Purpose. The purpose of the study is to identify the patterns of spatial variability in the concentrations of key nutrients (nitrites and nitrates, phosphates, and silicates) and the carbonate system parameters (pH and total alkalinity) in the bottom waters of the Laptev and East Siberian seas.
Methods and Results. The bottom layer of the Laptev and East Siberian seas were comprehensively studied based on the data obtained during the 69th cruise of R/V “Akademik Mstislav Keldysh” in summer and autumn, 2017. Bottom water samples were collected at four sections: the Khatanga and Lena sections (Laptev Sea), and the Indigirka and Kolyma ones (East Siberian Sea). Sampling was done by the Neimisto corer permitting to collect water layer by layer from three horizons (0–15, 15–30, and 30–45 cm) above the seabed. Hydrochemical parameters were determined by standard methods. Total alkalinity was revealed to increase generally both with the distance growing from a station to the coast indicating the impact of river runoff (1.1–1.9 mM/L), and towards more remote shelf areas (2.2–2.5 mM/L). Slightly alkaline conditions (pH 7.8–8.1) remained in all the areas. The lowest oxygen saturation (56–73 %) was observed in the zones directly influenced by large rivers and in the areas with a limited water exchange. Maximum concentrations of phosphates (up to 1.43 μM) and silicates (up to 41.22 μM) at the coastal stations confirm the effect of river runoff. At that, abnormally high concentrations of these elements and their non-conservative vertical distribution in certain deep-sea areas may indicate additional input sources, such as the diagenetic processes and the impact of sub-water permafrost melting.
Conclusions. The obtained data highlight the key role of the bottom layer as a zone of active transformation of nutrients where the interaction of physical, chemical, and biological processes significantly influences the functioning of bottom ecosystems. The results are important for assessing the impact of climate changes on the Arctic shelf, especially in the context of submarine permafrost degradation and changes in the river runoff regimes.
Цель. Выявлены закономерности пространственной изменчивости концентраций основных биогенных веществ (нитриты и нитраты, фосфаты, силикаты) и параметров карбонатной системы (pH, общая щелочность) в придонном слое вод морей Лаптевых и Восточно-Сибирского.
Методы и результаты. Комплексное исследование придонного слоя вод морей Лаптевых и Восточно-Сибирского основано на данных, полученных в ходе 69-го рейса НИС «Академик Мстислав Келдыш», проходившего в летне-осенний период 2017 г. Пробы придонной воды отбирали на четырех разрезах: Хатангском и Ленском (море Лаптевых), Индигирском и Колымском (Восточно-Сибирское море). Для отбора использовали трубку Неймисто с послойным извлечением воды из трех горизонтов (0–15, 15–30 и 30–45 см) над дном. Гидрохимические параметры определяли стандартными методами. Выявлено, что общая щелочность в целом возрастала по мере удаления станций от берега, указывая на влияние речного стока (1,1–1,9 мМ/л), к отдаленным участкам шельфа (2,2–2,5 мМ/л). Во всех районах сохранялись слабощелочные условия (pH 7,8–8,1). Наименьшее насыщение вод кислородом (56–73 %) отмечено в зонах прямого влияния крупных рек и в районах с ограниченным водообменом. Максимальные концентрации фосфатов (до 1,43 мкМ) и силикатов (до 41,22 мкМ) на прибрежных станциях подтверждают влияние речного стока, при этом аномально высокие концентрации этих элементов и их неконсервативное вертикальное распределение в отдельных глубоководных районах могут указывать на дополнительные источники поступления, такие как диагенетические процессы и влияние таяния подводной мерзлоты.
Выводы. Полученные данные подчеркивают ключевую роль придонного слоя как зоны активной трансформации биогенных элементов, где взаимодействие физических, химических и биологических процессов существенно влияет на функционирование донных экосистем. Результаты имеют важное значение для оценки воздействия климатических изменений на арктический шельф, особенно в контексте деградации подводной мерзлоты и изменения режима речного стока.