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 море Лаптевых в морских осадках. На основе данных по изотопному составу углерода было показано, что трансформация органического вещества зависит от состава органического вещества и протекает по-разному в поверхностных и внутренних слоях морского осадка.

Авторами было изучено изменение изотопного состава углерода фракций органического вещества. Для этого органическое вещество, извлеченное из морских осадков, было разделено на пять фракций по методу Э.М. Галимова: гексановую (Г), гексан-бензольную (ГБ), бензольную (Б), бензол-метанольную (БМ), асфальтены (А). Значения δ¹³C бензол-метанольной фракции имели очень низкие величины, свидетельствующие о накоплении бактериальной биомассы в колонке осадков, через которую проходил восходящий поток метана (осадок колонок станции 5953-3). Осадки колонок станций 5947, 5953-2 служили в качестве фоновых образцов (рис. 1).

Впервые было показано, что изотопный состав фракций органического вещества 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 сиповых зонах формируется два кластера (рис. 2).

Центр первого кластера находился в поверхностном слое (около 10 см) морских осадков (незрелое органическое вещество). Центр второго кластера находился в более глубоком слое осадков (более зрелое органическое вещество). Разница в изотопном составе углерода между центрами кластеров составляла 2–3 ‰. 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. На рис. 3 видно, что асфальтеновая фракция органического вещества осадка сиповой станции 5953-3 деградирует со временем и, соответственно, значения δ¹³C увеличиваются с глубиной. А фракция (асфальтены) теряет изотопно-лёгкие структуры, которые переходят в бензол-метанольную фракцию. Это вызывает увеличение концентрации ¹²C в бензол-метанольной фракции. На глубоких горизонтах осадка более 12 см для колонок станций 5953-3, 5953-2 и 5947 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 (на рисунке 3), что для бензольной фракции значения δ¹³C для поверхностных и глубинных кластеров различаются», — прокомментировал заведующий лабораторией геохимии углерода им. Э.М. Галимова ГЕОХИ РАН доктор технических наук Вячеслав Сергеевич Севастьянов.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ. Результаты опубликованы в журнале Geochemistry International.

Источник: пресс-служба Минобрнауки России.