КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 22-27-00566

НазваниеФораминиферы и остракоды как индикаторы современных условий среды и палеообстановок по материалам из Восточно-Сибирского моря

РуководительОвсепян Екатерина Анатольевна, Кандидат геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук, г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ 2022 г. - 2023 г. 

Конкурс№64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-514 - Палеоокеанология, биостратиграфия

Ключевые словафораминиферы, остракоды, экология, пространственное распространение, Восточная Арктика, осадконакопление, гранулометрия, палеоокеанология, стабильные изотопы, атлантические воды, тихоокеанские воды

Код ГРНТИ37.25.00


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
В настоящее время пристальное внимание к Арктическому региону обусловлено стремительным потеплением и сокращением ледового покрова, которые оказывают существенное влияние на биоту. Кроме того, Арктика играет важную роль в глобальном изменении климата, и понимание объема его вклада в настоящем и прошлом повышает надежность прогнозов будущих климатических изменений. Восточно-Сибирское море является одним из наименее изученных морей Российской Арктики в силу своей удаленности и труднодоступности, связанной с ледовым режимом. Для этого региона данные о распределении планктонной и донной фауны, а также о современных условиях морской среды в целом, весьма отрывочны. Фораминиферы и остракоды являются важнейшими источниками информации об океанологических условиях Мирового океана в прошлом, поэтому знание современных условий обитания этих микроорганизмов необходимо для надежных реконструкций палеообстановок. Данный проект направлен на изучение площадного распространения и экологических предпочтений современных видов бентосных фораминифер и остракод для их последующего использования в качестве индикаторов палеосред в арктических шельфовых морях. Восточно-Сибирское море - самое мелководное и самое ледовитое среди Арктических морей. Кроме этого, характерной особенностью бассейна является наличие экстремально большого градиента гидрологических и биогеохимических характеристик между западной и восточной частями. Он обусловлен существованием относительно пресных шельфовых вод в западной части и поступлением через Берингов пролив соленых вод Тихого океана в восточной, их взаимодействие происходит в районе 160⁰ в.д. В связи с указанными выше причинами видовой состав и экология изучаемых организмов могут сильно отличаться от таковых не только в соседних арктических морях, но и в пределах самого Восточно-Сибирского моря. Знание современного состояния природной среды, включая экологию современной микрофауны, является необходимым условием изучения палеопроцессов трансгрессий и регрессий в изучаемом районе, а также в исследовании взаимодействия трансформированных атлантических и тихоокеанских вод на шельфе Восточно-Сибирского моря в голоцене. В настоящее время, реконструкции палеообстановок в Арктике и, в частности, Восточно-Сибирском море, являются актуальным вопросом, и количество материала для исследований активно растет, поэтому результаты реализации данного проекта могут служить заделом для будущих палеоокеанологических исследований по колонкам донных осадков в данном регионе и Арктике в целом. Новизна проекта заключается в получении новой информации по современному распределению и экологическим предпочтениям одних из наиболее часто используемых в палеоокеанологии микропалеонтологических индикаторов океанологических условий в слабоизученном районе - Восточно-Сибирском море. Ожидается, что сведения, которые планируется получить в ходе реализации проекта, будут впоследствии использованы при реконструкциях палеоокеанологических условий по комплексам фораминифер и остракод в колонках донных осадков. Впервые будут рассчитаны скорости осадконакопления на глубинах 40 м и более, в то время как предыдущие исследования темпов седиментации были сосредоточены в более мелководных областях. Знания этих величин на разных глубинах помогут в дальнейшем выбирать оптимальные горизонты для датирования в колонках донных осадков из разных частей моря. Новизна заключается и в постановке отдельных задач, а именно, изучение экологических предпочтений видов «живых» бентосных фораминифер в миниколонках из заявленного региона, где подобных работ не проводилось. Определение содержания стабильных изотопов кислорода и углерода в раковинах бентосных фораминифер и остракод также будет проведено впервые для Восточно-Сибирского моря. Это позволит выявить типичные для разных водных масс значения, которые можно будет использовать в дальнейшем при интерпретации палеоархивов. Поверхностные образцы донных осадков впервые будут изучены на предмет наличия экзотических видов планктонных и бентосных фораминифер и остракод. Это поможет понять, влияет ли современное потепление на состав фауны Восточно-Сибирского моря.

Ожидаемые результаты
По окончании проекта ожидается получить новые сведения о распространении микрофауны и экологических предпочтениях видов бентосных фораминифер и остракод в зависимости от параметров водной среды и характеристик донных осадков Восточно-Сибирского моря. Будут выявлены сходства и различия видового состава сообществ в гидрологически и геохимически контрастных западной и восточной частях бассейна, выделены доминирующие и акцессорные виды. Анализ комплексов микрофауны покажет, есть ли в поверхностных осадках Восточно-Сибирского моря экзотические виды планктонных и бентосных фораминифер, а также остракод. Для натурального осадка будут получены результаты гранулометрического анализа, определено содержание органического и неорганического углерода, измерено относительное содержание химических элементов в самой верхней части осадочной толщи. По коротким колонкам, полученных мультикорером, будут рассчитаны скорости осадконакопления в глубоководном сегменте восточной части моря. Предстоит получить данные по распределению и соотношению «живых» (окрашенных) и «мертвых» бентосных фораминифер и остракод как в поверхностных пробах, так и в верхних 8 см осадка. Ожидается определить глубины зарывания инфаунных видов. Выявленные доминирующие виды бентосных фораминифер и остракод планируется сопоставить как с перечисленными выше параметрами среды, так и с измеренными в рейсах температурой, соленостью и глубиной для понимания экологических предпочтений видов. По поверхностным пробам планируется составить базу данных по составу стабильных изотопов в раковинах бентосных фораминифер, принадлежащих к эпифауне, и остракод (при наличии) для разных частей моря для определения типичных величин δ13С и δ18О для местных шельфовых вод в западной части и тихоокеанских вод в восточной. Ожидается, что эти данные можно будет использовать в качестве опорных при палеогидрологических реконструкциях. Будут получены фотографические изображения представителей микрофауны на сканирующем электронном и световом микроскопах. Рассчитанные скорости осадконакопления в восточной части бассейна на глубинах >40 м в совокупности с результатами предыдущих исследований помогут расширить представления о темпах седиментации в пределах Восточно-Сибирского моря. Результаты по проекту будут представлены на научных конференциях, а также опубликованы в рецензируемых журналах.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В течение первого года выполнения проекта были проанализированы комплексы бентосных фораминифер и остракод в поверхностных осадках западной и северо-восточной частях Восточно-Сибирского моря. В западной части бассейна видовой состав комплексов бентосных фораминифер, изученных в диапазоне глубин 7-22 м соответствует комплексу ближнего шельфа. Анализы видового состава бентосных фораминифер показали, что в западной части моря комплексы представлены преимущественно «живыми» секреционно-известковыми раковинами за исключением района Новосибирской отмели, где до половины комплекса бентосных фораминифер могут составлять агглютинирующие виды. Малое количество мертвых раковин свидетельствует о крайне неблагоприятной среде для захоронения карбонатных остатков, что подтверждается результатами предыдущих исследований. Проведенные статистические анализы позволили выделить в районе исследования четыре области с характерными комплексами, которые располагаются по степени удаленности от устья р. Индигирки. Вероятно, что не только дистанция, но и характер осадка в совокупности с долей свежего органического вещества в осадке оказывают влияние на видовой состав комплексов бентосных фораминифер в западной части Восточно-Сибирского моря. Распределение видов остракод зависит от температуры и солености придонного слоя воды. Анализ изученных комплексов остракод показал, что видовое разнообразие выше в стабильных обстановках повышенной солености в Чаунской губе, чем в опреснённой западной части моря, где высокая изменчивость гидрологических условий приводит к доминированию одного-двух наиболее приспособленных видов. В западной части бассейна утончение раковин остракод свидетельствует об агрессивной придонной среде. Анализ распределения комплексов фораминифер в северо-восточной части моря позволил получить новые данные о биоразнообразии, численности микрофауны, экологических предпочтениях индикаторных видов. Следует отметить важность изучения фракции 63-125 мкм, в которой содержатся мелкие раковины видов, не представленные в крупной фракции. Преобладание агглютинирующих видов, а также сильное растворение секреционно-известковых раковин фораминифер, которое, по-видимому, начиналось сразу после гибели организмов, свидетельствует об агрессивности придонных шельфовых вод по отношению к карбонатным компонентам осадка. Показано, что с увеличением глубины в комплексе микрофауны сокращается доля «живых» фораминифер и все меньше видны на стенке раковин следы коррозии, что свидетельствует о более благоприятных условиях захоронения карбонатных раковин. Установлено, что общая численность (фораминиферовое число) увеличивается с глубиной от среднего шельфа к континентальному склону. Для этого же района показано, что поверхностные осадки изученной области северо-восточной части Восточно-Сибирского моря представлены глинистыми, песчано-глинистыми и силтово-глинистыми илами с низкими содержаниями органического и неорганического углерода. Результаты изотопно-кислородного анализа, проведенного в раковинах бентосных фораминифер, показали сильный контраст между гидрологически и геохимически контрастными западной и северо-восточной областями Восточно-Сибирского моря. Бентосные фораминиферы и остракоды, изученные в рамках данного проекта, послужили демонстрационным материалом на стендах ИО РАН и были использованы в материалах научно-популярной лекции и мастер-класса на Всероссийском фестивале NAUKA 0+.

 

Публикации

1. Овсепян Е.А, Овсепян Я.С., Зенина М.А., Митрофанова Н.О. Современные сообщества бентосных фораминифер западной части Восточно-Сибирского моря Океанология, Т. 63. № 5. С. 749–761 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.31857/S003015742305012X

2. Овсепян Е.А., Зенина М.А., Овсепян Я.С. Современные комплексы бентосных фораминифер в поверхностном слое осадка в западной части Восточно-Сибирского моря как основа для реконструкции палеоусловий Динамика экосистем в голоцене. Сборник статей по материалам всероссийской научной конференции, Санкт-Петербург, 17–21 октября 2022 года, с. 118-121 (год публикации - 2022)

3. Овсепян Я.С., Овсепян Е.А., Гречихина Н.О., Талденкова E.E., Джин Я.К. Особенности распределения комплексов бентосных фораминифер на шельфе Восточно-Сибирского моря и моря Лаптевых Динамика экосистем в голоцене. Сборник статей по материалам всероссийской научной конференции, Санкт-Петербург, 17–21 октября 2022 года, с. 121-124 (год публикации - 2022)

4. Овсепян Я.С., Овсепян Е.А., Зенина М.А., Митрофанова (Гречихина) Н.О., Джин Я.К., Рии Т.С. Современные фораминиферы и остракоды в донных осадках Восточно-Сибирского моря MARESEDU-2022, - (год публикации - 2023)


Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В 2023 было проанализировано площадное и вертикальное распределение современных комплексов бентосных фораминифер и остракод в сочетании c гранулометрическими и геохимическими данными на среднем и внешнем шельфе северо-восточной части Восточно-Сибирского моря и прилегающем континентальном склоне. Количественные анализы комплексов «живых», недавно живших и мертвых бентосных фораминифер в поверхностных осадках выделены в северо-восточной части Восточно-Сибирского моря и на прилегающем континентальном склоне. Анализ видового состава ассоциаций позволил выделить три комплекса, характерных для среднего-внешнего шельфа, верхней и средней части континентального склона. Показано, что агглютинирующие виды доминируют в мелководных сообществах, что свидетельствует о неблагоприятной среде для развития и захоронения известковых видов. Выявлено, что численность сообществ на шельфе возрастает с глубиной, что, вероятно, связано повышением биопродуктивности поверхностных вод по направлению к бровке шельфа. Это вывод подтверждается повышенным содержанием органического углерода в осадке вблизи бровки шельфа. Присутствие видов-индикаторов повышенной биопродуктивности на шельфе Восточно-Сибирского моря, а также доминирование таксонов, характерных для областей с высокой гидродинамической активностью, вероятно, являются признаками компенсационных течений, которые хорошо известны на побережье канадской Арктики, в Чукотском море и море Лаптевых, но пока не выявлены в Восточно-Сибирском. Признаки компенсационных течений прослеживаются и по полученным нами гранулометрическим данным, которые показывают, что определённая доля осадка накапливалась в условиях гидродинамической активности придонных вод. Установлено, что придонная среда в восточной части Восточно-Сибирского моря менее агрессивна по отношению к известковым раковинам фораминифер, чем в западной области бассейна. Анализ вертикального распределения «живых» бентосных фораминифер показал, что средняя глубина зарывания инфауны уменьшается с глубиной моря. Определены виды, обитающие в поверхностном и подповерхностном слое осадка, а также рассчитаны средние глубины обитания видов, принадлежащих к инфауне. Выявлен крайне неустойчивый к растворению вид бентосных фораминифер. Анализ комплексов остракод в поверхностном слое осадка показал, что сообщества в западной части моря представлены, в основном, эвригалинными видами, в то время как ассоциации в восточной части бассейна и Чаунской губе содержат стеногалинные виды. Преобладание живых особей подтверждают гипотезу об агрессивной по отношению к известковым компонентам осадка природной среде в западной части моря. В северо-восточной части моря численность остракод очень низкая, а «живых» представителей крайне мало. Результаты гранулометрических анализов и моделирования конечных элементов показали, что осадконакопление в северо-восточной части Восточно-Сибирского моря и на прилегающей верхней части континентального склона контролировалось тремя основными механизмами. К ним относятся длительная подледная седиментация, сортировка осадка придонными течениями и перенос в толще воды твердого осадочного материала, поступающего в бассейн в результате термоабразии береговых криогенных толщ и с речным стоком. При этом вклад каждого процесса зависит от глубины моря и удаленности станций отбора проб от берега. В результате геохимических анализов установлено, что соотношение биогенного и терригенного материала меняется с глубиной, в то время как состав терригенной части осадка остается относительно постоянным в районе исследования. Это может свидетельствовать о едином источнике терригенного материала для северо-восточной части Восточно-Сибирского моря. По результатам работы сделаны доклады на конференциях Палеострат-2023 и XVV Международной Школе по морской геологии, а также подготовлены три статьи, одна из которых принята к печати, а две другие находятся на рецензии в зарубежных журналах. Микропалеонтологический материал, изученный в ходе реализации проекта, был использован для популяризации науки на Всероссийском фестивале NAUKA 0+ и в научно-популярных лекциях.

 

Публикации

1. Овсепян Е.А., Овсепян Я.С., Митрофанова Н.О., Корсун С.А., Рии Т.С., Джин Я.К. Комплексы бентосных фораминифер как индикаторы современных природных условий в северо-восточной части Восточно-Сибирского моря и на прилегающем континентальном склоне Океанология, - (год публикации - 2024)

2. Овсепян Е.А., Дорохова Е.В., Овсепян Я.С., Алиев Р.А., Джин Я.К. Механизмы осадконакопления в северо-восточной части Восточно-Сибирского моря по гранулометрическим данным Материалы XXV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии Москва, 13–17 ноября 2023 г., Т. I, С.128-131 (год публикации - 2023)

3. Овсепян Е.А., Овсепян Я.С., Митрофанова Н.О., Зенина М.А., Джин Я., Рии Т. Видовое разнообразие и изотопный состав раковин бентосных фораминифер в поверхностных осадках Восточно-Сибирского моря и прилегающего континентального склона Материалы Годичного собрания (Научной конференции) секции палеонтологии МОИП и Московского отделения Палеонтологического общества при РАН «Палеострат-2023», С. 53-54 (год публикации - 2023)


Возможность практического использования результатов
Объекты исследования можно использовать в образовательных целях, а также в рамках популяризации науки на фествалях.