Отдел биогеохимии моря

История

Отдел был образован, как структурное подразделение Морского гидрофизического института в 2006 году. С момента создания отдела и до мая 2015 г. отдел возглавлял д. геогр. наук, член-корреспондент РАН и НАН Украины С.К. Коновалов.

Основные задачи отдела

Фундаментальные исследования процессов, определяющих изменчивость гидрофизических и гидрохимических полей морей и океанов и взаимодействие атмосферы и океана в широком диапазоне пространственно-временных масштабов.

Основные научные направления

  • изучение процессов и факторов, обуславливающих эволюцию биогеохимической структуры Черного, Азовского и других морей РФ в условиях наблюдающегося изменения климата и антропогенной нагрузки по данным мониторинга гидрохимической структуры вод Черного моря для районов с различными окислительно-восстановительными условиями. Анализ влияния потоков веществ на гидрохимическую структуру вод и интенсивность первично-продукционных процессов.

  • изучение многолетней динамики концентрации радиоактивных изотопов в водах Черного моря, включающее анализ пространственно-временной структуры полей концентрации радиоактивных изотопов в объектах окружающей среды и использование их в качестве трассеров для исследования различных процессов в атмосфере и океане.

  • мониторинг гидролого-гидрохимических характеристик шельфовой зоны Азово-Черноморского бассейна и прибрежных районов Крыма; мониторинг и анализ содержания биогенных элементов и изотопного состава атмосферных выпадений; исследование особенностей функционирования прибрежных морских экосистем в современных условиях.

Состав отдела

Групповое фото сотрудников отдела

В отделе работают 16 сотрудников следующих должностей:

  • 1 главный научный сотрудник, д. геогр. наук

  • 1 ведущий научный сотрудник, канд. геогр. наук

  • 4 старших научных сотрудника: 2 канд. хим. наук, 1 канд. геогр. наук, 1 кандидат физ.-мат. наук;

  • научный сотрудник, без степени;

  • 1 младший научный сотрудник, канд. геогр. наук

  • 6 младших научных сотрудников, без степени;

  • 1 ведущий инженер-исследователь;

  • инженер.

Заведующий отделом: кандидат географический наук Наталья Александровна Орехова

Наталья Александровна Орехова

Наиболее значимые результаты работ

  1. Подтверждена предложенная нами гипотеза о природе субкислородной зоны и характеристиках ее пространственно-временных изменений.

  2. Построена модель вертикального обмена и биогеохимических процессов формирования вертикальной гидрохимической структуры всей толщи вод Черного моря.

  3. Получены уникальные результаты полярографического профилирования донных осадков в глубоководной части моря, а также в прибрежных районах и бухтах побережья Крыма. По результатам этих исследований предложены новые гипотезы о формировании гидрохимических характеристик поровых и придонных вод Черного моря, рассчитаны потоки кислорода и сероводорода на границе с донными отложениями и в их толще; определено время обновления сульфидов и время полного исчерпания кислорода в придонном слое вод.

  4. Выполнено обобщение данных о содержании и распределении кислорода в водах Черного моря за весь исторический период наблюдений. По результатам экспедиционных исследований подготовлен атлас океанографических характеристик Севастопольской бухты, получены оценки изменений содержания кислорода в водах бухты, характеристики изменений состояния карбонатной системы и устойчивости цикла углерода. Впервые выполнены прямые определения TCO2 и CO2 в морской воде, а также pCO2 в атмосфере с целью изучения потоков CO2 в прибрежной зоне Черного моря.

  5. Создана база данных натурных наблюдений содержания радионуклидов в приземной атмосфере Черноморского региона и в водах Черного моря.

  6. Получены оценки влияния различных факторов на пространственно-временную изменчивость полей концентрации радионуклидов в исследуемых районов по материалам наблюдений и результатам численных экспериментов.

  7. Разработаны методы оценки поступления радионуклидов из атмосферы на подстилающую поверхность и граничные условия для модели, позволяющей рассчитывать поля концентрации 7Ве в водах Черного моря.

  8. На основе многолетних наблюдений получены количественные оценки содержания биогенных элементов (неорганического азота, фосфора и кремния) в атмосферных осадках прибрежных районов Крыма и оценки потоков этих элементов на поверхность Черного моря.

Перечень научных публикаций в изданиях, индексируемых в российских и международных информационно-аналитических системах научного цитирования (Web of Science и SCOPUS, РИНЦ)

  1. Gurov K.I., Kotelyanets E.А., Zhuravleva A.A., Kremenchutskii D.A. Radionuclides and heavy metals in the Kerch Strait sediments: Spatial distribution, fluxes and pollution loads // Continental Shelf Research. 2025. T.285. С.105386 – DOI:10.1016/j.csr.2024.105386

  2. Kondratev S.I., Masevich A.V. Vertical Distribution of Oxygen and Hydrogen Sulfide in the Deep Part of the Black Sea Based on the 2017–2019 Expedition Data // Physical Oceanography. 2024. 31(2).С.258 – 270

  3. Konovalov S.K., Orekhova N.A. New view of the CO2 content in surface waters of the Black Sea based on direct measurements // Doklady Earth Science. 2024. Vol. 518. P. 1737–1742. – Doi: 10.1134/S1028334X24602943. EDN:HGHXRN

  4. Kremenchutskii, D.A. Temporal Variability of the Beryllium-7 (7Ве) Scavenging Ratio in the Sevastopol Region // Physical Oceanography. 2024. T.31, № 2. С.246 – 257 Melnikov V., Chudinovskih E., Silakov M., Fedirko A., Masevich A., Serebrennikov A. The influence of the Black Sea rim current and the coastal quasi-stationary anticyclonic Eddie on the distribution of ichthyoplankton and jellyfish // Regional Studies in Marine Science. 2024. Vol. 75. Art. no. 103565 (9 p.). https://doi.org/10.1016/j.rsma.2024.103565

  5. Mukoseev I.N., Orekhova N.A. Suspended matter of the deep-water part of the Black Sea // Physical Oceanography. 2024. 31(6). Р. 838-850. EDN: MEWPMX Myslina M.A., Varenik A.V., Tarasevich D.V. Dynamics of nutrients concentration in the Chernaya River waters (Crimean Peninsula) in 2015–2020 // Physical Oceanography. 2024. 31(3). P. 398-408. EDN: OBGZCU

  6. Orekhova N.A., Medvedev E.V., Mukoseev I.N. Garmashov A.V. Sea-Air CO2 flux in the northeastern part of the Black Sea // Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea. 2024. Vol. 1. P. 57–67. EDN GNFAZA.

  7. Soloveva O.V., Tikhonova E.A., Gurov K.I. Distribution and composition of hydrocarbons in the bottom sediments of Kamyshovaya Bay (Black Sea) // Physical Oceanography. 2024. 31(5). P. 626-646.

  8. Sergeev D.A., Troitskaya Yu.I., Ermakova O.S., Orekhova N.A. Investigation of the relationship between partial pressure of carbon dioxide and sea surface temperature in the cyclic seasonal variations in the Black Sea // Physical Oceanography 2024. 31(6). Р. 757-771. EDN: DHVQXY

  9. Коновалов, С.К., Орехова, Н.А., Медведев, Е.В., Ингеров, А.В., Галковская, Л.К., Жук, Е.В. База данных градиентов концентрации и потоков СО2 на границе вода-атмосфера по данным прямых измерений pCО2 для северной части Черного моря // Федеральный исследовательский центр Морской гидрофизический институт РАН. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2023623055. 2023. С.№ 2023623055

  10. Мельников, В.В., Белокопытов, В.Н., Масевич, А.В. Возможное влияние деоксигенации на структуру распределения и трофические связи холодноводных видов зоопланктона и рыб Черного моря // Известия Самарского научного центра РАН. 2024. Т. 26, № 5. С. 94-108. https://doi.org/10.37313/1990-5378-2024-26-5-94-108 Холопцев, А.В., Батраков, Г.Ф. Вариации потока космических лучей в атмосфере и изменения интенсивности солнечной инсоляции земной поверхности // Процессы в геосредах. 2024. № 2(40). С.2552-256 EDN: EWRIQV

  11. Bezhin N.A., Kremenchukskiy D.A. Slizchenko E.V., Kozlovskaia O.N., Shibetskaia I.G., Milyutin V.V., Tananaev I.G. Investigation of 137Cs distribution in the surface layer of the Black Sea using various types of sorbents // Processes. – 2023. – Vol. 11, No. 2. – 603. – https://doi.org/10.3390/pr11020603

  12. Gurov, K.I. Granulometric Composition of Sediments in the Coastal Zone of Koktebel Bay (Crimea) [Гранулометрический состав наносов береговой зоны бухты Коктебель (Крым)] // Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea. 2023. № 4. С.34 - 45 EDN: PYURTV

  13. Gurov, K.I., Fomin, V.V. Assessment of the Wave Asymmetry Contribution to the Dynamics of Sediment Fractions in the Coastal Zone of the Kalamitsky Gulf // Springer Geology. 2023. T.7, С.95-105 DOI: 10.1007/978-981-99-6575-5_9 EDN: KHNWEJ

  14. Gurov K.I., Gurova Yu.S., Orekhova N.A. Physical and chemical characteristics of the near-bottom and pore waters, and the bottom sediments in the northeastern part of the Black Sea shelf // Physical Oceanography. 2023. 30(4). Р. 454–467.

  15. Gurova Y.S., Gurov K.I., Orekhova N.A. Characteristics of bottom sediments of the north-eastern part of the Black Sea coastal zone / In: Chaplina T. (eds) Complex Investigation of the World Ocean (CIWO-2023). CIWO 2023 // Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. Springer, Cham. 2023. DOI: 10.1007/978-3-031-47851-2_29.

  16. Gurova Yu.S., Yakushev E.V., Berezina A.V., Novikov M.O., Gurov K.I. and Orekhova N.A. Numerical Modelling of RedOx Condition Dynamics at the Water-Sediment Interface in Sevastopol Bay. // Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea. 2023 – 2, pp. 71–90. – doi:10.29039/2413-5577-2023-2-71-90

  17. Kholoptsev A.V., Batrakov G.F. Arctic Air Intrusions and Changes in 7Be Fluxes from the Atmosphere to the Earth’s Surface. // Advanced Hydrodynamics Problems in Earth Sciences. – Springer Nature Switzerland T. Chaplina (ed). – 2023. – P.171–182. – https//doi.org/10.1007/978-3-031-230-50-9-15

  18. Kholoptsev A.V., Batrakov G.F. Repeatability of Dangerous Winds Over the Sea of Azov and Black Sea and Their Coasts // Springer Geology. 2023. T.7, С.123 – 134. DOI: 10.1007/978-981-99-6575-5_11 EDN: SROPQA

  19. Kondratev S.I., Varenik A.V., Orekhova N.A. Inorganic forms of nitrogen in the deep part of the Black Sea based on the expeditionary data, 2016–2019 // Physical Oceanography. – 2023. – 30(2). – Р. 186–201. – doi:10.29039/1573-160X-2023-2-186-201

  20. Kozlovskaia, O.N., Kremenchutskii, D.A., Shibetskaia, Iu.G., Razina, V.A., Bezhin, N.A. Distribution of 228Ra and 226Ra in the Surface Layer of the Black Sea Waters // Physical Oceanography. 2023. T.30, № 6. С.792 - 810 EDN: QQYYRU

  21. Kremenchutskii D. A., Batrakov G. F. Seasonal variations in total deposition velocity and washout ratio of fine aerosols revealed from beryllium-7 (7Be) measurements in Sevastopol, the Black Sea region // Atmospheric Pollution Research. – 2023. – Vol. 14. – 101698 – https://doi.org/10.1016/j.apr.2023.101698.

  22. Kremenchutskii D. A., Gurova Yu. S. Factors Forming the Spatial Distribution of Natural and Man-Made Radionuclides in the Bottom Sediments of the Kamyshovaya Bay, Sevastopol // Physical Oceanography. – Vol.30, No 5. – P. 692–707.

  23. Orekhova N.A., Konovalov S.K., Polukhin A.A., Seliverstova A.M. Oxygen and pCO2 in the Surface Waters of the Atlantic Southern Ocean in 2021–2022 // Water (Switzerland). 2023. – Vol. 15, No. 9. –P. 1642. DOI: 10.3390/w15091642.

  24. Seliverstova, A.M., Zuev, O.A., Polukhin, A.A., Chultsova, A.L., Masevich, A.V., Mukhametianov, R.Z. Hydrological and Hydrochemical Structure of the Waters of the Bransfield Strait in January 2022 // Oceanology. 2023. T.63, № 4. С.510-522 DOI: 10.1134/S0001437023040161

  25. Soloveva O.V., Tikhonova E.A., Gurov K.I., Barabashin T.O. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Sea Bottom Sediments of the Balaklava Bay (Black Sea). / In: Chaplina, T. (eds) Processes in GeoMedia – Volume VI. // Springer Geology. Springer, Cham. – 2023. https://doi.org/10.1007/978-3-031-16575-7_15

  26. Tikhonova E.A., Gurov K.I., Soloveva O.V. Features of distribution of hydrocarbons in bottom sediments of the Streletskaya Bay (Black Sea) // Physical Oceanography. 2023. 30(5). pp. 632-651.

  27. Varenik A.V., Konovalov S.K. Contribution of Atmospheric Depositions to Inventory of Nutrients in the Coastal Waters of Crimea // Appl. Sci. 2023. 13. 3178. https://doi.org/10.3390/app13053178

  28. Varenik A.V., Myslina M.A., Tarasevich D.V. Atmospheric Input of Silica in Crimea and Factors Affecting it. // Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea. –2023. 1. Р. 77–90. doi:10.29039/2413-5577-2023-1-77-90

  29. Varenik A.V., Kondratyev S.I., Medvedev E.V., Khoruzhiy D.S., Orekhova N.A., Characteristics of State and Evolution of the Black Sea Hydrochemical Structure // Physical Oceanography 2023. 30(6). pp. 826-850.

  30. Кондратьев С.И., Орехова Н.А. Потенциальные угрозы экологическому состоянию вод Севастопольской бухты // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. – 2023. –– Т. 78. № 6. – С. 3–14. – DOI: 10.55959/MSU0579-9414.5.78.6.1

  31. Gurov K.I., Gurova Yu.S., Orekhova N.A., Konovalov S.K. Formation of the Ecological Risk Zones in the Coastal Water Areas of the Kerch Strait // Physical Oceanography. ‒ 2022. –29(6). – P. 619–635. – doi:10.22449/1573-160X-2022-6-619-635.

  32. Gurova Y. S., Gurov K. I., Orekhova N. A. Characteristics of bottom sediments in the coastal areas of the Crimean Peninsula // Land. – 2022. – 11. – 1884. – DOI: 10.3390/land11111884.

  33. Gurov K.I., Kotelyanets E.A. Distribution of trace metals (Cr, Сu, Ni, Pb,Zn, Sr, Ti, Mn and Fе) in the vertical section of bottom sediments in the Sevastopol Bay (Black Sea) // Physical Oceanography. ‒ 2022. –29(5). – P. 491–507. – doi:10.22449/1573-160X-2022-5-491-507.

  34. Kremenchutskii D.A., Konovalov S.K. Beryllium-7 (7Be) and its variability in the near-surface atmosphere of Crimea, the Black Sea region // Atmospheric Pollution Research. – 2022. –13. – 101406. ‒ doi: 10.1016/j.apr.2022.101406.

  35. Kondratev S.I., Masevich A.V., Belokopytov V.N. Position of the top boundary of the hydrogen sulfide zone over the shelf edge of the Сrimea // Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5, Geografiya. – 2022. – 3. ‒ Р. 97‒107. (Кондратьев С.И., Масевич А.В., Белокопытов В.Н. Положение верхней границы сероводородной зоны над бровкой шельфа Крыма по натурным данным 2015–2019 гг. // Вестник Московского университета. Серия 5. География. – 2022. – №3. С. 97–107).

  36. Kremenchutskii D. A. Temporal variability of aerosol wet deposition velocity in the Sevastopol region: observational data // Physical Oceanography. ‒ 2022. – 29(4). – P. 321–333. – doi: 10.22449/1573-160X-2022-4-321-333.

  37. Masevich A.V., Konovalov S.K. Oxygen dynamics during the period of dystrophic processes in the Black Sea // Physical Oceanography. – 2022. –29(1). ‒ P. 83–97. doi: 10.22449/1573-160X-2022-1-83-97.

  38. Morozov E.G., Frey D.I., Krechik V.A., Latushkin A.A., Salyuk P.A., Seliverstova A.M., Mosharov S.A., Orlov A.M., Murzina S.A., Mishin A.V., Chukmasov P.V., Kubryakov A.A., Budyansky M.V., Zuev O.A., Mekhova O.S., Ponomarev V.I., Chultsova A.L., Masevich A.V., Torgunova N.I., Kholmogorov A.O., Shtraikhert E.A., Mosharova I.V., Neretin N.Yu., Kolbasova G.D., Syomin V.L., Tretiakov A.V., Tretiakova L.G., Chernetsky A.D. Multidisciplinary observations across an eddy dipole in the interaction zone between Subtropical and Subantarctic waters in the Southwest Atlantic // Water. – 2022. – 14(17). – 2701. – https://doi.org/10.3390/w14172701Soloveva O.V., Tikhonova E.A., Gurov K.I., Kotelyanets E.A. Hydrocarbons composition of sea bottom sediments (Balaklava Bay, Black Sea) // International Journal of Environmental Science and Technology. – 2022. – https://doi.org/10.1007/s13762-022-04167-y.

  39. Varenik A.V. The characteristics of PM2.5 and PM10 and elemental carbon air pollution in Sevastopol, Crimean Peninsula // Appl. Sci. – 2022. ‒ 12. – 7758. – https://doi.org/10.3390/app12157758.

  40. Kremenchutskii D.A. Precipitation scavenging of beryllium-7 (7Be): Observation results and parameterization // Chemosphere. – 2022. – 307. – 135908. doi: 10.1016/j.chemosphere.2022.135908.

Проекты и гранты, в которых участвуют сотрудники отдела

  • РФФИ №19-05-50023 Микромир «Изучение процессов и факторов формирования загрязнения атмосферного воздуха мелкодисперсными частицами в г. Севастополе»

  • РНФ 20-77-00024 «Поток бериллия-7 из атмосферы на Земную поверхность: временная изменчивость и факторы влияния»

  • РНФ 22-77-10056 «Бериллий-7 в водах Черного моря: пространственно-временная изменчивость и процессы, ее определяющие»

  • РФФИ № 20-35-90103 «Факторы, определяющие потоки кислорода и сероводорода на границе вода – донные отложения в морских экосистемах»

  • КНП по приоритетным направлениям научно-технологического развития «Южный вектор национальной безопасности в условиях геополитических и климатических вызовов» (Соглашение №075–15–2024–528 от 24.04.2024 г.)

  • Соглашение № 69-223/ВИПГЗ-23 на выполнение научно-исследовательских работ при финансировании гранта № 169-15-2023-002 от 01.03.2023 Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды «Оценка зависимости потоков СО2 на поверхности Черного моря от физико-химических характеристик морской среды и получение характеристик сезонных изменений потоков».

Контактная информация:

Отдел биогеохимии моря,
ФГБУН ФИЦ МГИ,
ул. Капитанская, 2,
299011, Севастополь,
Российская Федерация

Орехова Наталья Александровна,
e-mail: natalia.orekhova@mhi-ras.ru
Тел. +7 8692 54 25 83