Юдович Я.Э. (ред.) Минеральные индикаторы литогенеза. Сборник

Подождите немного. Документ загружается.

ñòàâëåííûõ ãèäðîñëþäîé ñ ïðèìåñüþ ìîíòìîðèë-

ëîíèòà. Ïðèñóòñòâóþùàÿ â èëàõ òåððèãåííàÿ ïðè-

ìåñü (20 %) àëåâðèòîâîé è ïåëèòîâîé ðàçìåðíîñòè

ïî ñîñòàâó èäåíòè÷íà ìèíåðàëîãè÷åñêîìó ñîñòàâó

íåðàñòâîðèìîãî îñòàòêà ãàëîïåëèòîâîãî ìàòåðèàëà.

Ìîùíîñòü îðãàíîìèíåðàëüíûõ èëîâ óâåëè÷èâàåò-

ñÿ ñ þãî-çàïàäà íà ñåâåðî-âîñòîê îò 0.05—0.1 äî 0.7—

1.0 ì, ñîñòàâëÿÿ â ñðåäåì 0.45 ì.

Â êîíöå èþíÿ–íà÷àëå èþëÿ â ðåçóëüòàòå äàëü-

íåéøåãî èñïàðåíèÿ ïðîèñõîäèò íàñûùåíèå ðàññî-

ëà õëîðèñòûì íàòðèåì è ïðè îáùåé ìèíåðàëèçàöèè,

ïðèáëèçèòåëüíî ðàâíîé 270 ã/ë, íà÷èíàåòñÿ êðèñ-

òàëëèçàöèÿ ãàëèòà, ïîêðûâàåùåãî ñïëîøíûì ÷åõ-

ëîì âñþ ïîâåðõíîñòü îçåðà Ñîëåíîãî. Ñ åãî ñàäêîé

íàñòóïàåò íàèáîëåå çíà÷èòåëüíàÿ ïî îáúåìó âûäå-

ëåíèÿ ñîëåé ñòàäèÿ ãàëîãåíåçà, òàê êàê ãàëèò ñîñòàâ-

ëÿåò 78 % îò âñåõ ñîäåðæàùèõñÿ â ìîðñêîé âîäå ñî-

ëåé. Îçåðíûé ãàëèò êðèñòàëëèçóåòñÿ èç ðàïû â ôîð-

ìå êóáîâ è èìååò ðàçëè÷íûå ðàçìåðû îò äîëåé ìèë-

ëèìåòðà äî íåñêîëüêèõ ñàíòèìåòðîâ, ìîùíîñòü ãà-

ëèòîâûõ îòëîæåíèé ñîñòàâëÿåò îò 10—15 ìì äî 50—

60 ñì. Ìàêñèìàëüíàÿ ìîùíîñòü îòìå÷åíà â ñåâåðî-

çàïàäíîé ÷àñòè îçåðà. Â òå÷åíèå ãîäà ýòîò ìèíåðàë

ïî ìåðå èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû èëè êîíöåíòðàöèè

ðàïû ëåãêî ïåðåõîäèò èç òâåðäîé ôàçû îáðàòíî â

ðàñòâîð. Òàêèå ýòàïû îïðåñíåíèÿ îçåðà íàáëþäàþò-

ñÿ â ïåðèîä âûïàäåíèÿ äîæäåé. Ýòî îáñòîÿòåëüñòâî

ñêàçûâàåòñÿ íà ñòðóêòóðå ãàëèòîâûõ îáðàçîâàíèé:

íàáëþäàåòñÿ ÷åðåäîâàíèå ñëîåâ êðóïíî- è ìåëêî-

êðèñòàëëè÷åñêîãî ãàëèòà, íàïîìèíàþùåå ñëîèñ-

òîñòü.

Òàêèì îáðàçîì, â ðåçóëüòàòå ïðîâåäåííûõ èñ-

ñëåäîâàíèé óñòàíîâëåíî, ÷òî â îçåðå Ñîëåíîì èí-

òåíñèâíî ðàçâèòû ïðîöåññû íîâîîáðàçîâàíèÿ ìè-

íåðàëîâ, ïðèâîäÿùèå ê ôîðìèðîâàíèþ îòëîæåíèé

ðàçëè÷íîãî ñîñòàâà, ÷òî îáóñëîâëåíî ñîâîêóïíîñòüþ

ãåîëîãè÷åñêèõ, ãåîìîðôîëîãè÷åñêèõ, áèîëîãè÷å-

ñêèõ è êëèìàòè÷åñêèõ ôàêòîðîâ.

Ëèòåðàòóðà

1. Âîéòêåâè÷ Ã. Â., Êèçèëüøòåéí Ë. ß., Õîëîäêîâ Þ. È.

Ðîëü îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà â êîíöåíòðàöèè ìåòàëëîâ

â çåìíîé êîðå. Ì.: Íåäðà, 1993. 156 ñ.

2. Âàëÿøêî Ì. Ã. Ãåîõèìè÷åñêèå çàêîíîìåðíîñòè

ôîðìèðîâàíèÿ ìåñòîðîæäåíèé êàëèéíûõ ñîëåé. Ì.,

1962. 346 ñ.

3. Ãåîëîãèÿ ÑÑÑÐ. Ò. IX. Ñåâåðíûé Êàâêàç. Ì.: Íå-

äðà, 1968, 760 ñ.

4. Æèçíü æèâîòíûõ. Ò. 1. Ì., 1968. Ñ. 37—38.

5. Ôèâåã Ì. Ï. Ãåîëîãè÷åñêèå óñëîâèÿ ôîðìèðîâà-

íèÿ ñîëåíîñíûõ ñåðèé è êàëèéíûõ ãîðèçîíòîâ. Ì.: ÀÍ

ÑÑÑÐ, 1960. 120 ñ.

6. Æàðêîâ Ì. À. Ýòàïû ýâàïîðèòîâîãî ñåäèìåíòîãå-

íåçà â èñòîðèè Çåìëè // Ïðîáëåìû ìîðñêîãî è êîíòè-

íåíòàëüíîãî ãàëîãåíåçà. Íîâîñèáèðñê, 1991. Ñ. 3–23.

- 72 -

×åðíîå ìîðå, êàê åñòåñòâåííóþ ïðèðîäíóþ ëà-

áîðàòîðèþ, ðîññèéñêèå ó÷åíûå èññëåäóþò óæå áî-

ëåå ñòà ëåò. Íàêîïëåí îãðîìíûé ôàêòè÷åñêèé ìà-

òåðèàë ïî ãåîëîãèè, ãèäðîëîãèè, áèîëîãèè è õèìèè.

Îäíàêî è ñåé÷àñ îñòàåòñÿ íåìàëî âàæíûõ âîïðîñîâ,

òðåáóþùèõ óãëóáëåííîãî èçó÷åíèÿ. Â 2009 ã. ñîñòî-

ÿëñÿ þáèëåéíûé 100-é ðåéñ ÍÈÑ «Ïðîôåññîð

Øòîêìàí» (Èíñòèòóò îêåàíîëîãèè ÐÀÍ), ïðîãðàì-

ìà êîòîðîãî íîñèëà êîìïëåêñíûé õàðàêòåð ñ àêöåí-

òîì íà áèîëîãè÷åñêèå ðàáîòû è ãåîõèìè÷åñêèå èñ-

ñëåäîâàíèÿ. Áûë âûïîëíåí ìåðèäèîíàëüíûé ðàçðåç

îò Êåð÷åíñêîãî ïðîëèâà â ãëóáîêîâîäíóþ ÷àñòü

ìîðÿ ñ îòáîðîì ïðîá äîííûõ îñàäêîâ íà 5 ñòàíöèÿõ

ñ ïîìîùüþ äíî÷åðïàòåëåé, ïðÿìîòî÷íûõ ãåîëîãè-

÷åñêèõ òðóáîê áîëüøîãî äèàìåòðà (18 ìì) è òðóáîê

Íèåìèñòå. Â íàñòîÿùåì ñîîáùåíèè ïðèâîäÿòñÿ ïåð-

âûå ðåçóëüòàòû õèìè÷åñêèõ àíàëèçîâ ìèêðîýëåìåí-

òîâ â äîííûõ îñàäêàõ.

Äîííûå îòëîæåíèÿ ×åðíîãî ìîðÿ îòëè÷àþò-

ñÿ áîëüøèì ðàçíîîáðàçèåì, êîòîðîå îáóñëîâëåíî

êîíòðàñòíûì áåðåãîâûì ðåëüåôîì, íåðàâíîìåð-

íûì ðå÷íûì ñòîêîì, ñëîæíîé ãèäðîäèíàìèêîé è

àíàýðîáíûìè óñëîâèÿìè âîäíîé òîëùè. Ñóùå-

ñòâåííîå âëèÿíèå îêàçûâàþò êîíòðàñòíûå ôîðìû

ðåëüåôà, àáðàçèÿ áåðåãîâ, òåêòîíè÷åñêèå ïîäâèæ-

êè è ãðÿçåâîé âóëêàíèçì, ñóáìàðèííàÿ ðàçãðóçêà

âîä. Â ïîñëåäíèå äåñÿòèëåòèÿ ïðèõîäèòñÿ ñ÷èòàòü-

ñÿ ñ ñóùåñòâåííûì âëèÿíèåì àíòðîïîãåííîãî

ôàêòîðà.

Â äîííûõ îòëîæåíèÿõ ×åðíîãî ìîðÿ âûäåëåíî

òðè ñòðàòèãðàôè÷åñêèõ ãîðèçîíòà (ñâåðõó âíèç): ñî-

âðåìåííûå, äðåâíå÷åðíîìîðñêèå è íîâîýâêñèíñ-

êèå. Ñîâðåìåííûå îñàäêè ïðåäñòàâëåíû ïåðåñëàè-

âàíèåì ãëèíèñòûõ èëîâ, áåëåñûõ êîêêîëèòîâûõ è

òåìíîçåëåíûõ ñàïðîïåëåâûõ, îáîãàùåííûõ îðãàíè-

÷åñêèì âåùåñòâîì (ÎÂ).

Âåðõíèé ñëîé îñàäêîâ, ìîùíîñòüþ 30—70 ñì â

çàâèñèìîñòè îò âêëàäà òåððèãåííûõ êîìïîíåíòîâ

(äî 50 %), äàòèðóþò âîçðàñòîì äî 3 òûñ. ëåò (

Ñ).

Îí ÷åòêî ãðàíè÷èò ñ äðåâíå÷åðíîìîðñêèìè îñàäêà-

ìè çåëåíîâàòî-÷åðíîãî öâåòà, îáîãàùåííûìè ÎÂ

(äî 50 %).

Íà÷àëî ôîðìèðîâàíèÿ äðåâíå÷åðíîìîðñêîãî

ñëîÿ äàòèðóþò âîçðàñòîì 7—9 òûñ. ëåò, ò. å. âðåìå-

íåì ïðîðûâà ñðåäèçåìíîìîðñêèõ âîä ÷åðåç Áîñôîð

è ïîñòåïåííûì îñîëîíåíèåì âîäîåìà. Ìèêðîñëîè-

ñòîñòü (äî 100 ñëîéêîâ íà 1 ñì) — õàðàêòåðíàÿ îñî-

áåííîñòü ãîëîöåíîâûõ (ñîâðåìåííûå + äðåâíå÷åð-

íîìîðñêèå) ãëóáîêîâîäíûõ îòëîæåíèé.

Íîâîýâêñèíñêèå îòëîæåíèÿ õàðàêòåðèçóþòñÿ

ïîëíûì îòñóòñòâèåì êîêêîëèòîâ, ìåíüøåé êàðáî-

íàòíîñòüþ (10—30 %) è íèçêèì ñîäåðæàíèåì ÎÂ

ÃÅÎÕÈÌÈ×ÅÑÊÈÅ ÈÍÄÈÊÀÒÎÐÛ ÎÑÀÄÊÎÍÀÊÎÏËÅÍÈß

Â ÑÅÂÅÐÎ-ÂÎÑÒÎ×ÍÎÉ ×ÀÑÒÈ ×ÅÐÍÎÃÎ ÌÎÐß

Å. À.

Ãóäêîâà

, À. Ã.

Ðîçàíîâ

, Þ. Í.

Ãóðñêèé

Ãåîëîãè÷åñêèé ôàêóëüòåò Ìîñêîâñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî óíèâåðñèòåòà, Ìîñêâà; angelokelek@mail.ru

Èíñòèòóò îêåàíîëîãèè ÐÀÍ, Ìîñêâà

Õèìè÷åñêèå êîìïîíåíòû â äîííûõ îòëîæåíèÿõ ñåâåðî-âîñòî÷íîé ÷àñòè ×åðíîãî ìîðÿ

(Ñ

îðã

è Mn – â % íà ñóõîå áåñêàðáîíàòíîå âåùåñòâî; Cu è Cr — â 10

–4 %

)

(Ñ

îðã

ìåíåå 1 %). Ñåðîâîäîðîä è åãî ïðîèçâîäíûå,

õàðàêòåðíûå äëÿ âûøåëåæàùèõ èëîâ, èìåþò ìåñòî

ëèøü íà ãðàíèöå ñ äðåâíå÷åðíîìîðñêèìè ñëîÿìè.

Â òàáëèöå ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû àíàëèçà õèìè-

÷åñêèõ êîìïîíåíòîâ äëÿ äâóõ ñòàíöèé, ðàñïîëîæåí-

íûõ â ïðèáðåæíîé ñêëîíîâîé îáëàñòè (ñò. 46) è â

ãëóáîêîâîäíîé êîòëîâèíå (ñò. 48).

Íåñìîòðÿ íà óäàëåííîñòü îò áåðåãà, ãëóáîêî-

âîäíûå îñàäêè èñïûòûâàþò âëèÿíèå ñêëîíîâûõ

ïðîöåññîâ, ïðèâîäÿùèõ ê íåîäíîðîäíîñòè è íàðó-

øåíèÿì ñëîèñòîé ñòðàòèôèêàöèè. Îäíàêî ðÿä çà-

êîíîìåðíîñòåé îñàäêîíàêîïëåíèÿ â ×åðíîì ìîðå

ïîäòâåðæäàþòñÿ è íàøèìè äàííûìè. Î÷åâèäíûìè

ÿâëÿþòñÿ ðîñò ñîäåðæàíèÿ ÎÂ â äðåâíå÷åðíîìîð-

ñêèõ ãëóáîêîâîäíûõ îñàäêàõ è âûñîêàÿ êàðáîíàò-

íîñòü ñîâðåìåííûõ îñàäêîâ. Ñîäåðæàíèå òàêèõ ëè-

òîãåííûõ ýëåìåíòîâ êàê æåëåçî è àëþìèíèé, íà-

ïðîòèâ, ïîâûøåíî â îñàäêàõ íîâîýâêñèíà. Çäåñü æå

ïîâûøåíî è ñîäåðæàíèå ìàðãàíöà, íàêîïëåíèå êî-

òîðîãî â ýòèõ îñàäêàõ ìîæåò èìåòü äèàãåíåòè÷å-

ñêèé õàðàêòåð, è ñóðüìû. Ìåäü è íèêåëü íàêàïëè-

âàþòñÿ â îñàäêàõ ãëóáîêîâîäíîé âïàäèíû, à ìûøü-

ÿê, õðîì è êîáàëüò — íà êîíòèíåíòàëüíîì ñêëîíå.

Îáðàùàåò âíèìàíèå ïîâûøåííîå ñîäåðæàíèå

ñâèíöà â ñîâðåìåííûõ îñàäêàõ. Çäåñü íå èñêëþ÷å-

íî âëèÿíèå êåð÷åíñêîãî æåëåçîðóäíîãî ðàéîíà.

Ïðèâåäåííûå ðåçóëüòàòû îòðàæàþò íà÷àëî êàìå-

ðàëüíîé îáðàáîòêè ìàòåðèàëà, êîòîðûé â äàëüíåé-

øåì ïðåäïîëàãàåòñÿ ðàññìîòðåòü è â äðóãèõ ãåîõè-

ìè÷åñêèõ àñïåêòàõ.

- 74 -

Íà îñíîâå èçó÷åíèÿ ïðîöåññîâ ñåäèìåíòàöèè

â çîíå ñìåøåíèÿ ðåêà—ìîðå áûëî âûÿâëåíî çàêî-

íîìåðíîå èçìåíåíèå ñîîòíîøåíèé ìåæäó âçâåøåí-

íîé è ðàñòâîðåííîé ôîðìàìè íàõîæäåíèÿ áîëüøèí-

ñòâà õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ. Ýòî ÿâèëîñü îäíèì èç

âàæíåéøèõ ðåçóëüòàòîâ áèîãåîõèìè÷åñêèõ èññëåäî-

âàíèé ñèñòåìû ðåêà—ìîðå, êîòîðàÿ îáðàçóåò ñâîå-

îáðàçíóþ ëîâóøêó îñàäî÷íîãî ìàòåðèàëà (ïðèðîä-

íîãî è àíòðîïîãåííîãî) íà ïóòè îò êîíòèíåíòà ê

îêåàíó[1—3]. Äî 90—95 % âçâåñè, âçâåøåííûõ è êîë-

ëîèäàëüíûõ ôîðì ýëåìåíòîâ îñåäàåò íà ýòîì áàðüå-

ðå. Â ðåçóëüòàòå ãîñïîäñòâî âçâåøåííûõ ôîðì â ðå-

êàõ ñìåíÿåòñÿ ðåçêèì ïðåîáëàäàíèåì ðàñòâîðåííûõ

ôîðì â ìîðå è îêåàíå, à ãåîõèìè÷åñêàÿ ïîäâèæíîñòü

âñåõ ýëåìåíòîâ ðåçêî âîçðàñòàåò [4].

Ýòî ÿâëåíèå, íàçâàííîå àêàä. À. Ï. Ëèñèöûíûì

«ìàðãèíàëüíûì ôèëüòðîì», áûëî äåòàëüíî èññëå-

äîâàíî èì, åãî ó÷åíèêàìè è ïîñëåäîâàòåëÿìè, â ñà-

ìûõ ðàçëè÷íûõ ðàéîíàõ Ìèðîâîãî îêåàíà è ìíîãî-

÷èñëåííûõ ýñòóàðíûõ çîíàõ [1—4]. Â ðåçóëüòàòå

áûëè âûÿâëåíû óñëîâèÿ èçâëå÷åíèÿ è îñàæäåíèÿ íà

äíî îñàäî÷íîãî ìàòåðèàëà èç ðå÷íîé âîäû ïî ìåðå

ñìåøåíèÿ å¸ ñ ìîðñêîé âîäîé, ÷òî îïðåäåëÿåò ïîñ-

ëåäîâàòåëüíóþ ñìåíó ýòàïîâ ðàçâèòèÿ âñåé ñèñòå-

ìû â ãîðèçîíòàëüíîì ïðîôèëå âîäíîé òîëùè îò ïî-

âåðõíîñòè äî äíà ýñòóàðèÿ.

Îäíàêî ñåäèìåíòàöèÿ òåððèãåííîé âçâåñè è

ôëîêêóëÿöèÿ êîëëîèäîâ íà áàðüåðå ðåêà—ìîðå ÿâ-

ëÿþòñÿ ëèøü îäíîé èç ïðè÷èí òðàíñôîðìàöèè îñà-

äî÷íîãî ìàòåðèàëà íà ýòîì áàðüåðå. Íå ìåíüøåå

çíà÷åíèå è íå ìåíüøóþ âàæíîñòü ïðåäñòàâëÿþò

ãåîõèìè÷åñêèå è ãèäðîäèíàìè÷åñêèå ïðîöåññû,

êîòîðûå ðàçâèâàþòñÿ íà ñòàäèè ðàííåãî äèàãåíåçà

ïîä äíîì ýñòóàðèÿ — â äîííûõ îòëîæåíèÿõ è âçàè-

ìîñâÿçàííîé îáìåííîé ñèñòåìå: îñàäîê — èëîâàÿ

âîäà — ïðèäîííàÿ âîäà, ò. å. íà íèæíåì ýòàæå ìàð-

ãèíàëüíîãî ôèëüòðà. Âåäü íà îñàæäåíèå ÷àñòèö

ðå÷íîé âçâåñè è êîëëîèäîâ â çîíå ýñòóàðèåâ ïðè

ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøèõ ãëóáèíàõ óõîäÿò ìåñÿöû,

äíè, ìîæåò áûòü äàæå ÷àñû. Â ãåîëîãè÷åñêîì ñìûñ-

ëå ýòî ïðîöåññ ìãíîâåííûé. Íî äëÿ ðàçâèòèÿ ïðî-

öåññîâ ðàííåãî äèàãåíåçà â ñîâðåìåííûõ îòëîæå-

íèÿõ ïðèðîäîé îòïóùåíî ãîðàçäî áîëüøåå âðåìÿ:

ýòî äåñÿòêè, ñîòíè, òûñÿ÷è, à èíîãäà è äåñÿòêè òû-

ñÿ÷ ëåò.

Ïðè ïðîâåäåíèè èññëåäîâàíèé ïî ýòîé ïðî-

áëåìå íàìè íàêîïëåí çíà÷èòåëüíûé ìàòåðèàë,

ãëàâíûì îáðàçîì ïî ïðèóñòüåâûì çîíàì âíóòðåí-

íèõ ìîðåé [5, 6]. Çà ìèíóâøèå äåñÿòèëåòèÿ, ñ íà-

÷àëà 1970-õ ãã., áûë èçó÷åí õèìè÷åñêèé ñîñòàâ ìàê-

ðî- è ìèêðîýëåìåíòîâ èëîâûõ âîä íà áàðüåðå ðåêà—

ìîðå è â ïðèóñòüåâûõ çîíàõ ñëåäóþùèõ ðåê âíóò-

ðåííèõ ìîðåé: Äóíàÿ, Äíåïðà, Áóãà, Ðèîíè, Ìçûì-

òû, Áçûáè, Ñî÷è, Ñóïñû, ×îðîõà (×åðíîå ìîðå);

Êóáàíè, Äîíà (Àçîâñêîå ìîðå); Âîëãè, Óðàëà, Êóðû

(Êàñïèéñêîå ìîðå); Íåâû, Íåìàíà, Äàóãàâû (Áàë-

òèéñêîå ìîðå); Ðîíû è Íèëà (Ñðåäèçåìíîå ìîðå).

Íà êàæäîé ñòàíöèè èññëåäîâàëè òàêæå ïðîáû ïðè-

äîííîé âîäû, íåñêîëüêî ðåæå — ïðîáû âîäû ñ ïî-

âåðõíîñòè âîäîåìîâ.

Íàèáîëåå äåòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ïðîâåäåíû

â Äíåïðîâñêî-Áóãñêîì ëèìàíå ×åðíîãî ìîðÿ, ãäå

âûïîëíåíî øåñòü ñåçîííûõ ñúåìîê (âåñíà–îñåíü).

Â êàæäóþ èç íèõ íà 11—12 ñòàíäàðòíûõ ñòàíöèÿõ

îòáèðàëè ïîâåðõíîñòíóþ, ïðèäîííóþ âîäó è êîëîí-

êè äîííûõ îòëîæåíèé, èç êîòîðûõ îòæèìàëè èëî-

âóþ âîäó. Â âîäå îïðåäåëÿëè Cl

–

, Alk, SO

, Ca

, Na

, K

, N—NH

, N—NO

, Fe, Mn, Zn, Cu,

P, èíîãäà — óãëåâîäû è ðÿä äðóãèõ êîìïîíåíòîâ. Â

âîäå è äîííûõ îòëîæåíèÿõ âûïîëíÿëè èçìåðåíèÿ

ðÍ è Eh. Ïðîâîäèëèñü õèìè÷åñêèé, ñïåêòðàëüíûé,

ðåíòãåíîðàäèîìåòðè÷åñêèé àíàëèçû îñàäêîâ. Îáîá-

ùåíèå ýòèõ ìàòåðèàëîâ ïðåäñòàâëåíî â íàøèõ ìî-

íîãðàôèÿõ [5, 6] è ïîñëåäíèõ ïóáëèêàöèÿõ [7].

Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ïîêàçàëè, ÷òî â çîíå

ñìåøåíèÿ ñîëåíîñòü èëîâîé âîäû âñåãäà âûøå, ÷åì

ïðèäîííîé, ò. ê. èäåò ðàññëîåíèå âîä ïî ïëîòíîñòè.

Â îñàäêàõ íàêàïëèâàåòñÿ áîëüøîå êîëè÷åñòâî îðãà-

íè÷åñêîãî âåùåñòâà (ÎÂ), ÷òî ñïîñîáñòâóåò ðåçêîé

àêòèâèçàöèè äèàãåíåòè÷åñêèõ ïðîöåññîâ. Ïîä ïî-

âåðõíîñòüþ äíà ïðè ìèíåðàëèçàöèè ÎÂ äîâîëüíî

áûñòðî ðàçâèâàåòñÿ ñóëüôàòðåäóêöèÿ, ôîðìèðóþò-

ñÿ àíàýðîáíûå óñëîâèÿ, ðåçêî ïîíèæàþòñÿ âåëè÷è-

íû ðÍ (äî 7—6.8) è Åh (äî –170 ÷ –280 ìÂ), ÷òî ïðè-

âîäèò ê ðàñòâîðåíèþ è ïåðåõîäó â æèäêóþ ôàçó áèî-

ãåííûõ ýëåìåíòîâ, ìèêðîýëåìåíòîâ è äðóãèõ êîì-

ïîíåíòîâ îñàäêà.

Ðåäóêöèÿ ñóëüôàòîâ è íàêîïëåíèå áèîãåííûõ

ýëåìåíòîâ ðåçêî àêòèâèçèðóþòñÿ â ïðèóñòüåâîé

çîíå. Ïðè ýòîì êîíöåíòðàöèè Alk, NH

, Si, P, I, Mn,

Fe, Zn, Cu â èëîâîé âîäå âîçðàñòàþò â äåñÿòêè, ñîò-

íè è òûñÿ÷è ðàç ïî ñðàâíåíèþ ñ ñîäåðæàíèåì èõ â

ïðèäîííîé âîäå, à êîíöåíòðàöèÿ ñóëüôàòîâ ñíè-

æàåòñÿ äî ìèíèìóìà. Ãðàäèåíòû ñîëåíîñòè (ñóì-

ìàðíîé ìèíåðàëèçàöèè — ΣM), Cl

, Mg

, Na

, N-

, Mn, Zn, Cu, Fe è êîíöåíòðàöèè ìíîãèõ äðó-

ãèõ ýëåìåíòîâ ìåæäó èëîâîé è ïðèäîííîé âîäîé

âîçðàñòàþò îò ïåðèôåðèè ê öåíòðàëüíûì ÷àñòÿì

çîíû ñìåøåíèÿ, îñîáåííî âî âðåìÿ âåñåííèõ ïà-

âîäêîâ (ñì. ðèñóíîê). Ïðîèñõîäèò âûíîñ õèìè÷åñ-

êèõ ýëåìåíòîâ èç èëîâîé âîäû â ïðèäîííóþ âîäó è

äàëåå — â ìîðå è îêåàí. Íàèáîëåå ÿðêî ýòè çàêîíî-

ìåðíîñòè ïðîÿâëåíû â ýñòóàðèÿõ çàêðûòîãî òèïà

(íàïðèìåð, â Äíåïðîâñêî-Áóãñêîì ëèìàíå), à â

êëèìàòè÷åñêîì îòíîøåíèè — â ìîðÿõ è ýñòóàðèÿõ

ãóìèäíîé çîíû.

Íà íèæíåì ýòàæå ìàðãèíàëüíîãî ôèëüòðà â

ýñòóàðèÿõ îòêðûòîãî è çàêðûòîãî òèïîâ äîìèíè-

ÂËÈßÍÈÅ ÐÀÍÍÅÃÎ ÄÈÀÃÅÍÅÇÀ ÍÀ ÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÅ ÔÎÐÌ ÕÈÌÈ×ÅÑÊÈÕ

ÝËÅÌÅÍÒÎÂ Â ÑÈÑÒÅÌÅ ÐÅÊÀ–ÌÎÐÅ

Þ. Í. Ãóðñêèé

Ãåîëîãè÷åñêèé ôàêóëüòåò Ìîñêîâñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî óíèâåðñèòåòà èì. Ì. Â. Ëîìîíîñîâà, Ìîñêâà

yurgur@list.ru

- 75 -

ðóþùèì ÿâëÿåòñÿ ñîëåâîé ôàêòîð, õàðàêòåðèçóþ-

ùèé ïðîöåññ ñìåøåíèÿ ðå÷íîé è ìîðñêîé âîäû,

êîòîðûé, ïî äàííûì ôàêòîðíîãî àíàëèçà, ìîæåò

îïðåäåëÿòü îò 1/4 äî 1/3 ñóììàðíîé èçìåí÷èâîñ-

òè õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà èëîâûõ âîä â çîíå ñìåøå-

íèÿ. Ïî ñòåïåíè îñëàáëåíèÿ âëèÿíèÿ ðå÷íîãî ñòî-

êà íà ïðèóñòüåâóþ çîíó ìîðÿ â îòêðûòûõ ýñòóàðè-

ÿõ ìîæíî âûäåëèòü òðè ãåîõèìè÷åñêèå ôàöèè èëî-

âûõ âîä: 1) áëèæàéøóþ ê óñòüþ ðåêè, ñ ïðåîáëà-

äàíèåì ñëàáî îñîëîíåííûõ ðå÷íûõ âîä è àêòèâè-

çàöèåé áèîãåííîãî ïðîöåññà íà ëîêàëüíûõ ó÷àñò-

êàõ äíà; 2) ôàöèþ ñëàáî îïðåñíåííîé ìîðñêîé

âîäû â ïðåäåëàõ óñòüåâîãî âçìîðüÿ íà áîëüøåé

÷àñòè øåëüôà, ñ ïîñòåïåííûì ïîâûøåíèåì Cl è

ÓÌ íà ïðîôèëå ðåêà–ìîðå è íåêîòîðûì îñëàáëå-

íèåì èíòåíñèâíîñòè áèîãåííîãî ïðîöåññà; 3) ôà-

öèþ âåñüìà ñëàáîãî ëîêàëüíîãî îïðåñíåíèÿ èëî-

âîé âîäû íà îêðàèíå øåëüôà, èíîãäà íà êîíòè-

íåíòàëüíîì ñêëîíå è çà åãî ïðåäåëàìè, ãäå àêòè-

âèçèðóåòñÿ áèîãåííûé ïðîöåññ â ïîäçîíàõ àêêó-

ìóëÿöèè îñàäêîâ. Ýòà ôàöèÿ ìîæåò ïðîñëåæèâàòü-

ñÿ íà äåñÿòêè è ñîòíè êì îò óñòüÿ ðåêè ïðè äîñòà-

òî÷íîé ìîùíîñòè ðå÷íîãî ñòîêà (ïðèóñòüåâûå

çîíû ðåê Äóíàÿ, Âîëãè, Íèëà).

Â ðåãèîíàëüíîì ïëàíå íàèáîëüøàÿ àêòèâíîñòü

áèîãåííûõ ïðîöåññîâ, íåèçìåííî çàíèìàþùèõ âòî-

ðîå ìåñòî â ôàêòîðíîì àíàëèçå ïîñëå îñíîâíîãî

ïðîöåññà ñìåøåíèÿ, è íàèáîëüøèå êîëè÷åñòâà áèî-

ãåííûõ êîìïîíåíòîâ íàáëþäàþòñÿ â ýñòóàðèÿõ çàê-

ðûòîãî òèïà. Èç ïðèóñòüåâûõ çîí îòêðûòîãî òèïà

áëèçêîå ïî èíòåíñèâíîñòè ðàçâèòèå áèîãåííîãî

ïðîöåññà ñ àíîìàëüíî âûñîêèìè êîíöåíòðàöèÿìè

áèîãåííûõ êîìïîíåíòîâ îòìå÷åíî â Àçîâñêîì ìîðå

â ïðèóñòüåâîé çîíå ð. Êóáàíè. Âåñíîé â ïîñëåïàâîä-

êîâûé ïåðèîä íàáëþäàåòñÿ îáùàÿ àêòèâèçàöèÿ áèî-

ãåííîãî ïðîöåññà ñ äîïîëíèòåëüíûì ïîñòóïëåíèåì

òåððèãåííîãî ÎÂ, åãî ìèíåðàëèçàöèåé è íàêîïëå-

íèåì áèîãåííûõ êîìïîíåíòîâ. Îñåíüþ îòìå÷àþòñÿ

ëîêàëüíûå àíîìàëèè, ñâÿçàííûå ñ áîëåå ãëóáîêèì

ðàçâèòèåì ýòîãî ïðîöåññà. Â âåðòèêàëüíîì ïðîôè-

ëå äîííûõ îòëîæåíèé Äíåïðîâñêî-Áóãñêîãî ëèìà-

íà, â ïðèóñòüåâîé çîíå ð. Êóáàíè è äðóãèõ ðàéîíàõ,

íåðåäêî íàáëþäàåòñÿ ðåçêîå îáîãàùåíèå âåðõíèõ

ãîðèçîíòîâ èëîâûõ âîä áèîãåííûìè ýëåìåíòàìè è

ìåòàëëàìè íà ôîíå áîëåå ðàâíîìåðíîãî èõ ðàñïðå-

äåëåíèÿ â êîëîíêàõ ñ ãëóáèíîé. Îáû÷íî ýòè àíîìà-

ëèè êîððåëèðóþò ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè êîëåáàíèÿ-

ìè âåëè÷èí ðÍ è Eh.

Òðåòüèì ïî çíà÷åíèþ â ïðèóñòüåâûõ çîíàõ ÿâ-

ëÿåòñÿ ïðîöåññ îêèñëèòåëüíîãî äèàãåíåçà, êîòîðûé

ïðîÿâëåí íà îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíîì áà-

ðüåðå, â ñàìûõ âåðõíèõ èëè ïîäïîâåðõíîñòíûõ ñëî-

ÿõ äîííûõ îòëîæåíèé. Îí íàáëþäàåòñÿ òàêæå â íèæ-

íèõ ñëîÿõ êîëîíîê íà ãëóáèíàõ >1—2 ì ïðè çàòóõà-

íèè ñóëüôàòðåäóêöèè, ïðè íàëè÷èè ïîäðóñëîâûõ

ïîòîêîâ è â ñâÿçè ñ àêòèâèçàöèåé ãèäðîäèíàìè÷åñ-

êîãî ðåæèìà íà ëîêàëüíûõ ó÷àñòêàõ äíà. Âåëè÷èíû

Åh ïðè ýòîì ïîâûøàþòñÿ, à ðÍ ïîíèæàþòñÿ. Ñëåä-

ñòâèåì ÿâëÿåòñÿ îêèñëåíèå ñåðîâîäîðîäà è ñóëüôè-

äîâ, ñ îáðàçîâàíèåì âòîðè÷íûõ ñóëüôàòîâ, ïðè îä-

íîâðåìåííîì ïîíèæåíèè ùåëî÷íîñòè èëîâîé âîäû.

Êîíöåíòðàöèè SO

2–

, Ñà

, NO

–

, NO

–

, Mn, èíîã-

äà Ñî è ðÿäà äðóãèõ ìåòàëëîâ â èëîâîé âîäå ïîâû-

øàþòñÿ, à ñîäåðæàíèå ôîñôîðà ïîíèæàåòñÿ (P è Fe

íàêàïëèâàþòñÿ â îñàäêàõ). Ïðîÿâëåíèå ýòîãî ïðî-

öåññà íàáëþäàëîñü êàê â îòêðûòûõ, òàê è â çàêðû-

òûõ ýñòóàðèÿõ â ðàçíûå ñåçîíû ãîäà, íî, â îñîáåí-

íîñòè, âî âðåìÿ ïàâîäêîâ. ×àùå âñåãî îí àêòèâèçè-

ðóåòñÿ â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè îò óñòüÿ ðåêè.

Îñíîâíûå îñîáåííîñòè ðàçâèòèÿ îêèñëèòåëüíîãî

ïðîöåññà ïîäòâåðæäåíû ýêñïåðèìåíòàëüíûìè íà-

áëþäåíèÿìè [6].

Â ïðèóñòüåâûõ çîíàõ ìíîãèõ ðåê óñòàíîâëåíî

çàêîíîìåðíîå íàêîïëåíèå ìàðãàíöà â âåðõíèõ (1—

2 ñì, ðåæå — äî 10 ñì è ãëóáæå) ãîðèçîíòàõ èëîâîé

âîäû, ó ðåäîêñ-áàðüåðà â çîíå ñìåøåíèÿ è â áëèæàé-

øåé ê óñòüþ ÷àñòè ýñòóàðèÿ. Îáû÷íî èì ñîïóòñòâó-

þò àíîìàëèè Mn âî âìåùàþùåì îñàäêå. Ñîäåðæà-

íèå Mn â Äíåïðîâñêî-Áóãñêîì ëèìàíå ó ïîâåðõíî-

ñòè äíà äîñòèãëî 10—17 ìã/ë ïðè ñðåäíèõ ñîäåðæà-

íèÿõ â íàääîííîé âîäå 0.047 è 1.9—4.1 ìã/ë â èëî-

âîé âîäå. Â Áàëòèéñêîì ìîðå íà áëèæàéøåé ê óñ-

òüþ ð. Íåâû ñòàíöèè â âåðõíèõ ñëîÿõ ðåçêî ïîâû-

øåíî êîëè÷åñòâî Mn è Fe — äî 46 è 9 ìã/ë (âî âìå-

ùàþùèõ îñàäêàõ — 8.3 è 0.6 % îêñèäîâ Fe è Mn, ïðè-

ñóòñòâóþò Fe-Mn êîíêðåöèè). Â èëîâîé âîäå çäåñü

òàêæå ïîâûøåíî ñîäåðæàíèå V, Ni, Pb, Cu, Cd, Cr,

Zr. Íàèáîëåå âûñîêèå àíîìàëèè Mn îòìå÷åíû â óñ-

òüå ð. Ðèîíè, òàêæå â âåðõíèõ ñëîÿõ. Íà ïðèáðåæ-

íîé ñòàíöèè óñòüåâîãî âçìîðüÿ îáíàðóæåíî 49 ìã

Ðàñïðåäåëåíèå ýëåìåíòîâ è èîíîâ â Äíåïðîâñêîì ëèìà-

íå íà ïðîôèëå ðåêà—ìîðå ïî ðåçóëüòàòàì âåñåííåé ñúåì-

êè (ìàé). Çàëèòûå òî÷êè — èëîâàÿ âîäà, íåçàëèòûå —

ïðèäîííàÿ

- 76 -

Mn/ë, à íà áëèæàéøåé ñòàíöèè â ðóñëå ðåêè —

92 ìã/ë. Â îñàäêàõ ñîäåðæàíèå Mn äîñòèãëî 1.5 %

ïðè ôîíîâûõ êîíöåíòðàöèÿõ 0.05—0.08 %.

Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ïîêàçàëè âàæíîñòü

ïðîöåññîâ, ðàçâèâàþùèõñÿ íà íèæíåì ýòàæå ìàð-

ãèíàëüíîãî ôèëüòðà, íà ñòàäèè ðàííåãî äèàãåíå-

çà îòëîæåíèé. Èìåííî çäåñü, â ñðàâíèòåëüíî íå-

áîëüøîé ïî ìîùíîñòè òîëùå ñâåæèõ, ðûõëûõ, íå-

êîíñîëèäèðîâàííûõ îñàäêîâ è ïðîèñõîäèò ñàìîå

ãëàâíîå — ðàñòâîðåíèå, ïåðåñòðîéêà ôîðì, êîí-

öåíòðàöèîííûé è ìåæôàçîâûé ïåðåíîñ, îáùàÿ

òðàíñôîðìàöèÿ è óïëîòíåíèå îñàäî÷íîãî ìàòåðè-

àëà. Îòæèì èëîâûõ âîä ïðè óïëîòíåíèè îñàäêîâ,

âûñîêèå ãðàäèåíòû êîíöåíòðàöèé ìåæäó èëîâîé

âîäîé è ïðèäîííîé îáóñëîâëèâàþò ðåçêî âûðà-

æåííûé ïîòîê âåùåñòâà èç îñàäêà â ïðèäîííóþ

âîäó, ÷òî è ÿâëÿåòñÿ îäíîé èç ãëàâíûõ ïðè÷èí ãîñ-

ïîäñòâà ðàñòâîðåííûõ ôîðì ýëåìåíòîâ â ìîðñêîé

è îêåàíñêîé âîäå â ñðàâíåíèè ñ ãîñïîäñòâîì âçâå-

øåííûõ ôîðì â ðå÷íûõ âîäàõ. Ïðè íàëè÷èè àíò-

ðîïîãåííûõ çàãðÿçíåíèé, ïîñòóïàþùèõ ñ ðå÷íûì

ñòîêîì, âîçðàñòàåò âåðîÿòíîñòü âòîðè÷íîãî çàã-

ðÿçíåíèÿ âîäîåìîâ, ñâÿçàííàÿ ñ âûíîñîì çàãðÿç-

íåíèé èç äîííûõ îòëîæåíèé â èëîâóþ è íàääîí-

íóþ âîäó, ÷òî îñîáåííî ÷àñòî íàáëþäàåòñÿ âî

âíóòðåííèõ ìîðÿõ.

Ëèòåðàòóðà

1. Ëèñèöûí À. Ï. Ìàðãèíàëüíûé ôèëüòð îêåàíîâ //

Îêåàíîëîãèÿ, 1994. Ò. 34. ¹ 5. Ñ. 735—743.

2. Lisitzin A. P. The continental-ocean boundary as a

marginal filter in the World Oceans. Biogeochemical cycling

and sediment ecology. Ed. J.Gray et al. Dordr.: Kluwer, 1999.

P. 69—109.

3. Ëèñèöûí À. Ï., Äåìèíà Ë. Ë., Ãîðäååâ Â. Â. Ãåîõèìè-

÷åñêèé áàðüåð ðåêà — ìîðå è åãî ðîëü â îñàäî÷íîì ïðîöåñ-

ñå // Áèîãåîõèìèÿ îêåàíà. Ì.: Íàóêà, 1983. Ñ. 32—50.

4. Ãîðäååâ Â. Â. Ñèñòåìà ðåêà — ìîðå è åå ðîëü â ãåî-

õèìèè îêåàíà. Àâòîðåô. äèññ. ä-ðà ã.-ì. íàóê. Ì.: Èí-ò

îêåàíîëîãèè ÐÀÍ, 2009. 36 ñ.

5. Ãóðñêèé Þ. Í. Ãåîõèìèÿ ëèòîãèäðîñôåðû âíóò-

ðåííèõ ìîðåé. Ò. 1. Ìåòîäû èçó÷åíèÿ è ïðîöåññû ôîð-

ìèðîâàíèÿ õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà èëîâûõ âîä â îòëîæåíè-

ÿõ ×åðíîãî, Àçîâñêîãî, Êàñïèéñêîãî, Áåëîãî, Áàëòèé-

ñêîãî ìîðåé. Ì.: ÃÅÎÑ, 2003. 332 ñ.

6. Ãóðñêèé Þ. Í. Ãåîõèìèÿ ëèòîãèäðîñôåðû âíóò-

ðåííèõ ìîðåé. Ò. 2. Èëîâûå âîäû Êðàñíîãî è Ñðåäèçåì-

íîãî ìîðåé. Çîíû ýñòóàðèåâ. Çàêîíîìåðíîñòè ôîðìèðî-

âàíèÿ è êëàññèôèêàöèÿ ëèòîãèäðîñôåðû. Ì.: ÃÅÎÑ,

2007. 450 ñ.

7. Ãóðñêèé Þ. Í., Ëèñèöûí À. Ï. Ãåîõèìè÷åñêèå îñî-

áåííîñòè ïðîöåññîâ íà íèæíåì ýòàæå ìàðãèíàëüíîãî

ôèëüòðà â ñèñòåìå ðåêà — ìîðå // Äîêë. ÐÀÍ, 2011. Ò. 436.

¹ 3. Ñ. 368—376.

- 77 -

Öèêë ìåòàíà â îêåàíå äîëæåí ðàññìàòðèâàòüñÿ

â ïåðâóþ î÷åðåäü ñ ïîçèöèé áèîãåîõèìèè, ïîñêîëü-

êó îáðàçîâàíèå ìåòàíà (ìåòàíîãåíåç) è îêèñëåíèå

ìåòàíà (ìåòàíîêèñëåíèå) â óñëîâèÿõ áèîñôåðû ïðî-

èñõîäÿò ïðè îáÿçàòåëüíîì ó÷àñòèè ðàçëè÷íûõ ãðóïï

ìèêðîîðãàíèçìîâ. Îñîáåííî âàæíûìè ïðåäñòàâëÿ-

þòñÿ âîïðîñû, ñâÿçàííûå ñ îêèñëåíèåì ìåòàíà, ïðè-

÷åì íå òîëüêî è íå ñòîëüêî ìèêðîáíîãî äèàãåíåòè-

÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, ñêîëüêî ìèãðàöèîííîãî-

òåðìîãåííîãî è àáèîãåííîãî, ïîñòóïàþùåãî èçâíå

â îòëîæåíèÿ äíà è â âîäíóþ òîëùó.

Ïðè ðàçãðóçêå ìåòàíà ëþáîãî ãåíåçèñà â âîä-

íóþ òîëùó ìîðåé è îêåàíîâ (ñ íîðìàëüíûì ðåæè-

ìîì êèñëîðîäà) ïðîèñõîäèò åãî óòèëèçàöèÿ ìåòà-

íîòðîôíûìè ìèêðîîðãàíèçìàìè, êîòîðûå âûñòóïà-

þò â êà÷åñòâå êàòàëèçàòîðîâ îêèñëåíèÿ ÑÍ

ïî ðå-

àêöèè:

ìåòàíîòðîôû

ÑÍ

+Î

→ ÑÎ

+Í

Î +

+ áèîìàññà+ýêçîìåòàáîëèòû

Ýòà ðåàêöèÿ óíèâåðñàëüíà, îíà ïðîòåêàåò òàê-

æå â ïîðîâûõ àýðîáíûõ âîäàõ îñàäî÷íûõ îòëîæåíèé.

Â ðåçóëüòàòå ïðîöåññà ìèêðîáíîãî ìåòàíîêèñëåíèÿ

óâåëè÷èâàåòñÿ ïóë ÑÎ

è ïðîèñõîäèò ñèíòåç de nova

îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà (ÎÂ). Â ïîñëåäíåå äåñÿòè-

ëåòèå óñòàíîâëåíî, ÷òî îêèñëåíèå ìåòàíà ìîæåò ïðî-

èñõîäèòü â îòñóòñòâèå ñâîáîäíîãî êèñëîðîäà, ò. å. â

àíàýðîáíûõ óñëîâèÿõ. Íà íàøåé ïëàíåòå ñóùåñòâó-

þò âîäîåìû ñ àíàýðîáíîé îáñòàíîâêîé â âîäíîé è â

îñàäî÷íîé òîëùàõ. Ñàìûé êðóïíûé íà Çåìëå âîäî-

åì òàêîãî òèïà — ×åðíîå ìîðå.

Ïðîöåññ àíàýðîáíîãî îêèñëåíèÿ ìåòàíà —

÷ðåçâû÷àéíî âàæíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ áèîãåîõèìè÷åñ-

êîãî öèêëà ìåòàíà â îêåàíå. Âåðîÿòíî, èìåííî ýòîò

ïðîöåññ ñïàñàåò àòìîñôåðó íàøåé ïëàíåòû îò ãèãàí-

òñêîãî ïîòîêà ìåòàíà èç íåäð Çåìëè, åñëè ó÷åñòü, ÷òî

íå ìåíåå ÷åì äëÿ äâóõ òðåòåé îñàäî÷íûõ îòëîæåíèé

Ìèðîâîãî îêåàíà õàðàêòåðíà îáñòàíîâêà ñ äåôèöè-

òîì êèñëîðîäà èëè ñ åãî ïîëíûì îòñóòñòâèåì. Ïî

íåêîòîðûì îöåíêàì, â àíàýðîáíûõ ìîðñêèõ ýêîñè-

ñòåìàõ îêèñëÿåòñÿ áîëåå 80 % åæåãîäíîé ïðîäóêöèè

ìåòàíà èëè 75 Òã ÑÍ

â ãîä. Çà ïîñëåäíåå äåñÿòèëå-

òèå ñ ïîìîùüþ ìîëåêóëÿðíî-èçîòîïíûõ è ìîëåêó-

ëÿðíî-áèîëîãè÷åñêèõ ìåòîäîâ ïîëó÷åíû óáåäèòåëü-

íûå äîêàçàòåëüñòâà àíàýðîáíîãî ìèêðîáèîëîãè÷åñ-

êîãî îêèñëåíèÿ ìåòàíà.

Óñòàíîâëåíà îáøèðíàÿ ãðóïïà ìèêðîîðãàíèç-

ìîâ — àðõåé, ó÷àñòâóþùèõ â àíàýðîáíîì îêèñëåíèè

ìåòàíà, íî ìåõàíèçì ýòîãî ïðîöåññà âñå åùå çàãàäî-

÷åí, ïîñêîëüêó íå âûäåëåíû àíàýðîáíûå ìåòàíîò-

ðîôû, è íå ÿñåí èñòî÷íèê ñâÿçàííîãî êèñëîðîäà.

Áîëüøàÿ ÷àñòü èññëåäîâàòåëåé ðàññìàòðèâàåò â êà-

÷åñòâå òàêîãî èñòî÷íèêà ñóëüôàò-èîíû ìîðñêîé èëè

ïîðîâîé (èëîâîé) âîäû. Îêèñëåíèå ìåòàíà êèñëî-

ðîäîì ñóëüôàòà ýíåðãåòè÷åñêè íå âûãîäíî äëÿ ìå-

òàíîòðîôíûõ áàêòåðèé, â ñâÿçè ñ ÷åì ïîÿâèëàñü ãè-

ïîòåçà ìèêðîáíîãî êîíñîðöèóìà (ìåòàíîòðîôû (àð-

õåè) + ñóëüôàòðåäóêòîðû), îñóùåñòâëÿþùåãî ïðî-

öåññ àíàýðîáíîãî ìåòàíîêèñëåíèÿ.

Îòêðûòèå ÿâëåíèÿ ãàçîâûäåëåíèé, ñîäåðæàùèõ

ìåòàí, èç îñàäî÷íûõ òîëù íà øåëüôàõ è êîíòèíåí-

òàëüíûõ ñêëîíàõ (ìåòàíîâûå ñèïû), à òàêæå ìåòàíà â

ñîñòàâå ãèäðîòåðìàëüíûõ ôëþèäîâ ãëóáîêîâîäíûõ

ãèäðîòåðìàëüíûõ ïîëåé, ïîêàçàëî òåñíóþ ñâÿçü ïðî-

öåññîâ àýðîáíîãî è àíàýðîáíîãî îêèñëåíèÿ ìåòàíà ñ

îáðàçîâàíèåì ñïåöèôè÷åñêèõ êàðáîíàòíûõ ðèôîâ íà

îêåàíñêîì äíå, ò. å. ñâÿçü öèêëà ìåòàíà íå òîëüêî ñ

öèêëîì óãëåðîäà, íî è ñ öèêëàìè Ñà è ÑÎ

â îêåàíå.

Ñóòü áèîãåîõèìè÷åñêîãî öèêëà ìåòàíà â îêåà-

íå ñîñòîèò â áèîñèíòåçå in situ ìåòàíà èç íåîðãàíè-

÷åñêèõ ôîðì óãëåðîäà è âîäîðîäà è â áèîãåîõèìè-

÷åñêîì îêèñëåíèè ìåòàíà ëþáîãî ïðîèñõîæäåíèÿ —

ìèêðîáíîãî, òåðìîãåííîãî è àáèîãåííîãî — ñ âû-

õîäîì èç öèêëà ìåòàíà óãëåðîäà â âèäå îðãàíè÷åñ-

êîãî âåùåñòâà áèîìàññû ìåòàíîêèñëÿþùèõ ìèêðî-

îðãàíèçìîâ, óãëåðîäà ðàçëè÷íûõ ñîåäèíåíèé ìèê-

ðîáíûõ ìåòàáîëèòîâ è óãëåðîäà óãëåêèñëîòû.Ðàçã-

ðóçêà óãëåâîäîðîäñîäåðæàùèõ ôëþèäîâ îáíàðóæå-

íà íà ïàññèâíûõ è àêòèâíûõ êîíòèíåíòàëüíûõ îê-

ðàèíàõ. Ê ìåñòàì ðàçãðóçêè ìåòàíà íà äíå, êàê ïðà-

âèëî, ïðèóðî÷åíû âûõîäû àóòèãåííûõ êàðáîíàòíûõ

(methane derived) îáðàçîâàíèé, ñ ëåãêèìè çíà÷åíè-

ÿìè âåëè÷èíû δ

Ñ (δ

êàðá

îò –25 äî –50 ‰).

Âðåìÿ ìàññîâîãî àóòèãåííîãî êàðáîíàòîîáðà-

çîâàíèÿ ñâÿçàíî ñ ïåðèîäàìè ïîõîëîäàíèÿ è ñ ïî-

íèæåíèåì óðîâíÿ ìîðÿ, ÷òî âûçûâàåò äèññîöèàöèþ

ãàçãèäðàòíûõ ñêîïëåíèé ìåòàíà, â ñâÿçè ñ èõ ïîäúå-

ìîì ê ïîâåðõíîñòè äíà è èçìåíåíèåì Ð-Ò óñëîâèé,

íåîáõîäèìûõ äëÿ ñòàáèëèçàöèè ãàçãèäðàòîâ. Âàæ-

íåéøèìè êà÷åñòâåííûìè ïîêàçàòåëÿìè ïðîöåññà

àóòèãåííîãî êàðáîíàòîîáðàçîâàíèÿ ÿâëÿþòñÿ: àíî-

ìàëüíûé õèìè÷åñêèé è èçîòîïíûé ñîñòàâ èëîâûõ

âîä ïîâåðõíîñòíûõ îñàäêîâ; âîññòàíîâèòåëüíûå óñ-

ëîâèÿ; ïåðåñûùåíèå óãëåêèñëîòîé è äð.; âûñîêèå

ñêîðîñòè ñîïðÿæåííûõ ìèêðîáíûõ ïðîöåññîâ àíà-

ýðîáíîãî îêèñëåíèÿ ìåòàíà è ñóëüôàòðåäóêöèè.

Ôèçèêî-õèìè÷åñêèå óñëîâèÿ â ìåòàíñîäåðæà-

ùèõ îòëîæåíèÿõ ñåâåðíûõ ìîðåé (Íîðâåæñêîå, Áà-

ðåíöåâî, Êàðñêîå) íà ãðàíèöå âîäà–äíî ñîîòâåò-

ñòâóþò, êàê ïðàâèëî, îáëàñòè îñàæäåíèÿ íåìàãíå-

çèàëüíîãî êàëüöèòà, èêàèòà è êàðáîíàòíûõ ãåí-

íîéø, à â îòëîæåíèÿõ þæíûõ ìîðåé (×åðíîå, Ñðå-

äèçåìíîå) — îáëàñòÿì ïðåèìóùåñòâåííîãî îñàæäå-

íèÿ àðàãîíèòà è ìàãíåçèàëüíîãî êàëüöèòà.

Ðàñïðîñòðàíåíèå àóòèãåííûõ (methane derived)

êàðáîíàòîâ íà äíå ìîðåé è îêåàíîâ èìååò ãëîáàëü-

íûé õàðàêòåð.

ÓÃËÅÐÎÄ ÌÅÒÀÍÀ ÊÀÊ ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÊÀÐÁÎÍÀÒÎÂ, ÎÐÃÀÍÈ×ÅÑÊÎÃÎ

ÂÅÙÅÑÒÂÀ È ÓÃËÅÊÈÑËÎÒÛ

À. Þ. Ëåèí

Èíñòèòóò îêåàíîëîãèè èì. Ï. Ï. Øèðøîâà ÐÀÍ, Ìîñêâà

lein@ocean.ru

- 78 -

Íåáîëüøîå ïî ðàçìåðàì è íåãëóáîêîå îç. Äó-

õîâîå ðàñïîëîæåíî íà âîñòî÷íîì ïîáåðåæüå Áàé-

êàëüñêîé âïàäèíû (êîîðäèíàòû: 53

18' ñ. ø., 108

53'

â. ä.). Ýêîëîãè÷åñêèå óñëîâèÿ, õàðàêòåðèçóþùèå ñî-

âðåìåííîå ñîñòîÿíèå îçåðà (ìåëêîâîäíîñòü, îòñóò-

ñòâèå ñòðàòèôèêàöèè âîäû ïî êèñëîðîäó è òåìïå-

ðàòóðå), áëàãîïðèÿòíû äëÿ ìàññîâîãî ðàçâèòèÿ ìèê-

ðîñêîïè÷åñêîãî ôèòîïëàíêòîíà, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ

îñíîâíûì áèîïðîäóöåíòîì îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà

ôîðìèðóþùåãîñÿ â îçåðå ñàïðîïåëÿ.

Â ôèòîïëàíêòîíå îç. Äóõîâîå ðàçíîîáðàçíî

ïðåäñòàâëåíû çåëåíûå âîäîðîñëè (Chlorophyta — 16

âèäîâ), ñèíå-çåëåíûå (Cyanophyta — 9 âèäîâ) è äèà-

òîìîâûå (Bacillariophyta — 8 âèäîâ). Äîìèíèðóþùèé

êîìïëåêñ ïðåäñòàâëåí âèäàìè Synedra berolinensis

Lemm., Aulacoseira granulate (Ehr.) Simonsen,

Scenedesmus quadricauda (Turp.) Brebisson,

Planktolyngbya limnetica (Lemm.) Kom.-Legn. et

Cronberg, Pediastrum boryanum (Turp.) Menegh (òàáë. 1).

Ïîäîáíûé êîìïëåêñ ôèòîïëàíêòîíà (ñèíå-çå-

ëåíûå è çåëåíûå âîäîðîñëè) ôîðìèðîâàë, âåðîÿò-

íî, â ìåëêîâîäíûõ ïàëåîáàññåéíàõ ãåîëîãè÷åñêîãî

ïðîøëîãî äðåâíèå âîäíî-îñàäî÷íûå óãëåðîäèñòûå

ïîðîäû — ÷åðíûå ñëàíöû [2, 3].

Íà íàñòîÿùèé ìîìåíò âðåìåíè ïðîâåäåíî ãåî-

õèìè÷åñêîå îïðîáîâàíèå 1-ãî ëîòà (180 ñì) 7-ìåò-

ðîâîãî êåðíà ñàïðîïåëÿ îç. Äóõîâîå, ïðîáóðåííîãî

â öåíòðàëüíîé ÷àñòè îçåðà ñ ïîíòîíà â èþëå 2008 ã.

Êðîìå òîãî, âûïîëíåíî äàòèðîâàíèå âîçðàñòà âåðõ-

íèõ 15-òè ñì êåðíà ïî

210

Pb è

137

Cs (Áîáðîâ Â. À.).

Ñäåëàíû êîëè÷åñòâåííûå îöåíêè ñêîðîñòåé îñàä-

êîíàêîïëåíèÿ â îçåðå, ñóõîé ìàññû ñàïðîïåëÿ, îð-

ãàíîãåííîé è ìèíåðàëüíîé åãî ôðàêöèè ñ ó÷åòîì

ïëîòíîñòè, âëàæíîñòè è çîëüíîñòè (òàáë. 2). Â ñðàâ-

íåíèè ñ îç. Î÷êè ïðîäóêòèâíîñòü áèîìàññû â îç.

Äóõîâîå â 2.5 ðàçà âûøå, ÷òî ñîãëàñóåòñÿ ñ ìîùíîñ-

òüþ ïîäíÿòûõ êåðíîâ ñàïðîïåëÿ — 7 ì â îç. Äóõîâîå

è 3.3 ì — â îç. Î÷êè [1].

Èçó÷åí ìèêðîýëåìåíòíûé ñîñòàâ 180-ñì êåðíà

ñàïðîïåëÿ îç. Äóõîâîå ïî 44 îáðàçöàì: îïðîáîâàíèå

âåðõíèõ 10 ñì ïðîâîäèëîñü ñ øàãîì 1 ñì, íèæå äî

180 ñì êåðíà — ñ øàãîì 5 ñì (30 îáðàçöîâ).

Îáîãàùåííîñòü ìèêðîýëåìåíòàìè ôèòîïëàí-

êòîíà, âåðõíèõ (0—7 ñì) è íèæíèõ (148—180 ñì)

ãîðèçîíòîâ ñàïðîïåëÿ ìèêðîýëåìåíòàìè îòíîñè-

òåëüíî êëàðêîâ ãëèíèñòûõ ñëàíöåâ [4] õîðîøî èë-

ëþñòðèðóåò ãðàôèê (ðèñ. 1).Ôèòîïëàíêòîí îáîãà-

ùåí ôîñôîðîì (áèîãåííûé ýëåìåíò) è õàëüêî-

ôèëüíûìè («ëåòó÷èìè») ýëåìåíòàìè — Zn, Cd, Sn,

Sb, Hg, Pb, Cu, õàðàêòåðèçóþùèìè çàãðÿçíåííîñòü

ñîâðåìåííîé àòìîñôåðû. Áèîãåîõèìè÷åñêèé áà-

ðüåð ôèòîïëàíêòîíà íà ãðàíèöå «àòìîñôåðà / âîä-

íàÿ ïîâåðõíîñòü» ôèêñèðóåò ýòè ýëåìåíòû, âûïà-

äàþùèå â ñîñòàâå àòìîñôåðíîãî àýðîçîëÿ. Ñàïðî-

ÌÈÊÐÎÝËÅÌÅÍÒÍÛÉ ÑÎÑÒÀÂ ÏÎÐÎÂÛÕ ÂÎÄ È ÑÀÏÐÎÏÅËß ÎÇÅÐÀ

ÄÓÕÎÂÎÅ (ÁÀÉÊÀËÜÑÊÈÉ ÐÅÃÈÎÍ)

Ã. À. Ëåîíîâà, Â. À. Áîáðîâ, À. À. Áîãóø, Ñ. Ê. Êðèâîíîãîâ

Èíñòèòóò ãåîëîãèè è ìèíåðàëîãèè èì. Â. Ñ. Ñîáîëåâà ÑÎ ÐÀÍ, Íîâîñèáèðñê

leonova@uiggm.nsc.ru

Ïðèìå÷àíèå. Âèäîâîé ñîñòàâ ôèòîïëàíêòîíà è äîëåâîå (%) ó÷àñòèå â ïðîáàõ îïðåäåëåí ê. á. í. Å. Ã. Ñîðîêîâèêî-

âîé (ËÈÍ ÑÎ ÐÀÍ).

Ò à á ë è ö à 1

Îòíîñèòåëüíûé âêëàä äîìèíèðóþùèõ âèäîâ (%) â îáùóþ áèîìàññó ôèòîïëàíêòîíà

îç. Äóõîâîå â èþëå 2008 ã.

Ò à á ë è ö à 2

Îöåíêè ñêîðîñòåé îñàäêîíàêîïëåíèÿ â îç. Äóõîâîå (â XX âåêå)

- 79 -

Ò à á ë è ö à 3

Ýëåìåíòíûé ñîñòàâ ïëàíêòîíà è ñàïðîïåëÿ (ã/ò, % ñóõîé ìàññû) îç. Äóõîâîå

è ãëèíèñòûõ ñëàíöåâ ïî [4]

- 80 -

Ðèñ. 1. Êîýôôèöèíòû îáîãàùåíèÿ (EF) ïëàíêòîíà è ñàïðîïåëÿ îç. Äóõîâîå õèìè÷åñêèìè ýëåìåíòàìè îòíîñèòåëüíî

êëàðêîâ ãëèíèñòûõ ñëàíöåâ ïî [4]. Äâîéíîå íîðìèðîâàíèå ïðîâåäåíî ïî Sc è êëàðêàì ãëèíèñòûõ ñëàíöåâ

Ò à á ë è ö à 4

Ìèêðîýëåìåíòíûé ñîñòàâ îçåðíîé è ïîðîâûõ âîä îç. Äóõîâîå