Суточные колебания окисления минералов марганца в Северном Ледовитом океане

Исследование, основанное на образцах, собранных во время экспедиции GEOTRACES в 2015 году в Северном Ледовитом океане, выявило суточные изменения в степени окисления марганца в поверхностном слое воды. Ученые проанализировали микрометровые частицы марганца, отобранные с глубины около 20 метров, с помощью синхротронной рентгеновской абсорбционной спектроскопии, сопоставив данные с временем суток и освещенностью.

Результаты показали, что наиболее окисленные образцы были собраны в темноте, а наименее окисленные — в светлое время суток. Средняя степень окисления составляла менее 2,4 для проб, взятых на свету, и более 3,0 для проб, взятых в темноте. Это указывает на существование суточного цикла окисления-восстановления марганца, который усложняется в условиях полярного дня и полярной ночи.

Наблюдение имеет важное значение для понимания биогеохимических циклов в Арктике. В восстановленной форме Mn(II) марганец является ключевым микроэлементом для фотосинтеза фитопланктона, а в окисленной форме Mn(IV) он образует реакционноспособные минералы, действующие как «губка» для удаления других элементов из раствора. Суточные колебания могут влиять на биологическую продуктивность и химические процессы в периоды экстремальной освещенности.