09.11.2023

Изучен новый природный источник метана

Старший научный сотрудник факультета почвоведения МГУ принял участие в исследовании потоков метана из пойм рек Западной Сибири. Метан является вторым по значимости парниковым газом, после углекислого. Процессы образования и перемещения метана в почве многообразны и представляют интерес для исследователей во многих странах. Коллектив авторов исследовал происхождение, метаболические пути и миграцию метана в недавно обнаруженных новых природных источниках СН4 - полях сипов, расположенных в поймах многих рек (в том числе Иртыша и Оби) в центре Западно-Сибирской низменности. В центральной части Западной Сибири поля сипов представляют собой группы небольших кратеров (диаметром порядка 1-10 см) или конусовидных образований (диаметром 10-50 см), из которых выходят грунтовые воды и пузырьки газа. Результаты исследования опубликованы в журнале «Global Change Biology».

Изображения сипов, сделанные авторами исследования

Как известно, метан имеет потенциал глобального потепления (на 100-летнем временном горизонте) в 23 раза выше, чем углекислый газ. Понимание происхождения, источников и направления потоков метана из наземных экосистем представляет не только академический, но и практический интерес: современные математические модели прогноза изменения климата требуют информацию о том, сколько метана поступит в атмосферу за период, на который делается прогноз. Западно-Сибирская низменность является одним из самых заболоченных регионов, а болота, как известно, – это наиболее мощный природный источник метана. Авторы исследования предположили, что происхождение метана, выходящего из сипов, может быть связано с нефтяными залежами мелового возраста, протаиванием глубоко залегающих многолетнемерзлых пород или горизонтальной миграцией газа, образующегося в окрестных болотах голоценового возраста. Для проверки этих гипотез ученые использовали несколько биогеохимических методов, таких как изучение состава легких углеводородов; определение соотношения стабильных изотопов в метане, двуокиси углерода и воде, а также радиоуглеродное датирование метана. В ходе исследования отбирались пробы газа и воды  с 50 участков в исследуемой зоне, простирающейся на 120 000 квадратных километров.

Изображения сипов, сделанные авторами исследования

Радиоуглеродный возраст метана, выходящего из сипов, составил от 4,2 до 8,0 тыс. лет, что указывает на источники голоценового возраста на торфяниках. Близкое сходство изотопного состава того метана, который выходит из сипов, и того, который образуется микробами-метаногенами в окружающих торфяниках, позволяет предположить, что газ вместе с водой мигрирует из верховых болот в сипы, расположенные в поймах рек.

«Полученные результаты показывают тесную связь между торфяниками, грунтовыми водами и поймами рек в низменностях Западной Сибири с точки зрения путей миграции метана из наземных экосистем в водные и его возможных крупных выбросов в атмосферу. Этот путь в наземном метановом цикле может быть упущен из виду в других регионах, где широко распространены верховые болота. Несомненно, необходимы дальнейшие исследования, чтобы выявить экологические факторы, контролирующие уровень концентрации метана в водах сипов в различных пространственных и временных масштабах, а также оценить вклад метана сипов бореальной зоны Западной Сибири в глобальный бюджет метана и исследовать биогеохимию трансформации углерода в водоносных горизонтах Западной Сибири», - прокомментировал результаты исследования Михаил Глаголев, старший научный сотрудник кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ.

Отбор проб в полевых условиях и лабораторные анализы были поддержаны грантом Российского научного фонда (проект № 19-77-10074). Логистика работы была организована при поддержке гранта Правительства Тюменской области в рамках Программы Западно-Сибирского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (национальный проект «Наука»).

Источник: Пресс-служба МГУ