Ученые впервые изучили состав поровых вод в метановых сипах Восточной Арктики
Молодые ученые Томского политехнического университета в составе команды исследователей Арктики изучили поровые воды в трех районах выхода метана на поверхность. Им впервые удалось детально определить состав поровых вод в холодных метановых сипах морей Восточной Арктики. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Water.
Исследование основано на образцах, полученных во время арктической экспедиции на научно-исследовательском судне «Академик Мстислав Келдыш» в 2019 году. В экспедиции, организованной Институтом океанологии им. П. П. Ширшова РАН совместно с Тихоокеанским океанологическим институтом им. В. И. Ильичева ДВО РАН, участвовали ученые и студенты из 12 научных учреждений. Исследователи ТПУ выполнили ряд задач, включая изучение условий осадконакопления и поровых вод, которые важны, поскольку отражают состав морской воды и осадков. Их анализ позволяет реконструировать процессы в водах и осадках и прогнозировать развитие ситуации.
«Во время экспедиции мы сосредоточились на районах выхода метана и изменениях гидрохимических свойств в этих зонах. Всего было отобрано шесть пробных кернов и 42 образца поровых вод на глубинах от 22 до 68 м. Основное внимание уделялось местам выхода метана на поверхность. Таким образом, были изучены три района с их особенностями: дельта реки Лены, континентальная окраина моря Лаптевых и центральная часть Восточно-Сибирского моря. Фактически мы сравнили три холодных метановых сипа. При этом пробы отбирались в точках в непосредственной близости от выхода метана на поверхность», — говорит Юлия Моисеева, научный сотрудник отделения геологии ТПУ.
Для сбора проб использовались специальные фильтры и вакуумные пробирки, чтобы исключить кислород. Часть анализов, например, быстро меняющихся биогенных элементов (нитраты, нитриты, фосфаты, аммиак и общая щелочность), проводилась на борту судна. Более детальное изучение образцов было продолжено в лабораториях ТПУ, где с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой был исследован макро- и микрокомпонентный состав, получены данные по 66 элементам для каждого образца. Это позволило определить геохимические индикаторы наличия холодного метанового сипа.
Ученым удалось выявить региональные особенности морей Восточной Арктики. Например, для станций в Восточно-Сибирском море характерна высокая концентрация Mn, Al, Si, P, Fe, Cu, Ba по сравнению со станциями в море Лаптевых, где была высокая концентрация Li, B, V, Br, U и низкая — I, Mn. В целом, в зонах выхода метана повышена концентрация V, Th, P, Al, а концентрация Co, Fe, Mn, U, Mo, Cu — понижена.
«Таким образом, мы впервые определили ряд элементов, которые могут использоваться как индикаторы выхода метана. Исследование продолжается для подтверждения результатов. Расширенные данные уже получены по итогам арктической экспедиции 2020 года. Материалы обрабатываются, но уже можно сказать, что часть новых данных подтверждает ранее полученные результаты. Уникальность полученных данных заключается в применении современных методов отбора проб, позволяющих минимизировать погрешности и получить широкий спектр элементов с высокой точностью. Поровые воды в метановых сипах Восточной Арктики еще не изучались столь детально и комплексно», — подводят итог ученые.