На главную              К списку выставок

Научно-технические проблемы освоения Арктики

Журнальные статьи

Alvey, A.; Gaina C. Integrated crustal thickness mapping and plate // Earth and Planetary Science Letters (NLD).- 2008, т.274, № 3. - С.320-321

The plate tectonic history of the Amerasia Basin (High Arctic) and its distribution of oceanic and continental lithosphere are poorly known. A new method of gravity inversion with an embedded lithosphere thermal gravity anomaly correction has been applied to the NGA (U) Arctic Gravity Project (ArcGP) data to predict crustal thickness and continental lithosphere thinning factors which are used to test different plate reconstructions within the Arctic region. The inversion of gravity data to map crustal thickness variation within oceanic and rifted continental margin lithosphere requires the incorporation of a lithosphere thermal gravity anomaly correction for both oceanic and continental lithosphere. Oceanic lithosphere and stretched continental margin lithosphere produce a large negative residual thermal gravity anomaly (up to -380 mGal), for which a correction must be made in order to determine realistic Moho depth by gravity anomaly inversion. The lithosphere thermal model used to predict the lithosphere thermal gravity anomaly correction may be conditioned using plate reconstruction models to provide the age and location of oceanic lithosphere. Three plate reconstruction models have been examined for the opening of the Amerasia Basin, two end member models and a hybrid model: in one end member model the Mendeleev Ridge is rifted from the Canadian margin while in the other it is rifted from the Lomonosov Ridge (Eurasia Basin), the hybrid model contains elements of both end member models. The two end member plate reconstruction models are consistent with the gravity inversion for their prediction of the location of oceanic lithosphere within the Canada Basin but fail in the Makarov and Western Podvodnikov Basins. The hybrid model is consistent with predictions of the location of the ocean-continent transition from continental lithosphere thinning factors obtained from gravity inversion. A crustal thickness of approximately 20 km is predicted for Late Cretaceous Makarov/Podvodnikov Basins which is similar to the value obtained from seismic refraction. We suggest that this method could be used for discriminating between various plate tectonic scenarios, especially in remote or poorly surveyed regions.

Barber, D. G.; Lukovich, J. V.; Keogak, J.; et al. // The Changing Climate of the Arctic ARCTIC Volume: 61 Supplement: 1 Pages: 7-26 Published: 2008

The first and strongest signs of global-scale climate change exist in the high latitudes of the planet. Evidence is now accumulating that the Arctic is warming, and responses are being observed across physical, biological, and social systems. The impact of climate change on oceanographic, sea-ice, and atmospheric processes is demonstrated in observational studies that highlight changes in temperature and salinity, which influence global oceanic circulation, also known as thermohaline circulation, as well as a continued decline in sea-ice extent and thickness, which influences communication between oceanic and atmospheric processes. Perspectives from Inuvialuit community representatives who have witnessed the effects of climate change underline the rapidity with which such changes have occurred in the North. An analysis of potential future impacts of climate change on marine and terrestrial ecosystems underscores the need for the establishment of effective adaptation strategies in the Arctic. Initiatives that link scientific knowledge and research with traditional knowledge are recommended to aid Canada's northern communities in developing such strategies.

Chen, Min; Ma, Qiang; Guo, Laodong; et al. Importance of lateral transport processes to Pb-210 budget in the eastern Chukchi Sea during summer 2003 // DEEP-SEA RESEARCH PART II-TOPICAL STUDIES IN OCEANOGRAPHY Volume: 81-84 Special Issue: SI Pages: 53-62 Published: DEC 15 2012

Activity concentrations of dissolved and particulate Pb-210 and Ra-226 in the water column were measured in the eastern Chukchi Sea during summer 2003. Th-234/U-238 disequilibria were used to estimate the scavenging fluxes of Pb-210 from the water column to the underlying sediments. Our results showed that concentrations of Pb-210 and its distributions were mainly influenced by mixing processes of water masses and sediment resuspension. The residence times of Pb-210 in the eastern Chukchi Sea ranged from 5 to 103 d. Short residence times were mostly observed at the shelf stations, indicating a more effective particle scavenging in the shelf region. A mass balance model was constructed to evaluate the contribution of lateral transport to Pb-210 budget in the water column. The lateral transport fluxes of Pb-210 ranged from 17 to 177 Bq/m(2)/a, comprising up to 63-94% of the total supply of Pb-210 in the eastern Chukchi Sea. We hypothesize that the accumulative removal of Pb-210 in the Pacific inflow waters during their transport across the Chukchi Sea and the import of Pb-210 from sea ice rafted sediments are the two major lateral transport pathways for the import of Pb-210 to the eastern Chukchi Sea. Our results highlight the importance of lateral transport processes to the geographical distribution of particle-reactive elements and their biogeochemical cycles in the Arctic Ocean.

Codispoti, L. A.; Flagg, C. N.; Swift, James H. Hydrographic conditions during the 2004 SBI process experiments // DEEP-SEA RESEARCH PART II-TOPICAL STUDIES IN OCEANOGRAPHY Volume: 56 Issue: 17 Pages: 1144-1163 Published: AUG 1 2009

Western Arctic Shelf-Basin Interactions (SBI) process experiment cruises were conducted during spring and summer in 2002 and 2004. A comparison of the 2004 data with the results from 2002 reveals several similarities but also some distinct differences. Similarities included the following: (1) Dissolved inorganic nitrogen (DIN) (ammonium+nitrate+nitrite) limited phytoplankton growth in both years, suggesting that the fixed-N transport through Bering Strait is a major control on biological productivity. (2) The head of Barrow Canyon was a region of enhanced biological production. (3) Plume-like nutrient maxima and N** minima (a signal of sedimentary denitrification) extending from the shelf into the interior were common except at our easternmost section where the nearshore end of these features intersected the slope. (4) Particularly during summer, oxygen supersaturations were common in or just above the shallow nitracline. (5) Surface waters at our deepest stations were already depleted in nitrate, ammonium and urea during our springtime observations. A major difference between the 2 years was the greater influence of warm, relatively low-nutrient Alaska Coastal Water (ACW) during 2004 entering the region via Bering Strait. This increased inflow of ACW may have reduced photic zone nutrient concentrations. The differences in water temperature and nutrients were most pronounced in the upper similar to 100 db, and the increased influence of warm water in 2004 relative to 2002 was most evident in our East Barrow (EB) section. Although the EB data were collected on essentially the same year-days (29 July-4 August 2002 vs. 29 July-6 August 2004), the surface layers were up to 5 degrees warmer in 2004. While the stronger inflow of ACW in 2004 may have reduced the autochthonous nutrient supply, rates of primary production, bacterial production, and particulate organic carbon export were higher in 2004. This conundrum might be explained by differences in the availability of light. Although, springtime ice thicknesses were greater in 2004 than in 2002, snow cover was significantly less and may have more than compensated for the modest differences in ice thickness vis a vis light penetration. In addition, there was a rapid and extensive retreat of the ice cover in summer 2004. Increased light penetration in 2004 may have allowed phytoplankton to increase utilization of nutrients in the shallow nitracline. In addition, more light combined with warmer temperatures could enhance that fraction of primary production supported by nutrient recycling. Enhanced subsurface primary production during summer 2004 is suggested not only by the results of incubation experiments but by more extreme dissolved oxygen supersaturations in the vicinity of the nitracline. We cannot, however, ignore aliasing that might arise from somewhat different station distributions and timing. It is also possible that the rapid ice retreat and warmer temperatures lead to an acceleration in the seasonal progression of biological processes such that the summer 2004 SBI Process Cruise (HLY 04-03) experiment was observing a state that might have existed a few weeks after completion of the 2002 summer cruise (HLY 02-03). Despite these complications, there is little doubt that biological conditions at the ensemble of hydrographic stations occupied in 2004 during the SBI Process Cruises differed significantly from those at the stations occupied in 2002.

Dossing, A.; Jackson, H. R.; Matzka, J.; et al. On the origin of the Amerasia Basin and the High Arctic Large Igneous Province-Results of new aeromagnetic data // EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS Volume: 363 Pages: 219-230 Published: FEB 1 2013

The history of the 2.5 million km(2) Amerasia Basin (sensu lato) is in many ways the least known in the global tectonic system. Radically different hypotheses proposed to explain its origin are supported only by inconclusive and/or indirect observations and several outstanding issues on the origin of the Basin remain unaddressed. The difficulty lies in the geodynamic evolution and signature of the Basin being overprinted by excess volcanism of the Alpha-Mendeleev Ridge complex, part of the High Arctic Large Igneous Province (HALIP) and one of the largest (>1 million km(2)) and most intense magmatic and magnetic complexes on Earth. Here, we present the results of a 550,000 km(2) aerogeophysical survey over the poorly explored Lomonosov Ridge (near Greenland) and adjoining Amerasia and Eurasia Basins that provides the first direct evidence for consistent linear magnetic features between the Alpha and Lomonosov Ridges, enabling the tectonic origin of both the Amerasia Basin and the HALIP to be constrained. A landward Lower Cretaceous (similar to 138-125(120) Ma) giant dyke swarm (minimum 350 x 800 km(2)) and tentative oceanward Barremian (or alternatively lower Valanginian-Barremian) seafloor spreading anomalies are revealed. Prior to Cenozoic opening of the Eurasia Basin the giant dyke swarm stretched from Franz Josef Land to the southern Alpha Ridge and possibly further to Queen Elisabeth Islands, Canada. The swarm points towards a 250-km-wide donut-shaped anomaly on the southern Alpha Ridge, which we propose was the centre of the HALIP mantle plume, suggesting that pronounced intrusive activity, associated with an Alpha Ridge mantle plume, took place well before the Late Cretaceous Superchron and caused continental breakup in the northern Amerasia Basin. Our results imply that at least the southern Alpha Ridge as well as large parts of the area between the Lomonosov and southern Alpha Ridges are highly attenuated continental crust formed by poly-phase breakup with LIP volcanic addition. Significantly, our results are consistent with an early (similar to pre-120 Ma) overall continental scale rotational opening of the Amerasia Basin in which the Eurasian continental margin is rifted from the Canadian-southern Alpha Ridge margin about one or more poles in the Mackenzie Delta (Alaska). The findings provide a key to resolving Arctic plate reconstructions and LIPs in the Mesozoic. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Dyck, DR; Oshust, PA; Carlson, JA; et al. Effective resource estimates for primary diamond deposits from the EKATI diamond mine (TM), Canada Conference: 8th International Kimberlite Conference Location: Victoria, CANADA Date: JUN 22-27, 2003 // LITHOS Volume: 76 Issue: 1-4 Pages: 317-335 Published: SEP 2004

Primary economic diamond deposit modelling has rarely been documented in the public domain. This paper presents information collected from significantly diamondiferous kimberlite pipes located near Lac de Gras in the Arctic region of Canada's Northwest Territories. The resource estimation process is widely accepted as a cyclical iteration of data collection and evaluation processes. A resource database is typically assembled from a large inventory of exploration data. These data must be methodically quality checked before accepting the information for interpretive analysis. The foundation of a mineral resource model is based on clear understanding of the geology model along with subsidiary grade, volume, and density models. Defining these models is an iterative process of statistical analyses and interpretation. As a deposit progresses along a path towards development, reducing risk to acceptable levels is critical for identifying and realizing its maximum value.


A layered quartz - iron silicate body, ca. 700 x 200 m, bordered concordantly by Paleoproterozoic granulite-facies supracrustal gneisses, outcrops on Arcedeckne Island, off northern Boothia Peninsula, Nunavut, and is the type locality of the mineral harrisonite, Ca(Fe,Mg)(6)(SiO4)(2)(PO4)(2). Layers and lenses, up to 0.7 m thick, of massive garnetite are intercalated with microscopically layered quartz - orthopyroxene (or rarely, fayalite) - garnet granofels and subordinate, graphitic biotite - orthopyroxene - garnet metapelite. Contacts between the three rock types commonly are gradational. Apatite is a near-ubiquitous constituent of the rocks, which are anomalously rich in phosphorus. The garnet contains 84-92 mol.% Alm in garnetite and granofels, and 76-80% in metapelite. The composition of the orthopyroxene is Fs(71-83) in garnetite and granofels, Fs(59-63) in metapelite. In the two rocks analyzed that are richest in iron, fayalite Fo(5-7) has crystallized in place of orthopyroxene. Although variable in composition, biotite is consistently rich in iron and titanium. Ilmenite is the sole oxide phase identified throughout the Arcedeckne body; pyrrhotite is a sparse accessory mineral in garnetite. Harrisonite occurs widely, in amounts <4% by volume, as a late mineral in the garnetite and granofels. It forms a limited Fe-Mg solid solution (Fe/Mg in the range 6-12) and has crystallized discretely and as rims on silicate grains adjacent to apatite; rim harrisonite is richer in Fe than discrete harrisonite. The Arcedeckne body represents Fe- and P-rich shaly sediments of marine origin metamorphosed in the granulite facies in a reducing environment.

Geiger, Cathleen A.; Perovich, Donald K. Springtime ice motion in the western Antarctic Peninsula region // DEEP-SEA RESEARCH PART II-TOPICAL STUDIES IN OCEANOGRAPHY Volume: 55 Issue: 3-4 Pages: 338-350 Published: 2008

Oscillatory motion of sea-ice is examined using two ice-drifting buoys separated by 1 degrees latitude near 66 degrees S during the winter to spring transition in the Marguerite Bay region west of the Antarctic Peninsula.. The buoys' motions exhibit spectrally distinct periods (12.87 +/- 0.04 and 13.03 +/- 0.04 h, respectively) despite highly correlated motion between them (r(2) is 0.62 and 0.81 for u and v, respectively). The periods shift with latitude and nearly match the local inertial periods (13.00 and 13.10 h, respectively). The oscillations are further examined with respect to the kinematics involved in the breakup process of sea-ice. These include hourly resolved manifestations of circular trajectories, semi-circular oscillations with compressed trajectory cusps, and "accordion-like" compressions along straight-line trajectories. Oscillations are found in all trajectory types over the lifetime of both buoys (several months). Traditional circular and semicircular oscillations are particularly prominent during two episodes, one of which is preceded by strong wind events and a substantial decrease in ice thickness and concentration. These episodes combine with seasonally warming temperatures to break up and melt the sea-ice cover. We discuss potential relationships between the degradation of the ice pack during spring breakup and the increase in energy at near-inertial frequencies including the appearance of a non-linear cascade of energy within the ice from the low frequencies (commensurate with storms and fortnightly tides) to semi-diurnal frequencies. We further comment on the implications this type of high-frequency motion has on local biological ecosystems. Specifically, we find that sea-ice semi-diurnal oscillations are at their peak during the final decay of sea-ice just before springtime primary productivity begins. Hence, the oscillatory motion of sea-ice not only serves as an effective mixing agent within the ice-ocean mixed layer, but also serves as an effective seeding platform for distributing phyto- and zooplankton overwintering within and around the ice floes.

Griffin, W. L.; Sturt, B. A.; O'Neill, C. J.; et al. Intrusion and contamination of high-temperature dunitic magma: the Nordre Bumandsfjord pluton, Seiland, Arctic Norway // CONTRIBUTIONS TO MINERALOGY AND PETROLOGY Volume: 165 Issue: 5 Pages: 903-930 Published: MAY 2013

The Caledonian Nappe Complex of Arctic Norway provides rare insights into the interaction between mafic-ultramafic magmas and the deep continental crust. The Kalak Nappe Complex contains > 25,000 km(3) of mafic igneous rocks, mostly layered gabbros, making up the 570-560 Ma Seiland Igneous Complex. The complex has been intruded by a series of ultramafic magmatic rocks, including the Nordre Bumandsfjord pluton. Field relationships in this pluton show that extremely fluid, dry, relatively Fe-rich (Fo(81)) dunite magmas intruded a pile of cumulate gabbros, with block stopping and intrusive brecciation. Diking on scales from mm to metres and extensive melting and assimilation of the gabbros attest to high temperatures, consistent with a 2-km-wide granulite-facies contact aureole. Major- and trace-element trends show that the dunites were progressively contaminated by a cpx-rich partial melt of the gabbros, producing a range of lithologies from dunite through lherzolites to wehrlite. Experimental studies of natural samples at 0.8-1 GPa define the dunite solidus at 1,650-1,700 A degrees C. In the average peridotite, contamination has produced a crystallisation interval of ca 400 A degrees C (1,600-1,200 A degrees C); this would provide large amounts of heat for melting and metamorphism and would maintain the fluidity of the magmas to relatively low T, consistent with field relationships. Thermochemical and dynamic modelling demonstrates that the dunitic primary magmas may represent the last melting of a rapidly ascending diapir of previously depleted subducted oceanic lithosphere. The mafic rocks of the Seiland Complex may already have been extracted from this diapir, and the late dikes of the province may reflect melting of the asthenosphere as the diapir spread out beneath the lithosphere. Ultramafic magmas, abundant in the Archean, may still be more common than usually assumed. However, they would only penetrate to the shallow crust under unusually extensional conditions, where ascent could outpace assimilation.

Harding, Tommy; Jungblut, Anne D.; Lovejoy, Connie; et al. Microbes in High Arctic Snow and Implications for the Cold Biosphere // APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY Volume: 77 Issue: 10 Pages: 3234-3243 Published: MAY 2011

We applied molecular, microscopic, and culture techniques to characterize the microbial communities in snow and air at remote sites in the Canadian High Arctic (Ward Hunt Island, Ellesmere Island, and Cornwallis Island, latitudes 74 to 83 degrees N). Members of the Bacteria and Eukarya were prevalent in the snow, and their small subunit (SSU) rRNA gene signatures indicated strong local aerial transport within the region over the preceding 8 months of winter snowpack accumulation. Many of the operational taxonomic units (OTUs) were similar to previously reported SSU rRNA gene sequences from the Arctic Ocean, suggesting the importance of local aerial transport processes for marine microbiota. More than 47% of the cyanobacterial OTUs in the snow have been previously found in microbial mats in the region, indicating that this group was also substantially derived from local sources. Viable cyanobacteria isolated from the snow indicated free exchange between the snow and adjacent mat communities. Other sequences were most similar to those found outside the Canadian Arctic but were from snow, lake and sea ice, glaciers and permafrost, alpine regions, Antarctica, and other regions of the Arctic, supporting the concept of global distribution of microbial ecotypes throughout the cold biosphere.

11. U12614
Hegewald, Anne; Jokat, Wilfried. Relative sea level variations in the Chukchi region - Arctic Ocean - since the late Eocene // GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS 2013, Volume: 40 Issue: 5 Pages: 803-807 Published: MAR 16 2013

Relative sea level (RSL) variations are a result of tectonic activity, changing of the water volume in ocean basins (e.g. due to increasing/decreasing of ice volume, evaporation) and variations in regional to global climate, which influence erosional processes and material transport. We present multi-channel seismic data combined with dated sediment horizons from the Chukchi Shelf, Arctic Ocean. Based on a series of prograding sequences in the upper 4 km of sediments and the method of seismic sequence stratigraphy, we introduce the first RSL curve for the Chukchi region, beginning in the late Eocene (40 Ma). The comparison of the Chukchi RSL curve with the global RSL curve shows that RSL lowering events in the Chukchi region do not correlate with global events for the Eocene/Oligocene - early Miocene. Between the Eocene/Oligocene and the late Oligocene, the Chukchi RSL variations were small (< 100 m). Since the late Oligocene the Chukchi RSL increased until the opening of the Fram Strait in the early Miocene. We show that the Chukchi RSL variations are representative for the Arctic Ocean, and conclude that the Arctic Ocean was an isolated basin for the Eocene/Oligocene - early Miocene. Citation: Hegewald, A., and W. Jokat (2013), Relative sea level variations in the Chukchi region - Arctic Ocean - since the late Eocene, Geophys. Res. Lett., 40, 803-807, doi:10.1002/grl.50182.

Ikeda, M; Colony, R; Yamaguchi, H; et al. Decadal variability in the Arctic Ocean shown in hydrochemical data // GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS Volume: 32 Issue: 21 Article Number: L21605 Published: NOV 15 2005

The recent distribution of Russian hydrochemical data collected from the Arctic Basin provides useful information on ocean interior variabilities. Among various chemical components, silicate is the most valuable for showing the boundary between the silicate-rich Pacific Water and the opposite Atlantic Water. Here, it is assumed that the silicate distribution receives minor influence from seasonal biological productivity and Siberian Rivers outflow. It shows a clear maximum around 100-m depth in the Canada Basin. The vertical gradient below 100 m provides information on the vertical motion of the upper boundary of the Atlantic Water at a decadal time scale: i.e., the boundary shifts upward ( downward), as realized by the silicate reduction ( increase) at a fixed depth, responding to a more intense ( weaker) Polar Vortex or the positive ( negative) phase of the Arctic Oscillation. This valuable hydrochemical data set has provided a tool for verifying Arctic Ocean models with decadal responses to atmospheric variabilities.

Lay, Chih-Ying; Mykytczuk, Nadia C. S.; Yergeau, Etienne; et al. Defining the Functional Potential and Active Community Members of a Sediment Microbial Community in a High-Arctic Hypersaline Subzero Spring // APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY Volume: 79 Issue: 12 Pages: 3637-3648 Published: JUN 2013

The Lost Hammer (LH) Spring is the coldest and saltiest terrestrial spring discovered to date and is characterized by perennial discharges at subzero temperatures (-5 degrees C), hypersalinity (salinity, 24%), and reducing (approximate to-165 mV), microoxic, and oligotrophic conditions. It is rich in sulfates (10.0%, wt/wt), dissolved H2S/sulfides (up to 25 ppm), ammonia (approximate to 381 mu M), and methane (11.1 g day(-1)). To determine its total functional and genetic potential and to identify its active microbial components, we performed metagenomic analyses of the LH Spring outlet microbial community and pyrosequencing analyses of the cDNA of its 16S rRNA genes. Reads related to Cyanobacteria (19.7%), Bacteroidetes (13.3%), and Proteobacteria (6.6%) represented the dominant phyla identified among the classified sequences. Reconstruction of the enzyme pathways responsible for bacterial nitrification/denitrification/ammonification and sulfate reduction appeared nearly complete in the metagenomic data set. In the cDNA profile of the LH Spring active community, ammonia oxidizers (Thaumarchaeota), denitrifiers (Pseudomonas spp.), sulfate reducers (Desulfobulbus spp.), and other sulfur oxidizers (Thermoprotei) were present, highlighting their involvement in nitrogen and sulfur cycling. Stress response genes for adapting to cold, osmotic stress, and oxidative stress were also abundant in the metagenome. Comparison of the composition of the functional community of the LH Spring to metagenomes from other saline/subzero environments revealed a close association between the LH Spring and another Canadian high-Arctic permafrost environment, particularly in genes related to sulfur metabolism and dormancy. Overall, this study provides insights into the metabolic potential and the active microbial populations that exist in this hypersaline cryoenvironment and contributes to our understanding of microbial ecology in extreme environments.

Ledu, David; Rochon, Andre; de Vernal, Anne; et al. Palynological evidence of Holocene climate change in the eastern Arctic: a possible shift in the Arctic oscillation at the millennial time scale // CANADIAN JOURNAL OF EARTH SCIENCES Volume: 45 Issue: 11 Pages: 1363-1375 Published: NOV 2008

Dinocyst assemblages and the physical properties of two sediment cores collected in the easternmost part of the main axis of the Northwest Passage, Canadian Arctic Ocean (cores 2004-804-009 BC and 2004-804-009 PC, 74 degrees 11.2'N, 81 degrees 11.7'W) were used to reconstruct changes in sea-surface conditions and to characterize changes in the depositional environment. Core 2004-804-009 PC spans the last 12 180 calibrated (cal) years BP, with sedimentation rates ranging from 45 to 122 cm/ka. Quantitative estimates of sea-surface parameters reveal relatively large hydrographic variability at millennial time scale. Before 11 000 cal years BP, Our records suggest terrigenous inputs related to the last deglaciation. Between 11 000 and 9600 cal years BP, harsh conditions prevailed with August sea-surface temperatures <2 degrees C and the dominance of heterotrophic taxa. This episode was followed by a gradual increase in the relative abundance of phototrophic taxa and the establishment of milder condition with sea-surface temperature (SST) reaching similar to 2 degrees C similar to 8300 cal years BP, possibly related to increased exchange between the Arctic Ocean and the North Atlantic Ocean. From 6000 cal years BP to the late Holocene, climate variability Could be the results of changes in the synoptic-scale atmospheric pattern such as the Arctic oscillation.

Lepore, K.; Moran, S. B. Seasonal changes in thorium scavenging and particle aggregation in the western Arctic Ocean // DEEP-SEA RESEARCH PART I-OCEANOGRAPHIC RESEARCH PAPERS Volume: 54 Issue: 6 Pages: 919-938 Published: JUN 2007

Seasonal changes in Th scavenging and particle aggregation were determined along two shelf-basin transects in the western Arctic Ocean during the spring (May-June) and summer (July August) of 2002 and 2004. Measurements of dissolved and particulate (234)Th and (228)Th activities were used to quantify Th residence times and reversible rates of Th sorption and particle aggregation. Prior to the spring bloom in 2002, (234)Th and (228)Th residence times were equal and Th scavenging was concordant, indicating predominately steady-state conditions. In contrast, scavenging of (234)Th and (228)Th in the summer of 2002 and the spring and summer of 2004 was discordant, indicating a departure in scavenging rates from steady-state conditions during periods of seasonally high biological activity and particle export. Rates of particle aggregation and disaggregation were calculated using a one-dimensional reversible exchange model and (234)Th and (228)Th activities in small (1-53 mu m) and large (> 53 mu m) particles. Maximum rates were determined coincident with the chlorophyll maximum (25-100 m) and increased by an order of magnitude between periods of low and high productivity. These Th measurements provide evidence that seasonally enhanced rates of particle aggregation might increase the magnitude of the particulate organic carbon (POC) flux in this Arctic regime.

Lin, Peng; Guo, Laodong; Chen, Min; et al. The distribution and chemical speciation of dissolved and particulate phosphorus in the Bering Sea and the Chukchi-Beaufort Seas // DEEP-SEA RESEARCH PART II-TOPICAL STUDIES IN OCEANOGRAPHY Volume: 81-84 Special Issue: SI Pages: 79-94 Published: DEC 15 2012

Water samples were collected from the Bering Sea and the Chukchi-Beaufort Seas during the 4th Chinese Arctic Research Expedition in summer 2010 to examine the abundance, spatial distribution and phase partitioning of phosphorus (P) between dissolved and particulate, inorganic and organic phases. Measurements of P species included dissolved inorganic P (DIP), dissolved organic P (DOP) and five particulate P species operationally defined by sequential extraction techniques. Inorganic P was generally the predominant form of both dissolved and particulate P, comprising on average up to 91 +/- 13% of the dissolved phase and 72 +/- 23% of the particulate phase in the study area. Concentrations of DIP in the water column of the Chukchi Sea and Bering Sea were considerably higher than those in the Beaufort Sea ( > 3 mu M vs. similar to 1 mu M), showing a strong influence of North Pacific inflow waters. The percentage of DOP in the dissolved P pool was generally higher in surface waters than deeper waters, and higher in the Chukchi Sea than in the Bering Sea, consistent with their difference in primary productivity and reflecting sources of DOP from the surface waters. Within the particulate P pool, the labile P and ferric bound P were the two predominant species, especially in the upper water column (< 1000 m), while authigenic or CaCO3 bound P and detrital P were the two least abundant particulate P species. A positive correlation between labile particulate P and particulate organic carbon (POC) or particulate nitrogen (PN) was observed, where labile P concentrations decreased with increasing DIP concentrations and decreasing biological activity in the upper water column, indicating the contribution of labile particulate P from biological production. Labile P was an active component in regeneration of particulate P in the water column. The authigenic P was relatively abundant in deeper waters, especially in the Bering Sea, suggesting an active transformation between labile-P and authigenic P and a possible sink for P as authigenic particulate P in the deeper water column. In contrast to labile P, authigenic P, and organic P, the distributions of ferric-bound P and detrital P were mostly regulated by physicochemical processes, such as lateral transport and sediment resuspension. Therefore, different particulate P species could play a distinct role in biogeochemical cycling of P in the water column and understanding the detailed chemical and phase speciation of P should provide a better understanding of the dynamic cycling of P in the marine environment.

Martineau, Christine; Whyte, Lyle G.; Greer, Charles W. Stable Isotope Probing Analysis of the Diversity and Activity of Methanotrophic Bacteria in Soils from the Canadian High Arctic // APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY Volume: 76 Issue: 17 Pages: 5773-5784 Published: SEP 2010

The melting of permafrost and its potential impact on CH(4) emissions are major concerns in the context of global warming. Methanotrophic bacteria have the capacity to mitigate CH(4) emissions from melting permafrost. Here, we used quantitative PCR (qPCR), stable isotope probing (SIP) of DNA, denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) fingerprinting, and sequencing of the 16S rRNA and pmoA genes to study the activity and diversity of methanotrophic bacteria in active-layer soils from Ellesmere Island in the Canadian high Arctic. Results showed that most of the soils had the capacity to oxidize CH(4) at 4 degrees C and at room temperature (RT), but the oxidation rates were greater at RT than at 4 degrees C and were significantly enhanced by nutrient amendment. The DGGE banding patterns associated with active methanotrophic bacterial populations were also different depending on the temperature of incubation and the addition of nutrients. Sequencing of the 16S rRNA and pmoA genes indicated a low diversity of the active methanotrophic bacteria, with all methanotroph 16S rRNA and pmoA gene sequences being related to type I methanotrophs from Methylobacter and Methylosarcina. The dominance of type I methanotrophs over type II methanotrophs in the native soil samples was confirmed by qPCR of the 16S rRNA gene with primers specific for these two groups of bacteria. The 16S rRNA and pmoA gene sequences related to those of Methylobacter tundripaludum were found in all soils, regardless of the incubation conditions, and they might therefore play a role in CH(4) degradation in situ. This work is providing new information supporting the potential importance of Methylobacter spp. in Arctic soils found in previous studies and contributes to the limited body of knowledge on methanotrophic activity and diversity in this extreme environment.

Penton, C. Ryan; St Louis, Derek; Cole, James R.; et al. Fungal Diversity in Permafrost and Tallgrass Prairie Soils under Experimental Warming Conditions // APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY Volume: 79 Issue: 22 Pages: 7063-7072 Published: NOV 2013

Soil fungi play a major role in terrestrial ecosystem functioning through interactions with soil structure, plants, micro- and mesofauna, and nutrient cycling through predation, pathogenesis, mutualistic, and saprotrophic roles. The diversity of soil fungi was assessed by sequencing their 28S rRNA gene in Alaskan permafrost and Oklahoma tallgrass prairie soils at experimental sites where the effect of climate warming is under investigation. A total of 226,695 reads were classified into 1,063 genera, covering 62% of the reference data set. Using the Bayesian Classifier offered by the Ribosomal Database Project (RDP) with 50% boot-strapping classification confidence, approximately 70% of sequences were returned as "unclassified" at the genus level, although the majority (similar to 65%) were classified at the class level, which provided insight into these lesser-known fungal lineages. Those unclassified at the genus level were subjected to BLAST analysis against the ARB-SILVA database, where similar to 50% most closely matched nonfungal taxa. Compared to the more abundant sequences, a higher proportion of rare operational taxonomic units (OTU) were successfully classified to genera at 50% bootstrap confidence, indicating that the fungal rare biosphere in these sites is not composed of sequencing artifacts. There was no significant effect after 1 year of warming on the fungal community structure at both sites, except perhaps for a few minor members, but there was a significant effect of sample depth in the permafrost soils. Despite overall significant community structure differences driven by variations in OTU dominance, the prairie and permafrost soils shared 90% and 63% of all fungal sequences, respectively, indicating a fungal "seed bank" common between both sites.

Sambrotto, Raymond N.; Mordy, Calvin; Zeeman, Stephan I.; et al. Physical forcing and nutrient conditions associated with patterns of Chl a and phytoplankton productivity in the southeastern Bering Sea during summer // DEEP-SEA RESEARCH PART II-TOPICAL STUDIES IN OCEANOGRAPHY Volume: 55 Issue: 16-17 Pages: 1745-1760 Published: AUG 2008

Measurements of nutrients, primary ((14)C) productivity and new (nitrate) productivity collected in the southeastern Bering Sea in July and August 2004 together with measurements from July 1981 are used to characterize the regional production system during summer and to analyze the major physical and nutrient factors controlling biological patterns. The patterns of surface productivity suggested by the two different summers were remarkably similar in the regions of data overlap and agree with recent compilations of summer conditions from remotely sensed data. Summer was characterized by low production in the middle and outer shelf associated with surface mixed layers that were stabilized by heat. Elevated productivity was restricted to regions associated with the surface expression of thermohaline fronts, as well as to tidally mixed regions adjacent to and between the Pribilof Islands. Based on Chl a and productivity measurements, the biological impact of the shelf-break front of the southeastern Bering Sea extends at least as far inshore as the Pribilof Islands. The existence of elevated summer productivity associated with a recently identified shelf-partition front between the Pribilof domain and the middle shelf domain east of St. Paul Island was confirmed, and its thermohaline nature resulting from cumulative intrusions of slope-derived water is described. Yearly estimates of new and primary productivity compiled for the various biophysical regimes range from > 1800 mmol N m(-2) yr(-1) and > 170 g C m(-2) yr(-1) at the shelf-break front to less than 700 mmol N m(-2) yr-1 and 100 g C m(-2) yr(-1) in oceanic and coastal waters. We hypothesize that trace metals, rather than macronutrients or grazing, likely restrict the seaward extent of elevated production at the shelf-break front. Iron may be supplied to the front by isopycnal mixing from deeper shelf waters that were in contact with sediments. By extending elevated production throughout the summer, the thermohaline and tidal fronts enhance the coupling of primary production to epipelagic food webs for the large populations of fish, birds and mammals in the region. Changes in the intensity or location of these frontal systems may impact populations that forage in them from the nearby Pribilof Islands.

Tremblay, J. -E.; Belanger, S.; Barber, D. G.; et al. Climate forcing multiplies biological productivity in the coastal Arctic Ocean // GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS Volume: 38 Article Number: L18604 Published: SEP 20 2011

The effects of changing ice and atmospheric conditions on the upwelling of deep nutrient-laden waters and biological productivity in the coastal Beaufort Sea were quantified using a unique combination of in situ and remote-sensing approaches. Repeated instances of ice ablation and upwelling during fall 2007 and summer 2008 multiplied the production of ice algae, phytoplankton, zooplankton and benthos by 2 to 6 fold. Strong wind forcing failed to induce upward shifts in the biological productivity of stratified waters off the shelf.

Tulp, Ingrid; Schekkerman, Hans . Has prey availability for arctic birds advanced with climate change? Hindcasting the abundance of tundra arthropods using weather and seasonal variation // ARCTIC Volume: 61 Issue: 1 Pages: 48-60 Published: MAR 2008

Of all climatic zones on earth, Arctic areas have experienced the greatest climate change in recent decades. Predicted changes, including a continuing rise in temperature and precipitation and a reduction in snow cover, are expected to have a large impact on Arctic life. Large numbers of birds breed on the Arctic tundra, and many of these, such as shorebirds and passerines, feed on arthropods. Their chicks depend on a short insect population outburst characteristic of Arctic areas. To predict the consequences of climate change for reproduction in these birds, insight into arthropod phenology is essential. We investigated weather-related and seasonal patterns in abundance of surface-active arthropods during four years in the tundra of NW Taimyr, Siberia. The resulting statistical models were used to hindcast arthropod abundance on the basis of a 33-year weather dataset collected in the same area. Daily insect abundance was correlated closely with date, temperature, and, in some years, with wind and precipitation. An additional correlation with the number of degree-days accumulated after I June suggests that the pool of potential arthropod recruits is depleted in the course of the summer. The amplitude of short-term, weather-induced variation was as large as that of the seasonal variation. The hindcasted dates of peak arthropod abundance advanced during the study period, occurring seven days earlier in 2003 than in 1973. The timing of the period during which birds have a reasonable probability of finding enough food to grow has changed as well, with the highest probabilities now occurring at earlier dates. At the same time, the overall length of the period with probabilities of finding enough food has remained unchanged. The result is an advancement of the optimal breeding date for breeding birds. To take advantage of the new optimal breeding time, Arctic shorebirds and passerines must advance the start of breeding, and this change could affect the entire migratory schedule. Because our analyses are based on a single site, we cannot conclude that this is a general pattern for the entire Arctic. To investigate the generality of this pattern, our approach should be applied at other sites too.

Yu, W.; He, J.; Li, Y.; et al. Particulate organic carbon export fluxes and validation of steady state model of Th-234 export in the Chukchi Sea // DEEP-SEA RESEARCH PART II-TOPICAL STUDIES IN OCEANOGRAPHY Volume: 81-84 Special Issue: SI Pages: 63-71 Published: DEC 15 2012

To evaluate the efficiency of biological pump and carbon sequestration content on Arctic shelf, estimations of POC export fluxes derived from Th-234/U-238 disequilibrium were made during the 3rd Chinese National Arctic Research Expedition (CHINARE-3) from July 12 to September 22, 2008. The Th-234 analysis was based on small volume MnO2 co-precipitation and beta-counting method. Great deficits of Th-234 to U-238 were observed widely over Chukchi shelf, with an average Th-234/U-238 activity ratio of 0.64 +/- 0.28, resulting from intense particle scavenging. The average POC export: fluxes in the entire study area, shelf and slope area were 24.9 +/- 23.3, 29.5 +/- 23.0 and 2.1 +/- 0.5 mmol C m(-2) d(-1), respectively, resulting in that 21% of the primary production on average was exported to the benthos. Comparing with steady state model, non-steady-state model was recommended to derive a more accurate particulate Th-234 export flux in a rapidly changing environment in the high latitude areas.

Артюшков Е.В. Континентальная кора на хребте Ломоносова, поднятии Менделеева и в котловине Макарова. Образование глубоководных впадин в неогене // Геология и геофизика. - 2010, № 11 (51). - С. 1515-1530.

Северо-восток Российского сектора Арктики представляет собой глубоководную впадину. Под ней находятся хр. Ломоносова и поднятие Менделеева, между которыми расположена котловина Макарова. На большей части площади этой области при глубинах воды ~1-4 км кора имеет повышенную толщину (20-30 км) и включает хорошо выраженный гранитный слой. По данным признакам ряд исследователей относит ее к континентальному типу. Другие авторы считают, что это океаническая кора, образовавшаяся на горячих пятнах типа Исландского пятна в Атлантике или Онтонг Джава в Тихом океане. После пре- кращения активности структуры такого типа должны погружаться вследствие охлаждения коры и ман- тии по тому же закону, что и океаническая кора, образовавшаяся на оси спрединга. Погружение хр. Ло- моносова и поднятия Менделеева происходило совершенно иным образом. В отсутствие вулканизма они долго (не менее 70 и 190 млн лет соответственно), почти не погружаясь, оставались вблизи уровня моря. В конце раннего миоцена эти области испытали быстрое погружение со сменой мелководных отложений глубоководными осадками. Одновременно быстрое погружение произошло в котловине Макарова, до этого также располагавшейся вблизи уровня моря. Его амплитуда в несколько раз превышала погруже- ние, которое за то же время могло произойти за счет охлаждения литосферы на горячем пятне, потеряв- шем свою активность. Такое развитие тектонических движений в указанных областях было возможно только на коре континентального типа. Судя по данным о строении осадочного чехла, значительного растяжения литосферы в них не происходило. В этих условиях ее быстрое погружение следует связы- вать с переходом габбро в нижней коре в более плотные гранатовые гранулиты и эклогиты. Переход был катализирован поступлением в кору флюида из мантии. Тяжелые глубоко метаморфизованные породы основного состава со скоростями продольных волн ~8 км/с залегают в рассматриваемой области под разделом Мохо. Толщина их слоя достигает 10-20 км.

Величко А.А., Васильев С.А., Грибченко Ю.Н., Куренкова Е.И. ЧЕЛОВЕК ПРОНИКАЕТ НА СЕВЕР // Природа. - 2010, № 1. - С. 44-55.

Человек появился в высоких широтах севера Евразии 35-25 тыс. лет назад. Однако активное освоение Севера произошло 12-11 тыс. лет назад. Тогда же человек перешел через Берингийский «мост» в Западное полушарие и устремился на юг.

Величко А.А., Васильев С.А., Куренкова Е.И. МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ “ПУТЬ НА СЕВЕР: ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА И САМЫЕ РАННИЕ ОБИТАТАЕЛИ АРКТИКИ И СУБАРКТИКИ” (МОСКВА, ДЕКАБРЬ 2007 Г.) // Известия Российской академии наук. Серия географическая. - 2008, № 5. - С. 142-144.

Верниковский В.А., Добрецов Н.Л., Метелкин Д.В., Матушкин Н.Ю., Кулаков И.Ю. ПРОБЛЕМЫ ТЕКТОНИКИ И ТЕКТОНИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ АРКТИКИ // Геология и геофизика. - 2013, №8 (54). - С. 1083-1107.

Обсуждаются особенности современной тектонической структуры российской части Арктического региона с разделением на Баренцево-Карскую и Лаптевско-Чукотскую континентальные окраины. Показаны новые геологические данные для ключевых структур Арктики, которые анализируются с учетом новых геофизических данных (гравитационных и магнитных), включая первые сейсмотомографические модели для Арктики. Особое внимание уделено блоку Новосибирских островов, включая острова Де-Лонга, где авторы статьи провели полевые работы в 2011 г. На основе анализа тектонического строения ключевых структур, новой геолого-геофизической информации и авторских палеомагнитных данных, рассмотрен ряд палеогеодинамических реконструкций для арктических структур от позднего докембрия до позднего палеозоя. В статье развиваются идеи Л.П. Зоненшайна и Л.М. Натапова о докембрийском палеоконтиненте Арктида. Авторы рассматривают его эволюцию в течение позднего докембрия и всего палеозоя и приходят к выводу, что дезинтегрированные в позднем докембрии блоки (Свальбард, Карский, Новосибирский и др.) формируют позднепалеозойский субконтинент — Арктида-II, который вновь «сшивает» континентальные массы Лаврентии, Сибири и Балтики, но уже в составе Пангеи.


Верниковский В.А., Морозов А.Ф., Петров О.В., Травин А.В., Кашубин С.Н., Шокальский С.П., Шевченко С.С., Петров Е.О. НОВЫЕ ДАННЫЕ О ВОЗРАСТЕ ДОЛЕРИТОВ И БАЗАЛЬТОВ ПОДНЯТИЯ МЕНДЕЛЕЕВА: К ПРОБЛЕМЕ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ КОРЫ В СЕВЕРНОМ ЛЕДОВИТОМ ОКЕАНЕ // Доклады Академии наук. - 2014, № 4 (454). - С. 431-435.

Добрецов Н.Л., Верниковский В.А., Карякин Ю.В., Кораго Е.А., Симонов В.А. МЕЗОЗОЙСКО-КАЙНОЗОЙСКИЙ ВУЛКАНИЗМ И ЭТАПЫ ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ И ВОСТОЧНОЙ АРКТИКИ // Геология и геофизика. - 2013, №8 (54). - С. 1126-1144.

Охарактеризованы ареалы и этапы мезозойско-кайнозойского плюмового магматизма и их соотношение с этапами субдукционного магматизма и стадиями геодинамической перестройки Арктики. По соотношению океанского (MORB), плюмового и субдукционного магматизма выделены VII стадий мезозойско-кайнозойской эволюции, из которых три являются стадиями (или подстадиями) крупных перестроек: 230—200, 130—120, 40—30 млн лет. Подтверждается отрицательная корреляция плюмового магматизма со скоростями движения плит и субдукционным магматизмом. Полученные закономерности использованы для палеотектонических реконструкций в Арктике.

Добрецов Н.Л., Конторович А.Э. ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ АРКТИКИ (ВМЕСТО ПРЕДИСЛОВИЯ) // Геология и геофизика. - 2013, №8 (54). - С. 967-971.

Каширцев В.А., Конторович А.Э., Иванов В.Л., Сафронов А.Ф. МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИРОДНЫХ БИТУМОВ НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ (РОССИЙСКИЙ СЕКТОР АРКТИКИ) // Геология и геофизика. - 2010, № 1 (51). - С. 93-105.

На севере и северо-востоке Сибирской платформы, в пределах так называемых Анабарской и Оленекской зон битумонакопления, известен ряд гипергенных скоплений (месторождений) и проявлений природных битумов с общими ресурсами более 5 млрд т. Битумные скопления приурочены к широкому стратиграфическому диапазону отложений от докембрия до мезозоя. Проведены детальные геохимичес- кие исследования битумов наиболее крупного Оленекского месторождения, нафтиды которого локали- зованы главным образом в пермских песчаниках дельтового и прибрежно-морского генезиса. Методами хромато-масс-спектрометрии установлено, что в составе насыщенных фракций битумов резко редуциро- ваны нормальные алканы, а большая часть терпановых углеводородов представлена гомологическим ря- дом 25-норгопанов - свидетельство интенсивной бактериальной деградации углеводородных залежей. Идентификация бициклических сесквитерпанов, тетрациклического оноцерана и ряда других биометок позволяет утверждать, что в составе органического вещества материнских отложений существенную часть составляли остатки высшей растительности. При весьма низких концентрациях стеранов установ- лены сравнительно высокие содержания ранее неизвестных структур 8-14-секостеранов. Весь спектр геохимических данных по пермским битумам Оленекского месторождения, в том числе изотопные ха- рактеристики углерода (?13C от -25.8 до -31.3 ‰), позволяет утверждать, что основным источником углеводородов для месторождения являлись одновозрастные материнские отложения в области пассив- ной континентальной окраины (на месте современной Верхоянской складчатой области). В рамках реализации «Основ государственной политики Российской Федерации в Арктике на пе- риод до 2020 года» оценка ресурсов нефти и газа, в том числе гигантских залежей битумов, их разведка и подсчет запасов становятся актуальной задачей. Продукты их переработки могут быть устойчивым и экономически выгодным источником нефтепродуктов для восточной части Российской Арктики и Северного морского пути.

Конторович А.Э., Эпов М.И., Бурштейн Л.М., Каминский В.Д., Курчиков А.Р., Малышев Н.А., Прищепа О.М., Сафронов А.Ф., Ступакова А.В., Супруненко О.И. ГЕОЛОГИЯ, РЕСУРСЫ УГЛЕВОДОРОДОВ ШЕЛЬФОВ АРКТИЧЕСКИХ МОРЕЙ РОССИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ОСВОЕНИЯ // Геология и геофизика. - 2010, № 1 (51). - С. 7-17.

Резкое увеличение спроса на газ и на нефть в мире вызывает озабоченность энергетическим бу- дущим человечества. В середине и второй половине XXI в. важную роль в обеспечении человечества нефтью и газом будут играть осадочные бассейны Северного Ледовитого океана, в том числе значитель- ная его часть, сосредоточенная на шельфах российских морей. Дана краткая характеристика и оценка ресурсов Российского сектора шельфов морей Северного Ледовитого океана. С вероятностью 0.90 можно утверждать, что начальные геологические ресурсы углеводородов в нем в нефтяном эквиваленте больше 90 млрд т. Выполненные оценки позволяют считать, что на шельфах Северного Ледовитого океана в эти годы будет активно формироваться нефте- и газодобывающая промышленность.

Котляков В.М., Глазовский А.Ф., Фролов И.Е. ОЛЕДЕНЕНИЕ В АРКТИКЕ. ПРИЧИНЫ И СЛЕДСТВИЯ ГЛОБАЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ // Вестник Российской академии наук. - 2010, № 3 (80). - С. 225-234.

Авторы, основываясь на собственных исследованиях и анализируя большой объём данных разного рода измерений и расчётов, рисуют картину изменения ледяного покрова арктических морей и суши, вызванного глобальным потеплением. Сокращение криосферы Земли может привести к негативным последствиям для человечества, в том числе к нарушению привычного уклада жизни людей. Статья подготовлена на основе научного сообщения, представленного на заседании Президиума РАН.

Котляков В.М., Жохов А.Д., Жохова Н.В., Ушакова М.Г. АРХИПЕЛАГ СЕВЕРНАЯ ЗЕМЛЯ - ГЕОГРАФИЯ С ИСТОРИЕЙ НА СЛОМЕ ВРЕМЁН // Лед и снег. - 2014, № 1 (125). - С. 135-142.

Статья посвящена памятной дате - вековому юбилею последнего географического открытия мирового значения, столь неожиданного для начала ХХ в., - обнаружению 3 сентября 1913 г. (по новому стилю) протяжённых берегов огромной островной суши в водах Северного Ледовитого океана. Это открытие было сделано Гидрографической экспедицией Северного Ледовитого океана (ГЭСЛО) с ледокольных транспортов «Таймыр» и «Вайгач», обнаруживших и заснявших восточный и южный берега неизвестных земель, разделяющих моря Карское и Лаптевых. Полное обследование архипелага Северной Земли было выполнено только в 1930-1932 гг. экспедицией Г.А. Ушакова - Н.Н. Урванцева. В связи с постепенным открытием берегов и съёмкой всего архипелага возникли разноречия в оценке событий и исторических фактов. Отметим и сложную историю топонимики архипелага. Авторы подчёркивают необходимость возвращения исторических названий с применением национального законодательства и обоснованием топонимики Российской Арктики на основе мировой практики.

Котляков В.М., Чернова Л.П., Зверкова Н.М., Хромова Т.Е. ОТКРЫТИЕ И ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЕДНИКОВ СЕВЕРА КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ РОССИИ // Лед и снег. - 2013, № 4 (124). - С. 125-136.

Изложена история открытия в ХХ в. 10 ледниковых систем континентальной России, расположенных север? нее 60?й параллели. Обсуждаются вопросы современной изученности аккумуляции–абляции, размеров и динамики ледников за последние 150 лет. Построена карта аккумуляции–абляции на ледниках северо? востока России, подтверждающая их принадлежность к Тихоокеанской гляциологической провинции. Охарактеризованы возможности изучения современного состояния ледников на основе использования результатов космической съёмки.


Рассматривается тектоническое развитие Арктического региона в мезозое и кайнозое с учетом более раннего палеозойского этапа эволюции древнего континента Арктида. Предложена новая геодинамическая модель эволюции Арктики, основанная на представлении о развитии верхнемантийной конвекции под континентом, обусловленной процессом субдукции Тихоокеанской литосферы под Евразийскую и Северо-Aмериканскую литосферные плиты. Показано последовательное образование структур Амеразийского и Евразийского бассейнов Арктики в контексте разрушения древнего континента Арктида, сохранившийся фрагмент которой представлен структурами центрального сегмента Северного Ледовитого океана, включая хребет Ломоносова, поднятие Альфа-Менделеева, котловины Подводников и Макарова. Предлагаемая модель рассматривается как научное обоснование обновленной заявки России в комиссию ООН на установление внешней границы континентального шельфа в Арктике.

Леин А.Ю., Маккавеев П.Н., Саввичев А.С., Кравчишина М.Д., Беляев Н.А., Дара О.М., Поняев М.С., Захарова Е.Е., Розанов А.Г., Иванов М.В., Флинт М.В. ПРОЦЕССЫ ТРАНСФОРМАЦИИ ВЗВЕСИ В ОСАДОК В КАРСКОМ МОРЕ // Океанология. - 2013, № 5 (53). - С. 643.

Проведено изучение биогеохимических процессов, участвующих в преобразовании вещества водной взвеси в осадки на меридиональном профиле р. Енисей ? желоб Св. Анны (Карское море), с использованием гидрохимических, геохимических, микробиологических, радиоизотопных и изотопных методов. Зона контакта вода?осадок состоит из трех подзон: наддонной воды, наилка и поверхностного осадка. В наилке величина общей численности, биомасса и интегральная активность микроорганизмов (темновая 14СО2-ассимиляция), как правило, выше по сравнению с наддонной водой и осадком. В наилке происходит снижение концентрации кислорода и рост растворенных биогенных элементов. Сверху из водной толщи в наилок поступает взвешенное органическое вещество, обеспечивающее жизнедеятельность гетеротрофов, а снизу из осадков идет поток восстановленных соединений (NH4, H2S, CH4, Fe2+, Mn2+ и др.), необходимых для деятельности автотрофов. Изотопный состав Сорг наилка и осадков обогащен тяжелым изотопом 13 по сравнению с Сорг взвеси и осадка в среднем на 2?4 за счет присутствия изотопно-тяжелой биомассы микроорганизмов. Изменение изотопного состава Сорг в наилке и поверхностном осадке по сравнению с Сорг взвеси ? широко распространенное явление в арктических шельфовых морях, доказывающее ведущую роль микроорганизмов в преобразовании взвеси в осадок.

Мельников В.П., Мельникова А.А., Аникин Г.В., Иванов К.С., Спасенникова К.А. ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ НА ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЕ В ПЛАНЕ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ СООРУЖЕНИЙ // Криосфера Земли. - 2014, № 3 (18). - С. 82-90.

Выполнен стохастический прогноз состояния грунтов под зданием, построенным без свай. Рассмотрены различные прогнозы и три варианта защиты грунта от теплового потока от здания: термическая изоляция пеностеклом на основе диатомита, термическая изоляция пеноплэксом и использование сезонных охлаждающих устройств. Показано, что если здание не имеет проветриваемого подполья, то применение сезонных охлаждающих устройств обязательно, иначе рано или поздно грунт оттает. Продемонстрировано повышение энергоэффективности в строительстве путем использования строительных материалов с низким коэффициентом теплопроводности, таких как диатомитовое пеностекло, и сезонных охлаждающих устройств.

Мельников В.П., Скворцов А.Г., Малкова Г.В., Дроздов Д.С., Пономарева О.Е., Садуртдинов М.Р., Царев А.М., Дубровин В.А. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ АРКТИЧЕСКИХ ТЕРРИТОРИЙ С ПОМОЩЬЮ СЕЙСМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ // Геология и геофизика. - 2010, № 1 (51). - С. 171-180.

Рассматриваются результаты использования сейсмических методов для изучения особенностей сейсмогеокриологического строения толщи многолетнемерзлых пород, выделения и оконтуривания при- родных и техногенных таликов, определения положения кровли многолетнемерзлых пород в мелковод- ной части шельфа арктических морей и изучения устойчивости береговых склонов. При проведении исследований использовались как традиционные методы исследований, применяющиеся в малоглубин- ной сейсморазведке, так и новые оригинальные сейсмические методики, разработанные в ИКЗ СО РАН. Исследования выполняются с помощью сейсмических волн различных типов и классов. Совместное применение продольных и поперечных волн обеспечивает повышение точности и достоверности гео- криологической интерпретации сейсмических данных. При использовании одного типа сейсмических волн предпочтение должно быть отдано поперечным волнам.

Мельников В.П., Спектор В.Б., Шейнкман В.С., Федоров А.Н., Галанин А.А., Спектор В.В., Пушкарь В.С., Кадота Т. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА ЛЕДНИКОВ ХРЕБТА СУНТАР-ХАЯТА // Криосфера Земли. - 2013, № 4 (17). - С. 63-73.

Представлены данные эксперимента, впервые проведенного на ледниках хребта Сунтар-Хаята и вблизи них, по определению содержания тяжелых изотопов водорода и кислорода. Реконструированы среднегодовые температуры воздуха для времени формирования льдов, которые оказались на 3–5 °С ниже современных. На основе полученных вариаций содержания во льду тяжелых изотопов кислорода и водорода выявлена ритмика климатических колебаний, определяющих ход развития ледников, и проведена ее корреляция с эволюцией других сибирских ледников.


Рассматриваются результаты по моделированию влияния изменений температуры поверхности океана и границ распространения морского льда в последние десятилетия на формирование региональных погодно-климатических аномалий. Отмечена связь между сокращением площади морского льда и формированием антициклонических режимов атмосферной циркуляции, которые приводят к аномально холодным зимам, в том числе на Европейской территории России. Анализ результатов численных экспериментов с моделью общей циркуляции атмосферы позволил установить, что потепление в первой половине XX в. в зимний период должно было сопровождаться значительной отрицательной аномалией площади распространения арктических морских льдов. Полученные результаты свидетельствуют о существенной роли естественных долгопериодных колебаний климата в современных изменениях площади морских льдов. Приведены модельные оценки возможных изменений повторяемости опасных явлений с сильными ветрами и интенсивными волнами в Арктическом бассейне и благоприятных навигационных условий вдоль Северного морского пути в XXI в. Отмечен рост повторяемости экстремальных волн к середине XXI в. для акваторий Карского и Чукотского морей, что связано с увеличением длины разбега волн и региональным усилением приповерхностного ветра.

Пузырев В.П., Максимова Н.Р. НАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИ У ЯКУТОВ // Генетика. - 2008, № 10 (44). - С. 1317-1324.

На основании анализа итогов генетико-эпидемиологических исследований менделирующей патологии в населении Республики Саха (Якутия) обосновывается выделение нескольких форм патологии, названных “якутскими” наследственными болезнями, имеющих высокую распространенность у якутов в сравнении с мировым народонаселением: спиноцеребеллярная атаксия I типа, миотоническая дистрофия, окулофарингеальная мышечная дистрофия, наследственная энзимопеническая метгемоглобинемия и 3-М синдром. Приводятся данные о молекулярной природе мутаций в генах якутских наследственных болезней.

Семенов В.А., Мохов И.И., Латиф М. РОЛЬ ГРАНИЦ МОРСКОГО ЛЬДА И ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ОКЕАНА В ИЗМЕНЕНИЯХ РЕГИОНАЛЬНОГО КЛИМАТА В ЕВРАЗИИ ЗА ПОСЛЕДНИЕ ДЕСЯТИЛЕТИЯ // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. - 2012, № 4 (48). - С. 403-421.

Проведены численные эксперименты с моделью общей циркуляции атмосферы ECHAM5 по моделированию воздействия изменения температуры поверхности океана (ТПО) и концентрации морского льда (КМЛ) на характеристики климата в регионах Евразии. Исследовалась чувствительность зимнего и летнего климата к изменениям ТПО и КМЛ для периода 1998?2006 гг. относительно периода 1968?1976 гг. Эти два временны х интервала соответствуют максимуму и минимуму индекса Атлантического долгопериодного колебания (АДК). Помимо экспериментов с изменением глобального поля ТПО и КМЛ, анализировались эксперименты с аномалиями ТПО исключительно в Северной Атлантике и аномалиями КМЛ в Арктике для указанных периодов. Обнаружено, что температурные изменения в западной Европе достаточно хорошо объясняются изменениями ТПО и КМЛ, в то время как потепление в восточной Европе и западной Сибири в модельных экспериментах существенно меньше (в 2?3 раза), чем по данным наблюдений. Изменения температурного режима зимой в континентальных районах главным образом определяются аномалиями атмосферной циркуляции. Модель в целом воспроизводит эмпирическую структуру изменения поля приповерхностного давления зимой, в частности понижение давления в прикаспийском регионе, но существенно (примерно в 3 раза) занижает диапазон изменений. Изменения летней температуры в модели характеризуются большей статистической значимостью, чем зимой. Важным результатом проведенных экспериментов является анализ чувствительности климата западной Евразии к изменениям исключительно КМЛ в Арктике. Обнаружено, что уменьшение КМЛ и сильное потепление над Баренцевым морем в зимний период приводит к похолоданию над обширными областями северной части Евразии с увеличением вероятности аномально холодных январей в 2 раза и более (для регионов западной Сибири). Такой эффект вызван образованием области повышенного давления с центром над южной границей Баренцева моря при уменьшении КМЛ и аномальной адвекцией холодных воздушных масс с северо-востока. Данный результат указывает на то, что для оценки воздействий АДК (как и других крупномасштабных мод климатической изменчивости) на климат Евразии в экспериментах с климатическими моделями принципиально важно учитывать (или корректно воспроизводить) изменения Арктического морского льда. х интервала соответствуют максимуму и минимуму индекса Атлантического долгопериодного колебания (АДК). Помимо экспериментов с изменением глобального поля ТПО и КМЛ, анализировались эксперименты с аномалиями ТПО исключительно в Северной Атлантике и аномалиями КМЛ в Арктике для указанных периодов. Обнаружено, что температурные изменения в западной Европе достаточно хорошо объясняются изменениями ТПО и КМЛ, в то время как потепление в восточной Европе и западной Сибири в модельных экспериментах существенно меньше (в 2?3 раза), чем по данным наблюдений. Изменения температурного режима зимой в континентальных районах главным образом определяются аномалиями атмосферной циркуляции. Модель в целом воспроизводит эмпирическую структуру изменения поля приповерхностного давления зимой, в частности понижение давления в прикаспийском регионе, но существенно (примерно в 3 раза) занижает диапазон изменений. Изменения летней температуры в модели характеризуются большей статистической значимостью, чем зимой. Важным результатом проведенных экспериментов является анализ чувствительности климата западной Евразии к изменениям исключительно КМЛ в Арктике. Обнаружено, что уменьшение КМЛ и сильное потепление над Баренцевым морем в зимний период приводит к похолоданию над обширными областями северной части Евразии с увеличением вероятности аномально холодных январей в 2 раза и более (для регионов западной Сибири). Такой эффект вызван образованием области повышенного давления с центром над южной границей Баренцева моря при уменьшении КМЛ и аномальной адвекцией холодных воздушных масс с северо-востока. Данный результат указывает на то, что для оценки воздействий АДК (как и других крупномасштабных мод климатической изм

Слагода Е.А., Мельников В.П., Опокина О.Л. ПОВТОРНО-ИНЪЕКЦИОННЫЕ ШТОКИ ЛЬДА В ОТЛОЖЕНИЯХ ЗАПАДНОГО ЯМАЛА // Доклады Академии наук. - 2010, № 2 (432). - С. 264-266.

Суханова И.Н., Флинт М.В., Сергеева В.М. ФИТОПЛАНКТОН ПОВЕРХНОСТНОЙ ОПРЕСНЕННОЙ ЛИНЗЫ КАРСКОГО МОРЯ // Океанология. - 2012, № 5 (52). - С. 688-699.

По материалам, собранным в сентябре 2007 г. в 57-м рейсе НИС “Академик Мстислав Келдыш” исследован фитопланктон поверхностной линзы сильно опресненных вод площадью около 19 тыс. км2 и соленостью <18 psu, обнаруженной в северо-западной части Карского моря у восточного побережья Новой Земли. Линза представляла собой специфический биотоп, изолированный от окружающих вод на протяжении более трех месяцев. В фитоценозе исследованного района идентифицировано 66 видов водорослей; максимальное видовое разнообразие отмечено в верхней части опресненной линзы, где число видов было в 1.5?3 выше, чем в других слоях водной толщи. В верхних слоях линзы численность фитопланктона была в 1.5?4.5 раза выше, чем в ее нижней части и, как правило, выше, чем под градиентным слоем и по обилию преобладали диатомеи. Доминирующей группой в слое глубже пикноклина были флагелляты. Максимальная биомасса фитопланктона также повсеместно наблюдалась в верхних слоях линзы, где она была в 1.2?3.7 раз выше, чем в нижних слоях линзы и в 1.3?7.2 раза выше, чем в слое под линзой. Наибольший вклад в биомассу, как правило, давали динофлагелляты. Фитопланктон опресненной линзы в северо-западной части Карского моря по качественному составу и количественным характеристикам был ближе всего к фитоценозу, который мы наблюдали двумя неделями позже на опресненных участках мелководного шельфа непосредственно прилежащего к Обскому эстуарию.

Фрейдин М.Б., Брагина Е.Ю., Федорова О.С., Деев И.А., Куликов Е.С., Огородова Л.М., Пузырев В.П. ПОЛНОГЕНОМНЫЙ АНАЛИЗ АССОЦИАЦИЙ АЛЛЕРГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ С МОЛЕКУЛЯРНЫМИ МАРКЕРАМИ У РУССКИХ ЖИТЕЛЕЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ // Молекулярная биология. - 2011, № 3 (45). - С. 464-472.

Использование полногеномного анализа ассоциаций молекулярно-генетических маркеров с различными фенотипами в настоящее время рассматривается как один из наиболее эффективных методов определения генетических факторов мультифакторных заболеваний. Несколько таких исследований в случае аллергических заболеваний уже опубликовано, но в России такого анализа до сих пор не проводили. Нами впервые проведен полногеномный анализ ассоциации аллергических заболеваний с генетическими маркерами в популяции русских Западной Сибири. Обнаружено два участка генома, ассоциированных с детской бронхиальной астмой (20q13.12, rs2425656, P = 1.99 ? 10-7; 1q32.1, rs3817222, rs12734001, P = 2.18 ? 10-7 и 2.79 ? 10-7 соответственно), а также с аллергическим ринитом (2q36.1, rs1597167, P = 3.69 ? 10-7). Гены, расположенные в установленных регионах, ? YWHAB и PPP1R12B (астма) и KCNE4 (аллергический ринит) ? представляют собой новые гены-кандидаты для этих заболеваний. Кроме того, гены BAT1 (6p21.33), MAGI2 (7q21.11) и ACPL2 (3q23), возможно, являются общими (синтропными) генами аллергических болезней и атопической сенсибилизации. Не исключено также, что гены RIT2 (18q12.3) и FSTL4 (5q31.1) вовлечены в контроль функции внешнего дыхания. Результаты исследования дополняют информацию о генетических факторах аллергий и расширяют список генов, связанных с развитием этих болезней.


Яковлев А.В., Бушенкова Н.А., Кулаков И.Ю., Добрецов Н.Л. СТРУКТУРА ВЕРХНЕЙ МАНТИИ АРКТИЧЕСКОГО РЕГИОНА ПО ДАННЫМ РЕГИОНАЛЬНОЙ СЕЙСМОТОМОГРАФИИ // Геология и геофизика. - 2012, № 10 (53). - С. 1261-1272.

На основании обработки данных глобального каталога Международного сейсмологического центра (ISC) с использованием алгоритма сейсмической томографии впервые получена модель неоднородностей скоростей Р-волн в верхней мантии под Арктическим регионом. В работе использованы времена пробега сейсмических волн от землетрясений, расположенных в изучаемом регионе и зарегистрированных станциями мировой сети, а также данные местных станций, регистрирующих мировую сейсмичность. Наблюдаемые в полученной модели мантии сейсмические аномалии явно соотносятся с основными структурными единицами литосферы Арктического бассейна. Высокоскоростные аномалии на глубинах до 250-300 км в плане соответствуют положению мощных докембрийских литосферных плит, таких как Восточно-Европейская платформа с сопряженной шельфовой областью, Сибирская плита, Канадский щит и Гренландия. При этом под центральной частью Гренландии наблюдается участок резкого утонения литосферы, который можно объяснить влиянием Исландского плюма, который прошел под Гренландией 50-60 млн лет назад. Напротив, под Чукоткой, Якутией и Аляской наблюдаются низкоскоростные аномалии, проявляя относительно тонкую, реологически ослабленную и сильнодеформированную литосферу. Некоторые их этих низкоскоростных областей совпадают с проявлениями кайнозойского вулканизма. Под Чукоткой на глубинах 500-700 км наблюдается высокоскоростная аномалия, которая может быть проявлением реликтовой зоны субдукции, проходившей здесь около 100 млн лет назад. В океанической части региона полученная модель чрезвычайно неоднородна. В северной части Атлантики прослеживается интенсивная низкоскоростная аномалия, которая демонстрирует значительное влияние Исландского плюма и активного рифтинга в раскрытии океанического бассейна. Напротив, под центральной частью Северного Ледовитого океана значительных аномалий не наблюдается, что подразумевает пассивный характер рифтинга.

На главную              К списку выставок