Оценка скорости седиментации взвешенного вещества из поверхностного слоя водной толщи пролива Брансфилд (западная Антарктика) с использованием тория-234 в качестве природного радиотрассера

Abstract

Проведены измерения содержания взвешенной и растворенной формы природного радионуклида ²³⁴Th в поверхностном слое водной толщи пролива Брансфилд. Обнаруженный дефицит концентрации суммарного тория-234 по сравнению с его долгоживущим материнским радионуклидом – ураном-238 позволил получить количественные оценки скорости седиментации взвешенного вещества из фотической зоны. Наибольшая интенсивность седиментационных процессов отмечена в зоне взаимодействия водных масс, поступающих из моря Беллинсгаузена и моря Уэдделла. Суммарный поток взвеси из верхней 150-метровой толщи воды составил около 2.2 г·м⁻²·сут⁻¹ в восточной части пролива и 3.1 г·м⁻²·сут⁻¹ в его западной акватории. Среднее время пребывания взвешенных частиц в 150-метровом слое составило около 105-120 суток, что соответствует длительности весенне-летнего периода, когда поверхность пролива освобождается ото льда, препятствующего развитию фитопланктонных сообществ.

Проведено виміри вмісту завислої і розчиненої форми природного радіонукліда ²³⁴Th у поверхневому шарі водяної товщі протоки Брансфілд. Виявлений дефіцит концентрації сумарного торію-234 у порівнянні з його довгоживучим материнським радіонуклідом – ураном-238 дозволив одержати кількісні оцінки швидкості седиментації завислої речовини з фотичної зони. Найбільша інтенсивність седиментаційних процесів виявлена в зоні взаємодії водяних мас, що надходять з моря Белінсгаузена і моря Уедела. Сумарний потік суспензії з верхньої 150-метрової товщі води склав приблизно 2.2 г·м⁻²·доб⁻¹ у східній частині протоки і 3.1 г·м⁻²·доб⁻¹ у її західній акваторії. Середній час перебування завислих часток у 150-метровій товщі склав приблизно 105-120 діб, що відповідає тривалості весняно-літнього періоду, коли поверхня протоки звільняється від льоду, який перешкоджає розвитку фітопланктону.

Measurements of particulate and dissolved ²³⁴Th have been carried out in the surface waters across the Bransfield Strait. The disequilibrium discovered between concentrations of the total ²³⁴Th and its soluble long-lived mother radionuclide – 238U has allowed an evaluation of particle fluxes in the euphotic zone. The highest flux was found in a mixing zone of waters coming from the Bellingshausen Sea and the Weddell Sea. Total particle fluxes from the upper 150-m water column are estimated of about 2.2 g·m⁻²·day⁻¹ in the eastern part of the Strait and 3.1 g·m⁻²·day⁻¹ in the western area. Residence time of the sinking particles in the upper 150 m is assessed to be in the range of 105 to 120 days, which corresponds with the duration of spring-summer months when the Strait is free from the ice cover limiting of the development of phytoplankton assemblages.