Benthic foraminiferal assemblages as indicators of recent environmental conditions in the northeastern east siberian

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Quantitative analyses of species composition and abundance of benthic foraminifers in the surface samples on the submeridional profile in the northeastern East Siberian Sea reveal three assemblages associated to the middle-outer shelf, upper and middle continental slope. Maximum abundance of “living” benthic foraminifers is found near the shelf break which is possibly related to enhanced sea surface bioproductivity. Active dissolution of calcareous microfossils is detected at the shelf area whereas preservation of calcareous tests becomes better with depth. Some micropaleontological and grain-size data indirectly point to the development of compensatory currents on the middle-outer shelf in the East Siberian Sea.

Full Text

Restricted Access

About the authors

E. A. Ovsepyan

Shirshov Institute of Oceanology Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: eovsepyan@ocean.ru
Russian Federation, Moscow

Ya. S. Ovsepyan

Shirshov Institute of Oceanology Russian Academy of Sciences; Geological Institute Russian Academy of Sciences

Email: yaovsepyan@yandex.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow

N. O. Mitrofanova

Shirshov Institute of Oceanology Russian Academy of Sciences; Geological Institute Russian Academy of Sciences

Email: eovsepyan@ocean.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow

S. A. Korsun

Shirshov Institute of Oceanology Russian Academy of Sciences

Email: eovsepyan@ocean.ru
Russian Federation, Moscow

T. S. Rhee

Korea Polar Research Institute

Email: eovsepyan@ocean.ru
Korea, Republic of, Incheon

Y. K. Jin

Korea Polar Research Institute

Email: eovsepyan@ocean.ru
Korea, Republic of, Incheon

References

  1. Ветров А.А., Семилетов И.П., Дударев О.В. и др. Исследование состава и генезиса органического вещества донных осадков Восточно-Сибирского моря // Геохимия. 2008. № 2. С. 183–195.
  2. Демидов А.Б., Гагарин В.И., Шеберстов С.В. Сезонная изменчивость первичной продукции Восточно-Сибирского моря и оценка ее годовой величины. Сравнение с другими морями Сибирской Арктики // Океанология. 2020. Т. 60. № 5. С. 696–710.
  3. Дмитренко И.А., Хьюлеманн Й.А., Кириллов С.А. и др. Роль баротропных изменений уровня моря в формировании режима течений на шельфе восточной части моря Лаптевых // Докл. РАН. 2001. Т. 377. № 1. С. 1–8.
  4. Добровольский А.Д., Залогин Б.С. Моря СССР. М.: изд-во МГУ, 1982. 192 с.
  5. Кошелева В.А., Яшин Д.С. Донные осадки Арктических морей России. СПб.: ВНИИОкеанология, 1999. 286 с.
  6. Лукина Т.Г. Фораминиферы Чаунской губы Восточно-Сибирского моря // Экосистемы и фауна Чаунской губы и сопредельных вод Восточно-Сибирского моря. Ч. II. Исследования фауны морей. 1994. Т. 48. № 56. С. 98–115.
  7. Овсепян Я.С. Позднечетвертичные фораминиферы моря Лаптевых и реконструкции изменения среды на основе палеоэкологического анализа. Дисс. на соиск. уч. степ. к. г.- м. н. М., 2016. 240 с.
  8. Овсепян Е.А., Овсепян Я.С., Зенина М.А., Митрофанова Н.О. Современные сообщества бентосных фораминифер западной части Восточно-Сибирского моря // Океанология. 2023. Т. 63. № 5. С. 749–761.
  9. Овсепян Я.С., Талденкова Е.Е., Баух Х.А., Кандиано Е.С. Реконструкция событий позднего плейстоцена–голоцена на континентальном склоне моря Лаптевых по комплексам бентосных и планктонных фораминифер // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2015. Т. 23. № 6. С. 96–112.
  10. Одум Ю. Экология. М.: Мир, 1986. 322 с.
  11. Романкевич Е.А., Ветров А.А. Углерод в Мировом океане. М.: ГЕОС, 2021. 352 с.
  12. Семилетов И.П. Разрушение мерзлых пород побережья как важный фактор в биогеохимии шельфовых вод Арктики // Докл. РАН. 1999. Т. 368. № 5. С. 679–682.
  13. Сиренко Б.И. Состояние изученности фауны Восточно-Сибирского моря // Фауна Восточно-Сибирского моря, закономерности развития и количественное распределение донных сообществ. Исследования фауны морей. СПб., 2010. Т. 66(74). C. 5–7.
  14. Хусид Т.А. Либина Н.В., Доманов М.М. Бентосные фораминиферы моря Лаптевых и их связь с гидрологическими условиями моря // Океанология. 2021. Т. 61. № 3. С. 423–432.
  15. Aagaard K., Roach A.T. Arctic ocean-shelf exchange: Measurements in Barrow Canyon // J. Geophys. Res. 1990. V. 95. P. 18163–18175.
  16. Alve E., Murray J.W. Marginal marine environment of the Skagerrak and Kattegat: a baseline study of living (stained) benthic foraminiferal ecology // Paleogeography, Paleoclimatology, Paleoecology. 1999. V. 146. P. 171–193.
  17. Anderson L.G., Falck E., Jones E.P. et al. Enhanced uptake of atmospheric CO2 during freezing of seawater: A field study in Storfjorden, Svalbard // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. C06004.
  18. Anderson L.G., Björk G., Jutterström S. et al. East Siberian Sea, an Arctic region of very high biogeochemical activity// Biogeosciences. 2011. V. 8. P. 1745–1754.
  19. Dmitrenko I.A., Kirillov S.A., Tremblay L.B. The long-term and interannual variability of summer fresh water storage over the eastern Siberian shelf: Implication for climatic change // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. C03007.
  20. Falardeau J., de Vernal A., Seidenkrantz M.-S. et al. Microfaunal recording of recent environmental changes in the Herschel Basin, western Arctic Ocean // J. Foramin. Res. 2023. V. 53. № 1. P. 20–48.
  21. Fossile E., Nardelli M.P., Jouini A. et al. Benthic foraminifera as tracers of brine production in the Storfjorden “sea ice factory” // Biogeosciences. 2020. V. 17. P. 1933–1953.
  22. Gordeev V.V., Martin J.M., Sidorov I.S., Sidorova M.V. A reassessment of the Eurasian river input of water, sediment, major elements, and nutrients to the Arctic Ocean // American Journal of Science. 1996. V. 296. P. 664–691.
  23. Green K.E. Ecology of some Arctic foraminifera // Micropaleontology. 1960. V. 6. № 1. P. 57–78.
  24. Hald M., Korsun S. Distribution of modern benthic foraminifera from fjords of Svalbard, European Arctic // J. Foramin. Res. 1997. V. 27. № 2. P. 101–122.
  25. Hald M., Steinsund P.I. Benthic foraminifera and carbonate dissolution in surface sediments of the Barents- and Kara Seas // Surface-sediment composition and sedimentary processes in the central Arctic Ocean and along the Eurasian Continental Margin / Stein R., Ivanov G.I., Levitan M.A., Fahl K. (Eds.). Ber. Polarforsch. 1996. V. 212. P. 285–307.
  26. Jin Y.K. and Shipboard Scientific Party ARA09C Cruise Report: Korea-Russia-Japan East Siberian/Chukchi Sea Research Program. Korea Polar Research Institute. 2018.
  27. Jin Y.K. and Shipboard Scientific Party ARA10C Cruise Report: Korea- Russia East Siberian/Chukchi Sea Research Program. Korea Polar Research Institute. 2020.
  28. Kirillov S., Dmitrenko I., Tremblay B. et al. Upwelling of Atlantic Water along the Canadian Beaufort Sea Continental Slope: Favorable Atmospheric Conditions and Seasonal and Interannual Variations // J. Clim. 2016. V. 29. P. 4509–4523.
  29. Knudsen K.L., Stabell B., Seidankrantz M.-S. et al. Deglacial and Holocene conditions in northernmost Baffin Bay: Sediments, foraminifera, diatoms and stable isotopes // Boreas. 2008. V. 37. P. 346–376.
  30. Lazar K.B., Polyak L. Pleistocene benthic foraminifers in the Arctic Ocean: Implications for sea-ice and circulation history // Mar. Micropal. 2016. V. 126. P. 19–30.
  31. Lubinski D.J., Polyak L., Forman S.L. Freshwater and Atlantic water inflows to the deep northern Barents and Kara seas since ca 13 14C ka: foraminifera and stable isotopes // Quaternary Science Reviews. 2001. V. 20. P. 1851–1879.
  32. Murray J., Alve E. The distribution of agglutinated foraminifera in NW European seas: Baseline data for the interpretation of fossil assemblages // Palaeontologia Electronica. 2011. V. 14. № 1. P. 1–41.
  33. Münchow A., Weingartner T.J., Cooper L.W. The summer hydrography and surface circulation of the East Siberian Sea // J. Phys. Oceanography. 1999. V. 29. P. 2167–2182.
  34. Polyak L., Korsun S., Febo L. et al. Benthic foraminiferal assemblages from the southern Kara Sea, a river influenced Arctic marine environment // J. Foramin. Res. 2002. V. 32. № 3. P. 252–273.
  35. Qi D., Ouyang Z., Chen L. et al. Climate change drives rapid decadal acidification in the Arctic Ocean from 1994 to 2020 // Science. 2022. V. 377. № 6614. P. 1544–1550.
  36. Racine C., Bonnin J., Nam S.I. et al. Distribution of living benthic foraminifera in the northern Chukchi Sea // Arktos. 2018. V. 4. 28.
  37. Schönfeld J., Alve E., Geslin E. et al. The FOBIMO (FOraminiferal BIo-MOnitoring) initiative – Towards a standardized protocol for soft-bottom benthic foraminiferal monitoring studies // Mar. Micropal. 2012. V. 94–95. P. 1–13.
  38. Scott D.B., Schell T., Rochon A., Blasco S. Modern benthic foraminifera in the surface sediments of the Beaufort Shelf, Slope and Mackenzie Trough, Beaufort Sea, Canada: Taxonomy and summary of surficial distributions // J. Foramin. Res. 2008. V. 38. P. 228–250.
  39. Semiletov I.P., Dudarev O., Luchin V. et al. The East Siberian Sea as a transition zone between Pacific-derived waters and Arctic shelf waters // Geophysical Research Letters. 2005. V. 32. L10614.
  40. Sirenko B.I. Introduction // List of species of freeliving invertebrates of Eurasian Arctic seas and adjacent deep waters / B.I. Sirenko (ed). St. Petersburg: Zoological Institute of the Russian Academy of Sciences, 2001. V. 51(59). P. 5–10.
  41. Taldenkova E., Bauch H.A., Gottschalk J. et al. History of ice-rafting and water mass evolution at the North Siberian continental margin (Laptev Sea) during Late Glacial and Holocene times // Quat. Sci. Rev. 2010. V. 29. P. 3919–3935.
  42. Todd R., Low D. Foraminifera from the Arсtic Ocean off the eastern Siberian coast // U.S. Geol. Surv. Prof. Paper. 1966. № 550-С. P. 79–85.
  43. Walton W.R. Techniques for recognition of living foraminifera // Contributions from the Cushman Foundation for Foraminiferal Research. 1952. V. 3. P. 56–60.
  44. Wang X., Zhao J., Lobanov V.B. et al. Distribution and Transport of Water Masses in the East Siberian Sea and Their Impacts on the Arctic Halocline // J. Geophys. Res.: Oceans. 2021. V. 126. e2020JC016523.
  45. Weingartner T.J., Danielson S., Sasaki Y. et al. The Siberian Coastal current: a wind and buoyancy forced coastal current // J. Geophys. Res. 1999. V. 104. P. 29697–29713.
  46. Wollenburg J.E., Kuhnt W. The response of benthic foraminifers to carbon flux and primary production in the Arctic Ocean // Mar. Micropal. 2000. V. 40. P. 189–231.
  47. Wollenburg J., Mackensen A. Living benthic foraminifers from the central Arctic Ocean: faunal composition, standing stock and diversity // Mar. Micropal. 1998. V. 34. № 3–4. P. 153–185.
  48. World Ocean Atlas, 2023.
  49. Zenina M., Ovsepyan E., Ovsepyan Y. Ostracod Assemblages in the East Siberian Sea: A Comparative Study of River-Influenced and River-Isolated Shelf Ecosystems // Quaternary. 2024. V. 7. 16.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Map of stations (a) and temperature along the submeridional profile (b) according to [48]. Thin dotted arrows show surface circulation, solid arrows mark the direction of movement of intermediate transformed Atlantic waters. Black circles mark the stations studied in the work, white ones – stations from the work [36]. The dotted line shows the submeridional section. TAW – transformed Atlantic waters.

Download (736KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The number of benthic foraminifera tests in the fraction >63 µm, recalculated for volume (a) and weight (b), as well as the proportion of secretory-calcareous tests in the complex. The proportion of secretory-calcareous tests was not calculated for St. 11(10) due to the small number of specimens in the sample. 1 – bright pink (“live”); 2 – pale pink (recently living); 3 – uncolored (dead).

Download (447KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. The content of benthic foraminifera shells of varying degrees of coloration in the surface sediment layer at the studied depths. Data for stations St. 10(10) (fraction >125 μm) and St. 11(10) were not calculated due to the small number of specimens in the sample. For legend, see Fig. 2.

Download (464KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Distribution of “living” representatives of species with a content of >2% in the fraction >63 µm in the surface layer of sediment.

Download (760KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».