Вещественный состав водной взвеси Белого моря

Кравчишина, Марина Даниловна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Вещественный состав водной взвеси Белого моря
ВАК РФ 25.00.28, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Вещественный состав водной взвеси Белого моря"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ОКЕАНОЛОГИИ им. П.П. ШИРШОВА

На правах рукописи

КРАВЧИШИНА Марина Даниловна

ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ВОДНОЙ ВЗВЕСИ БЕЛОГО МОРЯ

Специальность 25.00.28 - «Океанология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва-2007

003054228

Работа выполнена в Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук,

профессор, засл. деятель науки РФ Б.М. Емельянов,

Атлантическое отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН кандидат геолого-минералогических наук, В.П. Шевченко,

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Официальные оппоненты: доктор географических наук,

член-корреспондент РАН Ю.С. Долотов,

Институт водных проблем РАН доктор геолого-минералогических наук, И.А. Немировская

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное науч-

но-производственное предприятие «Севморгео»

Защита состоится « б »¿¿^^¿£¿¿2007 г. в « часов на заседании дис-

сертационного совета по океанологии (К002.239.01) в Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН по адресу: 117997, Москва, Нахимовский проспект, д. 36, Большой конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН.

Автореферат диссертации разослан « » 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат географических наук // С.Г. Панфилова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Работа направлена на решение одного из наименее изученных вопросов современной морской геологии - гранулометрического состава водной взвеси. Площадь поверхности взвешенных частиц, находящихся под 1 м2 океана, составляет 40 тыс. м2, а с учетом коллоидной части - сотни тысяч квадратных метров [Лисицын, 1978]. Таким образом, перенос вещества взвесью в сорбированном виде имеет большое значение. В океане по данным автора в 1 л воды содержится примерно 5-6 млн. частиц (биогенных и терригенных); в Белом море - в среднем около 25 млн. частиц/л, а во всей водной толще (5375 км3) порядка 134-Ю21 частиц. Все эти частицы объединяются понятием «морская взвесь». Она является исходным материалом для образования донных осадков. В океанологии взвесью принято считать частицы разнообразного происхождения, пассивно взвешенные в морской воде и имеющие размеры от 0,5 мкм до 1 мм [Лисицын, 1974]. Частицы взвеси имеют разный размер и плотность, а отсюда они по-разному рассеивают свет и звук на поверхности, имеют разную площадь и, следовательно, физико-химическую активность, разное время нахождения в воде и скорость седиментации. Они по-разному осваиваются бактериями и фильтруются планктонными и бентиче-скими организмами. Химический состав взвеси и донных осадков в значительной мере связан с их гранулометрическим составом [Лисицын, 1966; Страхов, 1979; Емельянов, 1982]. Крупность частиц предопределяет распределение вещества в динамической системе моря, в том числе и загрязнений. Отсюда возникает важность знания вещественного и в первую очередь гранулометрического состава взвеси.

Несмотря на полувековую историю исследования взвешенного вещества с геологическими целями [Лисицын, 1955; Медведев, Кривоносова, 1968], работы по гранулометрии развивались медленнее, так как сопряжены с целым рядом технических трудностей. Первая попытка изучения гранулометрического состава в Белом море была предпринята нами в 2001 г. в рамках программы «Исследование системы Белого моря» под руководством академика А.П. Лисицына.

Изучение взвеси как дисперсной системы требует комплексного подхода - соединения воедино биологических, гидрологических, оптических и геохимических параметров морской среды. Такие работы только начинаются, и мы внедряем их в практику судовых океанологических исследований в Белом море - экспедиции 2001-2006 гг., а также в Атлантическом океане - экспедиции в 2002 и 2003 гг. [Кравчишина, Шевченко, 2005; Лаврушин и др., 2005]. Исследование гранулометрического состава взвеси необходимо при решении основные вопросов литологии, важных разделов океанологии, морской геологии и экологии. Кроме того, оно актуально для развития методов изучения микро- и наночастиц.

Цель работы: исследование закономерностей формирования вещественного состава и количественного распределения водной взвеси Белого моря с применением комплексного подхода для познания процессов современного осадконакопления.

Задачи:

1) изучить вещественный состав взвеси устьевой области Северной Двины, используя три независимых метода гранулометрического анализа (кондуктометрический, лазерный, гидравлический).

2) изучить гранулометрический состав кондуктометрическим методом (10 фракций от 1,8 до 20,7 мкм) и на этой основе определить: 1) количественное распределение объемной концентрации и площади поверхности частиц взвеси Белого моря; 2) содержание трех основных фракций: среднепелитовой (1,8-5,6 мкм), крупнопелитовой (5,6-10,5 мкм) и мелкоалевритовой (10,5-20,7 мкм).

3) выявить закономерности пространственно-временного изменения гранулометрического состава взвеси в водной толще.

4) определить факторы, влияющие на формирование гранулометрического спектра взвеси как в поверхностных горизонтах (деятельный слой), так и на вертикальных разрезах водной толщи.

Научная новизна. Впервые удалось изучить гранулометрический состав водной взвеси Белого моря - дисперсной системы целого водоема. Получены новые данные о ходе осадочного процесса, начиная от устья реки до морских донных осадков. Впервые применен системный подход к исследованию процессов распределения и свойств гранулометрических фракций (средне- и крупнопелитовых и мелкоалевритовых) для этого моря на протяжении пяти лет. Гранулометрический состав взвеси маргинального фильтра Северной Двины исследован в разные сезоны года тремя независимыми методами. Совместное применение кондуктометрического и лазерного анализов позволило на современном уровне оценить влияние различных факторов на формирование гранулометрического спектра взвеси. Исследования этой дисперсной системы выявили необходимость комплексного подхода, то есть привлечение биологических, гидрологических, оптических, геохимических и других данных при интерпретации материалов. Предпринята попытка проведения четырехмерного исследования дисперсной системы Белого моря.

Объект исследования: взвешенное вещество в водах Белого моря.

Фактический материал, личный вклад автора. Материал был собран в шести экспедициях ИО РАН в Белое море начиная с 2001 г.: 49, 55, 64 и 71-й рейсы НИС «Профессор Штокман» в августе 2001-2005 гг., 57-й рейс НЭС «Иван Петров» в июне 2003 г. и прибрежно-морская экспедиция на катере «Айсберг-2» в мае 2004 г. Автор приняла участие в пяти экспедициях, где выполняла измерения гранулометрического состава, сбор взвеси на мембранные фильтры для последующего общего счета микроорганизмов, принимала участие в отборе проб воды. Работы в ком-

плексных экспедициях дали возможность сравнить результаты измерений с данными гидрологических, оптических и геологических исследований. Применение спутниковых методов (сканеры Беа'МБВ и MODIS-Aqua) позволило охватить всю площадь поверхности моря и проследить главные изменения по сезонам года на протяжении пяти лет. За эти годы удалось проанализировать 594 пробы воды с помощью счетчика Коултера; 12 проб декантированной взвеси изучено гидравлическим методом; 40 проб воды исследовано на лазерном анализаторе Малверн. В лабораторных условиях автор проводила определение содержания 81, А1, Р фотометрическим методом, исследования под электронным сканирующим микроскопом, гидравлический анализ по методу В.П. Петелина. Диссертантом выполнена интерпретация и обобщение полученных материалов.

Достоверность результатов. Данные по количественному распределению и составу взвеси получены с помощью современных методов пробоотбора и анализа в контейнерной лаборатории чистого воздуха класса 1000 на борту НИС «Профессор Штокман», а также на борту НЭС «Иван Петров», в лабораториях ИО РАН, Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН, Государственного океанографического института, Института полярных и морских исследований им. А. Вегенера (Германия), Северного Управления гидрометеослужбы совместно с коллегами из перечисленных научных учреждений. Для проверки достоверности результатов использованы стандарты размеров частиц и международные стандарты химического состава. Проведено сравнение трех методов гранулометрического анализа взвеси. Выявлены их возможности и пределы применимости. Достоверность выводов обеспечена обширным фактическим материалом и применением независимых методов анализа.

Практическая значимость: 1. Рекомендуем кондуктометрический метод (счетчик Коултера) к широкому применению в литологических лабораториях. 2. Работа может быть использована при междисциплинарных океанологических исследованиях: прежде всего, при интерпретации данных по гидрооптике, гидрохимии и геохимии, при прогнозе распространения антропогенных загрязнений (тяжелые металлы, углеводороды, радиоактивные вещества и др.). 3. Открываются перспективы для трехмерного картирования. Результаты исследования важно использовать при планировании и проведении мониторинговых работ по оценке экологического состояния морского бассейна.

Защищаемые положения:

1) Для дисперсной системы Белого моря характерен средний коэффициент сортировки и медианный диаметр частиц от 3 до 10 мкм. Содержание пелитового материала составляет 70-80%. Среднее соотношение трех фракций (среднепелитовой, крупнопелитовой и мелкоалевритовой) во время летней межени - незначительно менялось год от года. Ни одна из них явно не преобладает, что позволяет назвать

взвесь Белого моря алевро-пелитовой полидисперсной. В водной толще взвешенное вещество не проходит полную механическую и биологическую сепарацию.

2) Гранулометрический состав взвеси Белого моря формируется под влиянием двух основных источников: литогенного (речная взвесь и абразия) и биогенного (первичная продукция фитопланктона), которые находятся в сложном взаимодействии не только в пространстве, но и во времени.

3) Для взвеси поверхностных вод (до 10-20 м) характерен бимодальный гранулометрический профиль, где первый пик характеризуется средним диаметром частиц 3 мкм, а второй - 12 мкм. Во взвешенном веществе речных вод второй, биогенный пик (который является в основном диатомовым) резко не выражен. В слое пик-ноклина происходит дифференциация частиц по гидравлической крупности (удельному весу, составу и размеру). Для нефелоидного придонного слоя характерно увеличение объемной суммарной концентрации взвеси и увеличение доли определенной узкой фракции частиц в зависимости от источника взвешенного материала. Приливные движения воды отражаются в количественном распределении и гранулометрическом составе взвеси.

4) Взвесь Белого моря характеризуется дефицитом частиц размером около 5-6 мкм. Это подтверждает правомерность проведения главной гранулометрической границы между пелитовой и обломочной алевритовой фракциями по диаметру частиц 5 мкм, что соответствует разделению донных осадков на глинистые и обломочные согласно классификации П.Л. Безрукова и А.П. Лисицына (1960).

5) Песчано-алевритовая часть взвеси (10-250 мкм) откладывается в рукавах и протоках дельты Северной Двины (гравитационная часть маргинального фильтра), а основная часть тонкого пелитового материала (2-10 мкм) поступает во внешние части маргинального фильтра. Наибольшая площадь поверхности взвеси выявлена для вод с соленостью 5-10%о, то есть в пределах коагуляционно-сорбционной части фильтра.

Апробация работы. Основные результаты и отдельные положения исследования были доложены диссертантом на пятом международном совещании по проекту LOIRA (Москва, 2000 г.); на XV и XVI Международных школах по морской геологии (Москва, 2003 и 2005 гг.); на Молодежной международной конференции «Эко-логия-2003» (Архангельск, 2003 г.); на Всероссийских конференциях с международным участием «Геодинамика и геологические изменения в окружающей среде северных регионов» и «Академическая наука и ее роль в развитии производительных сил в северных регионах России» (Архангельск, 2004 и 2006 гг.); на XVI конференции молодых ученых (Апатиты, 2005 г.); на Международной конференции «Современные экологические проблемы Севера» (Апатиты, 2006 г.); на семинарах «Система Белого моря» в ИО РАН, руководитель академик А.П. Лисицын (20032006 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 2 статьи в реферируемом журнале и 5 статей в материалах конференций.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 6 глав, заключения, содержащего основные выводы, и приложения. Общий объем диссертации составляет страниц; содержит /07 иллюстрации, 2Z таблиц. Приложение состоит из таблиц. Список литературы включает ZS^P библиографических ссылок, из них (рУ работ из зарубежный изданий.

Благодарности. Диссертант выражает благодарность научным руководителям работы В.П. Шевченко и Е.М. Емельянову. Считаю своим приятным долгом выразить глубокую благодарность за всемерную поддержку и помощь на всех этапах работы академику А.П. Лисицыну. Важной была поддержка со стороны руководителя группы взвеси - В.Н. Лукашина. Автор глубоко признательна за помощь в овладении методами исследования и ценные консультации И.Н. Мицкевич, А.Б. Исаевой, Т.Н. Алексеевой и В.В. Сивкову; за помощь при микроскопических исследованиях В.В. Зерновой, Т.Н. Ратьковой, Е.Ф. Веслополовой и Л.С. Житиной; за предоставленные спутниковые карты и оптические распределения В.И. Буренкову; за гидрологические данные В.Т. Паке. Крайне полезным было обсуждение результатов работы с Л.Л. Деминой и Т.А. Демидовой. Неоценима постоянная поддержка со стороны Н.В. Политовой, A.C. Филиппова, A.A. Клювиткина, А.Н. Новигатско-го, Л.А. Гайворонской и помощь в экспедиции В.А. Артемьева. В аналитической обработке материала мне оказали содействие Е.О. Золотых, В.А. Карлов, Л.В. Демина и И.М. Лебедев. Выражаю искреннюю благодарность всем своим коллегам и товарищам по лаборатории физико-геологических исследований и по Атлантическому отделению ИОРАН. Хотелось бы особо поблагодарить В.А. Гриценко, А.Б. Адамович, В.А. Кравцова и И.Ю. Климентьеву, а также уже ушедших из жизни

Г.В. Журавлеву и |А.А. Пустового

Работы по теме диссертации на разных стадиях были поддержаны Президиумом (проект 4.4 программы № 17) и Отделением наук о Земле РАН (проект «Наноча-стицы ...»), грантами РФФИ №№ 06-05-64423 и 06-05-64815, ФЦП «Интеграция» (проект Б0047), грантом поддержки ведущих научных школ № НШ-2236.2006.5.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и изученность вопроса, сформулированы цели и задачи работы, отражена научная новизна и значение результатов для науки и практики. Обсуждаются вопросы изученности взвеси и его вещественного состава в Белом море.

Глава 1. ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДНОЙ ВЗВЕСИ 1.1. МОРСКАЯ ВЗВЕСЬ

К взвешенному веществу относят всю ту часть природных соединений, которая задерживается фильтрами с размером пор 0,45 мкм [Лисицын, 1974; Романкевич, 1978]. Учитывая кальмотаж пор фильтра, на нем могут задерживаться и более тонкие частицы. Таким образом, под взвешенным веществом мы понимаем частицы разнообразного происхождения, пассивно взвешенные в морской воде и имеющие размеры от ОД мкм до 1 мм [Лисицын, 1975].

В главе рассмотрены вопросы проведения границ между компонентами воды (растворенные, коллоидные и взвешенные) и фракциями частиц в разных областях науки. Эти границы всегда размыты, в какой-то степени условны и произвольны [Хорн, 1972; Юшкин, 2005]. Обсуждаются некоторые физические закономерности поведения частиц в воде, вещественный состав взвеси.

1.2. ОСНОВНЫЕ ВЕХИ ИСТОРИИ ИССЛЕДОВАНИЯ МОРСКОЙ ВЗВЕСИ Рассмотрены главные этапы в исследовании взвешенного вещества: 1) работы биологов, 2) изучение для решения гидрологических задач и 3) сбор взвеси с лито-логическими и геохимическими целями, который впервые выполнен А.П. Лисицыным в 1951 г. в Беринговом море. Обсуждаются основные идеи, законы и концепции, определяющие осадкообразование в морях и океанах.

1.3. СВЕДЕНИЯ ИЗ ИСТОРИИ ГРАНУЛОМЕТРИИ И ИЗУЧЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ВОДНОЙ ВЗВЕСИ Разделение на фракции морских донных осадков начато в процессе обработки материалов, собранных экспедицией на «Челленджере». В 1960 г. П.Л. Безруковым и А.П. Лисицыным была предложена классификация осадков современных морских водоемов. Она стала основой практически всех легенд к картам современных осадков морей и океанов, выполненных в нашей стране за последние сорок с лишним лет. В настоящей работе автор тоже использовала эту классификацию.

В главе рассмотрены вопросы разработки методики гранулометрического анализа донных осадков и взвеси. Обсуждаются основные монографии и статьи, посвященные изучению взвеси с использованием современных методов дисперсионного анализа. Среди них необходимо отметить монографию «Suspended solids in water» (1974) под редакцией Р. Гибса и основополагающие статьи И.Н. Маккейва [McCave, 1983, 1984, 1985; Dickson & McCave, 1986; Thomsen & McCave, 2000; и др.]. В отечественной океанологии подобные исследования не получили широкого развития. Имеются лишь отдельные узко тематические работы [Фишер, 1975; Фишер, Кара-башев, 1975; Сивков, 1992, 1994; Сивков, Буренков, 1991; Сивков, Журов, 1991]. Изучение гранулометрического состава взвеси, как правило, имело подсобное значение при исследовании его вещественного состава и процессов седиментации. Од-

нако этот вопрос требует более пристального внимания.

1.4. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОСТИ МОРСКОЙ ВЗВЕСИ

Из всех существующих методов определения гранулометрии взвеси пока ни один не может быть признан универсальным [Богданов, Лисицын, 1979]. Для объективной оценки гранулометрического состава взвеси желательно параллельное использование нескольких методов. В главе обобщены сведения о прямых и косвенных методах определения размеров частиц.

Глава 2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

В главе рассмотрены физико-географические особенности Белого моря, его гидрологический режим, первичная продуктивность и источники поступления осадочного материала.

Глава 3. МАТЕРИАЛ, МЕТОДИКА РАБОТ 3.1. ОБЪЕМ РАБОТ И ХАРАКТЕРИСТИКА ФАКТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

Исследования проводились во время летней межени - в августе 2001,2003,2004 и 2005 гг., в послепаводковый период - в июне 2003 г. и во время паводка в устье Северной Двины - в мае 2004 г. (таблица 1; рисунок 1, 2). Для интерпретации полученных результатов привлекались исследования по фильтрационной взвеси, оптические и гидрологические зондирования водной толщи, спутниковые карты и др., выполнявшиеся в ходе комплексных экспедиций ИОРАН в Белом море с 2001 по 2005 гг. Кроме того, в главе описана методика отбора проб воды и взвеси в экспедициях, обоснован выбор каждого из трех методов гранулометрического анализа.

Таблица 1. Характеристики гранулометрического анализа

Метод анализа Объект исследования Интервал изученных частиц, мкм Количество фракций Количество проб

Кондуктометрический Морская взвесь 1,8-20,7 10 594

Лазерный дифрактомет-рический Взвесь из реки и зоны смешения 1,22-118 15 40

Гидравлический Речная взвесь <1-250 б 12

3.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБОСНОВАНИЕ ПОДХОДА 3.2.1. Кондуктометрический метод (счетчик Коултера)

Изобретение кондуктометрического метода исследования дисперсных систем (1960-1965 гг. в США) произвело революцию в изучении гранулометрии морской взвеси. Преимуществом метода было быстродействие и высокая точность измерений [Рабинович, 1970; Иванов, 1978].

с.ш. Кандалакша

■Архангельск

р. Северная Двина

р. Онега

(ЛЫ-

39'9 4Й 4Й1 40'.2 40'3 40'.4 40'.5 Шб В-Д.

Рисунок 2. Карта изученности взвеси и донных осадков устья Северной Двины в мае 2004 г.

6766,5 6665,56564,5 64.

Обозначения: о ПШ-49, август 2001 г,

ДИП-57,

июнь 2003 г □ ГГШ-55,

август 2003 г. О ПШ-64, август 2004 г.

О ПШ-71, август 2005 г.

32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 в.д. 42 Рисунок 1. Карта изученности взвеси Белого моря с помощью счетчика Коултера. лето 20012005 гг.: 49,55, 64 и 71-Я рейсы НИС «Профессор Штокман», 57-й рейс НИС «Иван Петров»

65 С. ЕЛ

6ЛЯ

Станции отбора • взвеси

□ донных осадков

36 Номера станций )( Железнодорожный мост в центре г, Архангельска

о. КуыБыш

ДвИИСКШ!

ш.'.ив

По имени автора прибор получил название счетчик Коултера. Определение размеров отдельных частиц выполняется по величине импульсов электрического тока. В главе описано устройство счетчика, его принцип действия, достоинства и недостатки, методика отбора и анализа проб взвеси.

Измерения на счетчике охватывают частицы диаметром от 1,8 до 20,7 мкм. Этот интервал включает мелкоалевритовую, крупно- и среднепелитовую фракции. Пели-товая фракция взвеси и донных осадков является наименее изученной в литологии [Юшкин, 2005]. Она преобладает по массе и количеству частиц и создает дисперсный фон океана, составляет основу горизонтальных потоков осадочного материала [McCave, 1983; Сивков, 1994]. Относительно редкие крупные частицы (крупноалевритовой и песчаной размерности) дают решающий вклад в величину суммарного гравитационного потока, но они изучаются другими методами - с помощью седи-ментационных ловушек. Согласно исследованиям [Honjo, 1980], частицы диаметром более 20 мкм, как правило, встречаются достаточно редко в морской воде. В главе также обсуждаются границы выделенных фракций, вопросы обоснования изученного размерного интервала взвеси и геологическая интерпретация данных. Основные гранулометрические характеристики взвеси:

объемная концентрация, или объем взвеси рассчитывается, исходя из предположения о сферичности частиц, в мм3/л. Имея определенное количество частиц одной из фракций взвеси и их средний диаметр, нетрудно найти объем взвеси. Объемная суммарная концентрация, или суммарный объем - это сумма объемов всех фракций в пределах изученного диапазона.

Площадь поверхности взвеси рассчитывается по среднему диаметру фракции исходя из предположения о сферичности частиц, мм2/л. Суммарная площадь поверхности частиц - это сумма площадей всех фракций взвеси. Определяет физико-химическую активность частиц.

Численная концентрация - это число частиц данного диаметра в 1 литре морской воды, принимая по-прежнему сферическую форму частиц. Эта характеристика взвеси наиболее важна при изучении оптических свойств воды. Численная суммарная концентрация - сумма численных концентраций всех фракций взвеси.

Содержание фракции - ее процентное содержание от суммарного объема взвеси.

Медианный диаметр (Md), сортировка (S0) - традиционные статистические коэффициенты, вычислялись методом квартилей по кумулятивной кривой (Лисицын, 1956).

3.2.2. Лазерный дифрактометрический метод (анализатор Малверн)

Метод начал разрабатываться во второй половине XX века. По способу реализации он относится к интегрально-оптическим. В главе рассмотрены принцип действия прибора (Malvern ЗбООЕс), его возможности, методика отбора проб и анализа взвеси (аналитик И.М. Лебедев).

3.2.3. Метод комбинированного водно-механического анализа

Классическая методика гидравлического анализа морских донных осадков, разработанная в ИО РАН в 1960 г. В.П. Петелиным [1967], с дополнениями Т.Н. Алексеевой [Свальнов, Алексеева, 2005].

3.2.4. Метод ультрафильтрации взвеси По стандартным методикам на борту судна проводилась фильтрация взвеси для последующего определения в лабораторных условиях массовой концентрации взвеси на фильтрах, концентрации углерода (Л.А. Гайворонская и Н.В. Политова) и общей численности микроорганизмов (ОЧМ).

3.2.5. Определение содержания некоторых химических элементов и компонентов во взвеси Фотометрическое определение 81, А1, Р (валовых) проводилось по методике, разработанной в ГЕОХИ РАН [Гельман, Старобина, 1976], с дополнениями А.Б. Исаевой (ИО РАН). Содержание С0бщ и Сорг. определяли автоматическим кулонометри-ческим методом (аналитик Л.В. Демина).

3.2.6. Прямые микроскопические наблюдения Просмотр взвеси на мембранных фильтрах выполнен под сканирующим электронным микроскопом (1БМ-Ш и РЫНрз ХЬ 30 ЕБЕМ). Общий счет фиксированных клеток микроорганизмов на мембранных фильтрах проводили в эпифлуорес-центном микроскопе (ЛЮМАМ-И2) И.Н. Мицкевич и Е.Ф. Веслополова.

3.2.7. Подспутниковые наблюдения Применение спутниковых методов позволило одновременно охватить все Белое море и получить картину распределения ряда важных характеристик: температуры (°С), концентрации хлорофилла (мг/м3) и показателя обратного рассеяния взвесью (м'1). Получение информации со спутника осуществляли сотрудники лаборатории оптики океана ИО РАН. Интерпретацию данных и разработку локальных алгоритмов проводил В.И. Буренков.

Глава 4. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ВЗВЕСИ В МАРГИНАЛЬНОМ ФИЛЬТРЕ СЕВЕРНОЙ ДВИНЫ

Результаты исследования дифференциации и трансформации вещественного состава взвеси автор излагает в свете теории маргинального фильтра А.П. Лисицына [1994], сопоставляя с ГБЗ (геохимическая барьерная зона) «река-море» Е.М. Емельянова [1998]. В главе рассмотрены особенности распределения взвеси и формирования ее вещественного состава в устьевой области Северной Двины в разные сезоны.

4.1. ПЕРИОД ВЕСЕННЕГО ПАВОДКА В период максимального уровня паводка (14-18 мая 2004 г.) массовые концентрации взвеси были высокими: в среднем 9,3 мг/л. В пределах устьевой области Северной Двины в поверхностном слое доминировала речная вода.

Данные гидравлического анализа показали, что взвешенное вещество Северной Двины в период паводка соответствовало тонкому пелиту. Пелитовая фракция (менее 10 мкм) составляла в среднем 87%, а субколлоидная (менее 1 мкм) - около 55%. Среднее содержание песчаной (250-100 мкм) и алевритовой (ЮО-Ю мкм) фракций было примерно 13%, а в верхнем течении реки (пос. Усть-Пинега) достигало 33%,

Проведено сравнение гранулометрического состава взвеси и донных осадков по данным гидравлического метода. Донные осадки отличались от взвеси значительно более грубым гранулометрическим составом. Дно устья Северной Двины сложено, в основном, мелко- и среднезернистым песком с высоким содержанием песчаной (>100 мкм) фракции (80-99%)- Во внешней части дельты для песков характерна лучшая сортировка осадка, чем в рукавах. Вверх по течению реки (100 км выше г. Архангельска) на локальных участках обнаружены пелитовые илы, которые близки к взвеси по гранулометрическому составу (рисунок 3). Резкое падение скорости течения, вызванное морфологическими особенностями русла, обуславливает быстрое выпадение взвеси в осадок.

Донные осадки близки по составу -к взвеси Донные осадки гораздо грубее взвеси

% %

Рисунок 3. Кумулятивные кривые взвеси (горизонт 0 м) и донных осадков (горизонт 0-3 см) в устье Северной Двины, май 2004 г. Номера станций подписаны на кривых

Проведено сравнение результатов лазерного и гидравлического анализов.

Эти методы дополняют друг Друга. Разделение взвеси по гидравлической крупности согласно закону Стокса возможно при предварительном диспергировании пробы. Поэтому весовые проценты (абсолютно сухая масса фракции) отражают гранулометрический состав, а объемное содержание по лазерному анализатору показывает ми кр о агрегатный состав естественной влажности (рисунок 4), Установлено, что е паводок терригенное вещество поступает в море не только в виде отдельных частиц,

но и в форме агрегатных скоплений более или менее стойких. Кроме того, агрега-тивная среда морской воды неустойчива, при определенных условиях взвесь коагулирует и образует флоккулы размером до 125 мкм [Рлэта, 1987]. Микроагрегатный анализ взвеси и донных осадков позволит оценить степень их дисперсности в природном состоянии и получить новую информацию о процессах седиментации.

Крупней плеврит 5(1-1(10 мкм11

мкм алеврит 50-100 иь-м"

Пелргт ' ! мкм

Рисунок 4. Диаграммы гранулометрического состава взвеси в устье Северной Двины (поверхностный горизонт) по данным двух разных методов, май 2004 г.

Гидравлический метод (12 проб)

Мелкий алеврит 10-50 мкм О '1

Лазерный дифрактометрический метод {25 проб) Мелкий алеврит

По данным лазерного метода взвесь устьевой области Северной Двины в период паводка была мелкоалевритовой (фракция 10-50 мкм составляла а среднем 54%). 8 то же время согласно гидравлическому анализу преобладала пелитов ая фракция (менее 10 мкм). Пр обо подготовка сильно влияет на результат анализа. Сумма алевритовых фракций обычно превышала 80%. Во время паводка взвесь поступала с речными водами преимущественно в виде минеральных и органо-минеральных агрегатов, а не в форме отдельных частиц средне- и тонкопелитовой размерности.

Исследование вещественного состава взвеси под электронным сканирующим микроскопом показало присутствие не только большого количества обломочных зерен угловато-окатанной формы, но и глобулярных скоплений (агрегатов), состоящих из мелких чешуйчатых образований - глинистых минералов. Минеральные частицы преобладали над биогенными.

Изучено влияние прилнвно-отливных движений воды на гранулометрический состав. В прилив на устьевом взморье во время весеннего паводка верхний распреснённый слой фиксировался до глубины 7-10 м, соленость поверхностных вод была менее 0,1%о, Однако приливные движения воды влияли на распределение и состав взвеси. Это явление наиболее выражено на устьевом взморье (в районе о, Мудьюгский). В фазу приливного подпора содержание взвеси в поверхностных водах понижалось примерно в три раза, а Мс1 уменьшался в два раза., так как стоковое

течение речных вод замедлялось. В придонных водах усиливались процессы взмучивания. Сортировка взвеси ухудшалась во время прилива, а площадь поверхности частиц и, следовательно, их сорбционная способность увеличивалась. Содержание крупноалевритовой фракции сильно снижалось от 41% в фазу отлива до 13% в прилив. В клине относительно холодных и соленых морских вод транспортируется более тонкая взвесь по сравнению с речными паводковыми водами.

Наиболее крупный терригенный материал оседал в рукавах дельты, подчиняясь закону механической сепарации по гидравлической крупности частиц, а на устьевом взморье речные воды просветлялись. Здесь благоприятное сочетание освещенности, температуры и биогенных элементов создавало условия для развития кремнистого микропланктона, известкового нанопланктона и жгутиковых, что подтверждается спутниковыми данными по хлорофиллу.

Исследован минеральный состав фракций взвеси. Кварц, полевые шпаты, доломит и амфиболы тяготеют к грубодисперсной фракции взвеси (10-250 мкм), пели-товая фракция (менее 10 мкм) представлена в основном гидрослюдой (иллит), а также каолинитом, хлоритом, смектитом. Рентгенографическое исследование взвеси (аналитик О.М. Дара) показало, что в паводок содержание суммы глин (46,3%) и суммы кварца и полевых шпатов (45,1%) приблизительно одинаковое. Глинистая фракция достигала максимума на устьевом взморье (до 68,3%).

Во время паводка ряд уменьшения содержания минералов в пелитовой фракции взвеси следующий: иллит (46,9%), хлорит (20%), каолинит (19%), смектит (15,9%). Первостепенную роль в речной взвеси, так же как в донных осадках Белого моря и других арктических шельфовых морей [Калиненко, 2001], играет иллит. В субколлоидной фракции (менее 1 мкм) содержание смектита увеличивалось вверх по течению Северной Двины (до 34%). Он тяготеет к наиболее тонкодисперсной части пелитовой фракции. Его появление в донных осадках Белого моря связано с выносом Северной Двины. Смектит обнаружен в донных осадках и других морей Арктики [Горбунова, Серова, 1994; Stein et al., 2004]. Вследствие хороших флотационных свойств он способен дольше других глинистых минералов удерживаться во взвешенном состоянии. Дальность его миграции в море может быть очень велика. Иллит и хлорит, поступая с речным стоком совместно, затем обычно разделяются, обогащая осадки на разных участках дна. В условиях повышенной гидродинамической активности глинистые минералы либо не осаждаются, либо вымываются из осадка устьевой области.

Проанализировано содержание некоторых химических элементов во взвеси.

Содержание Si во взвеси во время паводка было около 30%, что близко к его содержанию в речных донных осадках, почвах и песчаниках. Содержание AI во взвеси выше (7%), чем в речных донных осадках и приближалось к его содержанию в почвах, континентальных глинах и пелагических глинах океана. Пелитовая фракция

взвеси в основном представлена речными алюмосиликатными частицами. На устьевом взморье ее содержание достигало 97%, а содержание минеральной взвеси в период малой воды - 90% (пересчитано по содержанию А1). Установлено, что 3,2 мг/л - это концентрация тонкой (пелитовой) части речной взвеси, которая поступала в Двинский залив во время паводка с поверхностными водами.

Обнаружено обогащение взвеси по отношению к А1. Основная часть 81 находится не только в составе глинистых минералов, но и в форме кварца, а также кремнистых скелетов диатомовых. Сорг пребывал в речной воде в основном в растворенной форме и в виде коллоидов. Фосфор в реке переносится преимущественно в виде взвеси. Он примерно в равной степени связан и с тонкодисперсными терригенными частицами и с органическим веществом. Р, как жизненно важный элемент, концентрируется в живых организмах и органическом детрите. За счет ОВ взвесь обогащена Р (коэффициент концентрирования - 2,07). Отношение М/Р в Северной Двине было близко к диатомовому: 2-3.

По содержанию таких элементов-гидролизатов как Бе и Тл взвесь Северной Двины приближается к континентальным глинам. Для них характерно совместное накопление и вынос из коры выветривания в пелитовой фракции взвеси. Приблизительно 90% железа и марганца в реках переносится частицами от 2 до 20 мкм [вШЬв, 1977]. Тл тяготел к пелитовой фракции, ассоциируя с глинистыми минералами, и к песчано-алевритовой (10-250 мкм), входя в состав акцессорных минералов.

Близкие содержания А1, Б!, Бе и П во взвеси и почвах очевидны. Твердый речной сток взвешенных веществ формируется за счет эрозии почв, ледниковых и межледниковых отложений [Ратеев и др., 2001]. Морские осадки наследуют в основном состав и распределение обломочных минералов по гранулометрическому спектру от исходных пород [Емельянов, 1982].

Таким образом, во время паводка нам удалось исследовать начальную - гравитационную - часть маргинального фильтра. В это время в устье Северной Двины и на устьевом взморье были распространены пресные воды. Во время паводка песчано-алевритовая часть речной взвеси откладывается в протоках дельты (гравитационная часть маргинального фильтра), а основная часть тонкого глинистого материала поступает во вторую стадию маргинального фильтра. Коллоидно-дисперсная и биологическая части маргинального фильтра в паводок смещались из кутового района вглубь Двинского залива и, вероятно, растягивались вплоть до Горла. При переходе от рукавов Северной Двины к устьевому взморью происходит снижение значимости литодинамических процессов и усиление физико-химических преобразований форм миграции терригенного материала (агрегирование), на которые накладывается влияние биогенного фактора. Из-за интенсивного опреснения морских вод речными паводковыми водами и влияния приливно-отливных течений, границы между различными ступенями фильтра размыты и растянуты на значительные расстояния. В кли-

не относительно холодных морских вод во время прилива приходит более тонкая взвесь мелкоалевритовой и пелитовой размерности (в соотношении 66:22%), по сравнению с речными паводковыми водами, состоящими из мелкого и крупного алеврита (44:41%).

4.2. ПОСЛЕПАВОДКОВЫЙ ПЕРИОД - НАЧАЛО ЛЕТНЕЙ МЕЖЕНИ

В послепаводковый период (июнь 2003 г.) объемные суммарные концентрации взвеси в поверхностных водах дельты Северной Двины достигали максимальных значений: 4,6 мм3/л, что примерно в 3-4 раза выше, чем в остальной части моря. В пределах солености от 19 до 25%о уменьшение концентрации происходило линейно: от 4,6 до 0,9 мм3/л. Обнаружена обратная зависимость объемной суммарной и объемной концентрации пелитовых фракций (2,3-4,5 мкм) от солености. Взвесь выводилась из воды в результате коагуляции и за счет биофильтрационной системы планктона. Содержание терригенной части уменьшалось примерно в два раза (при солености 24%о) по сравнению с акваторией, примыкающей к дельте Северной Двины (19%о): от 77% до 26% (биогенная при этом возросла до 74%). Основное количество терригенного взвешенного вещества, причем самого крупного, оседает в устье и вблизи него. При удалении от устья росла концентрация кислорода (от 6,9 мл/л до 7,4 мл/л). В этом же направлении убывал показатель ослабления света: до 1,2 м"1. Воды просветлялись, и улучшалась освещенность. Все это создавало благоприятные условия для развития фитопланктона [Максимова, 1991]. Самая высокая биопродуктивность (биологическая пробка) отмечалась сразу же за внешней границей солевого барьера (20-23%о) - сорбционного этапа маргинального фильтра. В этом районе в июне и августе 2003 г. выявлено скачкообразное увеличение объемной концентрации взвеси при солености 23-24%о.

Различия в гранулометрическом составе взвеси (по счетчику Коултера) обусловлены, прежде всего, сочетанием долей частиц фитопланктона и терригенного материала. Коэффициент парной корреляции между фракциями и соленостью увеличивался с дисперсностью взвеси (для 12 проб): прямая связь обнаружена для мелкоалевритовой фракции (10,5-20,7 мкм, Я=0,6), а обратная - для крупно- и средне-пелитовой (5,6-10,5 мкм, 11=4),8; 1,8-5,6 мкм, 11—0,9). При смешении пресных и морских вод выведение из взвеси частиц размером 3-4 мкм происходило наиболее интенсивно. По мере увеличения солености содержание мелкоалевритовой фракции увеличивалось, а пелитовой наоборот уменьшалось. Мелкоалевритовые частицы представлены преимущественно фитопланктоном и их детритом, а пелитовые - тер-ригенным веществом.

Электронно-микроскопическое исследование взвеси в дельте Северной Двины на фильтрах выявило преобладание минерального вещества и наличие отдельных клеток и колоний как пресноводных, так и солоноватоводных видов водорослей. Среди терригенного вещества преобладали частицы пелитовой размерности, реже

угловато-окатанные диаметром 15-30 мкм и глобулярные скопления пелитовых частиц размером до 20 мкм. Во взвеси внешней части устья по-прежнему преобладало пелитовое терригенное вещество. Однако практически не обнаружено мелкоалевритовых частиц (более 10 мкм). Гравитационный этап маргинального фильтра (или гидродинамический барьер) уже пройден, и взвешенное вещество прошло дифференциацию частиц по гидравлической крупности. Там, где соленость воды приближалась к «нормальной» морской (около 25%о), содержание терригенных частиц заметно сократилось.

Содержание и А1 во взвеси в начале летней межени заметно ниже, чем в паводок, а также ниже их содержания в почвах, что обусловлено увеличением во взвеси доли биогенного вещества. Между содержанием А1 и в речной взвеси в противоположность паводку обнаружена прямая связь. Четко выделились две группы проб: I - отражает собственно речную взвесь дельты и кутовой части Двинского залива, где главным источником является терригенный снос и II - взвесь смешенного типа, которая состоит из тонкого терригенного вещества, фитопланктона и органического детрита (рисунок 5).

А1,%

Рисунок 5. Зависимость между содержанием и А1 во взвеси поверхностного горизонта (0-0,5 м) в дельте и на устьевом взморье Северной Двины в июне и августе 2003 г. Деление на речные и морские пробы условно, по солености воды. Морскими пробами именуются те, которые имеют соленость около 24%о и более

25 30 51, %

При увеличении солености вод от 19 до 22%о содержание в! во взвеси снижалось примерно в 2 раза, далее при росте солености до 24%о уменьшается еще в 1,5 раза. Аналогично содержание А1 на каждой ступени увеличения солености 19-22-24%о сокращалось в 1,5 раза. Взвешенное вещество обогащено Р по отношению к А1. Его коэффициент концентрирования (К.К.) в морских водах возрастал в 2 раза.

Таким образом, исследования внешней (биологической) части маргинального фильтра в ГБЗ «река-море» в начале летней межени (июнь 2003 г.) показали четкую дифференциацию взвеси по вещественному составу в зависимости от солености вод.

Соотношение трех основных размерных фракций (средне-, крупнопелитовой и мелкоалевритовой) менялось в направлении от устья реки.

Содержание основных породообразующих элементов, Si и AI, в послепаводковый период в июне заметно ниже, чем в половодье в мае. С удалением от устья Северной Двины (на расстоянии 40-50 км при солености около 24%о) начинает ослабевать влияние аллохтонного терригенного вещества и стремительно увеличивается содержание автохтонной биогенной части взвеси.

4.3. ПЕРИОД ЛЕТНЕЙ МЕЖЕНИ

Максимальные значения объемной суммарной концентрации (по счетчику Ко-ултера) приурочены к дельте Северной Двины: до 5,8 мм3/л при солености 5%о (август 2001 г.), где терригенная составляющая взвеси достигала 70-90%. На устьевом взморье концентрации варьировали в значительных пределах: от 1 до 5 мм3/л. Эти колебания во многом зависят от солености вод, объема речного стока и распространения приливной волны. С удалением от источника питания (реки) и увеличением солености (от 5 до 26%о) в кутовой части Двинского залива концентрации заметно падают (до 0,8 мм3/л). Аналогично уменьшается площадь поверхности взвеси: от 7668 до 820 мм2/л. Между соленостью и площадью поверхности выявлена обратная линейная зависимость.

Исследования процессов смешения вод на границе река-море на примере устья Северной Двины были начаты в августе 2001 г. Основное механическое осаждение взвеси из воды, в основном, песчаной и алевритовой размерности начиналось уже при незначительном повышении солености: 0,8%о [Новигатский и др., 2001]. При попадании речных глинистых частиц в морскую среду, являющуюся сильным электролитом, происходит их коагуляция и затем удаление из воды. Органические коллоиды также проявляют способность к коагуляции. Коллоидные и субмикронные частицы находятся в состоянии броуновского движения, что способствует их соударению и слипанию [Чухров, 1955]. Их коагуляция на несколько порядков превышает коагуляцию более крупных частиц [McCave, 1984]. Отсюда содержание средне- и крупнопелитовой фракции примерно одинаково при солености 5%о: AI,2 и 46,4% соответственно. Но уже при 10%о это равновесие нарушается в сторону укрупнения взвеси, а вода при этом заметно просветляется. Потребление питательных солей и физиологические свойства клеточных мембран фитопланктона, зависят от интенсивности света [Максимова, 1991]. Вероятно, здесь заканчивается второй этап маргинального фильтра, связанный с флоккуляцией коллоидов и образованием «эстуар-ного снега», и начинается новый, где ведущую роль играет фитопланктон (солевой барьер переходит в «биофильтр»). В соленых водах (26%о) содержание мелкоалевритовой «диатомовой» фракции (10-20 мкм) возрастает примерно в 3 раза, а сред-непелитовой «терригенной» (2-5 мкм) сокращается в 2 раза.

Другой пример изменения состава взвеси на границе река-море получен в августе 2005 г. На ранней фазе смешения (от 0,2 до 2 %о) вместе с объемной суммарной концентрацией взвеси в 2 раза сократилась общая численность микроорганизмов (ОЧМ): от 360 до 170 тыс. кл/мл (гидродинамический барьер). Это вызвано подпру-живанием устья морскими водами и, как следствие, резким снижением скорости несущего потока, что приводит к уменьшению вертикальной составляющей турбулентного потока и осаждению частиц [Лисицын, 1994]. Размеры клеток микроорганизмов варьируют от 0,2 до 1,5-2 мкм. Однако естественный бактериальный планктон содержит до 30% агрегатов, представляющих собой микроскопические «хлопья» размером 5-8 мкм [Сорокин, 1974]. В Белом море более 60% составляют клетки, прикрепленные к частицам детрита (данные И.Н. Мицкевич). Каждая такая частица, как правило, насыщена бактериями. Обнаружена корреляционная зависимость между массовой концентрацией взвеси и ОЧМ.

Сорбционная система маргинального фильтра (солевой барьер) - второй качественно и количественно новый этап в распределении взвешенных веществ. Главные сорбенты здесь: гидроокислы железа, органическое вещество, глинистые минералы, кремнистые и карбонатные остатки организмов [Лисицын, 1994]. Они захватывают и селективно переводят во взвесь растворенные формы элементов из речной воды. Массовая концентрация взвеси испытывала заметные флуктуации. Ее значения колебались от 2,6 до 5,1 мг/л. Микроорганизмы поселялись на новообразованных флоккулах. ОЧМ достигала здесь максимальной для устья величины: 520 тыс. кл/мл. Объемные суммарные концентрации взвеси, измеренные в конце сорбционного этапа фильтра, составляли в среднем 2,2 мм3/л. Соотношение трех основных фракций здесь следующее: 62% среднепелитовая (2-5 мкм), 30,5% крупнопелитовая (5-10 мкм) и 7,3% мелкоалевритовая (10-16 мкм). Очевидно, при солености 15%о заканчивается сорбционной этап фильтра. После двухэтапного лавинного осаждения взвеси воды становятся прозрачней, что является толчком для развития фитопланктона. Здесь четко выделяется пик массовой и объемной концентраций взвеси: до 5,1 мг/л и до 5,2 мм3/л соответсвенно. Эти пики вызваны скачкообразным увеличением продуктивности фитопланктона. Характерно бимодальное распределение взвеси по фракциям. ОЧМ здесь возрастала (до 250 тыс. кл/мл), но не столь значительно как на сорбционной ступени. Понижение ОЧМ вызвано уменьшением количества детрита, с которым связано развитие их клеток, и интенсивным образованием «живой» органики. Площадь поверхности взвеси здесь заметно сократилась.

По данным лазерного анализатора суммарный объем значительно убывал с увеличением солености. По гранулометрическому составу взвесь устья Северной Двины была мелкоалевритовой: среднее содержание фракции 10-50 мкм 62%. Алевритовая фракция преобладала во взвешенном веществе на границе река-море (в среднем 79%). В морских пробах ее содержание превышало 90%.

На первом (гравитационном) этапе смешения речных и морских вод (август 2005 г.) преобладали крупнодисперсные фракции. После выведения из взвеси крупных частиц, наступает сорбционный этап, где Md был наименьшим: 11,8 мкм. Обнаружена обратная зависимость между Md и площадью поверхности. Наибольшая площадь поверхности взвеси (0,34 мм2/см3, соленость 5-10%о) соответствовала наименьшему Md и максимальному значению ОЧМ. Здесь взвешенное вещество обладало развитой поверхностью. Сосредоточение питательных веществ при адсорбции на поверхности частиц создает благоприятные условия для развития бактериальной флоры. Сумма площадей пелитовых фракций (1-10 мкм) достигала 70%. На остальной акватории устья площадь поверхности алевритовой фракции преобладала над пелитовой: 55 и 44% соответственно. На биологическом этапе обнаружено укрупнение частиц. Таким образом, для гравитационной ступени фильтра Md составлял 2428 мкм, для сорбционной - 10-25 мкм и биологической - 25-60 мкм.

Электронно-микроскопическое исследование взвеси Северной Двины при солености 5%а выявило преобладание тонкого минерального вещества, реже встречались центрические и пеннатные диатомовые. С увеличением солености (10%о) возрастала численность клеток фитопланктона, появлялись виды, характерные для морских условий. Взвешенное вещество из района биологического этапа маргинального фильтра представлено диатомовыми водорослями и единично силикофлагеллятами, тонким чешуйчатым минеральным веществом и детритом.

Среднее содержание Si во взвеси устья Северной Двины (13,75%) в конце летней межени (август) было в 2 раза ниже, чем в паводок (29,66%) и заметно ниже его содержания в послепаводковый период (19,92%). На устьевом взморье содержание Si возрастает (19,56%) за счет кремнистых скелетов диатомовых водорослей. Соотношение Si и Al выявило тесную положительную линейную зависимость. Кварцевая составляющая выводится из взвеси, как правило, в рукавах дельты, а в море поступает глинистое вещество, на которое накладывается кремнистый фитопланктон. Содержание Al во взвеси в августе (3,57%) приблизительно в 2 раза меньше, чем в июне (5,99%) и ниже, чем в паводок (7%). Его значение приближается к содержанию в речных донных осадках (4,9%) [Морозов и др., 1974]. Отношение Si/Al, убывает с увеличением солености и имеет степенную зависимость (R2=0,78 для 17 проб). Это отношение демонстрирует удаление кварца из взвеси. В отличие от Si и Al взвесь значительно обогащена Р. Его содержание (до 0,39%) было примерно в 2 раза выше, чем в послепаводковый период и в 5,5 раз выше, чем в паводок.

Таким образом, в период летней межени (август 2001-2005 гг.) характер распределения концентраций взвеси практически совпадал с положением изохалин. Гранулометрический состав взвеси изменялся в зависимости от этапа маргинального фильтра. По данным автора на солевом барьере река-море в водах от 5 до 15%о выявлен сорбционный этап, а при солености около от 15 до 22-24%о - биологический

этап маргинального фильтра. Следовательно, положение крайних границ фильтра зависит от распределения солености. Положение маргинального фильтра Северной Двины ограничено изохалинами 1 и 24%о. Установление границ различных этапов фильтра и механизм его работы еще требует дальнейших исследований. По мнению автора, эти границы несколько условны и расплывчаты.

Глава 5. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЕ ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ВЗВЕСИ В БЕЛОМ МОРЕ

В главах последовательно рассмотрены следующие вопросы: количественное распределение суммарного объема и площади поверхности взвеси, спутниковые наблюдения цвета Белого моря (обработка В.И. Буренкова), гранулометрический состав по счетчику Коултера, электронно-микроскопическое исследование взвешенного вещества, содержание некоторых химических элементов во взвеси.

5.1. ПОСЛЕПАВОДКОВЫЙ ПЕРИОД - НАЧАЛО ЛЕТНЕЙ МЕЖЕНИ

(июнь 2003 г.)

5.1.1. Поверхностные воды

В июне 2003 г. объемные суммарные концентрации взвеси в большей части акватории моря варьировали от 0,5 до 1,0 мм3/л. Максимальные концентрации обнаружены в кутовой части Двинского залива: до 4,6 мм3/л. Здесь суммарная площадь поверхности взвеси была чрезвычайно велика: до 6058 мм2/л. Следовательно, в этом районе увеличивалась физико-химическая активность взвешенных частиц. ОЧМ была здесь максимальной: 430-558 тыс. кл/мл. Высокие значения площади поверхности (до 3851,6 мм2/л) отмечались в Двинском заливе и тяготели к выносам Северной Двины. Несмотря на относительно развитую поверхность взвеси, ОЧМ в заливе и Бассейне была невелика: около 135 тыс. кл/мл. Это значение ниже данных для августа 2001 г. и июля 2002 г. [Саввичев и др., 2005]. Невысокая ОЧМ вероятно связана с отставанием времени наступления пика бактериальной продукции от пика массового развития фитопланктона (который обычно отмечается в июне). Максимум бактериальной продукции совпадает со временем наибольшего распада фитопланктона (конец летней межени).

По спутниковым наблюдениям цвета Белого моря в июне 2003 г. поверхностные воды моря уже достаточно прогреты (1=6-10 °С), по сравнению с маем. Наиболее низкие температуры отмечались в Онежском заливе и, особенно, вблизи Соловецких островов: до 2-4 °С. Прогретые воды Северной Двины (1>10 °С) не проникали далеко в глубь Двинского залива, а располагались в его кутовой части, совпадая с положением пятна мутных (3—4 мм3/л) речных вод.

Изучение гранулометрического состава (по счетчику Коултера) показало, что во взвеси поверхностного слоя преобладала пелитовая фракция (1,8-10,5 мкм). Ее содержание достигало 93,5%, а в среднем составляло 76,3% (процент от суммарного

объема). Высокое содержание пелитовой фракции (более 80%) обычно тяготело к областям выноса речного стока. Здесь содержание среднепелитовых частиц (1,8-5,6 мкм), как правило, превышало 50%, а М<1 составлял менее 5 мкм.

В основном среднепелитовая фракция преобладала над крупнопелитовой примерно в 1,5 раза. Для большей части акватории моря Мё колебался от 5 до 7 мкм. Он увеличивался до 9 мкм на ограниченных участках: в западной части Бассейна и особенно вокруг Соловецких островов. Наиболее низкая объемная концентрация взвеси (0,6 мм3/л) соответствовала здесь наибольшему М<1. Взвесь характеризовалась плохой сортировкой, а содержание среднепелитовой фракции (39,9%) приближалось к мелкоалевритовой (33,9%).

Площадь поверхности пелитовых частиц (1,8-10,5 мкм), как наиболее химически активных, была максимальна в Двинском заливе (до 3739 мм2/л) и оставалась сравнительно большой в Бассейне (до 2066 мм 2/л). Как следствие развитой поверхности высокодисперсное вещество имеет потенциально высокую химическую активность и способствует сосредоточению питательных веществ при адсорбции на поверхности, что влечет за собой рост концентрации бактерий. Для Двинского залива характерен большой разброс значений площади поверхности пелитовой фракции по акватории. Этот разброс определяется влиянием главного источника терригенной взвеси - Северной Двины. Кандалакшский залив и особенно северная часть Онежского залива отличались наиболее низкой площадью поверхности пелитовой фракции (до 1376 мм2/л). Судя по содержанию взвеси, эти районы моря в июне были биохимически не активны, и значительной ОЧМ здесь ожидать не приходится.

Во время прилива в Двинском заливе содержание среднепелитовой фракции уменьшалось почти в полтора раза, а мелкоалевритовой соответственно возрастало в два раза по сравнению с отливом. То есть, в фазу прилива взвешенное вещество становилась крупнее (Мс1=7 мкм), а в фазу отлива тоньше (Мс1=5 мкм). Для взвеси характерен бимодальный гранулометрический профиль, где первый пик характеризуется средним диаметром частиц 3 мкм, а второй - 12 мкм. Во время отлива второй «диатомовый» пик резко не выражен. Взвешенное вещество трансформированных баренцевоморских вод отличалось сравнительно плохой сортировкой (8о=3,1) от взвеси речных вод в фазу отлива (2,4).

Электронно-микроскопическое исследование взвеси позволило выявить различия в вещественном составе взвеси поверхностного горизонта различных районов Белого моря. В Двинском заливе обнаружено большее по сравнению с другими частями моря количество минерального вещества размером менее 5 мкм. В открытых частях моря преобладал биогенный детрит, терригенные частицы представлены субколлоидной фракцией и присутствовали во взвеси в незначительном количестве. Иногда на фильтре просматриваются флоккулы диаметром до 100 мкм (агрегаты, состоящие преимущественно из детрита фитопланктона) и агрегаты из бактериаль-

ных клеток размером до 2 мкм. Крупные обломочные частицы размером 30—40 мкм и литоральные формы диатомовых, обнаруженные в водах Восточной Соловецкой Салмы, подтверждают предположение о сильном приливном перемешивании вод в этом районе.

Высокие содержания обнаружены в прибрежных пробах: в кутовой части Двинского залива (12,50%), у Зимнего берега (25,21%) и у Соловецких островов (до 18,17%). Наибольшее содержание 8Ю2шорф отмечалось в водах окружающих Соловецкие острова. Этот район характеризовался большим М(1 взвеси по сравнению с остальной акваторией моря.

В распределении А1 прослеживается уменьшение его содержания по мере удаления от берега. Его повышенные количества отмечаются там, где в воде скапливается глинистое вещество: 1) устьевая область Северной Двины (до 5,80%); 2) участки моря у абразионных берегов (Зимний берег, до 7,90%); 3) мелководный район с интенсивным приливным перемешиванием водной толщи и взмучиванием донных осадков (район Соловецких островов, до 3,49%). Содержание А1 в открытой части моря составляло в среднем 1,33%. Наиболее низкое содержание А1 (0,51%) обнаружено в Кандалакшском заливе, где речной сток с континента минимален.

Органический углерод - основной компонент морской взвеси. Содержание Сорг во взвеси убывало логарифмически с увеличением ее терригенности. Самые низкие значения Сорг характерны для дельты Северной Двины и кутовой части Двинского залива: от 0,7 до 10,3%. Сравнительно невысокое его содержание обнаружено в поверхностных водах Двинского залива вдоль Зимнего берега. Это район транзита тонкого терригенного вещества. Содержание Сорг во взвеси поверхностного горизонта (за пределами маргинальных фильтров) по 43-м определениям составило 31,1% и варьировало от 13,9 до 50%. Столь большие колебания обусловлены неодинаковой биомассой и видовым составом фитопланктона в различных районах моря. Взвешенная форма Сорг в Белом море имеет не аллохтонную, а автохтонную природу. Если пересчитать Сорг на ОВ (Соргх1,82), то в среднем взвесь Белого моря примерно на половину состоит из взвешенного органического вещества (53% ОВ). Сравнительно низкое содержание ОВ в зоне распространения кремнистой взвеси указывает на незначительное участие диатомей в его (ОВ) продуцировании.

5.1.2. Водная толща

Средняя объемная суммарная концентрация взвеси в водной толще Белого моря (горизонты от 1 до 283 м, без поверхностного - 0 м) в июне 2003 г. была в два раза ниже (0,5 мм3/л, 48 проб), чем в поверхностном горизонте. Объемная концентрация взвеси уменьшалась с глубиной согласно степенной зависимости. Наибольшие колебания значений концентрации обнаружены в верхнем слое 0-15 м.

Сравнение 74 пар значений ОЧМ и суммарной площади поверхности позволило выявить положительную линейную зависимость между ними (рисунок 6). Но есть

исключения из этого правила. Они обычно связаны с явлением пикноклина.

5. 5000

• ✓

Ез

Рисунок 6. Зависимость между суммарной площадью поверхности частиц взвеси и общей численностью микроорганизмов (ОЧМ) в водах Белого моря, июнь 2003 г.

5 4000

✓ у=10,7х-130 И5 =0.75 п=74

с 3000

п=74

0 100 200 300 400 500 600 ОЧМ, хЮ клеток/мл

Над вертикальным градиентом плотности отмечено увеличение ОЧМ до 228 тыс. кл/мл. Здесь отмечается явление «жидкого дна», где накапливается значительная часть взвеси [Лисицын, 2004]. Численность микроорганизмов имеет максимум чаще всего сразу под максимумом взвеси. «Жидкое дно» разделяет биогенное вещество взвеси по удельному весу, не пропускает на глубину остатки организмов с удельным весом меньше, чем в пикноклине. Здесь происходит удаление легкой части отмерших организмов (клеточного содержимого, жировых капелек и др.) с сохранением тяжелых частей - панцирей, раковинок и др. Отделение главной части биогенных элементов (С, N. Р и др.) в слое «жидкого дна» от твердых (минеральных) частей организмов сопровождается ростом численности микроорганизмов.

В стратифицированных водах Двинского залива и Бассейна максимальные объемные суммарные концентрации и площади поверхности взвеси обнаружены в поверхностном горизонте (0 м). Под слоем пикноклина объемная концентрация резко понижалась в 3,4 раза по сравнению с поверхностными водами. Аналогично объемной концентрации примерно в 3,3 раза уменьшалась площадь поверхности взвеси. С увеличением глубины в промежуточных и придонных водах концентрация взвеси и площадь поверхности уменьшались еще почти в 1,5 раза, а по сравнению с поверхностными горизонтами (над пикноклином) примерно в 4,5 раза. При осаждении на дно взвесь претерпевает значительную трансформацию вещества, которая обусловлена водной стратификацией и физико-химическим преобразованием частиц (разложением и растворением нестойких соединений). Для придонного слоя вод характерно также увеличение ОЧМ по сравнению с вышележащим горизонтом. Это вызвано увеличением содержания в придонном слое продуктов распада ОВ, разложение которого идет в поверхностном слое донных осадков микроорганизмами.

Наибольшие колебания в гранулометрическом составе взвеси характерны для верхнего слоя воды: от 0 до 15 м. Среди пелитовых фракций преобладала среднепе-литовая (43,6%). Содержание преобладающей фракции менее 50% указывает на то, что взвешенное вещество Белого моря преимущественно полидисперсно, оно не прошло полную механическую сепарацию по удельному весу.

Изучение эмпирических полей распределения показывает, что гранулометрический состав взвеси претерпевает значительные изменения в толще воды. Для поверхностных вод характерно бимодальное распределение гранулометрических фракций. Первый пик приходится на среднепелитовую фракцию (примерно 2-5 мкм), а второй - на границу между крупнопелитовой и мелкоалевритовой фракциями (примерно 7-11 мкм). Это связано с преобладающим диаметром клеток фитопланктона. Экстремумы в распределении частиц взвеси по размерам обусловливаются как гранулометрическим составом исходного материала, так и ходом его трансформации. Под слоем пикноклина в одних случаях Мс1 уменьшался по сравнению с поверхностными водами и тогда Бо взвеси ухудшалась, а в других - наоборот Мс1 возрастал и Бо улучшалась. Это явление отражает сложную гидродинамическую обстановку в Белом море. Вероятно, латеральные потоки взвеси в водной толще вносят свои коррективы в вертикальный осадочный процесс. Дисперсная система моря агрегативно неустойчива. Коагуляция субмикронных частиц за счет броуновского движения на несколько порядков превышает скорость агрегирования более крупных частиц [МсСауе, 1983; Сивков, Журов, 1991]. Именно это различие в скоростях ведет к накоплению агрегатов и возникновению пика взвеси в интервале 2-6 мкм в промежуточных и придонных водах.

Электронно-микроскопическое исследование взвеси позволило визуально проследить трансформацию вещественного состава взвеси с глубиной в стратифицированных водах.

Как правило, содержание А1 во взвеси Белого моря уменьшалось с глубиной. Однако даже в открытых водах Бассейна оно часто превышало 1%, что по Е.М. Емельянову и О.С. Пустельникову [1976] обычно соответствует терригенному и переходному типам взвеси.

«Жидкое дно» слоя скачка плотности препятствовало проникновению клеток фитопланктона в глубинные слои моря. Поэтому здесь возрастало содержание в!, который составляет основу скелета диатомовых водорослей. Ниже слоя скачка содержание биогенных элементов во взвеси заметно понижалось за счет растворения.

Среднее содержание взвешенной формы Сорг. в водной толще Белого моря составляло 24,3% (для 63 проб). Его максимальные значения (более 40%) характерны для поверхностного горизонта. С глубиной содержание Сорг уменьшалось до 18%. Выявлена степенная зависимость между массовой концентрацией взвеси (мг/л) и содержанием Сорг (%)• Обнаружена линейная зависимость между концентрацией Сорг.

(мкг/л) и объемной суммарной концентрацией взвеси. Прослежена связь между распределением концентрации Сорг и 10-ю изученными фракциями. Наилучшая зависимость характерна для пелитовых фракций, причем для частиц диаметром 1,8-4,5 мкм (рисунок 7). Концентрация Сорг в водной толще Белого моря связана в первую очередь с распределением среднепелитовой фракции взвеси. Для частиц крупнее 15 мкм связь с Сорг. совсем отсутствует. В водах Белого моря по мере увеличения дисперсности взвеси увеличивается концентрация взвешенной формы углерода.

2,0

1,5

&§1,0

4> 1/1

8 00. К -1

ев

33 «

£ О

0,5

0,0

0,00х1,48

Я2 = 0,80

Рисунок 7. Зависимость концентрации взвешенной формы Сорг от объемной концентрации фракции 1,8-4,5 мкм в Белом море в июне 2003 г. (54 пробы)

0 100 200 300 400 500 600 700 Сорг, мкг/л

5.2. ПЕРИОД ЛЕТНЕЙ МЕЖЕНИ (август 2001-2005 гг.)

5.2.1. Поверхностные воды

Анализ карт распределения взвеси в период летней межени (в августе) по данным экспедиций 2001-2005 гг. показал, что имеются большие различия в количественном ее содержании в разных районах моря. Объемные суммарные концентрации взвеси в поверхностных водах первой половины августа (2001 и 2005 гг.) были почти в два раза меньше, чем во второй (2003 и 2004 гг.), что говорит о начале осеннего цветения фитопланктона. В среднем они составляли около 1 мм3/л. Значительное увеличение суммарных объемов взвеси (до 5 мм3/л) отмечалось только в кутовой части Двинского залива. В остальной части Белого моря (Бассейн, Кандалакшский и Онежский заливы) они менялась в узких пределах: 0,5-1,0 мм3/л.

Поверхностная циркуляция вод определяет распределение взвеси в верхнем слое. Стоковое течение речных вод Северной Двины, насыщенных взвесью, направлено вдоль Зимнего берега в Горло. Объемная концентрация здесь колеблется в разные годы от 1 до 3 мм3/л. Такое распределение характерно и для массовых концентраций взвеси в Двинском заливе, рассчитанных по данным спутникового сканера цвета Зеа'МРБ с помощью алгоритма ИО РАН [Копелевич и др., 2004]. От распростране-

ния баренцевоморской водной массы на северо-востоке моря зависит распространение речных вод в Двинском заливе, а, следовательно, и взвеси.

В акватории, прилегающей к южным берегам Соловецких островов, обнаружено минимальное значение объемной концентрации взвеси - 0,3 мм3/л и минимальная величина показателя ослабления света у поверхности - 0,75 м"1 [Буренков, 2001]. Этот мелководный район характеризуется наиболее слабой устойчивостью вод в Белом море. Вследствие ветрового и приливного перемешивания при малых глубинах (однако, превышающих толщу фотического слоя) продуктивность фитопланктона и концентрация хлорофилла наиболее низка [Максимова, 1991].

Площадь поверхности взвеси в августе достигала максимума в кутовой части Двинского залива (5856 мм2/л). В остальной части моря среднее ее значение (1035 мм2/л) приближалось к июньскому. ОЧМ в августе была выше, чем в июне. За пределами влияния маргинальных фильтров она варьировала от 40 до 480 тыс. кл/мл, составляя в среднем 175 тыс. кл/мл.

карты распределения объемных концентраций взвеси Белого моря впервые были сопоставлены со спутниковыми наблюдениями цвета моря (обработка В.И. Бу-ренкова). Распределение водных масс отображается на спутниковой карте поверхностной температуры. Среднемесячные распределения показателя обратного рассеяния взвешенными частицами достаточно типичны: прозрачные воды характерны для открытой части моря, а мутные - тяготеют к выносам Северной Двины. Акватория у Соловецких островов также характеризуется пониженным содержанием взвеси. Распределение хлорофилла важно при интерпретации вещественного состава взвеси.

Согласно гранулометрическому составу (счетчик Коултера) среднее содержание пелитовой фракции (1,8-10,5 мкм) в поверхностном горизонте в августе (69,2%) было несколько ниже, чем июне. Максимальное содержание среднепелитовй фракции (1,8-5,6 мкм) приурочено к кутвой части Двинского залива (до 73,3%). Наибольшая площадь поверхности характерна для пелитовой фракции 2-5 мкм. Это говорит о том, что сорбционная способность взвешенного вещества достаточно велика, а, следовательно, высока физико-химическая и биохимическая активность его частиц. Анализ карт распределения Md взвеси в поверхностных водах показал: 1) речной сток Северной Двины распространяется преимущественно вдоль Зимнего берега, Md его взвеси составил 5-7 мкм; 2) в открытых районах моря Md колебался от 7 до 9 мкм, а в районе Соловецких островов - от 5 до 7 мкм.

Электронно-микроскопическое исследование взвеси выявило различие между взвесью трансформированных баренцевоморских вод и речных вод Северной Двины. В первом случае преобладал биогенный материал: в основном детрит, динофла-гелляты, перидинеи и диатомовые. Во втором - диатомовые водоросли и пелитовое минеральное вещество.

5.2.2. Водная толща

Максимальные объемные суммарные концентрации взвеси в придонном горизонте обнаружены в кутовой части Двинского залива (до 2-3 мм3/л). Повышенная мутность вод фиксировалась также в придонных водах вдоль Зимнего берега и у Терского берега в Горле. У Зимнего берега, в зоне транзита трансформированных речных вод Северной Двины, Мс1 взвеси достигал максимальных величин: 9-11 мкм. В Бассейне объемная концентрация взвеси у дна была менее 0,5 мм3/л.

В Белом море придонные нефелоидные слои распространены слабо [Копелевич и др., 2004]. Тем не менее, они фиксируются в разных частях моря по объемной концентрации взвеси. Так в районе Горла на глубине 62 м концентрация взвеси в нефе-лоидном слое достигала 3,1 мм3/л. Здесь содержание мелкоалевритовой фракции (10,5-20,7 мкм) возрастало в 1,5 раза по сравнению с предыдущим горизонтом. Обнаружены как биогенные (обломки и целые клетки фитопланктона, пеллеты), так и минеральные частицы, в том числе минеральные агрегаты. Содержание терригенной взвеси в нефелоидном слое достигало 70%, тогда как в вышележащем горизонте составляло лишь 26%.

Вертикальные распределения основных петрогенных элементов помогают при интерпретации результатов гранулометрического анализа взвеси. Они способствуют установлению причинно-следственных связей формирования дисперсной системы моря. Для сезона летней межени характерна прямая линейная зависимость между и А1 (112=0,7 для 82 проб). Следовательно, с повышением терригенности пробы увеличивалось содержание 81, в основном за счет глинистых минералов.

Глава 6. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ВЗВЕСИ БЕЛОГО МОРЯ

Одной из важнейших характеристик, обусловливающих динамику геохимических процессов в море, является гранулометрический состав взвеси. Среднее соотношение трех наиболее распространенных фракций взвеси (по счетчику Коултера): 1) среднего пелита (2-5 мкм), 2) крупного пелита (5-10 мкм) и 3) мелкого алеврита (10-20 мкм) в водной толще Белого моря составило 36,6 : 31,9 : 31,5 % соответственно. Очевидно, что ни одна из этих фракций явно не преобладает. Это позволяет назвать взвесь Белого моря алевро-пелитовой полидисперсной (рисунок 8). Гранулометрический состав напрямую зависит от соотношения биогенных и терригенных частиц. Сравнение треугольных диаграмм для двух шельфовых морей обнаружило большее разнообразие гранулометрического состава взвеси в поверхностных водах южной части Балтийского моря по сравнению с Белым морем. Взвесь Атлантического океана тоже полиднсперсна, однако часть проб тяготеет к мелкоалевритовой фракции.

Мелкий, алеврит ^ 10-20 мкм

Крупный пелит

5-10 мкм

0.1

Рисунок 8. Диаграмма трех-компонентного гранулометрического состава взвеси Белого моря, лето 2001-2005 гг. (594 пробы)

Сопоставление пар одновременных измерений объемной концентрации взвеси и показателя ослабления света в водах Белого моря позволило автору обнаружить тесную линейную зависимость между ними (Я2=0,72). Максимальный коэффициент аппроксимации (0,77) характерен для малых размерных фракций: до 5 мкм (рисунок 9). Между объемной суммарной и массовой концентрациями взвеси выявлена надежная парная корреляция (11=0,8) и линейная зависимость (112=0,62 для 594 проб).

Для морской взвеси характерна средняя 8о: обычно от 2 до 4. Мс1 частиц варьирует от 3 до 11 мкм. Речная взвесь, поступающая в море со стоком Северной Двины, отличается более крупным Мс1 (до 16 мкм) и худшим Бо (до 5). Для баренцевомор-ских вод Горла Белого моря характерен средний и слабый Бо и М<16-8 мкм.

1,2

£ 1-0 0,8

2 0.6

я 2 « 2

§ 40,4

К оо § -0,2 и

«ё

О 0,0

у = 0,29х-0,10 Я2 = 0,77 п=113

•У

ж •

/ •

Рисунок 9. Пример зависимости между показателем ослабления света и объемной концентрацией среднепелитовой фракции (1,85,6 мкм) взвеси в водах Белого моря в августе 2003 г. (113 пар одновременных измерений)

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

Показатель ослабления света, м"'

В распределении гранулометрического состава взвеси Белого моря выделяются два максимума - первый ярко выраженный в районе частиц диаметром около 3 мкм,

второй сглаженный - в интервале частиц 10-12 мкм (рисунок 10). В гранулометрических спектрах выявлен дефицит частиц диаметром около 5-6 мкм. Эти частицы относятся к крупнои елитовой фракции взвеси, которая по существу является переходной между собственно пелитом и алевритом. Частицы мельче 5 мкм образуют осадки и породы, структуры которых определяются как пелитовые. Ниже этой границы большинство обломочных частиц теряет признаки первичных пород и минералов, из которых оии были образованы, и, обладая большой суммарной поверхностью частиц относительно объема, подвергаются окислению, гидратации, гидролизу и замещению новообразованными минералами, преимущественно слоистыми силикатами - глинистыми минералами и хлоритами [Шванов, Трифонов, 1998]. Наличие дефицита частиц диаметром 5-6 мкм подтверждает правомерность проведения верхней границы пелита в этом размерном диапазоне.

Гранулометрический состав взвеси и донных осадков из одних и тех же районов моря, как правило, сильно различны. Взвешенный материал часто значительно тоньше, чем донные осадки. Очевидно, тонкодисперсные частицы часто не достигают дна из-за растворения л водной толще [Лисицын, 1978]. Формирование вещественного состава донных осадков не заканчивается при осаждении взвеси на дно. Бактериальная деятельность, биотурбация, взмучивание верхнего слоя осадков, их и ере отложение И другие процессы сильно трансформируют гранулометрический состав.

Рисунок 10. Пример гранулометрического спектра взвеси Белого моря, лето 2001-2005 гг. (255 проб)

2,1 2,9 3,9 5,0 6,1 7,4 9,3 11,5 14,В 18,6 Средний диаметр фракции, мкм

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

I) В летнюю межень (июнь - август) среднее значение объемной суммарной концентрации взвеси в Белом море составляло около I мм'7л. В зоне маргинального фильтра Северной Двины она увеличивалась до 6 мм /л, Наибольшие колебания значений концентрации обнаружены в верхнем слое 0-15 м.

2) Наибольшая площадь поверхности частиц взвеси характерна для пелитовой фракции. Максимальные значения обнаружены в кутовой части Двинского залива: 7668 мм2/л. Это значение в 5 раз больше чем в открытой части моря. Выявлена линейная зависимость между суммарной площадью поверхности взвеси и общей численностью микроорганизмов (ОЧМ). Как правило, площадь поверхности частиц взвеси была выше для поверхностного горизонта (0-15 м), чем для глубинных вод.

3) Для Белого моря нет единого доминирующего для всей акватории фактора взве-сеобразования. Разнообразие и сложность этого процесса требует выяснения природы скоплений взвеси почти в каждом конкретном случае. Это обеспечивалось в рейсах использованием спутниковых, гидрооптических методов и мембранной ультрафильтрации. Экстремумы в распределении частиц взвеси по размерам обусловливаются как гранулометрическим составом исходного материала, так и ходом его трансформации в водной толще.

4) Между объемной (по счетчику Коултера) и массовой (фильтрционная) концентрациями взвеси выявлена надежная корреляционная зависимость. Для показателя ослабления света и суммарной объемной концентрации взвеси обнаружена линейная зависимость. Максимальный коэффициент аппроксимации приходится на частицы менее 5 мкм.

Проведено сравнение данных двух методов гранулометрического анализа (лазерного и гидравлического) на примере взвеси в устье Северной Двины в половодье. По объему во взвеси преобладала мелкоалевритовая фракция 50-66% (лазерный метод), только в редких случаях - крупноалевритовая. По данным гидравлического анализа основной взвесеобразующей фракцией была пелитовая <10 мкм (66-97%), причем содержание субколлоидной фракции (<1 мкм) достигало 60%. Во время паводка взвесь поступает в море преимущественно в виде минеральных и органоминераль-ных агрегатов мелкоалевритовой размерности, которые разрушаются в процессе подготовки для гидравлического анализа.

5) В маргинальном фильтре Северной Двины во время летней межени происходит фракционирование взвеси по размерам частиц. В паводок песчано-алевритовая часть взвешенного вещества откладывается в рукавах и протоках дельты Северной Двины (гравитационная часть маргинального фильтра), а основная часть тонкого пелитово-го материала (менее 10 мкм) поступает во внешние части маргинального фильтра. В клине соленых холодных морских вод обнаружена более тонкая взвесь (преимущественно мелкоалевритовая и пелитовая) в соотношении 66:22%. Взвесь речных паводковых вод состоит из мелкого и крупного алеврита - 44:41%. Для паводка также характерны короткопериодные вариации вещественно-генетического состава взвеси, отражающие два суточных пика приливного уровня. Наиболее отчетливо этот процесс выражен на устьевом взморье.

В летнюю межень с увеличением солености вод в Двинском заливе от 5 до 26%о

бъемные концентрации взвеси уменьшались от 6 до 0,8 мм3/л. На солевом барьере ека-море в водах от 10 до 15%о выявлена сорбционная ступень маргинального ильтра, а при солености около 20%о - биологическая ступень. По результатам ла-ерного анализа Md составил 24-28 мкм на гравитационной ступени фильтра, 10-25 м на коагуляционно-сорбционной и 25-60 мкм на биологической. Максимальная лощадь поверхности взвеси характерна для вод с соленостью 5—10%о, то есть в пре-елах коагуляционно-сорбционной ступени маргинального фильтра. Речная взвесь, оступающая в море со стоком Северной Двины, отличается наибольшей дисперс-остью (Md менее 7 мкм) и средней So. Для трансформированных баренцевомор-ких вод характерна средняя и низкая So, а Md в интервале 7-9 мкм. ) В гранулометрическом спектре взвеси Белого моря выделяются два максимума: ервый, ярко выраженный в районе 3 мкм, и второй сглаженный - в интервале 102 мкм. Большинство гранулометрических распределений характеризуется дефици-ом частиц диаметром около 5-6 мкм. Это подтверждает правомерность проведения аницы между пелитовой и переходной алевритопелитовой фракцией по диаметру астиц в 5 мкм, так как частицы крупнее и мельче этого размера резко отличаются о своим физико-химическим свойствам.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ: ) Кравчишина М.Д., Шевченко В.П. Гранулометрический состав взвеси Белого оря в июне 2003 г. // Геология морей и океанов. XV Международная школа по орской геологии. Тезисы докладов. Т. II. М.: ГЕОС, 2003. С. 126-127. ) Кравчишина М.Д., Алексеева Т.Н. Опыт исследования гранулометрического остава осадочного вещества из седиментационных ловушек // Геология морей и кеанов. XV Международная школа по морской геологии. М.: ГЕОС, 2003. С. 124— 25.

) Кравчишина М.Д., Буренков В.И., Новигатский А.Н., Шевченко В.П. Иссле-ование концентрации и дисперсности взвеси в Белом море в августе 2001 г. // Эко-огия - 2003. Молодежная международная конференция. Тезисы докладов. Архан-ельск: Ин.-т экологических проблем севера УрО РАН, 2003. С. 42. ) Клювиткин A.A., Зернова В.В., Кравчишина М.Д. Распределение и состав одной взвеси и фитопланктона на меридиональном разрезе // Геология морей и кеанов. XV Международная школа по морской геологии. Тезисы докладов. Т. И. .: ГЕОС, 2003. С. 120-121.

) Кравчишина М.Д., Буренков В.И., Шевченко В.П. Формирование грануломет-ического состава взвеси в Белом море в период летней межени (по данным много-етних исследований) // Геология морей и океанов. Тезисы докладов XVI Междуна-одной научной школы по морской геологии. Москва, 14-18 ноября 2005 г. М.: ЕОС, 2005. С. 35-36.

6) Кравчишина М.Д., Шевченко В.П. Гранулометрический состав взвеси Белог моря в июне 2003 г. // Геодинамика и геологические измерения в окружающей сред северных регионов. Материалы Всероссийской конференции с международным уча стием. Т. I. Архангельск: Ин.-т экологических проблем севера УрО РАН, 2004. С

7) Кравчишина М.Д., Шевченко В.П. Первые определения гранулометрическог состава взвеси Белого моря // Доклады академии наук. 2005. Т. 400. № 3. С. 387-391.

8) Кравчишина М.Д., Шевченко В.П., Алексеева Т.Н., Новигатский А.Н., Филип пов А,С. Гранулометрический состав взвеси и донных осадков в устье реки Север ной Двины в период весеннего паводка // Материалы XVI конференции молодь ученых, посвященной памяти члена-корр. АН СССР К.О. Кратца. Апатиты: Геоло гический ин.-т КНЦ РАН, 2005. С. 369-372.

9) Кравчишина М.Д. Пространственно-временное фракционирование водно" взвеси в Белом море // Материалы Всероссийской конференции с международны участием «Академическая наука и ее роль в развитии производительных сил в се верных регионах России». CD-ROM. Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 2006.

10) Кравчишина М.Д., Шевченко В.П., Филиппов А.С., Алексеева Т.Н., Дар О.М., Золотых Е.О., Исаева А.Б., Новигатский А.Н. Вещественно-генетический со став водной взвеси в маргинальном фильтре Северной Двины во время весеннег паводка и летней межени // Современные экологические проблемы Севера. Мате риалы Международной конференции. Ч. 2. Апатиты: Изд.-во Кольского научног центра, 2006. С. 77-79.

11) Новигатский А.Н., Шевченко В.П., Кравчишина М.Д., Клювиткин А.А., Филиппов А.С., Политова Н.В. Распределение взвеси в Белом море летом // Там же. 2006. С. 94-96.

12) Kravchishina M.D. The distribution of voluminous concentrations of suspended par ticulate matter and its dispersion in the White Sea waters in August 2001 // Fifth Workshop on Land Ocean Interactions in the Russian Arctic (LOIRA) Abstracts. Moscow, 2000. P. 66-67.

13) Shevchenko V.P., Filippov A.S., Novigatsky A.N., Skybinsky L.E., Leschev A.V., Kravchishina M.D., Korobov A.V., Vetrov A.A., Stein R., Gordeev V.Yu. Biogeochem-istiy of Northen Dvina mouth during flood // Geophysical Research Abstracts. V. 7, 09944, Vienna, Austria, 2005. P. 9944

126-130.

Принято к исполнению 15/12/2006 Исполнено 15/12/2006

Заказ № 1054 Тираж 100 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш , 36 (495) 975-78-56 www autoreferat ru

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Кравчишина, Марина Даниловна

Введение.

Глава 1. История исследования водной взвеси.

1.1. Морская взвесь.

1.2. Основные вехи истории исследования морской взвеси.

1.3. Сведения из истории гранулометрии и изучения гранулометрического состава водной взвеси.

1.4. Основные методы определения дисперсности морской взвеси.

Глава 2. Краткая характеристика района исследований.

2.1. Физико-географические особенности Белого моря.

2.2. Гидрологический режим.

2.3. Первичная продуктивность.

2.4. Источники поступления осадочного материала.

Глава 3. Материал, методика работ.

3.1. Объем работ и характеристика фактического материала

3.2. Методы исследований и обоснование подхода.

3.2.1. Кондуктометрический метод (счетчик Коултера).

3.2.1.1. Устройство счетчика Коулера и методика исследования

3.2.1.2. Обоснование изученного размерного интервала взвеси: 1,8-20,7 мкм.

3.2.1.3. Геологическая интерпретация данных гранулометрического анализа.

3.2.2. Лазерный дифрактометрический метод (анализатор Малверн).

3.2.3. Метод комбинированного водно-механического анализа

3.2.4. Метод ультрафильтрации взвеси.

3.2.5. Определение содержания некоторых химических элементов и компонентов во взвеси.

3.2.6. Прямые микроскопические наблюдения.

3.2.7. Подспутниковые наблюдения.

Глава 4. Количественное распределение и вещественный состав взвеси в маргинальном фильтре Северной Двины.

4.1. Период весеннего паводка.

4.2. Послепаводковый период - начало летней межени.

4.3. Период летней межени.

Глава 5. Пространственно-временное фракционирование взвеси в

Белом море.

5.1. Послепаводковый период - начало летней межени (июнь

2003 г.).

5.1.1. Поверхностные воды.

5.1.2. Водная толща.

5.2. Период летней межени (август 2001-2005 гг.).

5.2.1. Поверхностные воды.

5.2.2. Водная толща.

Глава 6. Вещественный состав взвеси Белого моря.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Вещественный состав водной взвеси Белого моря"

Принято считать, что Белое море - один из наиболее изученных водоемов нашей страны. Заселение его берегов произошло в глубокой древности (IX-VIII тысячелетия до н.э.). Освоение промысловых ресурсов имеет тысячелетнюю историю. Систематическое изучение проводится со второй половины XVIII столетия. Однако, несмотря на столь давнюю историю освоения и исследования, приходится констатировать, что наши знания об этом водоеме все еще весьма фрагментарны (Бергер, Наумов, 1995).

Диссертационная работа направлена на решение одного из наименее изученных вопросов современной морской геологии - гранулометрического состава водной взвеси. Площадь поверхности взвешенных частиц, находящихся

2 2 под 1 м океана, составляет 40 тыс. м , а с учетом коллоидной части - сотни тысяч квадратных метров (Лисицын, 1978). Таким образом, перенос вещества взвесью в сорбированном виде имеет большое значение. В океане по данным автора в 1 л воды содержится примерно 5-6 млн. частиц (биогенных и терригенных); в Белом море - в среднем около 25 млн. частиц/л, а во всей водной

3 21 толще (5375 км ) порядка 134-10 частиц. Все эти частицы объединяются понятием «морская взвесь». Она является исходным материалом для образования донных осадков. В океанологии взвесью принято считать частицы разнообразного происхождения, пассивно взвешенные в морской воде и имеющие размеры от 0,5 мкм до 1 мм (Лисицын, 1974). Частицы взвеси имеют разный размер и плотность, а отсюда они по-разному рассеивают свет и звук на поверхности, имеют разную площадь и, следовательно, физико-химическую активность, разное время нахождения в воде и скорость седиментации. Они по-разному осваиваются бактериями и фильтруются планктонными и бентическими организмами. Химический состав взвеси и донных осадков в значительной мере связан с их гранулометрическим составом (Лисицын, 1966; Страхов, 1979; Емельянов, 1982). Крупность частиц предопределяет распределение вещества в динамической системе моря, в том числе и загрязнений. Отсюда возникает важность знания вещественного и в первую очередь гранулометрического состава взвеси.

Несмотря на полувековую историю исследования взвешенного вещества с геологическими целями (Лисицын, 1955; Медведев, Кривоносова, 1968), работы по гранулометрии развивались медленнее, так как сопряжены с целым рядом технических трудностей. Первая попытка изучения гранулометрического состава в Белом море была предпринята нами в 2001 г. в рамках программы «Исследование системы Белого моря» под руководством академика А.П. Лисицына.

Изучение взвеси как дисперсной системы требует комплексного подхода - соединения воедино биологических, гидрологических, оптических и геохимических параметров морской среды. Такие работы только начинаются, и мы внедряем их в практику судовых океанологических исследований в Белом море - экспедиции 2001-2006 гг., а также в Атлантическом океане - экспедиции в 2002 и 2003 гг. (Кравчишина, Шевченко, 2005; Лаврушин и др., 2005). Исследование гранулометрического состава взвеси необходимо при решении основных вопросов литологии, важных разделов океанологии, морской геологии и экологии. Кроме того, оно актуально для развития методов изучения микро-и наночастиц. Результаты гранулометрического анализа позволяют судить об условиях осадкообразования, позволяют видеть весь процесс формирования типов донных осадков.

Гранулометрический анализ взвеси широко используется преимущественно за рубежом для познания процессов осадконакопления в морях и океанах. В отечественной морской геологии и океанологии исследование гранулометрии взвеси до сих пор имело подсобное значение при изучении вещественного и химического состава взвеси. «Старые» методы гранулометрического анализа взвеси (микроскопический и гидравлический) на современном этапе развития морской геологии потеряли актуальность. В последние десятилетия изучение этого вопроса почти не проводилось. Новые методы еще не получили широкого распространения в литологических лабораториях. Редкие работы отечественных ученых (В.В. Сивков, Я. Фишер, Е.М. Емельянов и др.), эпизодические исследования гранулометрии взвеси в различных районах Мирового океана с использованием качественно новых методов анализа не дают полной картины условий седиментации. Внедрение в практику судовых океанологических исследований гранулометрического анализа взвеси позволит сократить значительное отставание в исследовании этого вопроса от зарубежных коллег, получить новую ценную информацию об осадке на самых начальных стадиях его формирования, стать надежной основой для количественных определений свойств взвешенного осадочного вещества. Успех изучения состава взвеси во многом определяется наличием необходимой аппаратуры и сопоставлением разных методов. Ни один из существующих методов гранулометрического анализа нельзя назвать универсальным (McCave, 2004).

Разнообразие и сложность процессов взвесеобразования в Белом море требуют выяснения природы скоплений взвешенных частиц почти в каждом конкретном случае. Ценным критерием при этом может служить распределение объема и площади частиц по размерам.

Задачи:

1) изучить вещественный состав взвеси устьевой области Северной Двины, используя три независимых метода гранулометрического анализа (кондукто-метрический, лазерный, гидравлический).

Наиболее часто употребляемые обозначения:

Md - медианный диаметр

So - коэффициент сортировки

ГБ - геохимический барьер

ГБЗ - геохимическая барьерная зона

ИП - НИС «Иван Петров»

К.К. - коэффициент концентрирования

КА - катер «Айсберг»

ОЧМ - общая численность микроорганизмов ПШ - НИС «Профессор Штокман» САХ - Срединно-Атлантический хребет

Заключение Диссертация по теме "Океанология", Кравчишина, Марина Даниловна

Основные выводы:

1) В летнюю межень (июнь - август) среднее значение объемной суммарной концентрации взвеси в Белом море составляло около 1 мм3/л. В зоне маргинального фильтра Северной Двины она увеличивалась до 6 мм3/л. Наибольшие колебания значений концентрации обнаружены в верхнем слое 015 м.

2) Наибольшая площадь поверхности частиц взвеси характерна для пелитовой фракции. Максимальные значения обнаружены в кутовой части Двинского залива: 7668 мм /л. Это значение в 5 раз больше чем в открытой части моря. Выявлена линейная зависимость между суммарной площадью поверхности взвеси и общей численностью микроорганизмов (ОЧМ). Как правило, площадь поверхности частиц взвеси была выше для поверхностного горизонта (0-15 м), чем для глубинных вод.

3) Для Белого моря нет единого доминирующего для всей акватории фактора взвесеобразования. Разнообразие и сложность этого процесса требует выяснения природы скоплений взвеси почти в каждом конкретном случае. Это обеспечивалось в рейсах использованием спутниковых, гидрооптических методов и мембранной ультрафильтрации. Экстремумы в распределении частиц взвеси по размерам обусловливаются как гранулометрическим составом исходного материала, так и ходом его трансформации в водной толще.

4) Между объемной (по счетчику Коултера) и массовой (фильтрационная) концентрациями взвеси выявлена надежная корреляционная зависимость. Для показателя ослабления света и суммарной объемной концентрации взвеси обнаружена линейная зависимость. Максимальный коэффициент аппроксимации приходится на частицы менее 5 мкм.

Проведено сравнение данных двух методов гранулометрического анализа (лазерного и гидравлического) на примере взвеси в устье Северной Двины в половодье. По объему во взвеси преобладала мелкоалевритовая фракция 5066% (лазерный метод), только в редких случаях - крупноалевритовая. По данным гидравлического анализа основной взвесеобразующей фракцией была пелитовая <10 мкм (66-97%), причем содержание субколлоидной фракции (<1 мкм) достигало 60%. Во время паводка взвесь поступает в море преимущественно в виде минеральных и органоминеральных агрегатов мелкоалевритовой размерности, которые разрушаются в процессе подготовки для гидравлического анализа.

5) В маргинальном фильтре Северной Двины во время летней межени происходит фракционирование взвеси по размерам частиц. В паводок песчано-алевритовая часть взвешенного вещества откладывается в рукавах и протоках дельты Северной Двины (гравитационная часть маргинального фильтра), а основная часть тонкого пелитового материала (менее 10 мкм) поступает во внешние части маргинального фильтра. В клине соленых холодных морских вод обнаружена более тонкая взвесь (преимущественно мелкоалевритовая и пелитовая) в соотношении 66:22%. Взвесь речных паводковых вод состоит из мелкого и крупного алеврита - 44:41%. Для паводка также характерны короткопериодные вариации вещественно-генетического состава взвеси, отражающие два суточных пика приливного уровня. Наиболее отчетливо этот процесс выражен на устьевом взморье.

В летнюю межень с увеличением солености вод в Двинском заливе от 5 до 26%о объемные концентрации взвеси уменьшались от 6 до 0,8 мм3/л. На солевом барьере река-море в водах от 10 до 15%о выявлена сорбционная ступень маргинального фильтра, а при солености около 20%о - биологическая ступень. По результатам лазерного анализа Md составил 24-28 мкм на гравитационной ступени фильтра, 10-25 мкм на коагуляционно-сорбционной и 25-60 мкм на биологической. Максимальная площадь поверхности взвеси характерна для вод с соленостью 5-10%о, то есть в пределах коагуляционно-сорбционной ступени маргинального фильтра. Речная взвесь, поступающая в море со стоком Северной Двины, отличается наибольшей дисперсностью (Md менее 7 мкм) и средней So. Для трансформированных баренцевоморских вод характерна средняя и низкая So, a Md в интервале 7-9 мкм.

6) В гранулометрическом спектре взвеси Белого моря выделяются два максимума: первый, ярко выраженный в районе 3 мкм, и второй сглаженный -в интервале 10-12 мкм. Большинство гранулометрических распределений характеризуется дефицитом частиц диаметром около 5-6 мкм. Это подтверждает правомерность проведения границы между пелитовой и переходной алевритопелитовой фракцией по диаметру частиц в 5 мкм, так как частицы крупнее и мельче этого размера резко отличаются по своим физико-химическим свойствам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работы в комплексных экспедициях дали возможность сравнить результаты измерений с данными гидрологических, оптических и геологических исследований. Применение спутниковых методов (сканеры SeaWiFS и MODIS-Aqua) позволило охватить всю площадь поверхности моря и проследить главные изменения по сезонам года на протяжении пяти лет. Диссертантом выполнена интерпретация и обобщение полученных материалов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Кравчишина, Марина Даниловна, Москва

1. Агафонов Е.А., Кукушкин А.С., Прохоренко Ю.А. Структура поля прозрачности и особенности ее формирования в поверхностном слое вод прибрежной зоны Кавказског побережья в весенне-летний период // Океанология. 2001. Т. 41. №6. С. 815-826.

2. Айбулатов Н.А. Динамика твердого вещества в шельфовой зоне. Л.: Гид-рометеоиздат, 1990.271 с.

3. Андреева И.А., Лапина Н.Н. Методика гранулометрического анализа донных осадков Мирового океана и геологическая интерпретация результатов лабораторного изучения вещественного состава осадков. С.-Пб.: ВНИИОкеан-геология, 1998. 45 с.

4. Артемьев В.Е. Биогеохимические исследования в эстуариях // Биогеохимия океана. М.: Наука, 1983. С. 48-59.

5. Атлас Архангельской области Под ред. Д.Ф. Федорова. М.: ГУГК, 1976. 72 с.

6. Баранов В.И. Отчет отряда гидрофизики // Отчет о работах экспедиции в 71-м рейсе НИС «Профессор Штокман» 9-20 августа 2005 г. Проект «Система Белого моря». М.: ИО РАН, 2005. С. 89-117.

7. Безруков П.Л., Лисицын А.П. Классификация осадков современных морских водоемов // Геологические исследования в Дальневосточных морях. Труды Института океанологии. Том XXXII. М.: АН СССР, 1960. С. 3-14.

8. Бергер В .Я., Наумов А.Д. История освоения и изучения Белого моря // Белое море. Биологические ресурсы и проблемы их рационального использования. Часть I. Под ред. О.А. Скарлато. С.-Пб.: ЗИН РАН, 1995. С. 7^0.

9. Биогеохимия пограничных зон Атлантического океана Под ред. Е.А. Романовича. М.: Наука, 1994. 400 с.

10. Бобров Ю.А., Максимов М.П., Савинов В.М. Первичная продукция фитопланктона // Белое море. Биологические ресурсы и проблемы их рационального использования. СПб.: ЗИН РАН, 1995. Ч. 1. С. 92-114.

11. Бобров Ю.А., Савинов В.М. Сравнительная характеристика первичной продукции Белого моря и прибрежной зоны Баренцева моря // Повышение продуктивности и рациональное использование биологических ресурсов Белого моря. Л.: ЗИН АН СССР, 1982. С. 29-31.

12. Богданов Ю.А., Гурвич Е.Г., Лисицын А.П. Механизм океанской седиментации и дифференциации химических элементов в океане // Биогеохимия океана. М.: Наука, 1983. С. 165-200.

13. Богданов Ю.А., Лисицын А.П. Взвеси и коллоиды // Океанология. Химия океана. Т 1. Химия вод океана. М.: Наука, 1979. С. 325-336.

14. Булах А.Г. Микромир минералов: границы, объекты, явления // Записки ВМО. 1998. №5. С. 124-134.

15. Буренков В.И. Гидрооптические исследования // Отчет 49 рейса НИС «Профессор Штокман» в Белое море. М.: ИО РАН, 2001 С. 166-184.

16. Буренков В.И., Гашко В.А., Копелевич О.В., Шифрин К.С. Сопоставление различных методов определения состава морской взвеси // Гидрофизические и оптические исследования в Индийском океане (10-й рейс НИС «Дмитрий Менделеев»). М.: Наука, 1975. С. 74-82.

17. Буренков В.И., Ершова С.В., Копелевич О.В. и др. Оценка пространственного распределения взвеси в водах Баренцева моря по данным спутникового сканера цвета океана SeaWiFS // Океанология. 2001. Т. 41. № 5. С. 653-659.

18. Вернадский В.И. Биосфера. М.: Мысль, 1967. 367 с.

19. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М.: Наука, 2001.376 с.

20. Вернадский В.И. История природных вод. М.: Наука, 2003. 750 с.

21. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных элементов в почвах. М.: АН СССР, 1950. 232 с.

22. Виноградов А.П. Среднее содержание химических элементов в горных породах // Геохимия. 1962. № 7. С. 555-571.

23. Виноградов А.П. Введение в геохимию океана. М.: Наука, 1967. 215 с.

24. Виноградов А.П. Химический элементарный состав организмов моря. Избранные труды. М.: Наука, 2001. 620 с.

25. Витюк Д.М. Взвешенное вещество и его биогенные компоненты. Киев: Наукова думка, 1983. 210 с.

26. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. М.: Наука, 1964. 533 с.

27. Гаранин В.К., Кудрявцева Г.П., Постухова Т.В., Сергеева Н.Е. Электрон-но-зондовые методы изучения минералов. М.: МГУ, 1987. 140 с.

28. Гельман Е.М., Старобина И.З. Фотометрические методы определения породообразующих элементов в рудах, горных породах и минералах. ГЕОХИ АН СССР, Центральная лаборатория, Сектор химических методов анализа. М.: ГЕОХИ АН СССР, 1976. 69 с.

29. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. 2. Белое море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия. JI.: Гидрометеоиздат, 1991. 240 с.

30. Горбунова З.Н., Серова В.В. Высоко дисперсные минералы в осадках морей Карского и Лаптевых // Тезисы доклада II международной школы Морской геологии. 1994. Т. 1. С. 150-151.

31. Гордеев В.В. Речной сток в океан и черты его геохимии. М.: Наука, 1983. 160 с.

32. Гордеев В.В. Реки российской Арктики: потоки осадочного материала с континента в океан // Новые идеи в океанологии. Т. 2. М.: Наука, 2004. С. 113166.

33. Гордеев В.В., Лисицын А.П. Средний химический состав взвесей рек Мира и питание океанов речным осадочным материалом // Доклады АН СССР. 1978. Т. 238. № 1. С. 225-228.

34. Демина J1.J1. Формы миграции железа, марганца, цинка и меди в процессе океанского осадкообразования. Диссертация на соискание ученой степени кандидата геол.-мин. наук. М.: ИО РАН, 1978. 311 с.

35. Демина J1.JI. Биофильность металлов в океане: некоторые геохимические следствия // Биодифференциация осадочного вещества в морях и океанах. Под ред. А.П. Лисицына. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовскою ун-та, 1986. С. 141147.

36. Добровольский А.Д., Залогин Б.С. Региональная океанология. М.: Изд.-во Московского ун.-та, 1992. 224 с.

37. Долотов Ю.С., Филатов Н.Н., Шевченко В.П., Немова Н.Н., Римский-Корсаков Н.А. и др. Мониторинг приливно-отливных обстановок в эстуариях Карельского побережья Белого моря // Водные ресурсы. 20056. Т. 32. № 6. С. 670-688.

38. Елисов В.В. Оценка объемов водных масс Белого моря // Метеорология и гидрология. 1999. № 9. С. 78-85.

39. Емельянов Е.М. Седиментогенез в бассейне Атлантического океана. М: Наука, 1982. 190 с.

40. Емельянов Е.М. Важнейшие геохимические барьерные зоны в океане (на примере бассейна Атлантического океана) // Известия АН СССР. Серия географ. 1984. №3. С. 39-53.

41. Емельянов Е.М. Геохимические барьеры и барьерные зоны и их роль в се-диментогенезе // Геохимия осадочного процесса в Балтийском море. М.: Наука, 1986. С. 5-24.

42. Емельянов Е.М. Геохимия взвеси и осадков Гданьского бассейна и процесса седиментации Геохимия осадочного процесса в Балтийском море. М.: Наука, 1986. С. 57-115.

43. Емельянов Е.М. Барьерные зоны в океане. Осадко- и рудообразование, геоэкология. Калининград: Янтарный сказ, 1998. 410 с.

44. Емельянов Е.М., Журавлёва Г.В., Харин Г.С. Опыт изучения гранулометрических характеристик океанских и морских осадков // Современные методы морских геологических исследований. Тешсы докладов II Всесоюзного совещания. Т. II. М.: ИОАН, 1987. С. 138-139.

45. Емельянов Е.М., Пустельников О.С. Взвешенное вещество, его состав и баланс осадочного материала в водах Балтийского моря // Геология Балтийского моря. Вильнюс: Мокслас, 1976. С. 159-186.

46. Емельянов Е.М., Романкевич Е.А. Геохимия Атлантического океана. Органическое вещество и фосфор. М.: Наука, 1979. 219 с.

47. Емельянов Е.М., Стрюк B.JL, Тримонис Э.С. Распределение взвеси в Гданьском бассейне // Геохимия осадочного процесса в Балтийском море. М.: Наука, 1986. С. 45-57.

48. Емельянов Е.М., Тримонис Э.С. К вопросу о поставке речного осадочного материала в Атлантическом океане // Океанология. 1977. Т. XVII. Вып. I. С. 94-98.

49. Ефимова J1.E., Лебедев И.М., Цыцарин А.Г., Чернова Т.А. Гранулометрический состав взвесей в зонах смешения Белого, Азовского и Каспийского морей. М.: ВИНИТИ, 2001. Депонент № 43-В2001.21с.

50. Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. М.: Наука, 2004. 348 с.

51. Заика В.Е., Шевченко В.А., Булатов К.В. Экология морского фототрофно-го пикопланктона. М.: АН СССР, 1989. 168 с.

52. Иванов А. Введение в океанографию. Под ред. Ю.Е. Очаковского и К.С. Шифрина. М.: Мир, 1978. 574 с.

53. Иванов В.В. Минералогический состав крупных фракций подзолистых ос-таточно-карбонажых почв Онего-Северодвинского междуречья // Почвенные исследования на Европейском Севере России. Архангельск, 1996. С. 62-67.

54. Иванов К.И. Измерение коэффициента ослабления света в зависимости от диаметров взвешенных в воде частиц // Доклады АН СССР. 1950. Т. 74. № 5. С. 12-15.

55. Ильяш J1.B., Житина J1.C., Федоров В.Д. Фитопланктон Белого моря. М.: Янус-К, 2003. 167 с.

56. Калиненко В.В. Глинистые минералы в осадках Арктических морей // Литология и полезные ископаемые. 2001. № 4. С. 418-429.

57. Качинский Н.А. Механический и микроагрегатный состав почвы, методы его изучения. М.: АН СССР, 1958. 192 с.

58. Киселев И.А. Планктон морей и континентальных водоемов. Т. 1. Л.: Наука, 1969.658 с.

59. Кленова М.В. Геология моря. М.: Учпедгиз, 1948. 348 с.

60. Кленова М.В., Лавров В.М. Геология Атлантического океана. М.: Наука, 1975.458 с.

61. Клювиткин А.А., Зернова В.В., Кравчишина М.Д., Политова Н.В., Шевченко В.П. Распределение фитопланктона и взвеси в Атлантическом океане в октябре-ноябре 2002 г. // Комплексные исследования Мирового океана проект «Меридиан». Ч. 1. 2006 (в печати).

62. Копелевич О.В., Буренков В.И., Ершова С.В. и др. Биооптические характеристики морей России по данным спутникового сканера цвета SeaWiFS. CD-ROM. М.: ИОРАН, 2002.

63. Копелевич О.В., Буренков В.И., Гольдин Ю.А., Карабашев Г.С. Оптические методы в океанологии и морской геологии // Новые идеи в океанологии. Том 1.М.: Наука, 2004. С. 118-167.

64. Корж В.Д. Геохимия элементного состава гидросферы. М.: Наука, 1991. 243 с.

65. Корсак М.Н. Первичная продукция в различных районах Белого моря // Гидробиологический журнал. 1977. Т. 13. № 14. С. 13-15.

66. Кособокова К.Н., Пантюлин А.Н., Рахор А., Ратькова Т.Н., Шевченко

67. B.П., Агатова А.И., Лапина Н.М., Белов А.А. Комплексные океанографические исследования в Белом море в апреле 2003 г. // Океанология. 2004. Т. 44. № 2.1. C. 313-320.

68. Котельников Б.Н. Реконструкция генезиса песков. Гранулометрический состав и анализ эмпирических полигонов распределения. Л.: ЛГУ, 1989. 208 с.

69. Кошечкин Б.И. Происхождение и геологические строения котловины Белого моря // Белое море. Биологические ресурсы и проблемы их рационального использования. Ч. I. Под ред. О.А. Скарлато. С.-Пб.: ЗИН РАН, 1995. С. 4146.

70. Кравец А.Г. Особенности приливов и приливных течений Белою моря // Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. II. Белое море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. С. 146-154.

71. Кравчишина М.Д., Политова Н.В., Золотых Е.О. Отчет отряда микро- и наночастиц // Отчет о работах экспедиции в 71-ом рейсе НИС «Профессор Штокман» 9-20 августа 2005 г. Проект «Система Белого моря». М.: ИО РАН, 2005в.С. 152-196.

72. Кравчишина М.Д., Шевченко В.П. Первые определения гранулометрического состава взвеси Белого моря // Доклады Академии наук. 2005. Т. 400. № 3. С. 387-391.

73. Лаврушин В.Ю., Демидова Т.А., Кравчишина М.Д. Газо-химические признаки гидротермальной активности в осевой части Срединно-Атлантического хребта (впадина Маркова, 5°50' с.ш. и 33° 10' з.д.) // Доклады Академии наук. 2005. Т. 403. № 2. С. 224-230.

74. Лазерные измерения и диагностика в технике и экологическом контроле. Каталог-справочник Лазерной ассоциации. М.: Научно-технический информационно-учебный центр ЛАС, 2005. 134 с.

75. Лизунов Н.В., Лисицын А.П. Состав взвеси Берингова моря по данным спектрального анализа // Доклады АН СССР. 1955. Т. 104. № 4. С. 593-596.

76. Лисицын А.П. Атмосферная и водная взвесь как исходный материал для образования морских осадков // Труды Института океанологии АН СССР. 1955а. Том XIII. С. 16-22.

77. Лисицын А.П. Некоторые данные о распределении взвеси в водах Курило-Камчатской впадины // Труды Института океанологии АН СССР. 19556. Том XIII. С. 5-11.

78. Лисицын А.П. К обработке результатов механического анализа морских осадков // Труды Института океанологии АН СССР. 1956а. Т. XIX. С. 262-287.

79. Лисицын А.П. Методы сбора и исследования водной взвеси для геологических целей // Труды Инстшута океанологии АН СССР. 19566. Т. XIX. С. 204-230.

80. Лисицын А.П. Основные закономерности распределения современных кремнистых осадков и их связь с климатической зональностью // Геохимия кремнезема. М.: Наука, 1966а. С. 90-191.

81. Лисицын А.П. Процессы современного осадкообразования в Беринговом море. М.: Наука, 19666. 574 с.

82. Лисицын А.П. Гранулометрический анализ в океанологии // Краткие тезисы докладов первого семинара комиссии по осадочным породам при отделении геологии, геохимии и геофизики АН СССР «Гранулометрический анализ в геологии» Л.: ВНИГРИ, 1972. С. 17-20.

83. Лисицын А.П. Осадкообразование в океанах. М.: Наука, 1974. 438 с.

84. Лисицын А.П. Биогенная седиментация в океанах и зональность // Литология и полезные ископаемые. 1977. № I. С. 3-24.

85. Лисицын А.П. Процессы океанской седиментации. Литология и геохимия. М.: Наука, 1978.392 с.

86. Лисицын А.П. Зональность природной среды и осадкообразование в океанах // Климатическая зональность и осадкообразование. М.: Наука, 1981. С. 545.

87. Лисицын А.П. Основные понятия биогеохимии океана // Биогеохимия океана. М.: Наука, 1983. С. 9-32.

88. Лисицын А.П. Биодифференциация вещества в океане и осадочный процесс // Биодифференциация осадочного вещества в морях и океанах. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 1986. С. 3-65.

89. Лисицын А.П. Процессы терригенной седиментации в морях и океанах. М.: Наука, 1991 271 с.

90. Лисицын А.П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. 1994. Т. 34. №5. С. 735-747.

91. Лисицын А.П. Литология литосферных плит // Геология и геофизика. 2001а. Т. 42. С. 523-559.

92. Лисицын А.П. Потоки вещества и энергии во внешних и внутренних сферах Земли // Глобальные изменения природной среды 2001. Новосибирск: Изд.-во СО РАН филиал «ГЕО», 20016. С. 163-248.

93. Лисицын А.П. Потоки осадочного вещества, природные фильтры и осадочные системы «живого океана» // Геология и геофизика. 2004а. Т. 45. № 1. С.15-48.

94. Лисицын А.П. Потоки осадочного вещества и загрязнений в Мировом океане и методы глобального мониторинга // Стокгольм Рио Йоханнесбург. Вехи кризиса. Вып. 2. М.: Наука, 20046. С. 133-193.

95. Лисицын А.П., Гершанович Д.Е. Предисловие // Климатическая зональность и осадкообразование. М.: Наука, 1981. С. 3-4.

96. Лисицын А.П., Демина Л.Л., Гордеев В.В. Геохимический барьер река-море и его роль в осадочном процессе // Биогеохимия океана. М.: Наука, 1983. С.32-48.

97. Лисицын А.П., Лукашин В.Н., Емельянов Е.М., Зверинская И.Б. Алюминий // Геохимия элементов-гидролизатов. Под ред. А.Б. Ронова. М.: Наука, 1980а. С. 18-49.

98. Лисицын А.П., Лукашин В.Н., Емельянов Е.М., Зверинская И.Б. Титан // Геохимия элементов-гидролизатов. Под ред. А.Б. Ронова. М.: Наука, 19806. С. 117-149.

99. Лисицын А.П., Удинцев Г.Б. Современные проблемы геологии Мирового океана // Материалы конференции по результатам океанологических исследований в Атлантическом океане. Калининград: АтлантНИРО, 1967. С. 221-237.

100. Лисицына Н.А. Геохимия коры выветривания основных пород // Геохимия осадочных пород и руд. М.: Наука, 1968. С. 5-47.

101. Лисицына Н.А. Вынос химических элементов при выветривании основных пород. М.: Наука, 1973. 224 с.

102. Логвиненко Н.В. Осадочные породы. Общие сведения // Справочник по литологии. Под ред. Вассоевича Н.Б. и др. М.: Недра, 1983. С. 25-35. ПО.Лукашев К.И., Лукашев В.К. Геохимические поиски отдельных элементов. Том 2. Минск: Наука и техника, 1967. 298 с.

103. Лукашин В.Н. Геохимия микроэлементов в процессах осадкообразования в Индийском океане. М.: Наука, 1981. 184 с.

104. Лукашин В.Н., Иванов Г.В., Полькин В.В., Гурвич Е.Г. О геохимии аэрозолей в тропической Атлантике (по результатам 35-го рейса НИС «Академик Мстислав Келдыш») // Геохимия. 1996. № 10. С. 985-994.

105. ПЗ.Люцарев С.В., Сметанкин А.В. Определение углерода в водной взвеси // Методы исследования органического вещества в океане. М.: Наука, 1980а. С. 46-50.

106. Люцарев С.В., Сметанкин А.В. Определение углерода растворенного органического вещества в пресных и морских водах // Методы исследования органического вещества в океане. М.: Наука, 19806. С. 32^46.

107. Максимова М.П. Гидрохимия Белого моря // Гидрометеорология и гидрохимия морей России. Т. II. Белое море. Вып. 2. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. С. 8-152.

108. Пб.Малинин С.И. К методике водного механического анализа // Труды Института океанологии АН СССР. 1951. Т. 5. С. 112-116.

109. Медведев B.C. Схема литодинамики и баланс наносов северной части Белого моря // Процессы развития и методы исследования прибрежной зоны моря. М.: Наука, 1972. С. 18-37.

110. Медведев B.C., Кривоносова Н.М. Распределение взвешенного вещества в Белом море//Океанология. 1968. Т. 8. № 6. С. 1101-1115.

111. Мейсон Б. Основы геохимии. М.: Недра, 1971. 367 с.

112. Михайловский Г.Е., Житина J1.C. Криопланктонная флора Белого моря и ее сезонная динамика, выявленная методами корреляционного анализа // Океанология. 1989. Т. 29. № 5. С. 796-803.

113. Мишустина И.Е., Щеглова И.К., Мицкевич И.Н. Морская микробиология (учебное пособие). Владивосток: Дальневосточный университет, 1985. 184 с.

114. Налетова И.А., Сапожников В.В., Метревели М.П. Продукционно-деструкционные процессы в Белом море // Комплексные исследования экосистемы Белого моря. Под ред. В.В. Сапожникова. М.: ВНИРО, 1994. С. 76-83.

115. Невесский Е.Н., Медведев B.C., Калиненко В.В. Белое море: седиментоге-нез и история развития в голоцене. М.: Наука, 1977. 236 с.

116. Новигатский А.Н., Кравчишина М.Д., Москалев А.С. Исследование водной и воздушной взвеси, потоков вещества // Отчет 49 рейса НИС «Профессор Штокман» в Белое море. Проект «Система Белого моря». М.: ИО РАН, 2001. С. 185-210.

117. Новигасткий А.Н., Шевченко В.П., Кравчишина М.Д., Клювиткин А.А., Филиппов А.С., Политова Н.В. Распределение взвеси в Белом море летом //

118. Пантюлин А.Н. Некоторые особенности структуры вод Белого моря // Биология Белого моря. Труды ББС МГУ. 1974. Т. 4. С. 7-13.

119. Перельман А.Н. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1966. 341 с.

120. Петелин В.П. Новый метод водного механического анализа морских осадков//Океанология. 1961. Т. I. Вып. 1.С. 143-148.

121. Петелин В.П. Гранулометрический анализ морских донных осадков. М.: Наука, 1967. 128 с.

122. Петелин В.П., Алексина И.А. О выборе метода водного механического анализа морских донных осадков // Океанология. 1961. Т. I. Вып. 4. С. 717733.

123. Полонский В.Ф., Лупачев Ю.В., Скриптунов Н.А. Гидролого-морфологические процессы в устьях рек и методы их расчета (прогноза). С.-Пб.: Гидрометеоиздат, 1992. 383 с.

124. Постма X. Взвешенное вещество в условиях моря // Второй международный океанографический конгресс. Москва, 30 мая 9 июня 1966 г. Основные проблемы океанологии. Доклады на пленарных заседаниях. М.: Наука, 1968. С. 258-266.

125. Прокопцев Н.Г. К методике механического анализа пелитовых фракций морских осадков (суспензионные весы) // Океанология. 1964. Т. IV. Вып. 4. С. 699-707.

126. Прокопцев Н.Г., Стельмах О.Л. Установка пипетки Васильева для полного анализа механического состава грунтов (каретка ЧЭНИС) // Океанология. 1963. Т. III. Вып. 2. С. 313-315.

127. Прошляков Б.К., Кузнецов В.Г. Литология и литолого-фациальный анализ. М.: Недра, 1981.284 с.

128. Пустельников О.С. Распределение и состав взвеси в юго-восточной части Атлантического океана // Труды Института океанологии АН СССР. 1973. Т. 95. С. 74-79.

129. Пустельников О.С. Питание Балтийского моря взвешенным материалом Куршского залива // Geopraphia Lituanica. Вильнюс, 1976. С. 123-129.

130. Рабинович Ф.М. Кондуктометрический метод дисперсионного анализа. Л.: Химия, Ленинградское отделение, 1970. 176 с.

131. Ратеев М.А., Рассказов А.А., Шаброва В.П. Глобальные закономерности распределения и формирования глинистых минералов в современных и древних морях, Мировом океане и геологические факторы. М.: ОИФЗ РАН, 2001. 200 с.

132. Резников П.Н., Чалов Р.С. Сток наносов и условия формирования русел рек бассейна Северной Двины // Геоморфология. 2005. № 2. С. 73-85.

133. Романкевич Е.А. Геохимия органического вещества в океане. М.: Наука, 1977. 256 с.

134. Романкевич Е.А. Методы сбора взвешенного вещества в природных водах // Методы гидрохимических исследований. М.: Наука, 1978. С. 66-71.

135. Романкевич Е.А., Люцарев С.В. Сбор проб воды и выделение взвеси методом фильтрации // Методы исследования органического вещества в океане. М.: Наука, 1980. С. 7-16.

136. Ронов А.Б., Ярошевский А.А. Химическое строение земной коры // Геохимия. 1967. № 11. С. 1285-1309

137. Рухин Л.Р. Гранулометрический метод изучения песков. Л.: ЛГУ, 1947. 126 с.

138. Саввичев А.С., Русанов И.И., Юсупов С.К., Пименов Н.В., Леин А.Ю. Микробные процессы трансформации органического вещества в Белом море // Океанология. 2005. Т. 45. № 5. С. 689-702.

139. Савенко B.C., Покровский О.С., Дюпре Б., Батурин Г.Н. Химический состав взвешенного вещества крупных рек России и сопредельных стран // Доклады Академии наук. 2004. Т. 398. № 1. С. 97-101.

140. Самойлов И.В. Устья рек. М.: Географгиз, 1952. 526 с.

141. Свальнов В.Н., Алексеева Т.Н. Гранулометрический состав осадков Мирового океана. М.: Наука, 2005. 296 с.

142. Семенов Е.В., Бреховских А.Л., Галеркина Н.Л. Элементы циркуляции вод Белого моря по результатам численного моделирования // Новые идеи в океанологии. Том 1. М.: Наука, 2004. С. 143-158.

143. Сеничкина Л.Г. Мелкие жгутиковые водоросли в летнем планктоне Балтийского моря // Усвоение солнечной энергии в процессе фотосинтеза черноморского и балтийского фитопланктона. М.: ИОАН, 1985. С. 306-336.

144. Сергеев Е.М. Грунтоведение. М.: МГУ, 1959. 334 с.

145. Сергеева Э.И. Семейство пелитолиты пелитовые, глинистые породы // Систематика и классификация осадочных пород и их аналогов. Под ред. В.Н. Шванова и др. СПб.: Недра, 1998. 352 с.

146. Серова В.В. Минералогия эоловой и водной взвеси и формирование осадков Индийского океана. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геол.-мин. наук. М., 1986. 24 с.

147. Серова В.В. Минералогия эоловой и водной взвеси Индийского океана. М.: Наука, 1988. 176 с.

148. Сивков В.В. Дисперсность взвеси в поверхностных водах северовосточной части Атлантического океана// Океанология. 1992. Т. 32. Вып. 3. С. 577-582.

149. Сивков В.В. Влияние течений на концентрацию и дисперсность осадочного вещества (на примере характерных районов Северной Атлантики). Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. Калининград, 1994. 158 с.

150. Сивков В.В., Буренков В.И. Концентрация и дисперсность взвеси в приповерхностных водах Канарского апвеллинга (по материалам квазисиноптической съемки)//Океанология. 1991. Т. 31. Вып. 6. С. 929-934.

151. Сивков В.В., Журов Ю.И. О специфике скоплений взвеси во впадинах Балтийского моря // Океанология. 1991. Т. 31. Вып. 6. С. 1060-1066.

152. Солянкин Е.В., Зозуля С.А., Кровнин А.С., Масленников В.В. Термоха-линная структура и динамика вод Белого моря летом 1991 г. // Комплексные исследования экосистемы Белого моря. Под ред. В.В. Сапожникова. М.: ВНИРО, 1994. 123 с.

153. Сорокин Ю.И. Роль бактерий в жизни водоемов. М.: Знание, 1974. 321 с.

154. Сорокин Ю.И. Бактериопланктон // Океанология. Биология океана. Т. 1. Биологическая структура океана. М.: Наука, 1977. С. 124-132.

155. Состояние морских экосистем, находящихся под влиянием речного стока. Владивосток: Дальнаука, 2005. 247 с.

156. Смирнов В.М. Химия наноструктур. Синтез, строение, свойства. СПб.: Изд.-во СПбГУ, 1996. С. 29-56.

157. Страхов Н.М. К теории геохимического процесса в гумидных зонах // Геохимия осадочных пород и руд. М.: Наука, 1968. С. 102-133.

158. Страхов Н.М. Проблемы геохимии современного океанского литогенеза. М.: Наука, 1976.347 с.

159. Страхов Н.М. Основные черты гидродинамического режима океанской водной толщи. Взвеси // Океанология. Химия океана. Т. 2. Геохимия донных осадков. М.: Наука, 1979. С. 30-51.

160. Страхов Н.М. Осадкообразование в современных водоемах. М.: Наука, 1993. С. 70-72.

161. Таблицы приливов на 2003 год. Т. 1. Воды европейской части России. СПб.: Издание Главного управления навигации и океанографии Минобороны РФ, 2002. 233 с.

162. Тримонис Э.С. Терригенная седиментация в Атлантическом океане М.: Наука, 1995.225 с.

163. Федоров В.Д., Житина Л.С., Корсак М.Н., Белая Т.И. Распределение биомассы и продукции фитопланктона в бассейне Белого моря // Биол. Науки. 1980. Т. 11. № 11. С 72-75.

164. Фигуровский Н.А. Седиментометрический анализ. М.: АН СССР, 1948. 332 с.

165. Фишер Я., Карабашев Г.С. Сравнение данных кондуктометрического определения крупности взвеси и измерения ее оптических свойств // Труды Института океанологии АН СССР. 1975. Т. 102. Экосистемы пелагиали Тихого океана. С. 85-88.

166. Фишер Я. Распределение взвеси в восточной экваториальной Пацифике // Труды Института океанологии АН СССР. 1975. Т. 102. Экосистемы пелагиали Тихого океана. С. 80-84.

167. Флинт М.В., Копылов А.И., Суханова И.Н. Сравнительная роль бактерий и фитопланктона в цикле органического углерода в пелагической экосистеме восточной части Берингова моря (район островов Прибылова) // Океанология. Т. 43. № 1.С. 54-68.

168. Хачатурова Т.А. Взвешенные вещества Каспийского моря. М.: ОНТИ ВНИРО, 1974. С. 3-59.

169. Ш.Ходаков Г.С. Основные методы дисперсионного анализа порошков. М.: Наука, 1986. 342 с.

170. Хорн Р. Морская химия. М.: Мир, 1972. 398 с.

171. Шепард Ф.П. Морская геология. Л.: Недра, Ленинградское отделениее. 3-е издание, 1976.488 с.

172. Шеффе Г. Дисперсионный анализ. Пер. с англ. М.: Мир, 1963. 324 с.

173. Шифрин К.С., Копелевич О.В., Буренков В.И., Маштаков Ю.Л. Использование индикатрис рассеяния света для исследования морской взвеси // Оптика океана и атмосферы. Л.: Наука, Ленинградское отделение, 1972. С. 25-44.

174. Шкинев В.М., Джераян Т.Г., Гомолицкий В.Н., Спиваков Б.Я. Аналитическое мембранное оборудование для непрерывного фракционирования частиц и макромолекул // Наука производству. 1998. № 2 (4). С. 43-46.

175. Юнге X. Химический состав и радиоактивность атмосферы. Под ред. Ю.А. Израэля. М.: Мир, 1965. 424 с.

176. Юшкин Н.П. Ультра- и микродисперсное состояние минерального вещества и проблемы наноминералогии // Наноминералогия. Ультра- и микродисперсное состояние минерального вещества. С.-Пб.: Наука, 2005. С. 10-60.

177. Archambault М-С., Grant J., Hatcher A. The small volume particle microsam-pler (SVPM): a new approach to particle size distribution and composition // Deep-Sea Res. 1. 2001. V. 48. P. 2331-2346.

178. Bader H. The hyperbolic distribution of particle sizes // J. Geoph. Res. 1970. V. 75. № 15. P. 2823-2830.

179. Betzer P.R., Carder K.L., Eggimann D.W. Light scattering and suspended particulate matter on a transect of the Atlantic Ocean at 11° N // Suspended solids in water. Ed. by R.J. Gibbs. New York: Plenum Press, 1974. P. 295-314.

180. Beuselinck L., Govers G., Poesen J., Degraer G., Froyen L. Grain-size analysis by laser diffractometry: comparison with the sieve-pipette method // Catena. 1998. V. 32. P. 193-208.

181. Biscaye P.E., Eittreim S.L. Suspended particulate loads and transport in the nepheloid layer of the abyssal Atlantic Ocean // Marine Geology. 1977. V. 23. P. 155-172.

182. Bishop J.K.B., Edmond J.M., Kellen D.R., Bacon M.P., Silker W.B. The chemistry, biology, and vertical flax of particulate matter from the upper 400 m of the equatorial Atlantic Ocean // Deep-Sea Res. 1977. V. 24. P. 511-548.

183. Bradtke K., Latala A., Czabanski P. Temporal and spatial variations particle concentration and size distributions in the Gulf of Gdansk // Oceanological Studies. 1997. V. 26. №2-3. P. 39-59.

184. Brun-Cottan J.C. Vertical transport of particles within the ocean // The role of air-sea exchange in geochemical cycling. P. Buat-Menard (ed.). Dordrecht: Reidel, 1986. P. 83-111.

185. Brun-Cottan J.C., Guillow S., Li Z.H. Behavior of a puff of resuspended sediment: a conceptual model // Marine Geology. 2000. V. 167. P. 355-373.

186. Chester R. Marine geochemistry. London: Unwin Hyman, 1990. 698 p.

187. Connary S.C., Ewing M. The nepheloid layer and bottom circulation in the Guinea and Angola Basins // Studies and physical oceanography. A.L. Gordon (ed.), London: Gordon & Breach, 1972. P. 169-184.

188. Dickson R.R., McCave I.N. Nepheloid layers on the continental slope west of Porcupine Bank // Deep-Sea Res. 1986. V. 33. № 6. P. 791-818.

189. Eisma D., Kalf J. Distribution, organic content and particle size of suspended matter in the North Sea // Netherlands Journal of Sea Research. 1987. V. 21. P. 265285.

190. Eittreim S., Thorndike E.M. & Sullivan L. Turbidity distribution in the Atlantic Ocean//Deep-Sea Res. 1976. V. 23. P. 1115-1127.

191. Emelyanov E.M. The Barrier Zones in the Ocean. Berlin: Springer, 2005. 636 P

192. Ewing M., Thorndike E.M. Suspended matter in deep ocean water // Science. 1965. V. 147. P. 1291-1304.

193. Gardner W.D., Walsh I.D. Distribution of macroaggregates and fine-grained particles across a continental margin and their potential role in fluxes // Deep-Sea Res. 1990. V. 37. № 3. P. 401-411.

194. Gentien P., Lunven M., Lehaitre M., Duvent J.L. In-situ depth profiling of particle size//Deep-Sea Res. 1995. V. 42. №8. P. 1297-1312.

195. Gibbs R. Amazon river sediment transport in the Atlantic Ocean // Geology. 1976. V. 4. № l.P. 45-48.

196. Gibbs R. Transport phases of transition metals in Amazon and Yukon rivers // Bulletin Geological Society of America. 1977. V. 88. № 6. P. 829-843.

197. Gordeev V.V., Rachold V. Modern trrigenous organic carbon input to the Arctic Ocean // Organic carbon cycle in the Arctic Ocean: present and past. Ed. R. Stein, R.W. MacDonald. Berlin: Springer, 2003. P. 33-41.

198. Gordon H.R. Mie-theory models of light scattering by ocean particulates // Suspended solids in water. Ed. by R.J. Gibbs. New York: Plenum Press, 1974. P. 73-86.

199. Honjo S. Material fluxes and modes of sedimentation in the mesopelagic and bathypelagic zones //Journal of Marine Res. 1980. V 38 P. 53-97.

200. Jerlov N.G. Optical measurements of particle distribution in the sea // Tellus. 1951. V.3.№3.P. 7-18.

201. Jerlov N.G. Particle distribution in the ocean // Rep. Swedish Deep Sea Exp. / Physics and Chemistry. 1953. V. 3. P. 71-97.

202. Krey J. Uber Art und Menge des Seston in Meere // Verh. Deutsch. Zool., Ges. 1949. Bd 2, 6. P.

203. Kuenen Ph.H. Marine Geology. New York: Wiley, 1950. 568 p.

204. Law D.J., Bale A.J., Jones S.E. Adaptation of focused beam reflectance measurement to in-situ particle sizing in estuaries and coastal waters // Marine Geology. 1997. V. 140. P. 47-59

205. Lerman A., Lai D., Dacey M.F. Stoces' settling and chemical reactivity of suspended particles in natural waters // Suspended solids in water. Ed. by R.J. Gibbs. New York: Plenum Press, 1974. P. 17-33.

206. Li W.K.W. Oxygenic photosynthetic micro-organisms and primary productivity //BIO Review. Canada, 1982. P. 23-25.

207. Li X., Passow U., Logan B.E. Fractal dimensions of small (15-200 pm) particles in Eastern Pacific coastal waters //Deep-Sea Res. I. V. 45. 1998. P. 115-131.

208. Martin J.M., Meybeck M. Elemental mass-balance of material carried by major world rivers // Marine Chemistry. 1979. V. 7. № 2. P. 173-206.

209. McCave I.N. Particulate size spectra, behavior, and origin of nepheloid layers over the Nova Scotian Continental Rise // J. Geoph. Res. 1983. V. 88. № С12. P. 7647-7666.

210. McCave I.N. Size spectra and aggregation of suspended particles in the deep ocean // Deep-Sea Res. 1984. V. 31. № 4. P. 329-352.

211. McCave I.N. Properties of suspended sediment over the HEBBLE area on the Nova Scotian Rise // Marine Geology. 1985. V. 66. P. 169-188.

212. McCave l.N. Size sorting of fine sediment during transport and deposition: difficulties with mud // From particle size to sediment dynamics. Int. Workshop HWK. Delmenhorst, 2004. P. 111-113.

213. McCave I.N., Syvitski J.P.M. Principles and methods of geological particle size analysis // Principles, methods and application of particle size analysis. Ed. by J.P.M. Syvitski. Cambridge Univ. Press, 1991. P. 3-21.

214. McCave l.N., Tucholke B.E. Deep current-controlled sedimentation in the western North Atlantic // The geology of North America. V. M. The Western North Atlantic Region. Geological Society of America, 1986. P. 451-468.

215. McManus J. Grain size determination and interpretation // Techniques in sedi-mentology. Ed. by M. Tucker. London: Oxford, 1988. P. 64-85.

216. Postma H. Hydrography of the Dutch Wadden Sea // Arch. Nederl. Zool. 1954. V. 10. P. 12-23.

217. Ran Y., Fu J.M., Sheng G.Y., Beckett R., Hart B.T. Fractionation and composition of colloidal and suspended particulate materials in rivers // Chemosphere. 2000. V. 41. P. 33-43.

218. Rat'kova T.N The White Sea phytoplankton a rewiew // Ber. Polarforschung. 2000. № 359. P. 23-29.

219. Rat'kova Т., Savinov V. Phytoplankton // White Sea. Ecology and environment. St. Petersburg Tromso, 2001. P. 23-28.

220. Sackett W.M. Suspended matter in sea water // Chemical oceanography. Ed. by J.P. Riley & R. Chester. V. 7. London: Academic Press, 1978. P. 127-172.

221. Sheldon R.W., Parsons T.R. A practical manual on the use of the Coulter Counter in marine sciences. Toronto: Coulter Electronics, 1967. 66 p.

222. Sheldon R.W., Prakash A., Sutcliffe W.H. The size distribution of particles in the ocean // Limnol. Oceanogr. 1972. V. 17. P. 327-340.

223. Shevchenko V.P., Lisitzin A.P., Belyaev N.A., Filippov A.S., Golovnina E.A., Ivanov A.A., Klyuvitkin A.A., Malinkovich S.M., Novigatsky A.N., Politova N.V.,

224. Rudakova V.N., Rusakov V.Yu., Sherbak S.S. Seasonality of suspended particulate matter distribution in the White Sea // Berichte zur Polar- und Meeresforschung. 2004. No. 482. P. 142-149.

225. Shi Zh., Zhou H.J., Eittreim S.L., Winterwerp J.C. Settling velocities of fine suspended particles in the Changjiang Estuary, China // J. of Asian Earth Sciences. V. 22. 2003. P. 245-251.

226. Sholkovitz E.R. Flocculation of dissolved organic and inorganic matter during the mixing of river water and seawater // Geochim. et cosmochim. acta. 1976. V. 40. №7. P. 831-846.

227. Sholkovitz E.R. The flocculation of dissolved Fe, Mn, Al, Cu, Ni, Co, and Cd during estuarine mixing // Earth Planet. Sci. Lett. 1977. V. 41. № 1. P. 77-86.

228. Smith K.L., Williams P.M., Druffel E.R.M. Upward flaxes of particulate organic matter in the deep North Pacific // Nature. 1989. V. 337. P. 724-726.

229. Suspended solids in water. Ed. by R.J. Gibbs. New York: Plenum Press, 1974. 360 p.

230. Taylor S.R. Abundance of chemical elements in the continental crust: a new table//Geochimica et Cosmochimica Acta. 1964. V. 28. P. 1273-1285.

231. Thill A., Moustier S., Gamier J-M., Estournel C., Naudin J-J., Boterro J-Y. Evolution of particle size and concentration in the Rhone river mixing zone: influence of salt flocculation //Continental Shelf Res. 2001. V. 21. P. 2127-2140.

232. Thomsen L.A., McCave I.N. Aggregation processes in the benthic boundary layer at the Celtic Sea continental margin // Deep-Sea Res. I. 2000. V. 47. P. 13891404.

233. Thomsen L., van Weering Tj.C.E. Spatial and temporal variability of particulate matter in the benthic boundary layer at the N.W. European Continental Margin (Go-ban Spur) // Progress in Oceanography. 1998. V. 42. P. 61-76.

234. Takahashi M., Bienfang P.K. Size structure of phytoplankton biomass and photosynthesis in subtropical Hawaiian waters // Marine Biology. 1983. V. 76. № 2. P. 203-211.

235. Walker S.L., Baker E.T. Particle-size distributions within hydrothermal plumes over the Juan de Fuca Ridge // Marine Geology. 1988. V. 78. P. 217-226.

236. Whitehouse B.G., Yeats P.A., Strain P.M. Cross-flow filtration of colloids from aquatic environments // Limnol. Oceanogr. 1990. V. 35. P. 1368-1375.

Информация о работе

Кравчишина, Марина Даниловна
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2007
ВАК 25.00.28

Диссертация

Вещественный состав водной взвеси Белого моря - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы