НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ЭНЦИКЛОПЕДИЯ    ССЫЛКИ    КАРТА САЙТА    О САЙТЕ  



Из-за шума корабельных двигателей речь дельфинов становится проще

В Новороссийске открыли подводный мемориал летчикам сбитого во время войны Ил-2

Туроператор выращивает коралловые рифы во время пандемии

Учёные разгадали тайну Бермудского треугольника

Подводный спорт в Балаково скорее мертв, чем жив

Биологи научились контролировать движения медуз и ускорили их втрое

Озеро Каинды – утонувший лес Казахстана




Учёные нашли в Антарктиде самую глубокую впадину на суше планеты Земля

21 августа 1914 г. Арктику открыли для полетов

Учёные обнаружили «солнечные фильтры» в растениях Антарктиды

Какие секреты скрывает самое большое озеро в Антарктиде?

В антарктическом леднике обнаружена полость размером с город

Исследование показало, что Антарктиду, помимо глобального потепления, плавят подземные источники

В Архангельске разработали народный вариант арктического тура




Новый микроскоп показал работу клеток внутри организма в 3D

Учёные вычислили скорость распространения смерти в клетке организма

Ученые построили модель нервной системы головастика

Интерфероны запускают раннее самоубийство клеток в ответ на инфекцию

Эффект Болдуина продемонстрировали на примере ящериц

Учёным впервые удалось успешно заморозить (и разморозить) зародыш рыбы

Бактерии в организме человека обмениваются генами быстрее, чем это наблюдается в природе


Народы мира    Растения    Лесоводство    Животные    Птицы    Рыбы    Беспозвоночные   

05.12.2018

Ледники, расположенные в вулканических областях, могут быть мощными источниками метана

Для оценки глобальных климатических изменений чрезвычайно важно, чтобы цифровые модели, на основе которых строятся прогнозы, учитывали все значимые источники парниковых газов, одним из которых является метан. Недавно обнаружилось, что огромное количество этого парникового газа выделяется ледником Соульхеймайёкюдль в Исландии. Ученые разобрались в причине и выяснили, что это явление вызвано тем, что ледник находится в зоне вулканической активности и под ним создаются благоприятные условия для бактерий, которые и производят метан.

Группа английских и американских ученых во главе с Ребеккой Бернс (Rebecca Burns) из Университета Ланкастера, исследуя состав талых вод, вытекающих из-под ледника Соульхеймайёкюдль (Solheimajokull), обнаружила существенную обогащенность этих вод метаном. В летние месяцы талые воды ежедневно выносят до 41 тонны метана, который затем выделяется в атмосферу. Эти выбросы метана по количеству значительно превосходят аналогичные поступления из любых наземных водных источников сопоставимого объема (за исключением болот) и, например, почти в 20 раз превышают объемы поступлений из газов всех вулканов Европы вместе взятых.

Задачей ученых было выяснить источник происхождения метана в талых водах ледника Соульхеймайёкюдль и объяснить, в каких процессах он там появляется. Полевые работы проводились в течение 5 лет — с 2013 по 2017 год. Сначала авторы провели сравнение состава субгляциальных (вытекающих из-под ледника) вод с водами внешних источников в районе, водами из прогляциальных озер (озер, остающихся на месте отступающих ледников), а также с супрагляциальными водами (водами, стекающими по поверхности ледника), и убедились в том, что повышенное содержание метана характерно только для субгляциальных потоков. Не был обнаружен метан и в образцах окружающих пород и почв.

Эти пробы воды изучались с помощью изотопной масс-спектрометрии, позволяющей определить соотношение изотопов одного и того же элемента, что может указать на происхождение вещества пробы. Например, по соотношению изотопов углерода 12С/13С и водорода 2H/1H (дейтерия к протию) в метане, попадающем в атмосферу, можно определить источник этого метана по так называемой характерной изотопной подписи (изотопной сигнатуре) — специфическому соотношению различных изотопов. В частности, для биогенного метана значения δ13С (отклонение изотопной сигнатуры 13C/12C от сигнатуры стандартного образца, выраженное в промилле) лежат в интервале от -50‰ до -110‰, а δD (отклонение соотношения 2H/1H от так называемого водного стандарта) — в интервале от -170‰ до 531‰. Геогенный (образующийся в геологических процессах) метан обычно обогащен, по сравнению с биогенным, изотопами 13С и 2H соответственно.

Результаты анализов однозначно указывают на биогенное происхождение СН4 в субгляциальных водах. На рисунке хорошо видно, что все пробы субгляциальных вод попадают в область биогенных процессов продуцирования метана. Все остальные пробы воды, отобранные в ходе обсуждаемого исследования, попали в области естественных геологических процессов, то есть имеют геогенную природу.

Особенностью ледника Соульхеймайёкюдль, расположенного на юге Исландии, является то, что его верхняя часть находится над действующим вулканом Катла, а язык — спускается вниз по долине.

Вулкан Катла извергается примерно раз в 80–100 лет. В период между извержениями в зоне активности вулкана продолжают выделяться горячие газы, прогревающие ледник снизу. Из-за этого в основании ледника формируется гидрологический слой, в котором в условиях постоянного прогрева активно развиваются бактерии, выделяющие метан.

В открытых водоемах биогенное образование метана обычно компенсируется окислением метана кислородом с образованием углекислого газа (который выделяется в атмосферу) и воды. В случае подледной гидросистемы, непроницаемая крышка льда препятствует проникновению в гидрологическую зону атмосферного кислорода, метан не окисляется, а выносится на поверхность из-под ледника вместе с талыми водами, где уже выделяется в атмосферу. При этом надо отметить, что парниковый потенциал метана в 28 раз выше, чем у углекислоты.

В случае нахождения ледника в зоне вулканической активности, ложе (основание) ледника обладает идеальными условиями для производства метана. При этом сам вулкан не является источником метана, но обеспечивает условия, позволяющие микроорганизмам процветать. Кроме того, вулканические газы создают восстановительную среду во всей гидросистеме, в которой метан сохраняется в неокисленном состоянии. При попадании в такую восстановительную среду теряют свой окислительный потенциал даже те поверхностные (супрагляциальные) воды, которые просачиваются вниз сквозь толщу ледника.

В этом плане совместная гидрологическая система вулкана Катла и накрывающей его ледяной шапки ледника Соульхеймайёкюдль является гигантским природным инкубатором микроорганизмов, продуцирующих метан в подледном субстрате. В холодное и теплое время года эта система функционирует немного по-разному.

Данная статья — первое опубликованное исследование, темой которого стало масштабное выделение метана в зонах ледников. Помимо вулкана Катла, есть еще много других вулканов в Исландии, обладающих активной гидротермальной системой и перекрытых сверху ледниками. Их метаногенный потенциал абсолютно не изучен. Все больше данных появляется и о зонах сильной геотермальной активности (которая часто является одним из проявлений вулканической активности) под западной частью Антарктического ледяного щита. И везде, где есть сочетание таких факторов, как геотермальная активность, наличие непроницаемой ледниковой шапки, препятствующей проникновению к основанию ледника кислорода, и активность метанобразующих бактерий, возможно ожидать открытие обширных зон метаногенеза.

При этом, на сегодняшний день неизвестно, сколько метана уже накоплено в закрытых (пока не имеющих выхода на поверхность) подледных гидрологических системах этих регионов и как быстро он будет высвобождаться по мере отступления ледников и сокращения толщины ледниковых покровов, если климат на Земле и дальше будет теплеть: будет ли наблюдаться резкий выброс метана или его медленное выделение по мере вскрытия от льда подледных водоемов.

Владислав Стрекопытов


Источники:

  1. elementy.ru





Российские ученые спрогнозировали возможное будущее Байкальской рифтовой зоны

Учёные «потеряли» здоровенный вулкан

Чаще всего молния бьёт по Африке

Редкие метеориты указали на происхождение воды на Земле

Подо льдом Гренландии нашелся гигантский кратер

Климатологи заметили усиление глобальных течений океанов

Океанские штормы способны вызывать землетрясения



Монголия и Эфиопия обогнали Россию по выживаемости взрослых

Оленина и коктейль из крови: чем питаются коренные народы Ямала

Рождаемость в России продолжает снижаться, а возраст рожениц — повышаться

В Европе детей рождённых вне брака больше, чем в браке

Племя индейцев-тсачила сохраняет обычаи благодаря туристам

Население России сократилось впервые за 10 лет

Киноновинки о путешествиях 2019-2020



Статус наследия ЮНЕСКО хотят присвоить уникальной плите с отпечатками динозавров в Боливии

Лежавшие 140 лет на музейной полке окаменелости оказались неизвестным видом древней рептилии

Кость мастодонта на американской ферме может привлечь ученых со всего мира

Найдена самая длинная дорожка следов динозавров

Древнейший моллюск был похож на шипастого слизня

Почему было так много видов динозавров?

Загадка ставропольских слонов: кого нашли археологи в городской черте Ставрополя


© GEOMAN.RU, 2001-2021
При использовании материалов проекта обязательна установка активной ссылки:
http://geoman.ru/ 'Физическая география'

Рейтинг@Mail.ru

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь