Институт Океанологии РАН
Физика океана, морская геология, морская биология, морская техника
English | Russian
Главная arrow Лаборатории геологического направления arrow Лаборатория физико-геологических исследований
Лаборатория физико-геологических исследований Печать E-mail

Руководитель лаборатории - главный научный сотрудник, академик Лисицын Александр Петрович.

На основе многолетних исследований Лаборатории микро- и наночастиц в морской воде, в воздухе, в морских льдах и снеге, биоте и факелах подводных гидротерм созданы основы нового подхода к изучению геосфер Земли. Новый подход основан на использовании спутниковых данных, которые верифицируются дистанционными исследованиями на ходу судна – для поверхности и на станциях – для глубинных слоев. Данные сканирования верхнего деятельного слоя гидрооптическими, гидроакустическими и гидрофизическими методами дополняются круглогодичными исследованиями потоков и течений во всей толще вод на притопленных исследовательских платформах. Предложенный комплекс новых методов испытан на полигоне «Белое море», на протяжении 3-х лет работает 8 круглогодичных притопленных платформ. Новый подход может использоваться для мониторинга второго поколения. Распределение загрязнений идет по тем же законам, что и их естественных аналогов, что удалось проверить для тяжелых металлов и углеводородов в Белом море, а также в Арктике и Антарктике и на разрезах через Атлантический океан. Эта новая система позволяет прослеживать распределение загрязнений и весь цикл превращений в пространстве и во времени, причем не только в морской воде, но и в атмосфере, льдах, снеге, биоте и донных осадках, давать прогнозы на будущее, строить обоснованные модели. Разработки могут быть рекомендованы для внедрения в системе Гидрометслужбы и МЧС. (рук. работ – академик Лисицын А.П.).

Разработаны и внедрены алгоритмы для верификации спутниковых данных, новые методы высокоразрешающего гидрооптического зондирования, изучение флюоресценции, мультипараметрического и круглогодичного сканирования потоков частиц в толще вод. Наночастицы (био- и минеральные) стали новым важным источником информации, поскольку они распространены в малых количествах во всех сферах Земли (атмо-, крио-, био-, гидро- и седиментосферы), а также поступают из космоса и из глубин коры (гидротермы, вулканы). Весь этот наноматериал трансформируется в водной толще и поступает в донные осадки. Работает уникальный природный самописец планеты на наночастицах с записью истории среды и климата продолжительностью не менее 160 млн.лет (по кернам бурения). (рук. работ – академик Лисицын А.П.) .

Впервые изучены потоки нановещества на глубинах океана (детальное изучение тонкой структуры, гранулометрического состава, оптических свойств, нанобиологии, минералогии, а также геохимии, нановещества атмосферы, морских льдов и снега, речного стока, водной толщи в сопоставлении с верхним слоем донных осадков в Белом море. Таким образом изучено не только современное взаимодействие геосфер на северо-западе России, но и их история для последних 11 тыс. лет). (рук. работ – академик Лисицын А.П.) .

В 2005 г. проводилась обработка материалов, полученных во время экспедиционных работ 2000-2005 гг., а также проведено 4 экспедиции. В экспедиции в маргинальный фильтр р. Северная Двина в период с 16 по 30 марта 2005 г. (зимнее состояние фильтра) получены новые данные о распределении и составе аэрозолей, водной взвеси, гидрохимических и гидрофизических характеристиках вод, оценена степень антропогенного загрязнения дельты Северной Двины. Другая экспедиция была проведена в период с 16 по 31 мая 2005г. (паводковое состояние фильтра, когда за 10-15 суток сбрасываются до 60-70% жидкого и твердого стока и загрязнений). Выявлены основные закономерности поведения растворенных и взвешенных форм химических элементов и биоразнообразие фито- и зоопланктона в зоне смешения речных и морских вод в период весеннего половодья и цветения фитопланктона. Изучен также состав поверхностного слоя донных осадков в устьевой зоне р. Северная Двина. В третьей экспедиции в маргинальный фильтр р.Сорока (Онежский залив) на НИС «Эколог» 1-5 июля 2005 г. (конец цветений – летняя межень) изучены закономерности распределения и состава взвеси в приливном эстуарии. Наконец, в 71-м рейсе НИС «Профессор Штокман» (9-20 августа 2005 г.) выполнены многодисциплинарные исследования маргинального фильтра р. Северная Двина, Двинского залива и бассейна Белого моря в сезон летней межени, проведена перестановка притопленных платформ круглогодичного действия. Главным итогом этого года является, таким образом, охват фундаментальными экспедиционными исследованиями всех сезонов года по единой программе с использованием впервые сети круглогодичных притопленных станций и новых методов. (руководитель – академик Лисицын А.П., рук. работ – к.г-м.н. Шевченко В.П.).

В рамках проекта "Меридиан" в 17-м рейсе НИС "Академик Сергей Вавилов" с целью исследования компонентов седиментационной системы в океане были проведены работы по сбору эолового вещества, водной взвеси с определением ее гранулометрического состава, работы на станциях с получением колонок осадков и перестановкой долговременных станций-обсерваторий с измерителями течений и седиментационными ловушками для исследования водообмена с Антарктикой и потоков вещества. Полученные материалы обрабатываются. (руководитель - академик Лисицын А.П.)

Разработана и на протяжении года усовершенствована и испытана в рейсах малых и средних судов на Федеральном полигоне "Белое море" методика использования наночастиц для получения информации на твердом носителе для решения вопросов океанологии, геологии и геохимии, изучения загрязнений. Уникальная их особенность: частицы проходят все геосферы и дополнительно возникают в геосферах (внешних и внутренних), накапливают информацию об условиях среды геосфер и далее, проходя через толщу воды, фиксируют ее в донных осадках Мирового океана, то есть, донные осадки - природный самописец среды прошлых геосфер (атмосферы, криосферы, литосферы континентальной биосферы и седиментосферы), а также внутренних сфер - эндосферы. На протяжении года велось прямое (инситное) изучение твердого носителя информации во всех геосферах с использованием ряда новых методов, часть из которых применена впервые. Таким образом, с применением нанотехнологий, комплекса дистанционных методов и прямых инситных седиментологических экспериментов удается начать четырехмерное океанологическое исследование моря, а в дальнейшем - и океана. (руководитель - академик Лисицын А.П.)

Прямыми методами определены потоки пеллетного вещества, сезонный ход потоков, сохранность материала пеллет на глубинах. Пеллетный материал - главный источник пищи глубоководного зоопланктона и фильтраторов, а также собирателей бентоса (бионасос-3). Показана огромная роль организмов (биофильтров 1-3) в судьбах наночастиц. Сравнительное изучение эндогенного нановещества для гидротерм Атлантики и Тихого океана проводилось на НИС "Академик Мстислав Келдыш" с аппаратами "Мир". ( руководитель - академик Лисицын А.П.)

Организована первая в мире система четырехмерных (4Д) исследований, которая действует в Белом море. Система включает серию из 12 автоматических притопленных станций круглогодичного действия для многодисциплинарных океанологических исследований и специальные обеспечивающие работы на малых и средних судах. Экспедиционные исследования для обеспечения работы системы проводились в 2004 г. с использованием данных спутниковых определений цвета, гидрооптического зондирования и сканирования, гидрофизического сканирования деятельного слоя на ходу судна по 9-и важнейшим компонентам, верификации данных, изучению аэрозолей, речного стока, осадочного вещества в снеге и морских льдах по основным сезонам года (зима, весенний паводок, лето, осень). Широко использовались новые методы нанотехнологий. Эти исследования имеют важнейшее практическое значение - позволяют по-новому проводить мониторинг, перейти к мониторингу 2-го поколения, четырехмерному динамическому, разработанному и проверенному в ходе работ последних лет на Белом море. ( руководитель - академик Лисицын А.П.)

На основании многолетних исследований геохимического цикла метана в Черном море (совместно с ИНМИ РАН) получены первые количественные оценки резервуара и потоков СН4. Установлено, что более 80% метана генерируется непосредственно в водной толще. Поток метана в атмосферу незначителен и обязан, главным образом, пузырьково-струйным газовыделениям с глубин от 30 до 300 м и метаболическому метану планктонного сообщества. (руководитель - академик Лисицын А.П.)

 
См.также по теме
Нет публикаций по теме
Российская академия наук
Почтовая система Ocean Институт Океанологии РАН Проект OceanDB