Коллектив авторов - Наземные и морские экосистемы

Важнейшей особенностью океанологического режима является сильная плотностная стратификация, обусловленная распространением речных вод в поверхностном слое и особенно четко выраженная в летний период. Степень опреснения зависит от удаления от берега, глубины (объема морской водной массы), синоптической ситуации (преобладающих направлений ветра) и наличия постоянных течений. На устьевых взморьях Оби, Енисея, Лены и Колымы ширина зоны низкой солености (15–20 ‰) достигает 200 км. Толщина опресненного слоя может сильно варьировать (от 5 до 25 м) в зависимости от интенсивности речного стока, наличия ледяного покрова, условий волнового перемешивания. Соответственно изменяются границы слоя скачка плотности и градиенты океанологических характеристик в его пределах. В районах шельфа, удаленных от устьев рек, соленость достигает 30–33 ‰, что также ниже значений, характерных для океана, и связано с летним таянием больших масс льда.

Влияние речного стока распространяется на всю совокупность океанологических и экологических параметров шельфовых БМЭ. В Карское море поступает более 1200 км 3стока в год (Енисей – 610, Обь – 395. Пясина – 82, Таз – 45, Таймыра – 38), в море Лаптевых – более 700 (Лена – 532, Хатанга – 105, Оленек – 38, Яна – 31), в Восточно-Сибирское – более 200 (Колыма – 135, Индигирка – 57). В Чукотском море крупных впадающих рек нет, суммарный речной сток менее 100 км 3в год, поэтому соленость поверхностного слоя не выходит за пределы 30–32 ‰. Аналогично соотносятся площади речных бассейнов (табл. 1, рис. 1).

Рис. 1. Границы БМЭ морей арктического шельфа (по работе: Матишов и др., 2006) и их водосборных бассейнов

Таблица 1. Морфометрические характеристики БМЭ российской Арктики

Процессы опреснения и формирования плотностной стратификации ограничены летним сезоном, на который приходится 80–90 % объема годового стока. Летний прогрев также способствует устойчивой вертикальной структуре водных масс. Осенью уменьшение речного стока и быстрое охлаждение поверхности приводят к нарушению плотностной устойчивости и быстрому перемешиванию водных масс от поверхности до дна. Однородная вертикальная структура с температурой воды, близкой к температуре замерзания, и соленостью не ниже 30 ‰ сохраняется с октября по июнь.

Влияние водных масс Атлантического и Тихого океанов ограничено в пространстве, но имеет важные океанологические и экосистемные следствия. Относительно теплая водная масса Северной Атлантики распространяется в Арктическом бассейне вдоль материкового склона Евразии в виде промежуточного слоя на глубинах 100–300 м. Максимальная температура в этом слое достигает 2,5 °С в глубоководной части бассейна и 1–1,5 °С на континентальном склоне ( Трешников, Баранов, 1972 ). Атлантические воды проникают в Карское море по желобу Святой Анны до северной оконечности Новой Земли и по желобу Воронина до 80° с.ш. ( Северный Ледовитый…, 1985 ). Во всех других частях арктического шельфа теплый промежуточный слой отсутствует.

Приток тихоокеанских вод в Чукотское море составляет, по разным оценкам, 30–36 тыс. км 3в год, что сопоставимо с его собственным объемом вод и в десятки раз превышает речной сток. Контраст между местными и тихоокеанскими водами невелик, так как поля температуры формируются в сходных климатических условиях, а соленость Чукотского моря близка к океанической. Вместе с тем постоянное обновление водной массы способствует смягчению климатических условий и повышению биопродуктивности Чукотского моря.

Течения в морях арктического шельфа преимущественно слабы и неустойчивы по направлению. Генеральный перенос вод и льдов вдоль континентального склона направлен с запада на восток. Непосредственно на шельфе под влиянием речного стока и отклоняющей силы вращения Земли формируются циклонические круговороты с характерными скоростями постоянных течений 10–15 см/с. Во всех рассматриваемых морях течения и уровни содержат приливную составляющую, но она намного слабее, чем в морях Североевропейского бассейна. Штормовое волнение возможно только в летнее-осенний период на свободных ото льда пространствах и мало сказывается на состоянии экосистем. Определенное значение для условий жизнедеятельности имеет прозрачность морской воды, которая тесно связана с речным стоком и сезонными колебаниями мутности речных вод.

Для БМЭ арктического шельфа, в отличие от других частей Мирового океана, приоритетным экосистемным фактором является морской лед. С ноября по май акватория от Новой Земли до Берингова пролива покрыта сплошным дрейфующим льдом, а в прибрежной зоне формируется полоса припая шириной до нескольких сотен километров. Важной особенностью зимнего ледового режима являются так называемые заприпайные полыньи, которые образуются при устойчивых ветрах, направленных от берега. Они создают благоприятные условия для обитания многих видов морских организмов, в том числе представителей высших экосистемных уровней (тюленей, белых медведей).

Состояние ледяного покрова в летние и осенние месяцы является очень изменчивым, так как процессы разрушения льда и замерзания зависят от ряда факторов: температуры воздуха и воды, режима ветра и волнения, речного стока, вторжений многолетних льдов из Центральной Арктики. В любом из летних месяцев существует определенная вероятность встречи со льдом на всей акватории, за исключением устьевых взморий Оби, Енисея, Лены и Колымы в июле-сентябре. Известны многочисленные случаи полного блокирования некоторых участков трассы Севморпути дрейфующими льдами на протяжении всего навигационного периода. Вместе с тем, в последнее время отмечается сокращение площади и толщины ледяного покрова Северного Ледовитого океана, особенно ярко выраженное в теплый период года. В сентябре 2005 г. и сентябре 2007 г. были зафиксированы наименьшие площади льда за всю историю спутниковых наблюдений, при этом российский сектор арктического шельфа был полностью свободен ото льда (рис. 2).

Рис. 2. Состояние ледяного покрова в евразийском секторе Арктики в периоды его наибольшего сокращения: а) 18–21 сентября 2005 г.; б) 23–26 сентября 2007 г.

Видовой состав, биомасса и продуктивность морских экосистем зависят от следующих характеристик гидрохимического режима: содержания растворенного кислорода, концентрации водородных ионов pH, щелочности и содержания биогенных элементов. Ведущими факторами, регулирующим гидрохимические условия, являются фотосинтетическая активность планктона и речной сток. Для всех участков шельфа, удаленных от побережий, характерно пересыщение поверхностного слоя кислородом в начале лета (до 130 % в Чукотском море), обусловленное фотосинтетической активностью. Пониженное содержание кислорода (70–80 %) возможно в придонных слоях при сильной плотностной стратификации, под припайным льдом и на устьевых взморьях, где кислород расходуется на окисление органического вещества.