Ученые МФТИ выяснили, как влияют океанические вихри на продуктивность морей

Исследователи МФТИ вместе с коллегами изучили, как океанические циклоны и антициклоны влияют на рост концентрации хлорофилла в отдельных районах Норвежского моря. Результаты работы могут помочь лучше оценивать влияние вихрей на продуктивность океана и в дальнейшем прогнозировать районы скопления промысловой рыбы, исследование опубликовано в журнале Frontiers in Marine Science.

Океанические воды постоянно находятся в движении. Помимо крупных течений, в морях возникают и исчезают мезомасштабные вихри — водовороты диаметром от десятков до сотен километров. Они участвуют в переносе воды, тепла, соли и биогенных веществ, влияют на климат и могут менять количество живых организмов в разных частях океана.

Ученые из Московского физико-технического института, Санкт-Петербургского государственного университета и Университета Тромсе проанализировали спутниковые данные и результаты натурных измерений по Норвежскому морю. Их целью было выяснить, как вихри воздействуют на распределение хлорофилла в поверхностном слое океана. Этот пигмент фитопланктона считается одним из основных показателей его биомассы.

Старший научный сотрудник лаборатории арктической океанологии МФТИ Никита Сандалюк пояснил, что хлорофилл является важным маркером биопродуктивности. Он указывает на скопления микроводорослей, которые находятся в основании морских пищевых цепей. Поэтому работа имеет не только фундаментальное, но и практическое значение, поскольку помогает выявлять зоны повышенной первичной продукции, важные для рыболовства.

По словам ученого, вихревые процессы встречаются почти повсеместно, однако их влияние на биопродуктивность зависит от конкретного региона и климатических условий. Норвежское море представляет особый интерес из-за высокой вихревой активности, сложной динамики вод и большого объема уже накопленных данных.

В исследовании использовали спутниковую альтиметрию, то есть измерения высоты поверхности океана, а также данные буев Bio-Argo. Эти автономные станции могут погружаться на глубину до двух километров и постоянно фиксировать параметры водной среды. Всего ученые обработали более 10 тысяч профилей Bio-Argo за период с 2010 по 2024 год.

Авторы изучили два типа вихрей. Циклоны в Северном полушарии закручивают водные массы против часовой стрелки и поднимают их вверх. Антициклоны вращают воду в противоположном направлении и, наоборот, опускают верхние слои глубже.

Главный вывод работы заключается в том, что в Норвежском море оба типа вихрей повышают концентрацию хлорофилла. При этом антициклоны не уступают циклонам по продуктивности, а в июне и июле в некоторых случаях даже превосходят их. Такой результат оказался неожиданным, поскольку классическая теория предполагает, что антициклонические вихри должны опускать питательные вещества вниз и тем самым сдерживать развитие фитопланктона.

Сандалюк отметил, что оба типа вихрей связаны с положительными подповерхностными аномалиями хлорофилла на уровне 0,5–0,7 миллиграмма на кубический метр. Самые выраженные сигналы были ограничены верхним 50-метровым слоем. В циклонических вихрях пик аномалий фиксировался примерно на глубине 25 метров, а в антициклонических наблюдалась более сложная структура с максимумами как в ядре, так и на периферии на глубинах около 20–50 метров.

Для объяснения повышенного содержания хлорофилла в антициклонах ученые предложили гипотезу о совместном действии двух механизмов. Первый связан с классической вихревой накачкой, второй — с экмановской накачкой, возникающей под влиянием ветра. Из-за особенностей распределения ветра в антициклонических вихрях глубинные воды могут подниматься в верхние слои океана.

Еще одним важным результатом стало обнаружение экстремально высокой концентрации хлорофилла в Лофотенском вихре. Это крупный антициклон, постоянно существующий в центральной части Лофотенской котловины между материковой Норвегией и архипелагом Шпицберген.

С практической точки зрения результаты могут быть полезны для рыбной промышленности. Высокая концентрация хлорофилла косвенно указывает на увеличенную биомассу фитопланктона, который поддерживает популяции веслоногих рачков. Эти организмы служат кормовой базой для промысловых рыб, включая треску и сельдь.

Ученые отметили, что разработанный подход можно применять не только в Норвежском море. В российской экономической зоне он может быть востребован для изучения влияния вихрей на биопродуктивность в Баренцевом, Охотском, Беринговом и Черном морях. Однако в этих районах почти нет буев Bio-Argo, поэтому для российских морей особенно важны регулярные экспедиционные исследования.

Рекомендуем также:

1. Соль решает всё в шашлыке: золотое правило, после которого свинина и курица исходят соком
2. Один раз приготовите и поймёте, почему о плове можно забыть: «Женатая» каша получается проще, быстрее и намного интереснее
3. Цветёт долго и выглядит сказочно: белоснежный многолетник станет находкой для любого региона России
4. Перед покупкой лучше узнать правду: какие средства из Светофора оправдали цену, а какие разочаровали
5. Льготы есть, но расслабляться рано: какой налог на имущество может ударить по пенсионерам в 2026 году