aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2021-67-3-293-309aari-391Research ArticleГИДРОЛОГИЯ СУШИ И ГИДРОХИМИЯHYDROLOGY OF LAND AND HYDROCHEMISTRYФакторы формирования поверхностного притока к озерам антарктического оазиса Холмы ЛарсеманнFormation factors of surface inflow to antarctic lakes of the Larsemann Hills oasisКузнецоваМ. Р.KuznetsovaM. R.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

rotefliege@mail.ruПряхинаГ. В.PriakhinaG. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ГригорьеваС. Д.GrigorevaS. D.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

КиньябаеваЭ. Р.KiniabaevaE. R.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

Санкт-Петербургский государственный университетРоссияSt. Petersburg State UniversityRussian FederationСанкт-Петербургский государственный университет; ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институтРоссияSt. Petersburg State University; State Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research InstituteRussian Federation202107102021673293309Copyright © Кузнецова М.Р., Пряхина Г.В., Григорьева С.Д., Киньябаева Э.Р., 20212021Кузнецова М.Р., Пряхина Г.В., Григорьева С.Д., Киньябаева Э.Р.Kuznetsova M.R., Priakhina G.V., Grigoreva S.D., Kiniabaeva E.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/391

Объектами исследования являются 11 водоемов антарктического оазиса Холмы Ларсеманн. Работа выполнена по материалам сезонных работ 63 — 65-й РАЭ: используются наблюдения за уровнем воды озер, аэрофотосъемки БПЛА, маршрутные обследования, приведены результаты выделения границ водосборных площадей озер. Наиболее значимыми выявленными факторами, определяющими формирование притока воды к озерам, являются метеорологические условия (количество твердых осадков, ветровой режим, температура воздуха), наличие многолетних снежников и ледниковых участков на водосборах, прорыв верхнего в системе озера. Сезонно-талый слой рыхлых отложений регулирует склоновый сток по мере протаивания и промерзания. Особенностью оазиса является то, что на формирование стока практически не влияют растительный покров и антропогенная деятельность.

The study aims to identify formation factors of water inflow to the Antarctic lakes of the Larsemann Hills oasis (East Antarctica). The objects of study are 11 lakes of the oasis. The analysis was performed based on the expeditionary data of the Russian Antarctic Expedition (RAE): 63rd season (23 December 2017 – 3 February 2018), 64th season (12 January 2019 – 27 February 2019), 65th season (2 November 2019 – 24 March 2020). Data of lakes water level observations, aerial photography of the unmanned aerial vehicle (UAV) and route surveys are given, the results of identifying the boundaries of the lakes catchments are presented. The factors that determine the formation of water inflow to the lakes in this region were identified based on the analysis of the materials. The most significant are the meteorological conditions, the presence of perennial snowfields and glacial areas in the catchments, and the presence of lakes that can cause outburst flood. The seasonally thawed layer also has an impact on the formation of the inflow to the lakes. The vegetation cover is not so important for inflow formation in this region due to the physical and geographical conditions. As for anthropogenic activity, it mainly affects the environmental situation of the catchments and water quality, while the anthropogenic influence on the formation of water inflow to the lakes in the oasis is limited to the territories of polar stations. The factors identified should be taken into account in the further study of hydrological processes, the creation of models that describe them, and the organization of field observations.

озера антарктических оазисовполуостров Брокнесформирование cтокаХолмы ЛарсеманнAntarctic oasis lakesBroknes PeninsulaLarsemann Hillsrunoff formationРабота выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 20-05-00343 А.The work was carried out with the financial support of the RFBR grant No 20-05-00343.ReferencesSokratova I.N. Antarctic oases: history and meaning of the term. Materialy gliatsiologicheskikh issledovanii. Materials of glaciological researches. 2007, 103: 25–29. [In Russian].Сократова И.Н. Антарктические оазисы: история и значение термина // Материалы гляциологических исследований. 2007. № 103. С. 25–29.Nauchno-tekhnicheskii otchet ob issledovanii basseina ozera Figurnogo v oazise Bangera (Vostochnaia Antarktida). Scientific and technical report on the study of the Figurnoye lake basin in the Bunger oasis (East Antarctica). Leningrad. 1988: 120 p. Funds of FSBI «AARI». Inv. № O-3032. [In Russian].Научно-технический отчет об исследовании бассейна озера Фигурное в оазисе Бангера (Восточная Антарктида). Ленинград. 1988. 120 с. // Госфонд ФГБУ «ААНИИ». Инв. № О 3032.Sokratova I.N. Antarkticheskie oazisy: Istoriia i rezul’taty issledovanii. Antarctic oases: History and results of the study. St. Petersburg: State Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research Institute, 2010: 274 p. [In Russian].Сократова И.Н. Антарктические оазисы: История и результаты исследований. СПб.: ГНЦ РФ ААНИИ, 2010. 274 с.Nauchno-tekhnicheskii otchet 52-i RAE (sezonnyi sostav). Scientific and technical report of the 52nd RAE (seasonal membership). V.1. Antarctica, November 2006 — May 2007. 2007: 237 p. Funds of FSBI «AARI». Inv. № O-3640. [In Russian].Научно-технический отчет 52-й Российской антарктической экспедиции (сезонный состав). Т. 1. Антарктида, ноябрь 2006 г. — май 2007 г. 2007. 237 с. // Госфонд ФГБУ «ААНИИ». Инв. № О 3640.Simonov I.M. Oazisy Vostochnoi Antarktidy. Oases of East Antarctica. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1971: 176 p. [In Russian].Симонов И.М. Оазисы Восточной Антарктиды / Под ред. канд. геогр. наук Кручинина Ю.А. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 176 с.Dugan H.A. Geophysics, Water Balance, and History of Thick Perennial Ice Covers on Antarctic Lakes. Chicago, Illinois, 2014: 109 p.Dugan H.A. Geophysics, Water Balance, and History of Thick Perennial Ice Covers on Antarctic Lakes. Chicago, Illinois, 2014. 109 p.Nauchno-tekhnicheskii otchet vypolneniia programm sezonnogo gidroekologicheskikh rabot na stantsii Progress v period sezona 57 RAE. Scientific and technical report on the implementation of programs for seasonal hydroecological work at Progress station during the season of the 57th RAE. Antarctica, Larsemann Hills oasis, 2011–2012. 2012: 27 p. Funds of FSBI «AARI». Inv. № O-3802. [In Russian].Научно-технический отчет выполнения программы сезонных гидроэкологических работ на станции Прогресс в период сезона 57 РАЭ. Антарктида, оазис Холмы Ларсеманн 2011–2012. 2012. 27 c. // Госфонд ФГБУ «ААНИИ». Инв. № О 3802.Burgess J.S., Spatez A.P., Shevlin J. The onset of deglaciation in the Larsemann Hills, Eastern Antarctica. Antarctic Science. 1994, 6 (4): 491–495.Burgess J.S., Spatez A.P., Shevlin J. The onset of deglaciation in the Larsemann Hills, Eastern Antarctica // Antarctic Science. 1994. № 6 (4). P. 491–495.Stüwe K., Braun H.-M., Peer H. Geology and structure of the Larsemann Hills area, Prydz Bay, East Antarctica. Australian Journal of Earth Sciences. 1989, 36: 219–241. doi: 10.1080/08120098908729483Stüwe K., Braun H.-M., Peer H. Geology and structure of the Larsemann Hills area, Prydz Bay, East Antarctica // Australian Journal of Earth Sciences. 1989. V. 36. P. 219–241. doi: 10.1080/08120098908729483Kiernan K., Gore D. B., Fink D., White D.A., McConnell A., Sigurdsson I.A. Deglaciation and weathering of Larsemann Hills, East Antarctica. Antarctic Science. 2009: 21 (4): 373–382. doi: 10.1017/S0954102009002028Kiernan K., Gore D. B., Fink D., White D.A., McConnell A., Sigurdsson I.A. Deglaciation and weathering of Larsemann Hills, East Antarctica // Antarctic Science. 2009. V. 21. № 4. P. 373–382. doi: 10.1017/S0954102009002028Zong S., Ren L., Wu M. Grenville-age metamorphism in the Larsemann Hills: P-T evolution of the felsic orthogneiss in the Broknes Peninsula, East Antarctica. International Geology Review. 2020. 63 (7): 866–881. doi: 10.1080/00206814.2020.1734973Zong S., Ren L., Wu M. Grenville-age metamorphism in the Larsemann Hills: P-T evolution of the felsic orthogneiss in the Broknes Peninsula, East Antarctica // International Geology Review. 2020. V. 63. № 7. P. 866–881. doi: 10.1080/00206814.2020.1734973Abramov A.A., Sletten R.S., Rivkina E.M., Mironov V.A., Gilichinskii D.A. Geocryological conditions of Antarctica. Kriosfera Zemli. Earth’s Cryosphere. 2011, 3 (15): 3–19. [In Russian].Абрамов А.А., Слеттен Р.С., Ривкина E.M., Миронов В.А., Гиличинский Д.А. Геокриологические условия Антарктиды // Криосфера Земли. 2011. Т. 15. № 3. С. 3–19.Otchet sezonnoi 61-i Rossiiskoi Antarkticheskoi Ekspeditsii. Report of the seasonal 61st Russian Antarctic Expedition. T. 2. About the implementation of scientific programs. Antarctica. 2016: 492 p. Funds of FSBI «AARI». Inv. № О-3932. [In Russian].Отчет сезонной 61-й Российской антарктической экспедиции. Т. 2. О выполнении научных программ. Антарктика. 2016. 492 с. // Госфонд ФГБУ «ААНИИ». Инв. № О-3932.Abakumov E.V., Krylenkov V.A. Pochvy Antarktidy. Antarctica soils. Priroda. Nature. 2011, 3: 58–62. [In Russian].Абакумов Е.В., Крыленков В.А. Почвы Антарктиды // Природа. 2011. № 3. С. 58–62.Mergelov N.S. Soils of wet valleys in Larsemann Hills and Vestvoll oases (Princess Elisabeth Land, East Antarctic). Pochvovedenie. Soil Science. 2014, 9: 1027–1045. doi: 10.7868/S0032180X14090093. [In Russian].Мергелов Н.С. Почвы влажных долин в оазисах Ларсеманн и Вестфолль (Земля Принцессы Елизаветы, Восточная Антарктида) // Почвоведение. 2014. № 9. С. 1027–1045. doi: 10.7868/S0032180X14090093Otchet o vypolnenii programmy landshaftno-ekologicheskogo monitoring, raion stantsii «Progress», period 43 RAE (sezon). Report on the implementation of the program of landscapeecological monitoring of the area of the Progress station, period of the 43rd RAE (season). St. Petersburg. 1998: 31 p. Funds of FSBI «AARI». Inv. № О-3310. [In Russian].Отчет о выполнении программы ландшафтно-экологического мониторинга, район станции «Прогресс», период 43-й РАЭ (сезон). Санкт-Петербург. 1998. 31 с. // Госфонд ФГБУ «ААНИИ». Инв. № О-3310.Sabbe K., Hodgson D. A., Verleyen E., Taton A.,Wilmotte A., Vanhoutte K., Vyverman W. Salinity, depth and the structure and composition of microbial mats in continental Antarctic lakes. Freshwater Biology. 2004, 49: 296–319.Sabbe K., Hodgson D. A., Verleyen E., Taton A.,Wilmotte A., Vanhoutte K., Vyverman W. Salinity, depth and the structure and composition of microbial mats in continental Antarctic lakes // Freshwater Biology. 2004. V. 49. P. 296–319.Burgess J.S., Spate A.P., Norman F.I. Environmental Impacts of Station Development in the Larsemann Hills, Princess Elizabeth Land, Antarctica. Journal of Environmental Management. 1992, 36: 287–299.Burgess J.S., Spate A.P., Norman F.I. Environmental Impacts of Station Development in the Larsemann Hills, Princess Elizabeth Land, Antarctica // Journal of Environmental Management. 1992. V. 36. P. 287–299.Gupta P. Biodiversity of Larsemann Hills, Antarctica. Climate Change. 2015, 1 (3): 174–183.Gupta P. Biodiversity of Larsemann Hills, Antarctica // Climate Change. 2015. V. 1. № 3. P. 174–183.Nigamatzyanova G.R., Fedorova I.V. Assessment of the ecological state of the Larsemann Hills and the Shirmacher Oases lakes (East Antarctica). Uspekhi sovremennogo estestvoznaniia. Advances in current natural sciences. 2015, 12: 140–144. [In Russian].Нигаматзянова Г.Р., Федорова И.В. Оценка экологического состояния озер оазисов Холмов Ларсеманн и Ширмахера (Восточная Антарктида) // Успехи современного естествознания. 2015. № 12. С. 140–144.Sharov A.N., Tolstikov A.V. Ecological problems of the lakes of East Antarctica. Regional’naia ekologiia. Regional ecology. 2018, 53 (3): 5–14. doi: 10.30694/1026-5600-2018-3-5-14. [In Russian].Шаров А.Н., Толстиков А.В. Экологические проблемы озер Восточной Антарктиды // Региональная экология. 2018. Т. 53. № 3. С. 5–14. doi: 10.30694/1026-5600-2018-3-5-14Bhardwaj L., Sharma S., Ranjan A., Jindal T. Persistent organic pollutants in lakes of Broknes peninsula at Larsemann Hills area, East Antarctica. Ecotoxicology. 2019, 28: 589–596. doi: 10.1007/s10646-019-02045-xBhardwaj L., Sharma S., Ranjan A., Jindal T. Persistent organic pollutants in lakes of Broknes peninsula at Larsemann Hills area, East Antarctica // Ecotoxicology. 2019. № 28. P. 589–596. doi: 10.1007/s10646-019-02045-xAsthana R., Shrivastava P. K., Srivastava H. B. Beg M. J., Kumar P. Hydrochemistry and sediment characteristics of polar periglacial lacustrine environments on Fisher Island and Broknes Peninsula, East Antarctica. Advances in Polar Science. 2013, 24 (4): 281–295. doi: 10.3724/SP.J.1085.2013.00281Asthana R., Shrivastava P.K., Srivastava H. B. Beg M.J., Kumar P. Hydrochemistry and sediment characteristics of polar periglacial lacustrine environments on Fisher Island and Broknes Peninsula, East Antarctica // Advances in Polar Science. 2013. V. 24. № 4. P. 281–295. doi: 10.3724/SP.J.1085.2013.00281Demidov N.E., Verkulich S.R., Zanina O.V, Karaevskaia E.S., Pushina Z.V., Rivkina E.M., Shmelev D.G. The end moraine and lacustrine-marine sediments in the crossection of quaternary deposits of the Larsemann Hills, East Antarctica. Problemy Arktiki i Antarktiki. Arctic and Antarctic Research. 2013, 97 (3): 79–90. [In Russian].Демидов Н.Э., Веркулич С.Р., Занина О.В, Караевская Е.С., Пушина З.В., Ривкина Е.М., Шмелев Д.Г. Конечная морена и озерно-лагунные отложения в разрезе четвертичных отложений оазиса Холмы Ларсеманн, Восточная Антарктида // Проблемы Арктики и Антарктики. 2013. Т. 97. № 3. С. 79–90.Liu X., Sun L., Xie Z. Yin X., Zhu R., Wang Y. Preliminary record of the historical seabird population in the Larsemann Hills, East Antarctica, from geochemical analyses of Mochou Lake sediments. Boreas. 2007, 36: 182–197. doi: 10.1080/03009480600991789Liu X., Sun L., Xie Z. Yin X., Zhu R., Wang Y. Preliminary record of the historical seabird population in the Larsemann Hills, East Antarctica, from geochemical analyses of Mochou Lake sediments // Boreas. 2007. V. 36. P. 182–197. doi: 10.1080/03009480600991789Popov S.V., Eberlein L. Investigation of snow-firn thickness and ground in the East Antarctica by means of geophysical radar. Led i Sneg. Ice and Snow. 2014, 128 (4): 95–106. [In Russian].Попов С.В., Эберляйн Л. Опыт применения георадара для изучения строения снежнофирновой толщи и грунта Восточной Антарктиды // Лед и снег. 2014. № 4 (128). С. 95–106.Grigor’eva S.D., Chetverova A.A., Ryzhova E.V., Deshevykh G.A., Popov S.V. Hydrological and geophysical investigations at the area of the Progress Station (Larsemann Hills, East Antarctica) during the field season of the 64th RAE. Rossiiskie poliarnye issledovaniia. Russian Polar Research. 2019, 2: 23–28. [In Russian].Григорьева С.Д., Четверова А.А., Рыжова Е.В., Дешевых Г.А., Попов С.В. Гидрологические и геофизические инженерные изыскания в районе станции Прогресс (оазис Холмы Ларсеманн, Восточная Антарктида) в сезон 64-й РАЭ // Российские полярные исследования. 2019. № 2. С. 23–28.Zakliuchitel’nyi otchet XXXVII Konsul’tativnogo soveshchaniia po dogovoru ob Antarktike. Final Report of the Thirty-seventh Antarctic Treaty Consultative Meeting. V. 2. Brasilia, Brasil. 28 April – 7 May 2014. Buenos Aires: Secretariat of the Antarctic Treaty, 2014: 476. [In Russian].Заключительный отчет XXXVII Консультативного совещания по договору об Антарктике. / Том II. Бразилиа, Бразилия. 28 апреля – 7 мая 2014 г. Буэнос-Айрес: Секретариат Договора об Антарктике. 2014. 476 с.Otchet o vypolnenii nauchnykh programm, tekhnicheskikh zadanii i logisticheskikh operatsii sezonnoi 57-i Rossiiskoi antarkticheskoi ekspeditsii. T. 2: Ekspeditsionnye raboty i naturnye issledovaniia po deistvuiushchei federal’noi programme v sezon 57 RAE. Report on the implementation of scientific programs, technical assignments and logistic operations of the seasonal 57th Russian Antarctic expedition. V. 2. Expeditionary work and field research under the current federal program during the season of the 57th RAE. Antarctica – St. Petersburg, November 2011 – June 2012. 2012: 425 p. Funds of FSBI «AARI». Inv. № № О-3804. [In Russian].Отчет о выполнении научных программ, технических заданий и логистических операций сезонной 57-й Российской антарктической экспедиции. Т. 2. Экспедиционные работы и натурные исследования по действующей федеральной программе в сезон 57-й РАЭ. Антарктида – СанктПетербург, ноябрь 2011 – июнь 2012. 2012. 425 c. // Госфонд ФГБУ «ААНИИ». Инв. № О-3804.Gillieson D., Burgess J., Spate A., Cochrane A. An Atlas of the Lakes of the Larsemann Hills, Princess Elizabeth Land, Antarctica. Kingston, Tas.: Antarctic Division, Dept. of the Arts, Sport, the Environment, Tourism and Territories, 1990: 173 p.Gillieson D., Burgess J., Spate A., Cochrane A. An Atlas of the Lakes of the Larsemann Hills, Princess Elizabeth Land, Antarctica. Kingston, Tas.: Antarctic Division, Dept. of the Arts, Sport, the Environment, Tourism and Territories, 1990. 173 p.Boronina A.S., Popov S.V., Priakhina G.V. Hydrological characteristics of lakes in the eastern part of the Broknes Peninsula, Larsemann Hills, East Antarctic. Led i Sneg. Ice and Snow. 2019, 1 (59): 39–48. doi: 10.15356/2076-6739-2019-1-39-48. [In Russian].Боронина А.С., Попов С.В., Пряхина Г.В. Гидрологическая характеристика озер восточной части полуострова Брокнес, Холмы Ларсеманн, Восточная Антарктида // Лед и снег. 2019. Т. 59. № 1. С. 39–48. doi: 10.15356/2076-6739-2019-1-39-48Shevnina E., Kourzeneva E. Thermal regime and components of water balance of lakes in Antarctica at the Fildes peninsula and the Larsemann Hills. Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. 2017, 69 (1): 1317202. doi: 10.1080/16000870.2017.1317202Shevnina E., Kourzeneva E. Thermal regime and components of water balance of lakes in Antarctica at the Fildes peninsula and the Larsemann Hills // Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. 2017. V. 69. № 1. P. 1317202. doi: 10.1080/16000870.2017.1317202Filatov N.N., Georgiev A.P., Efremova T.V., Nazarova L.E., Pal’shin N.I., Rukhovets L.A., Tolstikov A.V., Sharov A.N. Reaction of lakes of East Fennoscandia and East Antarctica to climate changes. Doklady Akademii nauk. Reports of Academy of Sciences. 2012, 5 (444): 554–557. [In Russian].Филатов Н. Н., Георгиев А. П., Ефремова Т. В. Назарова Л. Е., Пальшин Н. И., Руховец Л. А., Толстиков А. В., Шаров А.Н. Реакция озер Восточной Фенноскандии и Восточной Антарктиды на изменения климата // Доклады Академии наук. 2012. Т. 444. № 5. С. 554–557.Shevnina E., Kourzeneva E., Dvornikov Y., Fedorova I. Retention time of lakes in the Larsemann Hills oasis, East Antarctica. The Cryosphere. 2021, 15 (6): 2667–2682. doi: 10.5194/tc-15-2667-2021Shevnina E., Kourzeneva E., Dvornikov Y., Fedorova I. Retention time of lakes in the Larsemann Hills oasis, East Antarctica // The Cryosphere. 2021. V. 15. № 6. P. 2667–2682. doi: 10.5194/tc-15-2667-2021Popov S.V., Boronina A.S., Priakhina G.V., Grigor’eva S.D., Sukhanova A.A., Tiurin S.V. Breakthroughs of glacial and subglacial lakes at the Larsemann Hills (East Antarctica) in 2017–2018. Georisk. Georisk. 2018, 3 (12): 56–67. [In Russian].Попов С.В., Боронина А.С., Пряхина Г.В., Григорьева С.Д., Суханова А.А., Тюрин С.В. Прорывы ледниковых и подледниковых озер в районе холмов Ларсеманн (Восточная Антарктида), в 2017–2018 гг. // Геориск. 2018. Т. 12. № 3. С. 56–67.Broknes peninsula, Larsemann Hills: environmental management map. Available at: https://data.aad.gov.au/aadc/mapcat/display_map.cfm?map_id=13135 (accessed 17.06.2021).Broknes peninsula, Larsemann Hills: environmental management map. URL: https://data.aad.gov.au/aadc/mapcat/display_map.cfm?map_id=13135 (дата обращения: 17.06.2021).Alekseev V.R., Volkov N.V., Vtiurin B.I., Vtiurina E.A., Grosval’d M.G., Donchenko R.V., Diunin A.K., Kanaev L.A., Kotliakov V.M., Krenke A.N., Losev K.S., Perov V.F., Tsurikov V.L. Gliatsiologicheskii slovar’. Dictionary of glaciology. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1984: 528 p. [In Russian].Алексеев В.Р., Волков Н.В., Втюрин Б.И., Втюрина Е.А., Гросвальд М.Г., Донченко Р.В., Дюнин А.К., Канаев Л.А., Котляков В.М., Кренке А.Н., Лосев К.С., Перов В.Ф., Цуриков В.Л. Гляциологический словарь / Под ред. Котлякова В.М. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 528 с.Popov S.V., Pryakhin S.S., Bliakharskii D.P., Pryakhina G.V., Tyurin S.V. Vast ice depression in Dålk Glacier, East Antarctica. Led i Sneg. Ice and Snow. 2017, 3 (57): 427–432. doi: 10.15356/2076-6734-2017-3-427-432. [In Russian].Popov S.V., Pryakhin S.S., Bliakharskii D.P., Pryakhina G.V., Tyurin S.V. Vast ice depression in Dålk Glacier, East Antarctica // Лед и снег. 2017. Т. 57. № 3. С. 427–432. doi: 10.15356/2076-6734-2017-3-427-432

The authors declare that there are no conflicts of interest present.