Сотрудники лаборатории геохимии углерода им. Э.М. Галимова Института геохимии и аналитической химии им. А.И. Вернадского РАН исследовали процесс дегазации арктического шельфа на примере Карского моря. Исследование представляет большой интерес для практических целей разведки запасов углеводородов. Также изучение процессов в системе шельф-море-атмосфера, влияющих на климат нашей планеты, важно для прогнозирования критических природных явлений. Авторы работы установили, что вклад Карского моря в общее потепление климата минимален, и предыдущие оценки «зелёных» были сильно завышены, а риски преувеличены. Результаты опубликованы в журнале «Доклады Российской академии наук. Науки о Земле».

В экспедиции на научно-исследовательском судне «Академик Мстислав Келдыш» (81-й рейс) в 2020 году был отобран обширный материал, представляющий собой колонки донных отложений глубиной до 6 м в Карском море. После литологического описания колонок были отобраны с разных горизонтов пробы осадка для дегазации поровых газов. Выделенные газовые пробы анализировали на содержание основных газов — метана (CH₄), углекислого газа (CO₂) и легких углеводородов. Изучены характерные особенности изменения содержания CH₄ и CO₂ с глубиной донного осадка на станции 6879 (шельф Карского моря). Построена модель диффузии газа с учетом биохимических реакций метаногенеза и окисления метана.

Вопрос происхождения и распределения газов в слое морских осадков на континентальном шельфе российской Арктики представляет большой интерес для практических целей разведки запасов углеводородов. Если по морям других регионов данных накопилось довольно много, результатов исследований донных осадков непосредственно арктических морей гораздо меньше. В частности, это связано с труднодоступностью экспериментального материала для анализа газов in situ и особыми условиями морских экспедиций. Из исследований последнего времени можно выделить статьи Галимова Э.М. и Севастьянова В.С. с коллегами, в которой проводили детальный анализ биогеохимических процессов Карского и других морей Российской Арктики.

Несмотря на проведённые исследования органического вещества и поровых газов, выделенных из осадков арктических морей, до сих пор процессы образования поровых газов в морских осадках остаются малоизученными. Известно, что в верхних окисленных горизонтах донных осадков протекают аэробные процессы, а в нижних восстановленных — анаэробные, в которых СН₄ и СО₂ являются конечными продуктами разложения органического вещества.

Впоследствии на основе полученных экспериментальных данных по вертикальному профилю распределения газов в колонках морских осадков построена карта распределения потоков метана и CO₂ со дна моря. Построенная модель, несмотря на ряд упрощений, позволяет тем не менее правильно описать ряд особенностей распределения метана в донных осадках Карского моря. Таким образом, актуальным представляется построение более детальных моделей образования и эволюции газовых потоков в морских осадках при развитии в них сложных сообществ микроорганизмов различных физиологических групп.

Исследования выполнены при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект 23-27-00296.).

Источник: ГЕОХИ РАН.