Зразки порівих вод.
Вчені з Томського політехнічного університету в складі групи арктичних дослідників вивчили порові (мулові) води в трьох районах виходу метану на поверхню. У тому числі їм вперше вдалося детально встановити склад порівих вод в метанових сипах (холодних метанових височиваннях) в морях Східної Арктики. Результати дослідження опубліковані в журналі Water.
Дослідження базувалися на зразках, отриманих під час арктичної експедиції на науково-дослідному судні «Академік Мстислав Келдиш» у 2019 році.
Порові води цікаві тим, що відображають склад і морської води, і опадів. Досліджуючи їх геохімічні, біохімічні та гідрохімічні показники, можна реконструювати процеси, що відбуваються у воді та осаді, а також спрогнозувати розвиток екологічної ситуації.
"Під час експедиції ми акцентували увагу на точках викиду метану і зміни гідрогеохімічних властивостей у цих місцях. Всього було відібрано шість кернів і сорок дві проби порівих вод на глибинах від 22 до 68 метрів. Основний акцент був зроблений на місця виходу метану на поверхню. Так, вивчалися три ділянки, кожна зі своїми особливостями: дельта річки Лени, континентальний схил моря Лаптових і центральна частина Східно-Сибірського моря. По суті, ми порівнювали між собою три сипи. Крім того, проби відбиралися у фонових точках безпосередньо біля виходу метану на поверхню ", - розповідає одна з авторів статті, наукова співробітниця відділення геології ТПУ Юлія Мойсеєва.
При відборі проб вчені використовували спеціальні фільтри і вакуумні пробірки, щоб виключити попадання кисню і отримати достовірні результати. Частина аналізів проводилася прямо на борту судна. Наприклад, досліджувалися швидко змінювані показники - біогенні елементи (нітрати, нітрити, фосфати, аміак), загальна лужність. Докладніше вивчення зразків продовжилося в лабораторіях Томського політеху.
"Повернувшись з експедиції, ми вивчали макро- і мікрокомпонентний склад порівих вод, який виконувався в акредитованій проблемній науково-дослідній лабораторії гідрогеохімії ТПУ за допомогою мас-спектрального аналізу з індуктивно-пов'язаною плазмою. Для кожної проби були отримані дані по 66 елементах, що дозволило нам виявити геохімічні індикатори наявності сипу: які елементи в цьому випадку можуть перебувати в більших або менших порівняно з фоновими концентраціями ", - пояснює наукова співробітниця відділення геології ТПУ Дарина Пургіна.
Так, вченим вдалося виявити регіональні особливості морів Східної Арктики, в тому числі для ділянок, пов'язаних з виходами сипів. Наприклад, локації, розташовані в Східно-Сибірському морі, характеризуються підвищеним вмістом марганцю, алюмінію, кремнію, фосфору, заліза, міді і барію порівняно з морем Лаптових, де спостерігався підвищений вміст літію, бору, ванадію, брому, урану і низький - йоду і марганцю.
Загалом у зонах емісії метану підвищено концентрації ванадію, торію, фосфору, алюмінію, тоді як концентрації кобальту, заліза, марганцю, урану, молібдену, міді переважно низькі.
"Таким чином, нами попередньо встановлено ряд елементів, який можна використовувати в якості індикаторів виходу метану. Для підтвердження результатів дослідження тривають, і вже отримані розширені дані за підсумками арктичної експедиції 2020 року. Зараз проводиться обробка матеріалів, але вже можна сказати, що частина нових даних підтверджує раніше отримані результати. Крім того, розширена база даних дозволить більш детально реконструювати процеси, що протікають в зоні виходу метану. Унікальність отриманих даних полягає в застосуванні сучасних методів пробовідбору, що дозволяють мінімізувати помилки, а також в отриманні з високою точністю широкого набору елементів. Загалом порові води в місцях виходу сипів у Східній Арктиці так детально і комплексно ще не вивчалися ", - підсумовують дослідники.