| ||
| ||
1
Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичева ДВО РАН,
Владивосток dudarev@poi.dvo.ru,
charkin@poi.dvo.ru 2
International Arctic Research Center, 3
|
В практике седиментологических исследований система
CTD-Rosette,
оснащенная зондом, кассетой батометров
Niskin
(или Go
Flo) и турбидиметром, имеет большое
значение. Такой аппаратурный комплекс позволяет регистрировать
вертикальную изменчивость термохалинных параметров и мутности с
дискретностью по водной толще Некоторые типовые структуры вертикального распределения взвеси для западной части приконтинентального шельфа Восточно-Сибирского моря (ВСМ) приведены на рис. 1. Во время проведения российско-шведской экспедиции на шельфе ВСМ (ISSS-2008) для отбора донных осадков использовалась сдвоенная гравитационная трубка GEMAX (производитель Оу Kart AB, Finland). Ее конструктивное решение позволяло также захватывать и придонную воду над осадками в прозрачные 1-метровые PVC-вкладыши. Последние герметично блокировались при отрыве от дна по принципу батометров Van Veen (рис. 2а). Эффект взмучивания при пробоотборе минимизирован.
Результаты наблюдений на 22 станциях показали, что в
Слой
I
(от поверхности воды до 7-
Переходный
слой
II
(горизонт термохалоклина, как
правило, мощностью 1-
Слой
III
(между подошвой термохалоклина и
Независимо от характера стратификации вод в 1-метровой толще придонных
вод проявляется эффект ламинации по содержанию взвеси в виде слоев IV,
V
и VI (рис. 2а, б - умеренно
стратифицированные воды; рис.
Мощность нижележащего слоя
V
в 84 % случаев варьировала от 25 до
В 1- Устойчивый рост содержания взвеси, как видно, начинается под термохалоклином, на что указывает ряд осредненных величин ВМ: 2,1 мг/л (слой I) → 2,1 мг/л (слой III) → 23,3 мг/л (слой IV) → 66,1 мг/л (слой V). Среднее увеличение значений ВМ от слоя II к слою V достигает 32 раз. Расчетные вертикальные градиенты изменения ВМ между слоями III и IV колебались от 0,9 до 7,1 мг/л/см, а между IV и V - от 0,7 до 11,0 мг/л/см. Эти показатели между слоями I и II варьировали в пределах 0,0003-0,011 мг/л/см, что в 645-3000 раз ниже по сравнению с градиентами ВМ между слоями III и IV. Часто отмечались инверсии значений градиентов, когда содержание взвеси в поверхностном слое I было выше, чем в слое III (значения градиентов -0,001-0,003 мг/л/см; встречаемость 45 %). В 8 % случаев градиенты между слоями I-III отсутствовали. Полученные данные свидетельствуют, что типично нефелоидные воды с содержанием взвеси >10 мг/л (при слабом волнении или его отсутствии) приурочены к метровому придонному горизонту. Наличие высоких градиентов изменения значений ВМ говорит о существовании как минимум 3 барьеров между слоями III-IV, IV-V и V-VI. Их поддержание, вероятно, обусловлено различиями плотностной, соленостной и термохалинной стратификации. В научной литературе барьеры такого типа именуются литоклином [Лонгинов, 1966; Романовский, 1988 и др.]. То, что тонкая придонная стратификация возможна, отмечено авторами на одном из участков ВСМ, где зарегистрирован рост S в слое IV на 3 ‰ и понижение Т на 2-2,6 °С. Отсюда следует ожидать соответствующих изменений Т, S, ВМ и плотности нефелоида в слое V и особенно в VI (наилок). Мощный литоклин в придонном пограничном слое «жидкого ила» подавляет турбулентность, затрудняет процессы вертикального тепломассообмена и может ограничивать донную эрозию. В этих условиях при отсутствии внешнего воздействия, флокулы и агрегаты взвеси мобилизуются в единую структуру и на равнинных участках шельфа осаждаются, переходя в слабосвязный водонасыщенный осадок. Даже слабые уклоны дна способны вызвать гравитационное и гидрогенное перемещение «жидкого ила» на более низкие гипсометрические уровни. Действительно, воды с наиболее высокими вертикальными градиентами изменения ВМ в придонном нефелоиде формируются вдоль крутосклонных участков за пределами нижней границы воздействия на дно волновых процессов, как, например, борта Колымско-Чаунского желоба, палеодолины реки Индигирки. Транспорт подобного вида часто является основным на приконтинентальном шельфе, однако надежных моделей этого переноса до сих пор не имеется [Prediction..., 2001].
Таким образом, придонный нефелоид на шельфе ВСМ четко дифференцирован по
вертикали на несколько взвесенесущих слоев, которые вероятно отражают
различия соленостной, температурной и плотностной стратификации вод.
Ранее наличие тонкой ламинации вод по этим признакам выявлено при
лидарном зондировании на шельфе залива Петра Великого, Японское море [Навроцкий
и др., 1989], а также по
результатам экспозиции седиментационных ловушек [Анцыферов
и Косьян, 1986;
Likht
&
Dudarev, 1987;
Likht
et
al.,
1997 и др.]. В Амурском заливе
(Японское море) зафиксировано 18-кратное увеличение масс осадочного
материала в
Выявленная квазистабильная тонко ламинантная структура распределения
взвеси в придонном нефелоидном слое значительно расширяет наши
представления о характере взвесенесущих потоков на шельфе ВСМ.
Список литературы 1. Аникиев В.В., Шумилин Е.Н., Дударев О.В. и др. Пространственная изменчивость распределения литологических характеристик и химических элементов в донных осадках шельфа Южно-Китайского моря, примыкающего к дельтам рек Меконг-Сайгон // Геохимия. 2004. № 9. С. 1301-1318. 2. Анцыферов С.М., Косьян Р.Д. Взвешенные наносы в верхней части шельфа. М.: Наука. 1986. 224 с. 3. Белошапкова С.Г., Белошапков А.В. Проблемы математического моделирования лито- и морфодинамических процессов в береговой зоне моря // Человечество и береговая зона Мирового океана в XXI веке. М.: ГЕОС, 2001. С. 113-126.
4.
Дударев О.В., Семилетов И.П., Чаркин А.Н., Боцул А.И.
Седиментационные обстановки на приконтинентальном шельфе
Восточно-Сибирского моря // Доклады Академии наук. 2006. Т. 409. № 6. С.
822-827.
5.
Лонгинов В.В. Очерки литодинамики
океана. М.: Наука, 1966. 244 с. 6. Навроцкий В.В., Лазарюк А.Ю., Малышев А.А. Упорядоченность структуры гидрофизических параметров и внутренние волны вблизи границы шельфа // ДАН СССР. 1989. Вып. 309. № 1. С. 187-191. 7. Романовский С.И. Физическая седиментология. Л.: Недра, 1988. 240 с. 8. Likht F.R., Dudarev О.V.
About thin stratification of suspended carried water in the shallow
water part // Abstr. of 3rd 9. Likht F., Alekseev A., Dudarev O. Suspended carried fluxes and
thin laminatated stratification of water masses on the shelf // Abstr.
of 6th Annual Meeting PICES. 1997. 10. Prediction of Cohesive Sediment transport and bed dynamics in
estuaries and coastal zones with Integrated Numerical Simulation models
// Newsletter Issue. MAST III.
|
Ссылка на статью: Дударев О.В., Чаркин А.Н.,
Семилетов И.П., Gustafsson О. О тонкой ламинации придонных взвесенесущих
вод на шельфе Восточно-Сибирского моря. Материалы
Международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения
Д.Г. Панова (8-11 июня |