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 проекта 20-17-00157
НазваниеРоль гидротермальных и термогенных процессов в современном осадконакоплении в субполярной Северной Атлантике и Арктике
Руководитель Кравчишина Марина Даниловна, Кандидат геолого-минералогических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук , г Москва
Конкурс №45 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-516 - Процессы современного осадконакопления, рассеянное осадочное вещество
Ключевые слова рассеянное осадочное вещество, потоки вещества, седиментогенез, гидротермальное поле, флюид, сульфиды, барит, Срединно-Атлантический хребет, аутигенные карбонаты, холодные сипы, метан, диагенез
Код ГРНТИ37.25.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В настоящее время фиксируются изменения климата и среды в арктическом и субарктическом регионах. Более половины притока теплой и соленой воды в Северный Ледовитый океан (СЛО) поступает из Атлантического океана через пролив Фрама и Баренцево море. Поэтому глубоководный Норвежско-Гренландский бассейн и мелководное Баренцево море являются ключевыми регионами для трансформации водных масс в «арктическом средиземноморье». Многочисленные исследования сосредоточены на трансформации и возрастающем влиянии атлантической воды на климат и биоразнообразие Арктики. Показано, что трансформация теплой и соленой атлантической воды сопровождается также геохимическими изменениями, превосходящими ожидаемое преобразование состава просто от смешения водных масс разного генезиса (Laukert et al., 2019). В связи с этим повышается актуальность оценки роли гидротермальных и термогенных процессов в современном осадконакоплении в глубоководном Норвежско-Гренландском бассейне и мелководных шельфовых морях евразийской части Арктики. Осмысление совокупной роли горячих (гидротермальных) и холодных (сиповых) флюидов в современном океане стало одной из актуальных задач океанологии XXI века (Levin et al., 2016).
Начиная с 80-х гг. XX века сотрудники ИО РАН проводят исследования на активных гидротермальных полях, результаты которых отражены в многочисленных статьях и монографиях. Одним из наиболее изученных ИО РАН районов является рифтовая зона Срединно-Атлантического хребта (САХ) на отрезке 14°45'–37°30' с.ш., где, начиная с 1991 г., в течение 17-и лет и 9-и рейсов с обитаемыми аппаратами “Мир-1” и “Мир-2” изучено 9 активных глубоководных гидротермальных района. Были выделены и охарактеризованы основные, второстепенные и акцессорные минералы рудопроявлений. Неоднократно делались попытки исследовать северную, в том числе, заполярную часть САХ (хребты Мона, Книповича) в Норвежско-Гренландском бассейне. Коллекции проб, собранные в этих экспедициях, будут привлечены для решения задач заявленного проекта. Условия седиментации этой транзитной акватории близки к океаническим (а не морским). Для Норвежско-Гренландского бассейна характерно низкое поступление вещества речного генезиса и атмосферных аэрозолей, влияние материала ледового и айсбергового разноса (проявление климатической зональности), наличие рифтовых зон ультрамедленных спрединговых хребтов, образующих дивергентную границу между Евразийской и Североамериканской литосферными плитами (проявление тектоно-магматической зональности). Эти Срединно-Океанические хребты (СОХ) служат естественными орографическими границами, разделяющими теплые атлантические и холодные арктические водные массы. Около 10 лет назад зарубежными учеными начаты исследования двух обширных гидротермальных полей на юге и севере хребта Мона. Однако они не ставили своей целью оценить влияние эндогенного вещества, поступающего с плюмами в водную толщу, на современные процессы осадконакопления прилегающей акватории моря и не оценивали потоки этого вещества. Обширный материал, полученный авторами проекта в 2017–2019 гг. в рейсах НИС «Академик Мстислав Келдыш» на гидротермальных полях хребта Мона в районе Ян-Майенской зоны разлома (глубина моря ~600 м) и Гренландской зоны разлома (глубина ~2300 м), требует детальной обработки. Получены предварительные результаты исследований плюма и донных осадков гидротермального поля Тролльвегген (поле расположено к востоку от осевой зоны хребта на глубине ~550 м, 71º18' с.ш.). В районе хребта Мона мы имеем уникальную возможность оценить почти «чистый» поток эндогенного материала на дно океана (при этом материал ледового разноса надежно идентифицируется по ряду признаков) с применением автоматических глубоководных седиментационных обсерваторий (АГОС). Изучение роли гидротермальных флюидов представляется нам чрезвычайно важным, поскольку облик современного океана создан, прежде всего, эндогенными процессами.
СЛО сейсмически активный регион со сложной разломной тектоникой, что способствует разгрузке флюидов. Для региона характерны также гигантские оползни, выводящие к поверхности дна «древние» породы, обогащенные газонасыщенными флюидами, которые часто разгружаются через грязевые вулканы (например, вулкан Хаакон Мосби в районе Медвежинского оползня). Гидротермальный (ювенильный) метан поступает в водную толщу с гидротермальными плюмами. Известны три главных типа метана: диагенетический (микробный), термогенный и гидротермальный. Но наиболее распространен метан смешенной природы (термогенный + диагенетический), поскольку при движении через осадочную толщу миграционный термогенный метан смешивается с диагенетическим метаном, образованным in situ. Арктика характеризуется значительным количеством источников метана и относительно повышенным фоном этого газа в атмосфере. По предварительным данным, потоки метана из водной толщи в приводные слои атмосферы незначительные на большей части акватории арктических морей, а максимальный поток метана – на шельфовом мелководье морей с огромной разгрузкой водных масс сибирских рек. Метан из прибрежного мелководья может поступать в атмосферу. На шельфе он большей частью успевает раствориться и/или окислиться при участии метанотрофных микроорганизмов. Карбонаты, в составе которых присутствует углекислота, образованная при микробном окислении метана различного генезиса, распространены в арктических морях и могут служить природным фильтром, снижающим эмиссию метана. Карбонатные образования следует рассматривать как потенциальные носители информации о долговременной эволюции потока флюида на метановых сипах. Многочисленные исследования посвящены изучению эмиссии метана в Арктике, источников этого парникового газа, а также биоразнообразия метанотрофных сообществ. Однако данные о карбонатообразовании в шельфовых арктических морях и о вертикальных потоках метана в сипах все еще достаточно скудные.
Таким образом, авторы проекта преследуют масштабную и актуальную цель – определение роли гидротермальных и термогенных процессов в современном осадконакоплении в субполярной Северной Атлантике и Арктике. Для успешной разработки проекта, исходя из имеющихся у авторов материалов и многолетнего опыта работы, сформулированы следующие задачи: 1) определить условия седиментации вблизи очагов гидротермальной разгрузки и метановых сипов; 2) установить величины потоков и их состав в означенных акваториях; 3) оценить вклад эндогенного материала в процесс современного осадконакопления; 4) изучить состав и физико-химические параметры гидротермального флюида и его связь с составом минеральных ассоциаций; 5) установить сходства и различия в процессах, протекающих в гидротермальных системах САХ на различных участках дна; 6) определить генезис метана по изотопным и геохимическим маркерам; 7) изучить аутигенные образования, поднятые в районах гидротермальных полей и метановых сипов, выяснить их генезис. При исследовании будут использованы традиционные и новые инструментальные химические, микробиологические, радиоизотопные и изотопные методы. Участие коллектива проекта в многодисциплинарных экспедициях на научно-исследовательских судах позволяет решать поставленные в проекте задачи.
Laukert G., Makhotin M., Petrova M.V. et al. 2019. Water mass transformation in the Barents Sea inferred from radiogenic neodymium isotopes, rare earth elements and stable oxygen isotopes // Chemical Geology 511 (2019) 416–430.
Levin L.A., Baco A.R., Bowden D.A. et al. 2016. Hydrothermal Vents and Methane Seeps: Rethinking the Sphere of Influence // Front. Mar. Sci. 3:72. doi: 10.3389/fmars.2016.00072.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Дриц А.В., Клювиткин А.А., Кравчишина М.Д., Карманов В.А., Новигатский А.Н.
Потоки осадочного вещества в Лофотенской котловине Норвежского моря: сезонная динамика и роль зоопланктона
Океанология, Том 60, № 4, с. 576–594 (год публикации - 2020)
10.31857/S0030157420040073
2.
Силкин В., Паутова Л., Джордано М., Кравчишина М., Артемьев В.
Interannual variability of Emiliania huxleyi blooms in the Barents Sea: In situ data 2014–2018
Marine Pollution Bulletin, Volume 158, 111392 (год публикации - 2020)
10.1016/J.MARPOLBUL.2020.111392
3.
Силкин В., Паутова Л., Кравчишина М., Артемьев В., Чульцова А.
Dataset of the Emiliania huxleyi abundance and phytoplankton composition in the Barents Sea in summer 2014–2018
Data in Brief, Volume 32, 106251 (год публикации - 2020)
10.1016/j.dib.2020.106251
4.
Новигатский А.Н., Лисицын А.П., Клювиткин А.А.
Рассеянное осадочное вещество в морской криосистеме: снег - дрейфующий лед - подледная вода Арктики и Антарктики
Океанология, Том 60, № 5, С. 740-746 (год публикации - 2020)
10.31857/S0030157420050196
5.
Леин А.Ю., Лисицын А.П.
Роль эндогенного материала в образовании глубоководных осадков
Природа, № 5 (1257), с. 28-31. (год публикации - 2020)
10.7868/S0032874X2005004X
6.
Лохов А.С., Кравчишина М.Д., Клювиткин А.А., Коченкова А.И.
Измерение характеристик взвешенных частиц Баренцева моря in situ с помощью лазерного дифрактометра LISST-Deep
Океанология, Том 60, № 5, с. 747–761 (год публикации - 2020)
10.31857/S0030157420050159
7. Леин А.Ю., Кравчишина М.Д. Геохимический цикл бария в океане Литология и полезные ископаемые, Т. 56 (год публикации - 2021)
Публикации
1.
Кравчишина М.Д., Леин А.Ю., Флинт М.В., Баранов Б.В., Мирошников А.Ю., Дубинина Е.О., Дара О.М., Боев А.Г., Саввичев А.С.
Methane-Derived Authigenic Carbonates on the Seafloor of the Laptev Sea Shelf
Frontiers in Marine Science, номер 690304, том 8, стр. 1-23 (год публикации - 2021)
10.3389/fmars.2021.690304
2.
Клювиткин А.А., Кравчишина М.Д., Боев А.Г.
Потоки осадочного вещества на гидротермальных полях южной части хребта Мона
Доклады академии наук. Науки о Земле, номер 1, том 497, стр. 16–22 (год публикации - 2021)
10.31857/S2686739721030051
3.
Хейес К.Т., Коста К.М., Андерсон Р.Ф., Кальво Э.,Чейз З., Демина Л.Л., Дютей Дж.-К., Герман К.Р., Хеймбургер-Боавида Л.-Э., Жаккард С.Л., Джакобель А., Кохфельд К.Е., Кравчишина М.Д. и др.
Global Ocean Sediment Composition and Burial Flux in the Deep Sea
Global Biogeochemical Cycles, номер e2020GB006769, том 35, выпуск 4, стр. 1-25 (год публикации - 2021)
10.1029/2020GB006769
4.
Клювиткин А.А., Политова Н.В., Новигатский А.Н., Кравчишина М.Д.
Исследования Европейской Арктики в 80-м рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш»
Океанология, номер 1, том 61, стр. 156–158 (год публикации - 2021)
10.31857/S0030157421010093
5.
Бегматов С., Саввичев А.С., Кадников В.В., Белетский А.В., Русанов И.И., Клювиткин А.А., Новичкова Е.А., Марданов А.В., Пименов Н.В., Равин Н.В.
Microbial Communities Involved in Methane, Sulfur, and Nitrogen Cycling in the Sediments of the Barents Sea
Microorganisms, номер 2362, том 9, выпуск 11, стр. 1-21 (год публикации - 2021)
10.3390/microorganisms9112362
6.
Леин А.Ю., Кравчишина М.Д., Павлова Г.А., Чульцова А.Л., Новигатский А.Н., Клювиткин А.А., Саввичев А.С.
Солевой состав и биогенные элементы в современных иловых водах Баренцева моря (1997–2019 гг.)
Система Баренцева моря. ГЕОС, Москва, стр. 370–398 (год публикации - 2021)
10.29006/978-5-6045110-0-8/(28)
7.
Кравчишина М.Д., Леин А.Ю., Дубинина Е.О., Мирошников А.Ю., Дара О.М., Саввичев А.С.
Аутигенные карбонатные корки холодных метановых сипов на шельфе моря Лаптевых
Изучение водных и наземных экосистем: история и современность: тезисы докладов Международной научной конференции, стр. 665-666 (год публикации - 2021)
10.21072/978-5-6044865-5-9
8. Клювиткин А.А., Политова Н.В., Новигатский А.Н., Кравчишина М.Д. Исследования седиментосистем Европейской Арктики в 80-м рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш» Итоги экспедиционных исследований в 2020 году в Мировом океане и внутренних водах: тезисы докладов всероссийской научной конференции, стр. 46–51 (год публикации - 2021)
9.
Новигатский А.Н., Беликов И.Б., Белоусов В.А., Скороход А.И., Клювиткин А.А.
Результаты судовых измерений метана над Северной Атлантикой и прилегающей Арктикой в 80-м рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш»
Изучение водных и наземных экосистем: история и современность: тезисы докладов Международной научной конференции, стр. 657-658 (год публикации - 2021)
10.21072/978-5-6044865-5-9
10. Лохов А.С., Кравчишина М.Д., Клювиткин А.А. Распределение взвешенных веществ в желобе Франц-Виктория в Баренцевом море, по данным измерений лазерного дифрактометра LISST-Deep Труды XI Всероссийской конференции с международным участием «Современные проблемы оптики естественных вод», стр. 119–124 (год публикации - 2021)
11. Мигдисова И.А., Стародымова Д.П., Новигатский А.Н., Клювиткин А.А., Булохов А.В. Особенности распределения элементного состава рассеянного осадочного вещества в водной толще Лофотенской котловины Норвежского моря Современные проблемы геохимии – 2021: Материалы конференции молодых ученых (Иркутск, 14–17 сентября 2021 г.) – Иркутск: Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, Современные проблемы геохимии – 2021: Материалы конференции молодых ученых (Иркутск, 14–17 сентября 2021 г.) – Иркутск: Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН. – С. 24–26. (год публикации - 2021)
Публикации
1.
Кравчишина М.Д., Кузнецов А.Б., Баранов Б.В., Дара О.М., Стародымова Д.П., Клювиткин А.А., Чеботарева В.А., Леин А.Ю.
Гидротермальный генезис железомарганцевой корки южного сегмента хребта Мона, Норвежское море: геохимия РЗЭ, изотопный состав стронция и неодима
Доклады Российской академии наук. Науки о Земле., номер 2, том 506, стр. 163-169 (год публикации - 2022)
10.31857/S2686739722601326
2.
Кравчишина М.Д., Клювиткин А.А., Володин В.Д., Глуховец Д.И., Дубинина Е.О., Круглинский И.А., Кудрявцева Е.А., Матуль А.Г., Новичкова Е.А., Политова Н.В., Саввичев А.С., Силкин В.А., Стародымова Д.П.
Системные исследования осадкообразования в Европейской Арктике в 84-м рейсе научно-исследовательского судна “Академик Мстислав Келдыш”
Океанология, номер 4, том 62, стр. 660-663 (год публикации - 2022)
10.31857/S0030157422040062
3.
Маслов А.В., Клювиткин А.А., Козина Н.В., Кравчишина М.Д., Новигатский А.Н., Политова Н.В., Шевченко В.П.
Минеральный и химический состав поверхностных донных осадков ряда районов Норвежско-Гренландского бассейна
Океанология, номер 5, том 62, стр. 795-810 (год публикации - 2022)
10.31857/S0030157422050136
4.
Лохов А.С., Кравчишина М.Д., Клювиткин А.А.
Исследование взвешенных веществ оптическим методом в желобе Франц-Виктория в Баренцевом море
Фундаментальная и прикладная гидрофизика, номер 3, том 15, стр. 65-72 (год публикации - 2022)
10.48612/fpg/76zt-4z7d-na73
5.
Кравчишина М.Д., Леин А.Ю., Баранов Б.В., Дубинина Е.О., Дара О.М., Саввичев А.С., Мирошников А.Ю., Флинт М.В.
Происхождение аутигенных карбонатных корок на поверхности дна внешнего шельфа моря Лаптевых
Геология морей и океанов. Материалы XXIV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Том IV. 2022 Издательство: Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук, Москва, том 4, стр. 85-89 (год публикации - 2022)
10.29006/978-5-6045110-7-7
6.
Стародымова Д.П., Новичкова Е.А., Кравчишина М.Д., Соломатина А.С.,Сломнюк С.В.
Оценка элементного состава донных осадков на основе данных непрерывного сканирования кернов и стандартных методик химического анализа
Геология морей и океанов. Материалы XXIV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Том I. 2022 Издательство: Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук, Москва, том 1, стр. 184-188 (год публикации - 2022)
10.29006/978-5-6045110-4-6
7.
Клювиткин А.А., Кравчишина М.Д., Боев А.Г.
Вертикальные потоки осадочного вещества на гидротермальных полях южной части хребта Мона по данным краткосрочной постановки АГОС в 2019 г.
Геология морей и океанов. Материалы XXIV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Том III. 2022 Издательство: Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (Москва), том 3, стр. 56-60 (год публикации - 2022)
10.29006/978-5-6045110-6-0
8.
Клювиткин А.А., Кравчишина М.Д., Новигатский А.Н., Булохов А.В.
Вертикальные потоки осадочного вещества на северном сегменте хребта Мона (Норвежское море) по данным АГОС 2019-2020 гг.
Геология морей и океанов. Материалы XXIV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Том II. 2022 Издательство: Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (Москва), том 2, стр. 82-86 (год публикации - 2022)
10.29006/978-5-6045110-5-3
9. Якимова К.С., Новичкова Е.А., Кравчишина М.Д., Крылова Е.М. Осадконакопление в центральной части высокоширотного дрифта Квейтола в голоцене Динамика экосистем в голоцене. Сборник статей по материалам всероссийской научной конференции. С.-Петербург, Изд-во РГПУ им. А. И. Герцена, стр. 197-201 (год публикации - 2022)
10.
Стародымова Д.П., Кравчишина М.Д., Коченкова А.И.,Лохов А.С., Махнович Н.М.,Вазюля С.В.
Elemental Composition of Particulate Matter in the Euphotic and Benthic Boundary Layers of the Barents and Norwegian Seas
Journal of Marine Science and Engineering, 11, 65 (год публикации - 2023)
10.3390/jmse11010065
11.
Маслов А.В., Политова Н.В., Клювиткин А.А., Козина Н.В., Кравчишина М.Д., Новигатский А.Н., Новичкова Е.А., Алексеева Т.Н., Шевченко В.П.
Источники материала поверхностных донных осадков ряда районов Норвежско-Гренландского бассейна (по геохимическим данным)
Литология и полезные ископаемые, номер 5, стр. 445-472 (год публикации - 2023)
10.31857/S0024497X23700222
12.
Новичкова Е.А., Матуль А.Г., Козина Н.В., Малафеев Г.В., Киреенко Л.А., Якимова К.С., Грачева Е.В., Будько Д.Ф., Булохов А.В., Чернов В.А., Кравчишина М.Д.
Литологические и палеоокеанологические исследования Гренландской котловины и континентальной окраины Шпицбергена в 84-м рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш» в 2021 году
Геология морей и океанов: Материалы XXIV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. IV. – М.: ИО РАН, Материалы XXIV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. IV., М.: ИО РАН (год публикации - 2022)
10.29006/978-5-6045110-7-7