Паруса науки: как ученые исследуют океан на яхтах

Весеннее аргентинское солнце освещало холодные воды пролива Бигль. Здесь, в Ушуайе, самом южном городе планеты, в окружении заснеженных вершин, стартовала очередная экспедиция Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН. Только вместо привычного огромного судна у причала ученых ждала двухмачтовая парусная яхта. Изучать морские глубины на такой шхуне биологам не впервой: это уже четвертая экспедиция, использующая парусные суда для научных задач.

Как на туристических яхтах проводят научные исследования? Кто в них принимает участие? И чем опасны «ревущие сороковые»? Подробнее об этом порталу Наука.рф рассказали организаторы проекта, специалисты Лаборатории структуры и динамики планктонных сообществ Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН (ИО РАН).

По гамбургскому счету

Идея проводить исследования на парусных яхтах появилась у сотрудников лаборатории несколько лет назад. Дело не только в романтике морских путешествий. По словам старшего научного сотрудника ИО РАН Анастасии Луниной, за последние годы организовывать экспедиции в Мировом океане на больших научно-исследовательских судах стало сложно. Основная часть проектов сосредоточена в прилегающих к России морях.

«Изучать эти районы, безусловно, важно. Но надо помнить, что основные планетарные процессы — биоресурсы, биоразнообразие, углеродный цикл, определяющий климатические изменения — нужно исследовать на глобальном уровне. Поэтому необходимы экспедиции в Тихий, Индийский и Южный океаны, в Центральную и Южную Атлантику. В настоящий момент это возможно только на туристических судах», — рассказывает биолог.

Найти подходящую яхту и договориться с ее владельцами не трудно, отмечает ученый. Сейчас есть немало туристических компаний, готовых помочь исследователям и внести вклад в науку. Сообщество таких морских операторов довольно узкое: здесь все друг друга знают и ценят по гамбургскому счету.

Матрос, ученый, капитан

Общая численность участников таких рейсов составляет порядка 15 человек, в зависимости от вместимости судна и других условий. Иногда на борту могут находиться туристы — это обсуждается предварительно.

Особых знаний и документов для управления яхтой ученым не нужно. За это отвечает профессиональная команда из 5 — 7 человек во главе с капитаном: опытные моряки, имеющие необходимое образование и сертификаты, в том числе старший помощник, механик, матросы. Обязательно присутствует кок — вкусная и полноценная еда важна для здоровья и настроения всех участников рейса, подчеркивает эксперт.

«Что касается научного коллектива, для исследований достаточно четырех специалистов, но бывает и больше. Обычно это зоо- и фитопланктонологи разного профиля. Каждый может специализироваться на своей узкой группе организмов. Главное, чтобы все обладали достаточным опытом, умели грамотно проводить исследования и собирать пробы в океане. Приветствуются специалисты и из других смежных океанологических специальностей», — делится Анастасия Лунина.

Маршрут построен

Работа на парусной яхте отличается от научных экспедиций на больших судах — и с технической, и психологической точки зрения. Такие знаменитые корабли, как «Академик Иоффе» и «Академик Сергей Вавилов» дают, безусловно, больше комфорта, замечает биолог. Там не укачивает, каюты просторные, есть лаборатории с кондиционерами и более мощные лебедки для подъема сетей.

«Зато на парусной яхте чувствуешь непосредственный контакт с океаном. Такая романтика — не единственный плюс яхтенных экспедиций. Мы свободнее в выборе маршрута, точек его начала и окончания, сами определяем количество и расположение научных станций, так как весь путь строится для нужд исключительно нашей научной группы», — рассуждает Анастасия Лунина.

Но есть и минусы: на парусных яхтах нужно адаптироваться к сильной качке, небольшим каютам и спартанским условиям для лабораторной работы.

Сама экспедиция представляет собой большой морской переход из точки А в точку Б, который длится около месяца. Ученые стараются охватить районы, которые помогут проверить научные гипотезы, либо собрать материал в ранее не изученных местах. Заодно пополняют коллекции, в том числе данными для молекулярно-генетического анализа.

Управление судном происходит непрерывно, но сотрудники института в нем не участвуют. Вдоль маршрута заранее планируют научные станции: в этих точках судно останавливается, чтобы исследователи собрали данные и пробы.

«Это происходит так: судно опускает паруса или останавливает двигатель, и мы готовим наши орудия лова. С помощью планктонной сети облавливаем несколько горизонтов воды вплоть до глубины 1500 метров. Сеть движется со скоростью примерно один метр в секунду, поэтому одна научная станция может занимать несколько часов, чаще всего — около четырех. Таких станций в течение суток может быть две, остальное время уходит на обработку и фиксацию проб и, конечно, наслаждение морской прогулкой», — объясняет специалист.

Орудия лова

Самый важный и крупный элемент научного оборудования, которое участники яхтенной экспедиции берут с собой, — это планктонная сеть Богорова-Расса. Именно ее опускают на глубину сотни метров, чтобы собрать зоопланктон.

Такая сеть состоит из специального тканевого мешка и металлических обручей — каркаса. В сложенном виде она выглядит компактной, но в рабочем состоянии раскрывается в солидную конструкцию. Например, длина «сачка» может составлять около четырех метров, а площадь входного отверстия — один квадратный метр. С их помощью можно поймать зоопланктон размерами от полмиллиметра до десятков сантиметров.

Чтобы опустить и поднять планктонную сеть, применяют гидравлическую или электрическую лебедку. Задействуют и более мелкие сети для сбора фитопланктона, а также датчики для определения температуры, солености, глубины и других физических характеристик воды.

«Все остальное — это скорее лабораторные расходники: емкости для фиксации проб, пробирки для молекулярно-генетического анализа и прочие необходимые мелочи», — делится кандидат биологических наук Анастасия Лунина.

Раки и копеподы

После подъема планктонной сети на борт ученые сразу проводят первичную обработку пробы. Крупных или редких организмов отбирают отдельно и помещают в индивидуальные пробирки для дальнейшего морфологического и генетического анализа. Чтобы образцы хранились как можно дольше, а их ДНК не разрушалась, материал фиксируют спиртом.

«Основную часть наших проб составляет мезозоопланктон — организмы размером примерно от 0,5 до 10 мм. Чаще всего это веслоногие ракообразные (Copepoda). Среди них есть виды, питающиеся преимущественно фитопланктоном, а также хищные формы, которые поедают более мелких животных», — объясняет научный сотрудник ИО РАН Галина Абызова.

Встречается и желетелый зоопланктон. У таких организмов очень мягкое, практически лишенное твердых структур тело. Они плохо сохраняются при сборе сетями и иногда частично разрушаются, превращаясь в слизистую массу. Это не только затрудняет их изучение, но и может забивать планктонную сеть и снижать эффективность фильтрации воды, отмечает специалист.

«Особенно нам интересны крупные или редко встречающиеся ракообразные, в том числе эуфаузииды (Euphausiidae) и представители десятиногих раков Decapoda. Каждый такой экземпляр может дать дополнительную информацию о видовом разнообразии, распространении и генетической структуре морских организмов. Редкие находки часто оказываются особенно ценными. Они позволяют дополнить наши представления о составе зоопланктона в малоизученных районах Мирового океана», — делится Галина Абызова.

После окончания экспедиции пробы доставляют в лабораторию института. Там под бинокулярным микроскопом специалисты определяют видовой состав зоопланктона, подсчитывают численность организмов и оценивают биомассу отдельных групп и видов. Полученные данные можно сравнивать между разными районами и сопоставлять с гидрологическими характеристиками исследуемой акватории.

«Редких представителей эуфаузиид и десятиногих ракообразных исследуют наиболее подробно: их определяют по морфологическим признакам, описывают размеры и особенности строения, а затем при необходимости проводят генетический анализ. Он помогает уточнить систематическое положение организма и его родственные связи, пополнить данные о генетическом разнообразии обнаруженных видов», — добавляет эксперт.

«Ревущие сороковые»

Одна из недавних яхтенных экспедиций, организованная сотрудниками Лаборатории структуры и динамики планктонных сообществ, состоялась весной 2026 года. Маршрут пролегал вдоль восточного побережья Южной Америки, начинаясь от аргентинского города Ушуайя и заканчиваясь в городе Итажаи в Бразилии. В этот раз ученые решили выяснить, как вертикальные миграции зоопланктона участвуют в переносе углерода с поверхности на глубину. На такой перенос приходятся десятки процентов всего углерода, уходящего из поверхностного слоя океана. Но эти оценки сильно разнятся. Уточнить их важно не только для биогеохимии, но и построения климатических моделей.

В ходе рейса проводили и стандартные работы, чтобы оценить состояние пелагических* экосистем района: измеряли прозрачность воды, занимались послойным сбором фитопланктона до глубины 70 метров. Благодаря этой экспедиции научной группе удалось собрать материал для фаунистического, морфологического и молекулярно-генетического анализа из района, куда попасть удается нечасто.

Исследования проходили в осенний сезон Южного полушария, поэтому погодные условия преподнесли участникам экспедиции немало испытаний. Так, в начале рейса необходимо было преодолеть «ревущие сороковые» — пояс широт Южного полушария, расположенный примерно между 40 и 50 градусами. Такое название возникло из-за сильных западных ветров, которые часто бушуют в этом районе.

«В этих широтах практически нет суши: между Южной Америкой, Африкой и Австралией — сплошная полоса открытой воды. Выражение пришло из эпохи парусного флота. Моряки, огибавшие Африку и мыс Горн, называли эти широты ревущими буквально: ветер в такелаже и снастях издает характерный гул. Вместе с постоянным шумом волн он создает ощущение, будто океан ревет», — рассказывает эксперт.

По мнению ученого, подобные исследования играют важную роль, поскольку позволяют в том числе строить более детальные карты распределения пелагических биоресурсов и вносят значимый вклад в знания о биоразнообразии Южной Атлантики.

Турист на борту

Сейчас открытый набор в состав научных экспедиций на яхтах не проводится. Для молодых специалистов, интересующихся практическими морскими исследованиями, в Институте океанологии РАН есть еще один проект — «Плавучий университет».

«Команда обычно складывается из сотрудников нашей лаборатории, либо имеющих опыт яхтенных экспедиций или большой экспедиционный опыт. Как и многие другие вещи в науке, масштаб зависит от финансирования. Поэтому часто научная группа формируется по принципу необходимого минимума», — отмечает старший научный сотрудник ИО РАН Анастасия Лунина.

Но это не значит, что людям из ненаучного мира нет места в океанологии. С 2024 года при поддержке РНФ сотрудники лаборатории ИО РАН начали развивать программу для участия туристов и волонтеров в сборе научных данных.

«Проведя несколько яхтенных экспедиций, мы поняли, что при наличии подробных инструкций даже неспециалисты могут качественно собирать пробы с борта яхты. Когда мы делили судно с туристами, всегда замечали их большой и искренний интерес к процессу научного исследования. Всегда находились желающие помочь, а уж тем более — рассмотреть полученные пробы», — вспоминает биолог.

Так родился проект РНФ «Тропический и субтропический планктон Мирового океана от поверхности до глубин: биоразнообразие, запасы и взаимосвязь с климатическими процессами» (№ 25-77-30002), который поддержали Российский научный фонд и постоянные партнеры из яхтенной туристической сферы. Сейчас экспедиции проводятся в сотрудничестве с небольшими туристическими фирмами. Однако авторы проекта открыты к сотрудничеству и с другими организациями. 

В ближайшем будущем сотрудники лаборатории планируют новые рейсы, которые позволят расширить и апробировать результаты, полученные по итогам предыдущих атлантических экспедиций. В планах — изучить глубины Индийского и Тихого океанов. Но детали пока не раскрывают.

«Как многие морские люди, мы немного суеверны. Но с радостью расскажем об итогах новых экспедиций, когда они состоятся», — обещает ученый.

Анна Шиховец