В Мурманской области завершилась вторая из четырех экспедиций на остров Кильдин, запланированных по проекту Русского географического общества "Колыбельная трескового озера. Документация экосистемы озера Могильного (о. Кильдин, Баренцево море)", в которой приняли участие представители трех вузов — МГУ им. М.В. Ломоносова, Санкт-Петербургского университета и Мурманского арктического государственного университета.
Цель этого проекта – разобраться с причинами негативных изменений в гидрологической структуре озера Могильного – уникального озера из пяти слоев с разными свойствами, и в каждом – свое экологическое сообщество живых организмов. В верхнем пресном слое всегда обитали пресноводные организмы, в расположенном под ним соленом – морская фауна и флора, на глубине 10 м находилась прослойка с водой розового цвета из-за густой взвеси красноватых бактерий, а возле дна – "тухлая" сероводородная вода, в которой могут жить только бактерии.
oz_mogilnoe_i_ego_vodosbor.jpg
В таком состоянии озеро существует около тысячи лет после того, как каменистая перемычка отделила его от моря. Морские обитатели оказались в плену, и за время изолированного существования изменились как внешне, так и генетически. В их числе – кильдинская треска – подвид атлантической трески, который больше нигде в мире не встречается и поэтому занесен в Красную книгу России. По строению и гидрологическому режиму и особенностям фауны озеро уникально, объявлено памятником природы федерального значения и, конечно же, заслуживает тщательной охраны и изучения.
Однако стабильность озера пошатнулась. Ученые заметили: меньше чем за 10 лет сероводородный слой в озере поднялся на два метра, погубив самые богатые глубинные биологические сообщества, а пресный слой исчез вместе со своими обитателями. Без нового всестороннего обследования озера не понять, что с ним произошло, и что с ним станет завтра.
Озеро Могильное – меромиктическое (меро — частично, миксис – смешение). Перемешивание, связанное с охлаждением воды на поверхности, охватывает не весь водоем, а только его верхнюю, пресную часть, потому что соленая вода гораздо плотнее пресной. Но и среди меромиктических озер Могильное – не такое, как все, ведь через каменистую перемычку во время прилива фильтруется вода из моря. Из-за этого в озере даже есть небольшие приливы, высотой в несколько сантиметров. Такие морские озера, которые сообщаются с морем посредством просачивания воды через земные породы, называют анхиалиновыми. Ближайший аналог Могильного находится в тропиках – это озеро медуз на острове Палау. Но Могильное – в Арктике, с ее контрастным климатом. Летом в море вода теплее, зимой — холоднее, высота приливов тоже постоянно меняется, в зависимости от всего этого может меняться количество поступающей из моря воды. Чтобы судить о долговременных трендах в озере, сначала нужно разобраться с сезонными вариациями. Поэтому в проекте было предусмотрено исследовать озеро в разное время года.
oz_mogilnoe_v_tihiy_den.jpg
Первая экспедиция в июле заложила точку отсчета. Второй экспедиции, которая исследовала озеро Могильное в конце августа, предстояло продолжить мониторинг и ответить на вопрос: изменилось ли что-нибудь в озере за лето?
Из девяти участников экспедиции пятеро — гидрологи с географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова: профессор кафедры гидрологии суши Наталья Леонидовна Фролова и четыре студента, только что окончивших магистратуру. Их задачей было обследование водосборного бассейна, чтобы разобраться в причинах осолонения пресного слоя и подъема сероводорода в озере. Для удобства исследования водосборного бассейна они сделали фотоснимки с квадрокоптера.
zapusk_kvadrokoptera.jpg
Кроме того, они выполнили батиметрическую съемку: на надувной лодке с небольшим подвесным мотором и эхолотом, который записывает в память глубину и координаты, покрыли озеро плотной сеткой галсов. По координатам каждого этих треков будет построена карта глубин.
batimetricheskaya_semka.jpg
И изменения в озере действительно произошли. Во-первых, за месяц, прошедший со времени предыдущей экспедиции, уровень озера заметно поднялся. Во-вторых, соленость в нем увеличилась на 1.5 промилле. И, в-третьих, граница распространения сероводорода, и вместе с ней розовый слой, оказались на 30 см ниже.
smeshchenie_rozovogo_sloya_k_avgustu.jpg
Устойчивость многослойной структуры прибрежных меромиктических озер обеспечивается балансом между двумя стихиями: морем и пресным стоком с водосборного бассейна. Лето 2018 года выдалось засушливым, ручьи пересохли. Участникам экспедиции не удалось найти ни одного водотока, который бы питал бы озеро пресной водой. Более того, они обнаружили, что некоторые ручьи, вытекающие из другого озера, пресного, расположенного на водоразделе, не формируют русла, а прямиком уходят в грунтовые воды. При такой ситуации озеро явно испытывает дефицит пресной воды. Но, по мнению гидрологов, для осолонения поверхностного слоя в озере одной только засухи недостаточно. Они уверены, что влияние моря тоже усилилось. В последние годы океанологи регистрируют усиление волновой активности в разных морях, в том числе в арктических. Повышение солености поверхностного слоя может быть результатом заброса большого количества морской воды через перемычку, которая отгораживает водоем от моря, если из-за штормовых подвижек камней или вымывания мелкозернистой фракции увеличилась ее проницаемость.
izmeneniya_v_strukture_ozera_k_avgustu.jpg
Изменения вертикальной гидрологической структуры озера Могильного, зарегистрированные в августе, свидетельствуют, скорее, о втором варианте. Повышение уровня озера произошло не за счет пресной воды, ведь соленость поверхностного слоя не уменьшилась, а, наоборот, возросла. Значит, добавилось воды из моря. Можно предположить, что новый "свищ" между камнями находится неглубоко, в пределах двух метров, иначе ветер не смог бы подмешать соленую струю к поверхностному слою. "Свежее дыхание" хорошо аэрированной морской воды сдвинуло вниз границу сероводорода вместе с розовым слоем, который ее маркирует.
vertikalanya_strukura_oz_mogilnogo._kislorod.jpg
Как на эти перемены отреагировали обитатели водной толщи, мы узнаем, когда участники экспедиции из Санкт-Петербургского государственного университета И.А. Стогов и Е.А. Мовчан обработают пробы фито- и зоопланктона, взятые на разной глубине в нескольких точках озера. Анализ проб из розового слоя покажет, произошли ли какие-нибудь изменения в бактериальном сообществе, а о содержании растворенного в воде сероводорода мы сможем судить, когда гидрохимики сделают соответствующие анализы.
proby_fitoplanktona.jpg
Верно ли наше предположение об увеличении проницаемости дамбы, мы узнаем после следующей части экспедиции, намеченной на октябрь. В сезонном гидрологическом цикле прибрежных меромиктических водоемов осень играет очень важную роль. Это время самых высоких приливов, когда объем забросов морской воды может быть особенно велик. Они способны даже полностью разрушить сложившуюся летом стратификацию и подмешать сероводородную воду к вышележащему слою.
uchastniki_avgustovskoy_ekspedicii.jpg
Участники августовской экспедиции удовлетворены ее результатами. Совместная экспедиция МАГУ, МГУ и СПбГУ – это не только возможность получить больше разных данных, сравнить и сверить методики, но и сблизиться разным научным школам и поговорить о науке, образовании и жизни.
na_katere_mezhdu_teriberkoy_i_o_kildin.jpg
С волнением ждем результатов третьей, осенней экспедиции!
Е.Д. Краснова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Беломорской биологической станции МГУ им. М.В. Ломоносова, руководитель августовского экспедиционного отряда. Мурманское областное отделение РГО
Фотографии предоставлены участниками экспедиции