Инвазивные виды диатомовых водорослей в поверхностном слое донных осадков Норвежского, Гренландского и Баренцева морей и возможности их применения в палеоокеанологических реконструкциях

В работе представлены результаты исследования распределения инвазивных видов диатомовых водорослей в поверхностном слое донных осадков Норвежского, Гренландского и Баренцева морей. С помощью метода RDA выявлены ключевые факторы, влияющие на содержание инвазивных видов диатомей, среди которых определяющим параметром является продолжительность сезонного ледяного покрова и положение краевой ледовой зоны в районе исследования. Установлено географическое распределение инвазивных видов диатомовых водорослей. Северотихоокеанский вид Neodenticula seminae обнаружен только в Северной Атлантике, его распространение ограничено 12–15° в. д. Наличие относительно тепловодных видов диатомей Shionodiscus oestrupii, Coscinodiscus radiatus и C. asteromphalus связано с проникновением теплых атлантических течений, а распределение ледово-морских и ледовонеритических видов напрямую зависит от наличия сезонного ледяного покрова в исследуемом районе арктических морей. Выявлено, что высокие содержания ледово-морских (до 30%) и ледово-неритических видов (более 45%) в осадках могут указывать на близость границы морских льдов в недавнем геологическом прошлом, тогда как низкие содержания (около 2 и 15% соответственно) свидетельствуют об инвазии этих видов с течениями или айсбергами. Полученные данные позволяют использовать инвазивные виды диатомовых водорослей как палеомаркеры палеоокеанологических изменений, включая интенсивность поступления теплых атлантических вод в Северный Ледовитый океан, границы распространения сезонного морского льда и краевой ледовой зоны.

1. Агафонова Е.А., Клювиткин А.А., Новигатский А.Н. и др. Инвазивные виды диатомовых водорослей в осадочном веществе Лофотенской котловины (Норвежское море) // ДАН. Науки о Земле. 2025. Т. 524. № 1. С. 114–123.

2. Диатомовые водоросли СССР (ископаемые и современные). Т. 1. / под ред. А.И. Прошкиной-Лавренко. Л.: Наука, 1974. 403 с.

3. Иванова Е.В., Мурдмаа И.О. Послеледниковая палеоокеанология Баренцева моря // Система Баренцева моря / под ред. академика А.П. Лисицына. М.: ГЕОС, 2021. С. 109–126. DOI: 10.29006/978-5-6045110-0-8/(10).

4. Клювиткин А.А., Кравчишина М.Д., Немировская И.А. и др. Исследование седиментосистем Европейской Арктики в 75-м рейсе научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш» // Океанология. 2020. Т. 60(3). С. 485–487. DOI: 10.31857/S003015742003003X.

5. Кравчишина М.Д., Новигатский А.Н., Саввичев А.С. и др. Исследование седиментосистем Баренцева моря и Норвежско-Гренландского бассейна в 68-м рейсе научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш» // Океанология. 2019. Т. 59. № 1. С. 173–176.

6. Мазнев С.В., Кокин О.В., Архипов В.В. и др. Современные и реликтовые следы айсберговой экзарации дна Баренцева и Карского морей // Океанология. 2023. Т. 63. № 1. С. 95–107.

7. Паутова Л.А. Фитопланктон Баренцева моря // Система Баренцева моря / под ред. академика А.П. Лисицына. М.: ГЕОС, 2021. С. 317–330. DOI: 10.29006/978-5-6045110-0-8/(25).

8. Писарев С.В. Обзор гидрологических условий Баренцева моря // Система Баренцева моря / под ред. академика А.П. Лисицына. М.: ГЕОС, 2021. С. 153–166. DOI: 10.29006/978-56045110-0-8/(13).

9. Полякова Е.И., Новичкова Е.А., Агафонова Е.А. Диатомеи и водные палиноморфы в донных осадках Баренцева моря: основные закономерности распространения и использование в палеоокеанологических исследованиях // Система Баренцева моря / под ред. А.П. Лисицына. М.: ГЕОС, 2021. С. 64–95.

10. Полякова Е.И. Арктические моря Евразии в позднем кайнозое. М.: Научный мир, 1997. 145 с.

11. Роухияйнен М.И. Качественный состав фитопланктона Баренцева моря // Состав и распределение планктона и бентоса южной части Баренцева моря. М.; Л.: Наука, 1966. С. 3–23.

12. Система Баренцева моря / под ред. академика А.П. Лисицына. М.: ГЕОС, 2021. 672 с.

13. Agafonova E., Novichkova E., Novigatsky A. et al. Diatom and dinocyst production, composition and flux from the annual cycle sediment trap study in the Barents Sea, Geosciences, 2023, no. 13(1), DOI: 10.3390/geosciences13010001.

14. Aksenov Y., Popova E. E., Yool A. et al. On the future navigability of Arctic Sea routes: High-resolution projections of the Arctic Ocean and sea ice, Mar. Pol., 2017, vol. 75, p. 300–317, DOI: 10.1016/j.marpol.2015.12.027.

15. Andersen C., Koç N., Jennings A. et al. Nonuniform response of the major surface currents in the Nordic Seas to insolation forcing: Implications for the Holocene climate variability, Paleoceanography, 2004, no. 19, PA2003, DOI: 10.1029/2002PA000873.

16. Ardyna M., Babin M., Gosselin M. et al. Fall Phytoplankton Blooms, Geophys. Res. Lett., 2014, vol. 41, p. 6207–6212.

17. Battarbee R.W. A new method for the estimation of absolute microfossil numbers, with reference especially to diatoms, Limnology and Oceanology, 1973, no. 18(4), p. 647–653.

18. Bjarnadóttir L.R., Winsborrow M.C.M., Andreassen K. Deglaciation of the central Barents Sea, Quaternary Science Reviews, 2014, vol. 92, p. 208–226.

19. Braak ter C.J.F., Smilauer P. Canoco reference manual and user’s guide: software for ordination (version 5.10), NY, USA, Microcomputer Power, 1998. 536 p.

20. Buckley M.W., Marshall J. Observations, inferences, and mechanisms of the Atlantic meridional overturning circulation: a review, Rev. Geophys., 2016, vol. 54, p. 5–63.

21. Horner R. Arctic sea-ice biota, The Arctic Seas. Climatology, Oceanography. Geology, and Biology, Y. Herman (ed.), New York, Van Nostrand Reinhold Company, 1989, p. 123–146.

22. Johannessen O., Bobylev L., Shalina E. et al. Sea Ice in the Arctic Past, Present and Future, Berlin, Heidelberg, Germany, Springer, 2019, 575 p., DOI: 10.1007/978-3-030-21301-5.

23. Keghouche I., Counillon F., Bertino L. Modeling dynamics and thermodynamics of icebergs in the Barents Sea from 1987 to 2005, Journal of Geophysical Research, 2010, vol. 115, C12062, p. 1–14.

24. Koç Karpuz N., Schrader H. Surface sediment diatom distribution and Holocene paleo-temperature variations in the Greenland, Iceland and Norwegian Sea, Paleoceanography, 1990, vol. 5, p. 557–580.

25. Lind S., Ingvaldsen R.B. Variability and impacts of Atlantic Water entering the Barents Sea from the north, Deep Sea Res. I., 2012, vol. 62, p. 70–88.

26. Loeng H. Features of the physical oceanographic conditions of the Barents Sea, Polar Res., 1991, vol. 10, p. 5–18.

27. Matul A.G., Novichkova E.A., Klyuvitkina T.S. et al. Paleoceanology of the Norwegian-Greenland Basin in the Middle-Late Holocene based on the microfossil distribution, Paleontological Journal, 2024, vol. 58, no. 7, p. 745–751.

28. Miettinen A., Koç N., Husum K. Appearance of the Pacific diatom Neodenticula seminae in the northern Nordic Seas – An indication of changes in Arctic Sea ice and ocean circulation, Marine Micropaleontology, 2013, vol. 99, p. 2–7.

29. Miettinen A., Divine D.V., Husum K. et al. Exceptional Ocean surface conditions on the SE Greenland shelf during the Medieval Climate Anomaly, Paleoceanography, 2015, vol. 30, p. 1657–1674, DOI: 10.1002/2015PA002849.

30. Oksman M., Juggins S., Miettinen A. et al. The biogeography and ecology of common diatom species in the northern North Atlantic, and their implications for paleoceanographic reconstructions, Marine Micropalaeontology, 2019, no. 148, p. 1–28, DOI: 10.1016/j.marmicro.2019.02.002.

31. Pautova L., Kravchishina M., Silkin V. et al. The Influence of the Atlantic Water Boundary Current on the Phytoplankton Composition and Biomass in the Northern Barents Sea and the Adjacent Nansen Basin, J. Mar. Sci. Eng., 2024, vol. 12, 1678, DOI: 10.3390/jmse12091678.

32. Polyakov I., Pnyushkov A., Alkire M. et al. Greater role for Atlantic inflows on sea-ice loss in the Eurasian Basin of the Arctic Ocean, Science, 2017, vol. 356, no. 6335, p. 285–291.

33. Polyakova Ye.I. Diatom assemblages in the surface sediments of the Kara Sea (Siberian Arctic) and their relationship to oceanological conditions, Siberian River Run-off in the Kara Sea: Characterization, Quantification, Variability, and Environmental Significance, Proceedings in Marine Sciences, R. Stein, K. Fahl, D.K. Fütterer, E.M. Galimov, O.V. Stepanets (еds.), Amsterdam, Elsevier, 2003, p. 375−399.

34. Poulin M. Ice Diatoms: the Arctic, Polar Marine Diatoms, L. Medlin and J. Priddle (eds.), Cambridge, British Antarctic Survay, Natural Environment Res., 1990, p. 15–18.

35. Rat’kova T., Wassmann P. Seasonal variation and spatial distribution of phytoplankton protozooplankton in the central Barents Sea, Journ. Marine Syst., 2002, vol. 38, p. 47–75.

36. Reid P., Johns D., Edwards M. et al. A biological consequence of reducing Arctic ice cover: Arrival of the Pacific diatom Neodenticula seminae in the North Atlantic for the first time in 800 000 years, Global Change Biology, 2007, vol. 13, p. 1910–1921.

37. Riesebrobakken B., Moros M., Ivanova E.V. et al. Climate and oceanographic variability in the SW Barents Sea during the Holocene, Holocene, 2010, vol. 20, no. 4, p. 609– 621, DOI: 10.1177/0959683609356586.

38. Stroeve J.C., Holland M.M., Meier W. et al. Arctic Sea ice decline: Faster than forecast, Geophys. Res. Lett., 2007, 34, L09501, DOI: 10.1029/2007GL029703.

39. Strong C., Rigor I.G. Arctic marginal ice zone trending wider in summer and narrower in winter, Geophys. Res. Lett., 2013, vol. 40, p. 4864–4868, DOI: 10.1002/grl.50928,2013.

40. von Quillfeldt C.H. Distribution of diatoms in the Northern Water Polynya, Greenland, Journal of Marine Systems, 1997, no. 10, p. 211–240.

41. Электронные источники

42. Garcia H.E., Boyer T.P., Baranova O.K. et al. World Ocean Atlas 2018: Product Documentation. A. Mishonov, Technical Editor, URL: https://www.ncei.noaa.gov/ (дата обращения 05.05.2025).

43. Norsk Polarinstitutt. The sea ice frequency in the Norwegian Arctic, monthly for 1993–2022, URL: https://npolar.no/en/themes/the-marginal-ice-zone/ (дата обращения 05.05.2025).

44. U.S. National Ice Center. 2020. U.S. National Ice Center Arctic and Antarctic Sea Ice Concentration and Climatologies in Gridded Format (G10033, Version 1), F. Fetterer & J.S. Stewart (сomps.) [Data Set], Boulder, Colorado USA, National Snow and Ice Data Center, DOI: 10.7265/46cc-3952 (дата обращения 05.05.2025).

45. ЕСИМО ААНИИ, URL: https://www.aari.ru/departments/tsentr-ledovoi-gidrometeorologicheskoi-informatsii (дата обращения 05.05.2025).