Раскрыты причины появления «оазиса жизни» в одном из самых холодных морей мира

Движение воды в Восточно-Сибирском море: синие стрелки — холодные воды; красные стрелки — теплые воды. Источник: Charkin et al. / Communications Earth & Environment, 2024

Ученые выяснили, что на юго-западе Восточно-Сибирского моря существует область с аномально высокими температурами воды и высокой для данного района Арктики соленостью, которая возникла под влиянием донных гидротермальных источников. Также авторы обнаружили в этой зоне теплолюбивые виды, не характерные для северных морей — рака-отшельника Pagurus capillatus и криля Thysanoessa. Наблюдения впервые позволили объяснить, как возник тепловодный «оазис жизни» в одном из самых холодных морей планеты. Результаты исследований, поддержанных грантами №22-17-35012 и №23-17-00121 Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.

Еще в 1980-е годы ученые обнаружили, что в одном из самых холодных морей нашей планеты — Восточно-Сибирском море — есть уникальный участок (рефугиум), который населяют теплолюбивые, нетипичные для Арктики виды животных и растений. Это место — Чаунская губа — по видовому составу, а также по физико-химическим характеристикам воды скорее похоже на участки Тихого океана в районе средних Курил или даже более южных вод. Специалисты считают, что такой «оазис жизни» возник во время последнего климатического оптимума — 9000–5000 лет до нашей эры, когда климат в Северном полушарии был гораздо мягче, чем сейчас. Но до сих пор остается загадкой, как теплолюбивые виды сохранились в Чаунской губе после похолодания.

Ученые из Тихоокеанского океанологического института имени В.И. Ильичева ДВО РАН (Владивосток) и Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН (Москва) с коллегами исследовали территорию Чаунской губы с помощью собственноручно разработанного буксируемого робототехнического комплекса Smart Fish. Это устройство способно измерять температуру, электрическую проводимость, давление, содержание кислорода и другие параметры в придонном горизонте водной толщи на больших скоростях движения судна. Гидробиологи отобрали пробы воды, чтобы изучить планктон — мелких рачков, личинок рыб и других животных, дрейфующих в водной толще, — а также пробы грунта для изучения донных обитателей.

Исследователи «просканировали» устройством Smart Fish всю акваторию губы и обнаружили в ее юго-западной части (у мыса Наглёйнгын и у устья реки Чаун) на глубине 10–15 метров зону с аномально высокой температурой (от +2°C до +3,5°C по сравнению с +0,8°C–1,3°C в окружающей воде). 

Кроме того, авторы измерили в Чаунской губе содержание изотопов радия — элемента, количество которого повышено в грунтовых водах. Оказалось, что в зоне с температурной аномалией их больше. Это говорит о том, что теплые воды, богатые органическими и минеральными веществами, питающими морские микроорганизмы, имеют грунтовое происхождение и поступают в толщу воды со дна. Данные по стабильным изотопам кислорода-18 и дейтерия (тяжелого водорода) подтвердили их гидротермальное происхождение.

С помощью комплекса Smart Fish ученые обнаружили еще один важный механизм возникновения «оазиса жизни». Им оказался циклонический (движущийся против часовой стрелки) круговорот воды, который за счет возникающих центростремительных потоков опускал теплые воды, богатые органическими веществами и микроэлементами, непосредственно ко дну в места обитания теплолюбивых донных обитателей. 

Более того, гидробиологи обнаружили в Чаунской губе новые, нетипичные для данного района Арктики виды. Среди них оказались рак-отшельник Pagurus capillatus, характерный для дальневосточных морей и юго-востока Чукотского моря, и криль Thysanoessa — организм, не свойственный Восточно-Сибирскому морю и считавшийся ранее случайно «занесенным» в арктические моря.

«По нашим наблюдениям, оба вида были массовыми и, будучи достаточно крупными организмами, не могли остаться незамеченными экспедициями предшественников. Можно предположить, что они проникли в губу в последние десятилетия либо на фоне наблюдающихся изменений климата, либо в результате антропогенного заноса. В дальнейшем мы планируем выяснить, из каких районов эти организмы проникли в Чаунскую губу — из Северной Атлантики или северной части Тихого океана. В этом нам могут помочь методы молекулярной генетики», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Ксения Кособокова, доктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории экологии планктона Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН. 

В исследовании принимали участие сотрудники Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва), Дальневосточного геологического института ДВО РАН (Владивосток), Калининградского государственного технического университета (Калининград), Мурманского морского биологического института РАН (Мурманск), Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург) и Института морских исследований (Норвегия).

Материал предоставлен пресс-службой Российского научного фонда