (школа) по морской геологии, Москва, 2017; IX Сибирская конференция молодых ученых по наукам о Земле, Новосибирск, 2018; XXII Симпозиум по геохимии изотопов им. А.П. Виноградова, Москва, 2019; Комплексные исследования мирового океана, Севастополь, 2019; Комплексные исследования мирового океана, Калининград, 2020; Беломорская студенческая научная сессия СПбГУ, Санкт-Петербург, 2020.

Благодарности. Автор выражает самую искреннюю благодарность своему другу и научному руководителю член-корреспонденту РАН Дубининой Е.О. Автор благодарен заведующему лабораторией изотопной геохимии и геохронологии ИГЕМ академику РАН Чернышеву И.В. за участие и ценные советы; академику РАН Флинту М.В. за возможность работать с уникальным материалом и за предоставленный шанс принять участие в Арктической экспедиции; Мирошникову А.Ю. и Надьярных Г.И. за помощь в полевых работах, ценные советы и замечания; а так же своим коллегам Чижовой Ю.Н. и Авдеенко А.С. за поддержку, помощь и участие. Отдельную благодарность автор приносит командам и членам экспедиций научно-исследовательских судов, выполнивших рейсы, в которых был отобран материал для данной работы.

Глава 1. Гидрологический режим Карского моря и заливов юго-восточного

побережья Новой Земли

Объектом исследования, являются сильно опреснённые воды Карского моря, формирующие акватории заливов юго-восточного побережья архипелага Новая Земля. Карское море одновременно находится как под влиянием крупнейших океанических течений, которые формируют теплые атлантические воды и холодные арктические водные массы, так и под мощным воздействием континентального стока. Две крупнейшие реки Сибири - Обь и Енисей - впадают в Карское море, а объемы стока так велики, что их влияние распространяется далеко на север, вплоть до северной оконечности Карскоморского побережья Новой Земли. Однако, процессы опреснения морских вод в районе архипелага осложнены присутствием дополнительных, локальных источников опреснения, природа которых напрямую связана с географическими особенностями конкретного залива, например, такими как наличие или отсутствие ледника на побережье. В данной главе приведена краткая географическая справка и даны характеристики основных особенностей Карского моря: его гидрологического режима, основных типов водных масс и источников пресных вод в Карском регионе. Также в данной главе дана общая географическая характеристика юго-восточного побережья Новой Земли и изучаемых в настоящей работе заливов.

1.1. Карское море

Расположенное преимущественно на шельфе Карское море является одним из крупнейших морей Сибирской Арктики. Его площадь составляет 883 тыс. км2, объем - 98 тыс. км3, 81% площади моря и 77,5% объема представлены шельфовой зоной с глубинами, не превышающими 200 м. Средняя глубина Карского моря составляет 111 м, наибольшая - 600 м (Владимиров и др. 2012; Добровольский, Зологин, 1982; Баскаков, Шпэйхер, 1978). Западной границей Карского моря является юго-восточное побережье архипелага Новая Земля, с востока море ограничено западным побережьем архипелага Северная Земля. На юге границей моря выступает береговая линия материка. Карское море относится к типу

материковых окраинных морей, поскольку оно широко открыто к Северному Ледовитому океану.

В Карском море множество островов, большинство из них небольшие и расположены вдоль извилистой береговой линии. Восточные берега Новой Земли изрезаны многочисленными заливами (фьордами). В материковое побережье глубоко вдаются Байдарацкая и Обская губы, между которыми далеко в море выступает полуостров Ямал. Далее на восток расположены крупные заливы: Гыданский, Енисейский, Пясинский, начиная от которого береговая линия очерчивает много небольших заливов (Pavlov et al.,1994).

При относительно небольших глубинах, рельеф донной поверхности Карского моря неоднороден. Преобладают глубины менее 100 м и около 64% площади дна имеет глубины менее 100 м, и только 2% более чем 500 м. (Добровольский, Зологин, 1982; Pavlov et al.,1994; Суховей, 1986). Узкая полоса глубин 100—200 м, идущих от прибрежного мелководья к северу, образует Центральную Карскую возвышенность, простирающуюся на север до материкового склона. Наибольшие глубины находятся на западе и северо-западе моря. Вдоль юго-восточного побережья Новой Земли тянется Новоземельская впадина, глубина которой может превышать 400 м, а севернее расположен желоб Св. Анны (глубины более 610 м), выходящий за пределы моря в океан. Между Центральной Карской возвышенностью и Северной Землей дно моря прорезает желоб Воронина, глубины которого достигают 450 м. Столь сложный рельеф дна — одна из отличительных черт природных условий Карского моря. (Добровольский, Зологин, 1982; Pavlov et al.,1994; Суховей, 1986).

1.1.1 Основные водные массы Карского моря

Водная масса является базовым элементом структуры любой водной толщи (Pivovarov et al., 2003) и представляет собой значительный объем морской воды, формирующийся в конкретной акватории Мирового океана вод влиянием определенных геофизических факторов (Tomczak, 1999). Водная масса обладает постоянным и равномерным распределением физических, химических и

биологических характеристик в течении длительного периода времени (Добровольский, 1961). Основными гидрофизическими характеристиками водной массы являются ее температура и солёность.

Таблица 1. Гидрофизические характеристики водных масс Карского моря*

Водная масса Температура, С° Соленость, %о

Поверхностная вода Арктического бассейна -1,8 32,0

Поверхностная вода Карского моря -1,4 25,0

Поверхностная вода арктических морей летняя -1,4 22,0

Модифицированная летняя 7,0 24,5

Баренцевоморская зимняя -1,9 35,6

Баренцевоморская летняя 10,5 35,3

Речная летняя 11,7 0,5

Атлантическая 2,25 34,9

*по данным Никифоров, Шпайхер, 1980

В самых ранних работах (Никифоров, Шпайхер, 1980; Русанов и др., 1979) в Карском море выделяют водные массы, систематизированные в Таблице 1, а водную толщу Карского моря разделяют три структурные зоны (Степанов, 1983):

1. Поверхностная зона, в которой происходят процессы взаимодействия морской поверхности с атмосферой (или льдом) непосредственно влияющие на образование водных масс.

2. Придонная зона, в которой на свойства водных масс непосредственное влияние оказывают придонные осадки и рельеф донной поверхности.

3. Промежуточная зона, которая расположена между ними.

В общем случае воды поверхностного перемешанного слоя Карского моря характеризуются значительными сезонными колебаниями температуры и солености. Главным образом они формируются в результате перемешивания вод, поступающих из прилегающих бассейнов и материкового стока, а также подвергаются процессам образования и таяния льда (Добровольский, 1982; Трешников, 1959). Толщина слоя и положение границы распространения поверхностной структурной зоны в Карском море зависят не только от степени осеннее - зимнего охлаждения и от притока вод из соседних бассейнов, но и в значительной степени определяется рельефом дна. Например, в некоторых

районах Карского моря, характеризующихся небольшой глубиной, существуют участки, где водная толща может оставаться гомогенной от поверхности до дна в течение всего года (Добровольский, 1982; Pivovarov et al., 2003).

В настоящий момент, выделяют гораздо большее количество водных масс, формирующих Карское море и присутствующих в Арктическом океане. В литературе представлены подробные классификации водных масс и описание структуры водной толщи Карского моря (Pivovarov et al., 2003; Bauch et al., 2003; Pavlov et l., 1996). Согласно современным представлениям, Карское море является одним из морей Северного Ледовитого океана и, так же, как и весь океан, находится под влиянием вод Атлантического происхождения (Rudels et al., 2004, 2009; Talley et al 2011). Атлантические воды (Atlantic water), поступают в Арктический океан, через северные моря и одним из основных направлений распространения этих вод является путь через Баренцево, а впоследствии и через Карское море (Schauer et al., 2002; Rudels et al., 2009; Dmitrienko et al., 2015). С другой стороны, в Карском море прослеживается влияние и Арктических вод, например, поверхностные воды Арктического бассейна (Arctic Basin surface water) и Полярные перемешанные воды (Polar Mixed Layer) принято выделять как отдельные водные массы (Добровольский, Зологин, 1982; Никифоров, Шпайхер 1980; Rudels et al., 2009). Эти воды располагаются в верхних слоях (~50 м) Центрального Арктического бассейна и отличаются возрастающей с глубиной соленостью и температурой, близкой к температуре замерзания при данной солености. Они хорошо гомогенизированы благодаря процессам образования льда в зимний период и его таяния в летний. Отличительной чертой этих вод являются незначительные сезонные колебания солености (32-34psu) и температуры, близкие к температуре замерзания (Rudels et al., 2009).

В работе Пивоварова с соавторами (Pivovarov et al., 2003), дана подробная классификация водных масс, формирующих акваторию Карского моря. Согласно этой классификации, южные части Обского и Енисейского заливов занимают Речные воды. Несмотря на различия в гидрологическом режиме рек, впадающих в Карское море (Обь, Енисей, Пясина и др.) все речные воды, поступающие в

Карское море, могут быть отнесены к одному типу, однако из-за сезонных колебаний температур и солености иногда выделяют Летние и Зимние речные воды. Эстуарные воды, сформированные в северной части Обского и Енисейского заливов, представляют собой результат взаимодействия речных и морских вод. В этом районе Карского моря водная толща является строго стратифицированной и поверхностную структурную зону формируют именно Эстуарные Летние Поверхностные воды. Соленость этих вод не превышает 10psu, а температура составляет ~13°С. Придонную структурную зону формируют Эстуарные придонные воды, это, как правило, холодные (ниже нуля) и осолонённые (25-33,5psu) воды. Тем не менее, в летний период в придонном структурном слое, можно наблюдать достаточно теплые (до 5°С) воды с невысокой соленостью (10-20psu). Промежуточная структурная зона в этом районе представляется собой пикноклин, где разные эстуарные воды вертикально перемешиваются (Pivovarov et 81., 2003). Речные плюмы занимают всю центральную часть Карского моря и расположены в верхней структурной зоне водной толщи. Они представляют собой слой сильно опреснённых речным стоком морских вод, толщина которого может достигать 10 м. Средняя соленость вод, формирующих речной плюм составляет 28psu, а фронтальной границей служит изолиния солености 25psu. Пространственное распределение плюма по поверхности моря во многом определяется гидрометеорологическими условиями. Так в летний период речные плюмы могут занимать площадь, превышающую 40 000 км2 (Kubryakov et б1., 2016)., и распространяться вплоть до северной оконечности Новой Земли. В зимний период область речного плюма представляет собой узкий пояс, вытянувшийся вдоль береговой линии (Pivovarov et б1., 2003).

Юго-Западная часть Карского моря имеет характерную для всего бассейна стратифицированную структуру. Воды поверхностного перемешанного слоя в этой части моря значительно опреснены не только речным стоком, но и талым льдом. Как правило, соленость этих вод варьирует в пределах 28-32psu, но в летний период (начало Августа) может падать практически до 3psu на границе таяния льдов. Температура этих вод варьирует в широких пределах от 0 до 15°С.

В зимний период толщина поверхностной структурной зоны как правило не превышает 20, но вблизи Карских ворот может достигать и 60 м. Соленость вод, находящихся под дрейфующими льдами варьирует от 32,8 до 34,4 psu, а температура близка к температуре замерзания при данной солености. Промежуточная структурная зона в этой части Карского моря является многослойной с ярко выраженной стратификацией, и ее составляют воды, сформировавшиеся в зимний период в Карском море, и небольшая доля вод, пришедших из Баренцева моря. Воды, формирующие придонную структурную зону в Карском море разнообразны по своим химическим и физическим свойствам в этой части моря. Так, придонные воды в Новоземельской впадине характеризуются узким интервалом солености (от 34,70 до 34,95psu) и отрицательными температурами (от -1,70 до -1,85°С) и воды с подобными характеристиками могут накапливаться в других, более мелководных, но в то же время изолированных районах участках донной поверхности Карского моря. Тем не менее, большая часть придонных вод в юго-западной части Карского моря хорошо вентилируется, а и их физические и химические свойства варьируют в более широком диапазоне (Pivovarov et al., 2003).

Воды Северной части Карского моря, расположены севернее границы речного плюма и, как правило, покрыты дрейфующими льдами даже летом. Полностью свободная ото льда вода существует только в западных районах, соседствующих с Баренцевым морем. Поверхностная структурная зона в этой части моря представлена водами, имеющими в летний период соленость 30-32psu. В зимний период соленость этих вод повышается и может достигать 34,5psu, особенно под припайными льдами вблизи островов и в районе центральной Карской возвышенности. По остальным свойствам воды поверхностной структурной зоны этой части моря близки аналогичным в юго-западной части. Вблизи побережья Новой земли воды поверхностного перемешанного слоя находятся под влиянием более теплых вод, поступающих из Баренцева моря, а в самых северных районах Карского моря между архипелагами Земля Франца-Иосифа и Северная земля воды поверхностного перемешанного слоя моря

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Коссова Софья Андреевна, 2021 год

106 Литература

1. Алисов Б.П. Климат СССР. - М.: Изд-во Московского университета, 1956.

- 127 с.

2. Анохин В.М. Геологическое строение. Новая Земля. - М.: Европейские издания - Paulsen, 2009. - 409 с.

3. Баскаков Г.А., Шпэйхер А.О. Граница и основные морфометрические характеристики Сибирского шельфа // Тр.ААНИИ., Л., Гидрометеоиздат.

- 1978. - Т.349. - С.76-83.

4. Буренков В.И., Васильков А.П. О влиянии материкового стока на пространственное распределение гидрологических характеристик вод Карского моря // Океанология. - 1994. - Т.34. - №5. - С. 652-661.

5. Вехов Н.В. Особенности водных экосистем региона // Новая Земля. Природа. История. Археология. Культура. История изучения и освоения Новой Земли. Труды морской арктической комплексной экспедиции (МАКЭ) под общей редакцией П.В. Бояровского. - М.: Российский научно-исследовательский институт культурного и природного наследия имени Д.С. Лихачёва, 2000. - С. 70 - 72.

6. Владимиров М.В., Анохин В.М., Исаева О.В., Слинченков В.И., Соболев В.Н., Холмянский М.А., Константинов В.М., Григорьев А.Г., Иванов Г.И., Лобынцев В.В., Снопова Е.М. Атлас подводных потенциально опасных объектов Карского моря // Санкт-Петербург, 2012. - 115 с.

7. Грищенко И.В. Климат // Новая Земля. М.: Европейские издания - Paulsen, 2009.

8. Добровольский А. Д. Об определении водных масс // Океанология. - 1961.

- Т. 1. - № 1. - C. 12-24.

9. Добровольский А.Д., Зологин Б.С. Моря СССР "Природа и хозяйство". // Издательство "Мысль", Москва, 1965 г. - 350 с.

10. Добровольский А.Д., Зологин Б.С. Моря СССР. - М.: МГУб,1982. - 192с.

11. Дубинина Е.О., Коссова С.А., Мирошников А.Ю. Источники и механизмы опреснения морских вод в заливах Цивольки и Седова (Новая Земля) по изотопным (5D, 518О) данным // Океанология. - 2019а. - Т. 59. - №6. - С. 928938

12. Дубинина Е.О., Мирошников А.Ю., Коссова С.А., Щука С.А. Модификация опресненных вод на шельфе моря Лаптевых: связь изотопных параметров и солености // Геохимия. - 2019б. - Т.64. - № 1. - С. 3-19.

13. Дубинина Е.О., Коссова С.А., Мирошников А.Ю., Фяйзуллина Р.В. Изотопные (5D, 5180) параметры и источники опресненных вод Карского моря // Океанология. - 2017а. - Т. 1. - № 57. - С. 38-48.

14. Дубинина Е.О., Коссова С.А., Мирошников А.Ю., Кокрятская Н.М.. Изотопная (5D, 5180) систематика вод морей Арктического сектора России // Геохимия. - 2017б. - № 11. - С. 1041-1052.

15. Дубинина Е.О., Чижова Ю.Н., Коссова С.А., Авдеенко А.С., Мирошников А.Ю. Формирование изотопных (5Э, 5180, d) параметров ледников и водного стока с северного острова архипелага новая земля // Океанология. - 2020.

- Т. 60. - № 2. - С. 200-215.

16. Жуков Л.А. Общая океанология. - Гидрометеоиздат, Ленинград, 1976.

- 376 с.

17. Зацепин А.Г., Завьялов П.О., Кременецкий В.В., Поярков С.Г., Соловьев Д.М. Поверхностный опресненный слой в Карском море // Океанология. - 2010а.

- Т. 50. - № 5. - С. 698-708.

18. 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.

- 2010б. - Т. 50. - № 5. - С. 683-697.

19. Зенкевич Л. А. Биология морей СССР: монография. - Москва: Издательство Академии Наук СССР, 1963. - 740 с.

20. Зыкин Н.Н., Рейхард. Результаты изотопных исследований дрейфующих льдов и океанических вод северного полюса по данным эскпедиции «Барнео-

2013» и «Барнео-2014» // XXI симпозиум по геохимии изотопов, тезисы докладов. - М.: ГЕОХИ, 2016. - С.298-301.

21. Корякин В.С. Ледники Новой Земли в XX веке и глобальное потепление // Природа. - 2013. - № 1. - С. 42-48.

22. Коссова С.А., Дубинина Е.О., Мирошников А.Ю., Флинт М.В. Применение дейтериевого эксцесса для идентификации источников опреснения в заливах архипелага Новая Земля // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. - 2019. - Т. 487. - № 2. - С. 212-216.

23. Кренке А.Н. Массообмен в ледниковых системах на территории СССР. -Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 288 с.

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

25. Мамаев О.И. Т, Б анализ вод мирового океана. - Ленинград, 1970. - 354 с.

26. Михайленко В.Н., Кутузов С.С., Екайкин А.А. и др. Изотопный состав снега и льда на ледниках Новой Земли // Лед и Снег. - 2017. -Т. 57. - № 3. - С. 293306.

27. Мокиевский В.О., Цетлин А.Б., Сергиенко Л.А., Евсеев А.В., Гаврило М.В., Деев М.Г., А.А Ермолов А.А., Илюшин Д.Г., Исаченко А.И., Глазов Д.М., Ефимов Я.О., Загретдинова Д.Р., Корнишин К.А., Кочи К.В., Максимова О.В., Полухин А.А., Удовик Д.А. Карское море. Экологический Атлас. -ООО «Арктический Научный Центр». - Москва, 2016. - 271 с.

28. Морецкий В.Н. Распределение и динамика опресненных вод Карского моря. // Тр. ААНИИ. - 1985. - Т. 389. - С. 33-35.

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

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

31. Русанов В.П., Яковлев Н.И., Буйневич А.Г. Гидрохимический режим Северного Ледовитого океана // Тр. ААНИИ. - 1979. - Т. 355. - С. 114.

32. Русанов В.П., Васильев А.Н. Распространение речных вод в Карском море по данным гидрохимических определений // Тр. ААНИИ. -1976. - Т. 323.

- С. 188-196.

33. Коссова С.А., Дубинина Е.О., Чижова Ю.Н., Мирошников А. Ю.. Источники опреснения вод заливов Южного острова Новой Земли по изотопным (5D 5180) данным // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. - 2020.

- Т. 492. - № 2. - С. 99-104.

34. Саркисов А.А., Высоцкий В.Л., Сивинцев Ю.В., Никитин В.С. Проблемы радиационной реабилитации арктических морей, способы и пути их решения. Арктика // Экология и экономика. - 2011. - № 1. - С. 70-81.

35. Семенков И. Физико-географическая характеристика архипелага Новая Земля (литературный обзор). - 2020.

36. Сивинцев Ю. В., Вакуловский С. М., Васильев А. П. Техногенные радионуклиды в морях, омывающих Россию: Радиоэкологические последствия удаления радиоактивных отходов в арктические и дальневосточные моря («Белая книга-2000») - М.: ИздАТ, 2005. - 624 с.

37. Степанов В.Н. Океаносфера. - Мысль: Москва, 1983. - 271 с.

38. Степанов С.И. Особенности циркуляции вод Карского моря в навигационный период // Тр. ААНИИ. - 1985. - Т. 389. - С. 59-61.

39. Суховей В. Ф. Моря Мирового океана. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 282 с.

40. Трешников А.Ф. Поверхностные воды в Арктическом бассейне // Проблемы Арктики. - 1959. - № 7. - С. 5-14.

41. Удалов А.А., Веденин А.А., Симаков М.И. Донная фауна залива Благополучия (Новая Земля, Карское море) // Океанология. - 2016. - Т. 56.

- № 5. - С. 720-730.

42. Удалов А.А., Веденин А.А., Чава А.И. Донная фауна залива Степвого (Новая Земля, Карское море). // Океанология. - 2018., - Т. 58. - № 6. - С. 923-932.

43. Удалов А.А., Веденин А.А., Чава А.И., Щука С.А. Донная фауна залива Ога (Новая Земля, Карское море) // Океанология. - 2019. - Т. 59. - № 6. - С. 10281038.

44. 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. 723-726.

45. Фор Г. Основы изотопной геологии. - М.: МИР, 1989. - 590с.

46. Хефс Й. Геохимия стабильных изотопов. - М.: Мир, 1983. - 197 с.

47. Чава М.И., Удалов А.А., Веденин А.А., Симаков М.И., Щука С.А., Мокиевский В.А. Донная фауна залива Цивольки (Архипелаг Новая Земля, Карское море) // Океанология. - 2017. - Т. 57. - № 1. - С.160-170.

48. Чижов О.П., Корякин В.С., Давидович Н.В. Оледенение Новой Земли.

- М.: Наука, 1968. - 338 с.

49. Aemisegger F., Pfahl S., Sodemann H., Lehner I., Seneviratne S. I., Wernli H. Deuterium Excess as a Proxy for Continental Moisture Recycling and Plant Transpiration // Atmos. Chem. and Phys. - 2014. - V. 14. - P. 4029-4054.

50. Ahmad M., Aggarwal P., van Duren M., Poltenstein L., Araguas L., Kurttas T., Wassenaar L.I. Final report on Fourth interlaboratory comparison exercise for 52H and 518O analysis of water samples (WICO 2011) // International Atomic Energy Agency, Vienna. - 2012.

51. Araguas-Araguas L., Froehlich K., Rozanski K. Deuterium and oxygen-18 isotope composition of precipitation and atmospheric moisture // Hydrological Processes.

- 2000. - V. 14. - P. 1341-1355.

52. Bauch D., Torres-Valdes S., Polyakov I., Novikhin A., Dmitrenko I., McKay J., Mix. A. Halocline water modification and along-slope advection at the Laptev Sea continental margin // Ocean Sci. - 2014. - V. 10. - P. 141-154.

53. Bauch D., Erlenkeuser H., Stanovoy V. et al. Freshwater distribution and brine waters in the southern Kara Sea in summer 1999 as depicted by 518O results // Siberian river run-off in the Kara sea (Ed. Stein R. et al.) - 2003. - P. 73-90.

54. Bauch D., Groger M., Dmitrienko I., Holeman J., Kirillov S., Mackensen A., Taldenkova E., Andersen N. Atmospheric controlled freshwater release at the Laptev Sea continental margin // Polar research. - 2011. - V.30. - P. 5858.

55. Bauch D., Holeman J.A., Dmitrienko I.A., Janout M.A., Nikulina A., Kirillov S.A., Krumpen T., Kassens H., Timokhov L. Impact of Siberian coastal polynyas on shelf-derived Arctic Ocean halocline waters // Journal of Geophysical Research

- 2012. - V 117. - P. C00G12.

56. Bauch, D., Erlenkeuser H., and Andersen N. Watermass processes on Arctic shelves as revealed from 18O of H2O // Glob. Planet. Change. - 2005. - V. 48.

- P. 165-174.

57. Bauch, D., Holemann J., Nikitina A., Wegner C., Janout M., Timokhov L.A, Kassens H. Correlation of river water and local sea-ice melting on the Laptev Sea shelf (Siberian Arctic) // Journal of Geophysical Research. - 2013. - V. 118.

- P. 550-561.

58. Bauch, D., Holemann J., Willmes S., Groger M., Novikhin A., Nikulina A., Kassens H., Timokhov L. Changes in distribution of brine waters on the Laptev Sea shelf in 2007 // Journal of Geophysical Research. - 2010. - V. 115.

- P. C11008.

59. Brezgunov V.S., Debolskii V.K., Nechaev V.V. Characteristics of the formation and salinity upon mixing of sea and river waters in the Barentz and Kara Seas. // Water Recourses. - 1983. - V. 9. - № 4. - P. 335-344.

60. Carter J.F., Barwick V.J. Good practice guide for isotope ratio mass spectrometry // FIRMS. - 2011. - P. 41.

61. Coachman L.K. and Barnes C.A. Surface water in the Eurasian Basin of the Arctic Ocean // Arctic. - 1962. - V. 15. - P. 251-277.

62. Coleman M.L., Shepherd T.J., Durham J.J., Rouse J.E., Moore G.R. Reduction of water with zink for hydrogen isotope analysis // Anal. Chem. - 1982. - V. 54.

- P. 993-995.

63. Cooper L.W., Benner R., McClelland J.W., Peterson B.J., Holmes R.M., Raymond P.A., Hansell D.A., Grebmeier J. M., Codispoti L.A. Linkages among

runoff, dissolved organic carbon, and the stable oxygen isotope compositions of seawater and other water mass indicators in the Arctic Ocean // Journal of Geophysical Research. - 2005. - V. 110. - P. G02013.

64. Cooper L.W., McClelland J.W., Holmes R.M. Flow-weighted values of runoff tracers (518O, DOC, Ba, alkalinity) from the six largest Arctic rivers // Geophysical Research Letters. - 2008. - V. 35. - P. L18606.

65. Cooper L.W., Whitledge T.E., Grebmeier J.M., Weingartner T. The nutrient, salinity, and stable oxygen isotope composition of Bering and Chukchi Seas waters in and near the Bering Strait // Journal of Geophysical Research. - 1997. - V.102.

- P.12563-12573.

66. Craig H. Isotopic variations in meteoric waters // Science. - 1961. - V. 133.

- P. 1702-1703.

67. Bauch D. The Distribution of 518O in the Arctic Ocean: Implications for the Freshwater Balance of the Halocline and the Sources of Deep and Bottom Waters // Alfred-Wegener-Institut für Polar und Meeresforschung. - 1995. - P.144.

68. Dansgaard, W. Stable isotopes in precipitation // Tellus. - 1964. - V. 16. - P. 436468.

69. Deubel H., Engel M., Fetzer et al. The Southern Kara Sea ecosystem: phytoplankton, zooplankton and bentios communities influenced by river run-off in the Kara Sea // Siberian River Run-off in the Kara Sea (Eds. Stain. R. et al.) Utrecht, Elsevier. - 2003. - P. 237-265.

70. Dittmar T., Kattener G. The biogeochemistry of the river and shelf ecosystem of the Arctic Ocean: a review // Marine Chemistry. - 2003. - V. 83. - P. 103-120.

71. Dmitrienko I. A., Rudels B., Kirillov S.A., Aksenov Y. O., Lien V. S., Ivanov V. V., Schauer U., Polyakov I. V., Coward A. and Barber D. G. Atlantic water flow into the Arctic Ocean through the St. Anna Trough in the northern Kara Sea // Journal of Geophysical Research. Ocean. - 2015. - V 120. - P. 5158- 5178.

72. Epstein S. and Mayeda T. K. Variation of 18O content of waters from natural sources // Geochimica et Cosmochimica Acta. - 1953. - V. 4. - P. 213-224.

73. Erlenkeuser H., Spielhagen R.F., Taldenkova E. Stable isotopes in modern water and bivalve samples from the southern Kara Sea // Report Polar Research. - 1999.

- V. 300. P. 80-90.

74. Frew R.D., Dennis P.F., Heywood K.J., Meredith M.P., Boswell S.M. The oxygen isotope composition of water masses in the Northern North Atlantic // Deep-Sea Research. - 2000. - V. 47. - P. 2265-2286.

75. Friedman I. Deuterium content of natural water and other substances // Geochemica et Cosmochemica Acta. - 1953. - V. 4. - P. 89-103.

76. Friedman I., Schoen B.S., Harris J.L. The deuterium concentration in Arctic sea ice // Journal of Geophysical Research. - 1961. - V. 66. - P. 1861-1864.

77. Galimov E.M., Kodina L.A., Stepanets O.V., Korobeinik G.S.: Biogeochemistry of the Russian Arctic. Kara Sea: Research results under the SIRRO Project, 19952003. // Geochemistry International - 2006. - V. 44. - № 11. - P. 1053-1104.

78. Gat J.R., Carmi I. Evolution of Isotopic Composition of Atmospheric Waters in the Mediterranean Sea Area // Journal of Geophysical research. - 1970. - V. 75.

- №15. -P. 3039-3048.

79. Gat J.R. Oxygen and hydrogen isotopes in the hydrologicalcycle // Annual Review of Earth and Planetary Sciences. - 1996. - V. 24. - P. 225-262.

80. Gehre M., Hoefling R., Kowski P., Strauch G. Sample Preparation device for Quantitative Hydrogen Isotope analysis Using Chromium Metal // Analytical Chemistry. - 1996. - V. 68. - P. 4414-4417.

81. Godfrey J.D. The deuterium content of hydrous minerals from East-Central Sierra Nevada and Yosemite National Park // Geochimica et Cosmochimica Acta. - 1962.

- V. 26. - P. 1215-1245.

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

83. Groning M. International stable isotope reference materials. Handbook of stable isotope analytical techniques // Elsevier Science. - 2004. - V. - P. 874-906.

84. Craig H. and Gordon I.I. Deuterium and oxygen 18 variations in the ocean and the marine atmosphere // Chapter in book Stable isotopes in oceanographic studies and Paleotemperatures (Spolento, Editor E. Tongiorgi.) - 1965. - P. 61

85. Haine T.W.N. Arctic Ocean freshening linked to anthropogenic climate change: All hands on deck // Geophysical Research Letters. - 2020. - V. 47.

86. Hanzlick D., Aagaard K. Freshwater and Atlantic water in the Kara Sea // Journal of Geophysical Research. - 1980. - V. 85. - P. 4937-4942.

87. Harms I.H., Karcher M.J. Kara Sea freshwater dispersion and export in the late 1990s // Journal of Geophysical Research. - 2005. - V. 110. - P. C08007.

88. Harms I.H., Karcher M.J. Modeling the seasonal variability of circulation and hydrography in the Kara Sea // Journal of Geophysical Research. - 1999. - V.104. - №C6. - P.13431-13448.

89. Holmes R.M., McClelland J.W., Tank S.E., Spencer R.G.M., Shiklomanov A.I. Arctic Great Rivers Observatory // Water Quality Dataset. - 2020. http s: //www.arcticgreatrivers. org/data

90. Horita J., Weselowski D.J., Cole D.R. The activity-composition relationship of oxygen and hydrogen isotopes in aqueous salt solutions: I. Vapour-liquid water equilibration of single salt solutions from 50 to 100oC // Geochimica et Cosmochimica Acta. - 1993a. - V. 57. - P. 2797-2817.

91. Horita J., Weselowski D.J., Cole D.R. The activity-composition relationship of oxygen and hydrogen isotopes in aqueous salt solutions: II. Vapour-liquid water equilibration of mixed salt solutions from 50 to 100 100oC // Geochimica et Cosmochimica Acta. - 1993b. - V. 57. - P. 4703-4711.

92. IAEA (2021) Global Network of Isotopes in Precipitations. The GNIP Database. Accessible at: https://nucleus.iaea.org/wiser

93. Janout M.A., Holemann J,.Laukert G, Smirnov A, Krumpen T,.Bauch D. and Timokhov L. On the Variability of Stratification in the Freshwater-Influenced Laptev Sea Region // Frontiers in Marine Science. - 2020. - V. 7. - P. 543489.

94. Johnsen S.J., Dansgaard W., White J.W.C. The origin of Arctic precipitation under present and glacial conditions // Tellus. - 1989. - V.41. - P. 452-468.

95. Johnson D.R., McClimans T.A., King S., Grenness 0., Carroll J.L. Fresh water masses in the Kara Sea during summer // Journal of Marine Systems. - 1997.

- V. 12. - № 1-4. - P. 127-145.

96. Karcher M.J., Kulakov M., Pivovarov S. Flow of atlantic Water to the Kara Sea -comparing model results with observations, in Siberian River Runoff in the Kara Sea: Characterisation, Quantification, Variability and Environmental Significance // Proceedings Marine Science. - 2003. - V.6. - P. 47-69.

97. Kubryakov A., Stanichny S., Zatsepin A. 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. 177-87.

98. Lehmann M., Siegenthaler U. Equilibrium oxygen and hydrogen-isotope fractionation between ice and water // Journal of Glaciology. - 1991. - V. 37.

- № 125. - P. 23-26.

99. Lewis E.L. The practical Salinity Scale 1978 and its antecedents. IEEE Journal of oceanic Engineering // - 1980. - V. OE-5. - P. 3-8.

100. McClimans T.A., Johnson D.R., Krosshavn M., King S.E., Carroll J., Grenness O. Transport processes in the Kara Sea // Journal of Geophysical Research. - 2000.

- V. 105. - № C6. - P.14121 - 14139.

101. McKinney C.R., McCrea J.M., Epstein S., Allen H.A., Urey H.C. Improvements in mass spectrometers for the measurement of small differences in isotope abundance ratios // Review of Scientific Instruments. - 1950. - V. 21. - P. 724- 730.

102. Merlivat, L. Jouzel J. Global Climatic interpretation of the deuterium excess-oxygen 18 relationship for precipitation // Journal of Geophysical Research.

- 1979. - V. 84. -P. 5029-5033.

103. Mueller-Lupp T., Erlenkeuser H., Bauch H.A. Seasonal and interannual variability of Siberian river discharge in the Laptev Sea inferred from stable isotopes in modern bivalves // Boreas. - 2003. - V. 32. - № 2. - P. 292-303.

104. Ostlund H.G., Hut G. Arctic Ocean Water Mass Balance From Isotope Data // Journal of Geophysical Research. - 1984. - V. 89. - P. 6373-6381.

105. Panteleev G., Proshutinsky A., Kulakov M. Investigation of the summer Kara Sea circulation employing a variational data assimilation technique. // Journal of Geophysical Research. - 2007. - V. 112. - P. C04S15.

106. Pavlov V.K., Pfirman S.L. Hydrographyc structureand variability of the Kara Sea: Implications for pollutantdistribution // Deep-Sea Research. - 1995. - V. 42.

- № 6. - P. 1369-1390.

107. Pavlov V.K., Timohov L.A., Baskakov G.A., Kulakov M.Yu., Kurazhov V.K., Pavlov P.V., Pivovarov S.V., Stanovoy V.V. Hydrometeorological regime of the Kara, Laptev, and East-Siberian Seas // Physics Laboratory University of Washington. - 1996. - P. 179.

108. Pavlov V.K., Timohov V.K., Baskakov G.A., Kulakov M. Yu., Kurazhov V.K., Pavlov P.V., Pivovarov S. V., Stanovoy V.V. Hydrometeorological regime of the Kara, Laptev and East-Siberian seas. // St. Petersburg. - 1994.

109. Pfahl S., Wernli H. Air parcel trajectory analysis of stable isotopes in water vapour in the eastern Mediterranean // Journal of Geophysical Research. - 2008. - V. 113.

- P. D20104.

110. Pfeffer W.T., Arendt A.A., Bliss A. et al. The Randolph consortium. The Randolph Glacier Inventory: a globally complete inventory of glaciers // Journal of Glaciology - 2014. - V. 60. - № 221. - P. 537-552.

111. Pivovarov S., R. Schlitzer, A. Novikhin. River run-off influence on the water mass formation in the Kara Sea // Siberian River Run-off in the Kara Sea. Characterization, Quantification, Variability, and Environmental Significance. Proceedings in Marine Science (Elsevier, Amsterdam). - 2003. - V. 6. - P. 9-27.

112. Redfield A.C., Friedman I. The effect of meteoric water, melt water and brine on the composition of polar sea water and of the deep waters of the ocean // Deep-Sea Research. - 1969. - V. 16. - P. 197-214.

113. Reference Sheet for VSMOW and SLAP2 international measurement standards // International Atomic energy Agency, Vienna. - 2009. - P. 8.

114. Rozanski K., Araguas A.L., Gonfiantini R. Relation-between long term trends of oxygen-18 isotope composition of precipitation and climate // Science. - 1992.

- V. 258. - P. 981-985.

115. Rudels B. Arctic Ocean Circulation // Encyclopedia of Ocean Sciences. - 2009.

- P. 211-225.

116. Rudels B., Jones E. P., Schauer U., Eriksson P. Atlantic sources of the Arctic Ocean surface and halocline waters // Polar Research. - 2004. - V. 23. - №2.

- P. 181-208.

117. Schauer U., Loeng H., Rudels B., Ozhigin V.K., Dieck W. Atlantic Water flow through the Barents and Kara Seas // Deep-Sea Research. - 2002. - V. I. - № 49.

- P. 2281-2298.

118. Schimmelmann A., Sauer P.E. Hydrogen Isotopes // Encyclopedia of Geochemistry. Encyclopedia of Earth Sciences Series. Springer, Cham. - 2018.

119. Schlosser P., Bauch D., Fairbanks R., Bonisch G. Arctic river-runoff: mean residence time on the shelves and in the halocline // Deep-Sea Research - 1994.

- V. 41. - №. 7. - P. 1053-1068.

120. Schone B.R., Freyre Castro A.D., Fiebig J., Houk S.D., Oschmann W., Kröncke I. Sea surface water temperatures over the period 1884-1983 reconstructed from oxygen isotope ratios of a bivalve mollusk shell (Arctica islandica, southern North Sea) // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. - 2004. - V. 212.

- P. 215-232.

121. Sharp. Z. Principles of stable isotope geochemistry // Pearson Education, Inc.

- 2007. - P. 344.

122. Shiklomanov A.I., Holmes R.M., McClelland J.W., Tank S.E., Spencer R.G.M.. Arctic Great Rivers Observatory. Discharge Dataset, Version 20210319. - 2021. https://www.arcticrivers.org/data

123. Simstich J., Harms I., Karcher M.J., Erlenkeuser H., Stanovoy V., Kodina L., Bauch D., Spielhagen F. Recent freshening in the Kara Sea (Siberia) recorded by stable isotopes in Arctic bivalve shells // Journal of Geophysical Research.

- 2005. - V. 110. - P. C08006.

124. Simstich J., Stanovoy V., Bauch D., Erlenkeuser H., Spielhagen F. Holocene variability of bottom water hydrography on the Kara Sea shelf (Siberia) depicted in multiple single-valve analyses of stable isotopes in ostracods // Marine geology.

- 2004. - V. 206. - P. 147-164.

125. Stewart R.H. Introduction to physical oceanography // Department of Oceanography Taxas A & M University. - 2000. - P. 366.

126. Sverdrup H.U., Johnson M.W., Fleming R.H. The Oceans: Their Physics, Shemistry and General Biology // Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-hall inc.

- 1942. - P. 1087.

127. Talley L.D., George L.P., Emery W.J., Swift J.H. Descriptive Physical Oceanography (Sixth Edition) // Academic Press. - 2011. - P. 401-436.

128. Tan F.C., P.M. Strain. The distribution of sea ice meltwater in the eastern Canadian Arctic // Journal of Geophysical Research. - 1980. - V. 85. - P. 19251932.

129. Tanweer A., Han L.F. Reduction of microliter amounts of water with manganese for D/H isotope ratio measurment by mass-spectrometry // Isotopes in environmental and Health Studies. - 1996. - V. 32. - № 1. - P. 97-103.

130. Tobias H.J., Goodman K.J., Blacken C.E., Brenna J.T. High-precision D/H Measurement from hydrogen gas and water by Continuos-flow isotope ratio mass-spectromety // Analytical Chemistry. - 1995. - V. 67. - P. 2486-2492.

131. Tomczak M. Some historical, theoretical and applied aspects of quantitative water mass analysis // Journal of Marine Research. - 1999. - V. 57. - P. 275-303.

132. Truesdell A.H. Oxygen isotope activities and concentrations in aqueous salt solutions at elevated temperatures: consequences for isotope geochemistry // Earth and Planetary science letters. - 1974. - V. 23. - P. 387-396.

133. USGS. - 2020. https://isotopes.usgs.gov/lab/instructions.html

134. Vetshteyn V.Ye., Malyuk G.A., Rusanov V.P. Oxygen-18 distribution in the central Arctic Basin // Oceanolology. - 1974. - V. 14. - P. 514-519.

135. Volkov V.A., Johanessen O.M., Boradachev V.E., Voinov G.N., Pettersson L.H., Bobylev L.P., Kouraev A.V. Polar seas Oceanography an Integrated Case Study of the Kara Sea // Springer, New York. - 2002.

136. Welp L.R., Lee X., Griffis T.J., Wen X.F., Xiao W., Li S., Sun X., Hu Z., Martin V.M., Huang J. A metaanalysis of water vapor deuterium-excess in the midlatitude atmospheric surface layer // Global Biogeochemistry. - 2012. - V. 26.

- P. GB3021.

137. Williams W.J., Carmack E.C. The 'Interior' Shelves of the Arctic Ocean: Physical Oceanographic Setting, Climatology and Effects of Sea-Ice Retreat on Cross-Shelf Exchange // Progress in Oceanography. - 2015. - V. 139. - P. 24-41.

138. Yurimoto H. Oxygen Isotopes // Encyclopedia of Geochemistry. Encyclopedia of Earth Sciences Series. Springer, Cham. - 2018.

139. Zhang J., Weijer W., Steele M., Cheng W., Verma T., Veneziani M. Labrador Sea freshening linked to Beaufort Gyre freshwater release // Nature Communications.

- 2021. - V. 12. - P. 1229.

Приложение 1. Карты-схемы маршрутов арктических экспедиций НИС «Профессор Штокман» (2014 г.) и «Академик Мстислав Келдыш» (2015-2018 гг.).

128-ой рейс НИС «Профессор Штокман», 2014 г.

Приложение 2. Изотопные параметры и гидрофизические характеристики вод исследованных заливов.

Год Координаты станции Номер станции Глубина, м 6Б, %о 6180, % 8, рэи Т°С

Залив Благополучия

0 -2,0 -0,7 33,02 -0,39

75.629 63.721 °Е 5 -4,3 -0,5 33,44 -0,22

2018 5978 14 -2,6 -0,6 33,69 -0,41

25 -1,9 -0,3 33,83 -0,67

48 -0,5 -0,4 34,26 -0,81

0 -0,5 -4,0 32,53 -0,19

12 -0,2 -1,3 33,66 -0,39

2018 75.649 °N 5979 20 -0,1 -1,2 34,02 -0,59

63.713 °Е 40 0,0 -1,8 34,20 -0,77

80 0,0 -0,3 34,33 -0,85

121 0,2 0,1 34,37 -0,86

0 -6,3 -0,8 32,66 -0,17

10 -2,7 -0,4 33,70 -0,41

75.671 °N 63.684 °Е 20 -1,7 -0,3 33,87 -0,50

2018 5980 30 -1,8 -0,2 34,08 -0,69

60 -0,4 -0,1 34,30 -0,84

100 -0,1 -0,1 34,34 -0,86

169 0,2 0,1 34,37 -0,86

0 -22,4 -3,2 32,75 -0,07

5 -3,2 -0,3 33,38 -0,22

2018 75.687 °N 5981 10 -2,3 -0,2 33,64 -0,37

63.713 °Е 30 -1,3 -0,2 34,05 -0,67

50 -1,0 0,0 34,27 -0,83

110 0,4 0,0 34,34 -0,85

Год Координаты станции Номер станции Глубина, м 6Б, % 6180, % 8, рэи Т°С

0 -4,8 -0,7 32,84 -0,11

75.699 °N 63.693 °Е 10 -2,9 -0,3 33,62 -0,37

2018 5982 20 -1,6 -0,3 33,72 -0,42

40 -0,7 0,0 34,21 -0,79

67 -0,6 0,0 34,32 -0,85

0 -4,7 -0,5 33,18 -0,31

75.644 °N 63.645 °Е 5 -3,6 -0,5 33,23 -0,31

2018 5985 15 -3,0 -0,5 33,53 -0,31

26 -2,6 -0,3 33,57 -0,35

31 -2,5 -0,4 33,71 -0,48

0 -3,9 -0,5 33,38 -0,33

16 -3,7 -0,5 33,48 -0,33

2018 75.630 °N 5987 25 -2,4 -0,3 33,83 -0,62

63.598 °Е 34 -1,9 0,0 33,92 -0,89

60 -0,5 -0,1 34,26 -0,79

90 0,0 0,0 34,40 -0,80

0 -6,6 -0,6 31,34 2,57

7 -3,7 -0,2 33,16 0,65

2014 75.619 °N 128-52 11 -3,1 -0,2 33,38 0,35

63.724 °Е 20 -2,7 -0,1 33,64 -0,05

25 -1,9 -0,1 33,75 -0,24

49 -1,2 0,1 34,27 -0,84

0 -5,1 -0,4 32,36 1,62

75.599 °N 963.669 °Е 5 -4,2 -0,4 32,97 0,93

2014 128-53 15 -3,4 -0,1 33,48 0,17

22 -2,8 -0,1 33,71 -0,18

30 -2,3 0,0 33,88 -0,45

Год Координаты станции Номер станции Глубина, м 6Б, % 6180, % 8, рэи Т°С

50 -2,2 0,2 34,16 -0,76

75 -1,7 0,3 34,28 -0,89

2014 75.552 °N 63.658 °Е 128-54 0 -6,2 -0,5 31,40 3,22

5 -5,3 -0,5 31,53 2,68

10 -3,6 -0,3 33,17 0,46

15 -3,5 -0,3 33,47 0,29

22 -3,2 -0,2 33,77 -0,23

30 -2,5 -0,1 34,00 -0,71

60 -2,0 0,0 34,25 -0,91

109 -1,2 0,3 34,41 -0,96

Залив Седова

2016 74.7097 °N 59.7663 °Е 5373 10 -10,1 -1,2 28,19 5,9

20 -3,2 -0,2 32,94 0,7

32 -2,1 -0,1 33,70 -1,0

50 -0,6 0,0 34,25 -1,1

100 -0,4 0,1 34,41 -1,1

150 0,2 0,1 34,46 -1,0

186 0,0 0,4 34,46 -1,0

2015 74.6733 °N 59.9350 °Е 5242 0 -36,6 -4,6 23,68 4,2

5 -32,1 -4,2 24,97 5,0

10 -10,1 -1,2 28,19 5,9

20 -3,2 -0,2 32,94 0,7

32 -2,1 -0,1 33,70 -1,0

50 -0,6 0,0 34,25 -1,1

100 -0,4 0,1 34,41 -1,1

150 0,2 0,1 34,46 -1,0

186 0,0 0,4 34,46 -1,0

Год Координаты станции Номер станции Глубина, м 6Б, % 6180, % 8, рэи Т°С

2015 74.7100 °N 59.7667 °Е 5243 1 -37,6 -4,7 23,17 4,0

5 -34,6 -4,5 24,00 4,5

11 -20,0 -2,6 28,42 5,7

20 -3,7 -0,3 32,60 0,9

30 -2,7 -0,2 33,67 -1,1

50 -0,8 0,1 34,23 -1,1

100 -0,5 0,3 34,42 -1,1

187 -0,3 0,1 34,46 -1,1

2015 74.7217 °N 59.6250 °Е 5244 1,9 -38,3 -4,9 24,09 4,7

5,8 -33,2 -4,1 25,16 5,1

11 -25,4 -3,1 28,84 4,5

25,6 -3,5 -0,2 33,67 -1,1

40,9 -1,8 0,0 34,13 -1,2

100,7 -0,9 0,4 34,44 -1,1

152,5 -1,2 0,1 34,45 -1,1

Залив Ога

2016 74.619 °N 59.300 °Е 5383 0 -20,4 -2,6 28,74 6,5

5 -14,3 -1,6 29,83 6,2

10 -8,6 -0,8 31,04 5,2

15 -4,8 -0,5 32,75 3,6

20 -4,4 -0,4 33,16 1,9

40 -1,5 -0,2 34,04 -0,7

102 -1,1 0,1 34,33 -0,9

2015 74.584 °N 59.397 °Е 5248 0 -38,3 -5,0 23,19 4,2

5 -32,6 -4,1 23,95 4,5

12 -9,0 -0,8 29,60 2,8

20 -4,6 -0,5 32,97 0,1

Год Координаты станции Номер станции Глубина, м 6Б, % 6180, % 8, рэи Т°С

30 -3,4 -0,3 33,60 -1,1

60 -2,0 -0,1 34,27 -1,1

129 -1,2 0,2 34,34 -1,1

Залив Цивольки

0 -27,8 -3,8 25,50 2,0

6 -11,9 -1,6 29,99 2,5

74.543 °N 58.276 °Е 10 -9,7 -1,3 31,19 2,8

2016 5386 20 -3,4 -0,3 32,92 1,1

30 -2,9 -0,4 33,85 -0,9

40 -2,3 -0,2 34,08 -1,1

100 -2,5 -0,1 34,20 -1,2

0 -35,5 -4,8 23,89 3,7

8 -33,6 -4,3 24,05 4,0

12 -26,3 -3,2 26,08 4,1

2015 74.383 °N 5251 18 -7,9 -0,7 31,33 1,7

58.869 °Е 28 -3,8 -0,1 33,45 -1,0

40 -2,4 -0,2 33,96 -1,2

50 -1,7 0,0 34,18 -1,1

115 -1,6 0,2 34,38 -1,1

0 -36,8 -5,1 23,22 3,4

5 -36,5 -5,0 23,32 3,5

10 -33,4 -4,7 23,69 3,2

2015 74.452 °N 5252 15 -15,8 -2,3 28,66 2,2

58.634 °Е 20 -8,3 -1,2 31,64 1,4

30 -3,7 -0,4 33,55 -1,1

40 -2,9 -0,5 33,91 -1,2

60 -1,9 -0,3 34,24 -1,1

Год Координаты станции Номер станции Глубина, м 6Б, % 6180, % 8, рэи Т°С

0 -35,8 -4,8 23,87 2,2

8 -32,9 -4,3 24,18 2,1

74.517 °N 58.367 °Е 15 -15,7 -2,2 28,62 0,4

2015 5253 20 -7,8 -1,1 31,88 0,3

30 -4,1 -0,6 33,55 -1,1

50 -2,0 -0,4 34,18 -1,1

107 -1,5 -0,2 34,29 -1,1

0 -6,7 -0,7 32,38 1,8

11 -5,5 -0,4 32,41 1,7

15 -4,4 -0,2 33,17 0,7

2014 74.521 °N 128-55 25 -3,3 -0,1 33,65 -0,2

58.368 °Е 50 -2,2 0,1 34,24 -0,9

75 -1,9 0,2 34,32 -1,0

100 -1,4 0,3 34,35 -1,1

142 -1,2 0,2 34,37 -1,1

0 -6,7 -0,8 32,31 2,1

5 -6,4 -0,6 32,32 2,1

2014 74.452 °N 128-56 13 -6,4 -0,6 32,49 2,1

58.634 °Е 18 -4,2 -0,2 33,40 0,3

30 -2,6 0,0 33,92 -0,6

59 -1,6 0,2 34,34 -1,0

0 -6,2 -0,5 32,40 2,6

10 -6,0 -0,4 32,44 2,5

2014 74.383 °N 128-57 15 -5,7 -0,4 32,47 2,5

58.891 °Е 25 -3,9 -0,2 33,46 0,2

30 -3,4 0,0 33,72 -0,2

50 -1,7 0,3 34,30 -1,0

Год Координаты станции Номер станции Глубина, м 6Б, % 6180, % 8, рэи Т°С

75 -1,2 0,3 34,40 -1,0

112 -1,2 0,3 34,44 -1,0

2014 74.394 °N 58.889 °Е 128-58 0 -6,8 -0,4 32,15 3,4

8 -6,0 -0,2 32,16 3,4

18 -5,0 -0,2 32,85 1,6

30 -3,1 0,0 33,76 -0,3

42 -2,1 0,1 34,16 -1,0

50 -1,5 0,2 34,24 -1,0

61 -1,3 0,1 34,41 -1,0

2014 74.213 °N 59.201 °Е 128-59 0 -5,5 -0,5 32,04 3,9

10 -5,6 -0,5 32,04 4,0

14 -5,3 -0,5 32,04 4,0

26 -3,2 -0,1 33,75 -0,3

37 -2,5 0,1 33,99 -1,1

45 -2,4 0,2 34,10 -1,3

50 -2,2 0,2 34,17 -1,3

75 -1,4 0,3 34,37 -1,1

93 -1,2 0,3 34,48 -1,1

Залив Степового

2015 72.535 °N 55.502 °Е 5258 0 -21,5 -2,8 26,85 4,8

5 -5,3 -0,9 32,45 2,1

8 -4,0 -0,4 32,74 1,8

15 -2,9 -0,5 33,34 0,3

26 -2,9 -0,4 33,61 -0,4

34 -2,4 -0,3 33,67 -0,5

2015 72.552 °N 55.386 °Е 5260 0 -20,3 -2,4 26,85 4,6

5 -4,3 -0,4 32,77 1,4

Год Координаты станции Номер станции Глубина, м 6Б, % 6180, % 8, рэи Т°С

10 -3,4 0,0 33,25 0,4

15 -3,8 0,1 33,44 -0,2

26 -3,0 -0,2 33,63 -0,6

0 -6,5 -0,5 31,53 4,7

72.526 °N 55.557 °Е 6 -6,3 -0,4 31,58 4,7

2014 128-60 12 -6,1 -0,4 31,62 4,7

20 -4,8 -0,2 31,97 4,0

34 -2,9 0,0 33,54 -0,2

0 -6,3 -0,5 31,54 4,5

8 -6,3 -0,5 31,54 4,5

2014 72.536 °N 15 -5,5 -0,4 31,63 4,6

55.508 °Е 128-61 25 -3,6 -0,3 32,91 1,0

35 -2,9 -0,1 33,55 -0,6

42 -2,9 0,0 33,82 -0,8

0 -6,0 -0,5 31,57 4,2

8 -6,1 -0,5 31,62 4,4

2014 72.566 °N 128-62 12 -6,0 -0,5 31,71 4,4

55.403 °Е 22 -4,1 -0,1 32,64 1,5

30 -3,4 -0,1 33,24 0,0

36 -3,4 -0,1 33,69 -0,7