Экспедиция на Северный Каспий 2014

В июле-августе 2014 г. на борту научно-исследовательского судна «Никифор Шуреков» состоялась очередная экспедиция на Каспийское море. Исследовательские работы проводились по базовой теме Института Океанологии РАН: «Особенности состояния среды и биоты на шельфе Каспийского моря в районах текущей и предстоящей добычи углеводородных ископаемых». Погодные условия в большей степени благоприятствовали выполнению работ. Не обошлось и без штормовых дней, учитывая характер и непредсказуемость Каспийского моря, высота волны достигала два метра. На это время водолазные спуски прекращались, а члены экспедиции занимались обработкой проб, и подготовкой к дальнейшим погружениям.

Водолазная группа экспедиции перед погружением

В ходе полевых работ были обследованы донные станций, осуществлен мониторинг технического состояния и текущий ремонт. Собран комплекс микробиологических, гидробиологических, ихтиологических, токсикологических, физиологических проб.

Пробы отбирались с применением пробоотборников, маркированных контейнеров, ловушек.  

Измерение температуры в толще грунта	Отбор проб бентоса в калиброванные контейнеры
Отбор проб макрофитобентоса	Отбор проб микрофитобентоса

Осуществлены этологические наблюдения на донных станциях. Выполнена фото-видеосъемка технических и экологических характеристик подводных сооружений, произведен осмотр прилегающей к биостанции территории при помощи подводного телеуправляемого аппарата «Супер Гном Про», а также гидролокационные наблюдения посредством гидролокатора бокового обзора на наличие посторонних предметов вблизи биостанций.

Полевые исследования показали, что метод сборки конструкций без применения специальных элементов креплений в целом оправдал теоретические расчеты, основанные на сохранении целостности строений за счет силы гравитации. Все станции выдержали волновую нагрузку моря, литодинамику и воздействие придонных течений.

Пелагические модули сохранились на всех станциях, но утяжеление конструкций за счет увеличения биомассы обрастателей вызвало опускание пелагических элементов.

Пелагический модуль, легший на дно из-за утяжеления конструкции обрастателями

Решить эту проблему можно было только путем увеличения плавучести модулей за счет введения дополнительных наплавов. Дополнительную плавучесть пришлось увеличивать на всех пелагических модулях, что обеспечило конструкциям станций заданную пространственную форму в толще воды. 

Введение в конструкцию пелагических модулей дополнительной плавучести

Элементы и способы крепления пелагических модулей к бетонным основаниям успешно выдержали испытание временем и оправдали теоретические расчеты.

По результатам наблюдений, полученных в период с июля по август 2014 года можно сделать следующие заключения:

• Экологическая емкость пелагических модулей превзошла ожидаемые результаты и остается высокой на протяжении последних 2-х лет.

Вид пелагических модулей станции в 2013 году	Вид пелагических модулей станции в 2014 году

• Ценозы оснований станций по биоразнообразию сообществ не уступали пелагическим модулям. Здесь на фоне богатого комплекса обрастателей в большом количестве сконцентрировались ракообразные и донные рыбы - бычки. В составе ихтиофауны, как и в прошлом году, присутствовала вобла, нагуливающаяся на кормовой базе локальных ценозов. Осетровых, и других крупных бентосоядных рыб не обнаружено, однако изрытый вокруг станций грунт с множеством характерных ямок, косвенно свидетельствовал об их присутствии.

Скопление бычков у основания станции	Нагул воблы на вершине станции

• Из состава животных обрастателей донные модули станций в большей степени были заселены моллюсками и усоногими раками - балянусами. Из состава подводной растительности, как и в прошлом году, основным объектом, входящим в состав обрастаний станций была полисифония.

Колония двустворок на станции	Заросли полисифонии на субстрате станции

• Этологические исследования с применением макросъемки выявили обилие видов и высокие биомассы микроводорослей, которые в зависимости от фоторежима образовывали различные колонии на субстрате донной станции.

Комплекс обрастателей на пелагическом модуле донной станции	Комплекс обрастателей на биологически активном субстрате основания донной станции

• Зафиксирована молодь бычков, креветок, различные ракообразные, моллюски, обитающие на пелагических модулях. Крупные креветки, бычки в брачном наряде, пуголовки, крупные мизиды, раки располагались у основания станции. Благодаря использованию подводного телеуправляемого аппарата, поиск места установки биостанции значительно упрощался. С помощью получаемого онлайн изображения, возможно было сразу определить количество и состав необходимых элементов для ремонта биостанции. Из-за отсутствия шума, который обычно создают водолазы при выдохе и вдохе, ТПА были получены редкие кадры питания тюленя в придонном слое воды, а также питания осетра, поедавшего кормовые организмы внутри донной станции. Для достижения цели осетр заплыл внутрь сооружения.

Тюлень в придонном слое воды	Осетр, питающийся возле донной биостанции

• Гидролокационные наблюдение позволили оценить состояние пелагических частей биостанции, а также отсутствие неопознанных объектов в её окрестности. Так, прибор чётко зафиксировал и отобразил на своём экране биостанцию и линии двух трубопроводов, протянувшихся по дну моря.

Снимок биостанции с пелагическими частями при помощи ГБО	Снимок трубопроводов с помощью ГБО

Основываясь на полученных материалах испытаний и наблюдений можно заключить, что выбранная нами комплексная конструкция станции, состоящая из донной и пелагической частей, оправдала теоретические расчеты и может считаться дееспособной для формирования локальных экосистем в условиях среды Каспийского моря и пригодной для дальнейших разработок биотехнологий и методологий мониторинга биоты и оздоровления водной среды. Для изучения ежегодной динамики, качественного и количественного состава обрастателей, их токсикологического и физиологического состояния при выполнении данного этапа работ был дополнительно применен метод учетных площадок. Суть метода заключается в том, что на различные плоскости донной станции помещаются учетные площадки из нейтрального материала, которые ровно через год снимаются и исследуются.

Установка учетных площадок на донную станцию

Конструкция, технология изготовления и сборки, экологическая емкость и жизнестойкость в морских условиях среды искусственных донных станций пригодных для мониторинговых исследовательских работ дали ожидаемый результат. Пелагические модули станций, несмотря на сверх расчетное утяжеление и недостаточную плавучесть, показали высокую жизнестойкость как в местах их креплений, как и при длительном контакте с донной поверхностью. Введение дополнительной плавучести на каждый пелагический модуль позволило занять вертикальное положение в толще воды. Экологическая емкость пелагических модулей оказалась выше ожидаемой, за счет непредвиденного обитания на их субстрате усоногих раков и двустворок. Являясь надежным убежищем, модули оказались излюбленным местом скопления мизид, креветок, молоди бычков, иглы- рыбы.

Разработанная конструкция донных станций, прошедшая в этом году очередные испытания в морской среде может считаться пригодной для мониторинговых наблюдений. Физическая, техническая стабильность и разнообразие полезных площадей донных станций, способствующих широкому спектру условий для освоения разнообразных биотопов, открывает пути к формированию устойчивых локальных экосистем с высоким подобием качественного состава и биомассы сообществ.