ИСТИНА

В рамках научно-образовательной программы ЮНЕСКО-МОК «Обучение-через-исследования (Плавучий Университет)» на протяжении многих лет исследовались районы фокусированной разгрузки углеводородных (УВ) газов на морском дне глубоководных континентальных окраин Европы и Северной Атлантики. С действием фокусированных газовых потоков связаны геофизические аномалии в верхних частях осадочного разреза, характерные структуры и формы рельефа морского дна, аутигенная минерализация, зоны приповерхностного залегания газовых гидратов, а так же необычные сообщества донных микро- и макроорганизмов. С выходами газа на поверхность часто ассоциированы разрывные нарушения, диапиры, грязевые вулканы и донные воронки (покмарки). В ходе морских геолого-геофизических экспедиций «Плавучего Университета» было обнаружено, закартировано и исследовано большое количество структур, связанных с разгрузкой флюидов на морском дне, в том числе грязевых вулканов, различных по размеру, активности и глубинам нахождения. Одним из самых глубоководных является грязевой вулкан Порто, залив Кадис, глубоководная окраина Португалии (глубина воды 3800м), открытый в ходе 15-го рейса «Плавучего Университета». В настоящее время грязевой вулкан активен. Структура располагается на глубоком разломе сдвигового типа, приуроченном к зоне сочленения Африканской и Евразийской литосферных плит. С вершины и склонов грязевого вулкана гравитационными трубками были отобраны колонки осадков. Органическое вещество осадков двух колонок, отобранных с вершины структуры, было проэкстрагировано; полученные липидные экстракты были проанализированы с использованием Газовой Хроматографии - Масс Спектрометрии (ГХ-МС). В результате были идентифицированы биомаркеры специфических микроорганизмов: архей и сульфат-редуцирующих бактерий, контролирующих процесс Анаэробного Окисления Метана (АОМ). Указанные бактерии живут и функционируют в консорциуме: археи перерабатывают поступающий с глубины метан (1); сульфат-редуцирующие бактерии восстанавливают сульфаты до сульфидов (2); (3) – общая реакция АОМ (Hinrichs, Boetius, 2002). CH4 + 2H2O = CO2 + 4H2 (1) SO42- + 4H2 + H+ = HS- + 4H2O (2) CH4 + SO42- = HCO3- + HS- + H2O (3) В исследованных экстрактах были идентифицированы кроцетан (нерегулярный изопреноид С20) и его ненасыщенные гомологи, 2,6,10,15,19-пентаметилайкозан и его ненасыщенные гомологи, синтезируемые метанотрофными археями; так же присутствуют жирные кислоты и эфиры глицерола с двумя неизопреноидными цепями - компоненты бактериального происхождения. В результате деятельности анаэробных метанотрофов в осадке происходит аутигенное минералообразование. Наиболее распространенными минералами являются «метан-производные» карбонаты и пирит. В осадках грязевого вулкана Порто присутствуют карбонатные корки (распространены на глубинах 50-80см), в них встречаются агрегаты пирита. Был проанализирован изотопный состав углерода (δ13С) и кислорода (δ18О) карбонатной корки с поверхности структуры Порто. δ13С составляет -22.1‰VPDB, δ18О - +4.8‰VPDB. В нормальных морских стадиальных карбонатах состав стабильных изотопов углерода и кислорода близок к нулю, т.е. схож с изотопными характеристиками окружающей морской воды. Облегченный изотопный состав углерода указывает на участие в формировании карбонатов изотопно-легкого HCO3- иона биогенного происхождения, а не только из окружающей морской воды. Аутигенные карбонаты холодных сипов, как правило, характеризуются облегченным изотопным составом углерода (до -55‰VPDB). Значение δ13С, полученное для карбонатов вулкана Порто, указывает на смешанный источник исходной углекислоты. Источником кислорода тем не менее является придонная морская вода, следовательно, изотопный состав кислорода должен быть близок к нулю. Несколько повышенное значение δ18О, вероятно, связано с диссоциацией присутствующих в разрезе газовых гидратов. Таким образом, было выявлено, что в осадках глубоководного грязевого вулкана Порто мигрирующий к поверхности метан перерабатывается анаэробными метанотрофными бактериями в результате процесса АОМ, и установлено, что происхождение исследованного карбонатного материала непосредственно связано с микробиальными процессами в осадке. Литература: Hinrichs K.-U., Boetius A. The anaerobic oxidation of methane: new insights in microbial ecology and biogeochemistry., 2002, p 457-477.