Ученые исследовали, как меняется состав органического вещества в зоне выбросов метана в Арктике

Сотрудники лаборатории геохимии углерода им. Э.М. Галимова Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) изучили изменение состава органического вещества в процессе восходящей миграции газов в донных отложениях моря Лаптевых. На основе данных по изотопному составу углерода было показано, что трансформация органического вещества зависит от его состава и протекает по-разному в поверхностных и внутренних слоях морского осадка.

Ученые проанализировала фракционный и изотопный состав органики в морских осадках, применяя авторскую методику, разработанную академиком Э.М. Галимовым. Органическое вещество было разделено на пять фракций: гексановую, гексан-бензольную, бензольную, бензол-метанольную и асфальтеновую. Значения δ¹³C бензол-метанольной фракции оказались очень низкими, что свидетельствует о накоплении бактериальной биомассы в колонке осадков, через которую проходил восходящий поток метана.

Впервые было показано, что изотопный состав фракций зависит от вида органического вещества в осадке, при этом деградация бактериальной биомассы отличается от деградации планктоногенного и терригенного органического вещества. В соответствии со значениями δ¹³C бензольных фракций органического вещества на различных горизонтах осадка в зонах выброса метана формируются два кластера. Центр первого (незрелое органическое вещество) находится в поверхностном слое морских осадков — первые 10 см. Центр второго (более зрелое органическое вещество) располагается в более глубоком слое осадков.

Как отмечают ученые, наличие двух областей с разной зрелостью органического вещества дает представление о биогеохимическими и микробными процессами, происходящих в органическом веществе донных отложений, и трансформации органического вещества в осадке. Асфальтеновая фракция органического вещества осадка деградирует со временем, и значения δ¹³C увеличиваются с глубиной. Асфальтены теряют изотопно-легкие структуры, которые переходят в бензол-метанольную фракцию. Это вызывает увеличение концентрации ¹²C в бензол-метанольной фракции. На глубоких горизонтах осадка значения δ¹³C бензольной, гексан-бензольной и гексановой фракций близки друг к другу.

«Это указывает на сходство процессов преобразования органического вещества в глубоких слоях осадка. Также хорошо видно, что для бензольной фракции значения δ¹³C для поверхностных и глубинных кластеров различаются», — прокомментировал руководитель исследования, заведующий лабораторией геохимии углерода им. Э.М. Галимова ГЕОХИ РАН, доктор технических наук Вячеслав Севастьянов.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.