​Молодые ученые ТПУ вернулись из 40-суточной международной арктической экспедиции на борту научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш» в моря Восточной Арктики. Они изучали минералого-геохимическую специфику донных осадков и механизмы формирования химического состава вод в арктических морях, проводили радиоизотопные исследования для выявления разгрузки подмерзлотных грунтовых вод, исследовали особенности молекулярного состава органического вещества в зонах эмиссии метана.



Фото: спуско-подъемные работы с мультикорером  для отбора донных осадков

В состав научной группы от Томского политеха вошли Алексей Рубан, Юлия Моисеева, Дарья Пургина, Дарья Воробьева, Елена Ворожейкина, Сергей Пластун и Елизавета Клеванцева. По словам доцента отделения геологии Алексея Рубана, одной из важных задач стало исследование донных осадков. Образцы ученые получали с помощью специального оборудования — мультикорера, предназначенного для взятия проб донных осадков в ненарушенном состоянии. Пробы отбираются в виде кернов при помощи пластиковых трубок, которые вдавливаются в грунт. Таким образом ученые получают образцы цилиндрической формы длиной до 5,5 метра с глубин моря от 12 до 500 метров.

Подобных кернов было отобрано 55. При этом они включают в себя порядка 1 000 – 1 500 проб, так как каждый образец разрезается послойно с интервалом в 1 см. Каждый слой содержит в себе информацию об условиях осадконакопления на определенном этапе геологического развития территории. Образцы разделили и заморозили прямо на борту исследовательского судна. Теперь томским политехникам предстоит начать изучать их послойно в лабораторных условиях.

Основной упор при отборе проб был сделан на участки моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря, где происходит выход метана со дна в водную толщу.

«Это локальные области, поэтому довольно сложно точно попасть мультикорером или дночерпателем именно в место выхода метана. Во время этой экспедиции нам впервые удалось получить пробы непосредственно из метанового сипа рядом с дельтой реки Лена. Сип был открыт более десяти лет назад, но до сих пор отобрать в этой области "метановый" осадок не удавалось», — поясняет Алексей Рубан.​

Визуально пробы донных осадков из сипов отличаются от обычных прежде всего насыщенным черным цветом и ярко выраженным запахом сероводорода, что является следствием процессов анаэробного окисления метана и бактериальной сульфатредукции.


Фото: керн донных осадков, отобранный на участке метановой разгрузки вблизи дельты р. Лена

«В этих осадках формируются специфичные аутигенные минералы, например, магнезиальный кальцит, фрамбоидальный пирит, гипс и другие. Изучая изотопный состав углерода в карбонатах, мы можем понять, какой тип метана (термогенный, биогенный или их смесь) участвовал в их образовании, и оценить его источники. Так как активность метановых сипов характеризуется временной изменчивостью, наличие ассоциации карбонатных и сульфидных минералов может быть косвенным признаком того, что на данном участке в прошлом происходила разгрузка метана. Таким образом, изучая минералогический и геохимический состав донных осадков, отобранных за пределами активных сипов, а также горных пород древних осадочных бассейнов, мы можем увидеть маркеры метановой разгрузки», — говорит ученый.

Исследования проб будут включать изучение аутигенных (образовавшихся непосредственно в донных осадках) и терригенных (привнесенных в донные осадки с суши) минералов, а также химического состава осадков, в том числе повышенного или пониженного содержания геохимических элементов.

«Например, донные осадки, подверженные влиянию метана, как правило, характеризуются повышенным содержанием молибдена. И по этому признаку мы также сможем выявлять участки метановых выходов, сейчас неактивных», — подчеркивает доцент ТПУ.
Экспедиция, в которой приняли участие томские политехники, была посвящена исследованиям биогеохимических, биологических и геодезических последствий деградации подземной и наводной мерзлоты российского сектора Арктики. Основной задачей экспедиции, которую возглавлял профессор ТПУ, заведующий лабораторией арктических исследований Тихоокеанского океанологического института Дальневосточного отделения РАН, член-корреспондент РАН Игорь Семилетов, стало изучение нарушения баланса цикла углерода и пресноводного стока в арктические моря как основных драйверов климатической системы.
Экспедиция собрала исследователей из морских институтов РАН, ведущих российских вузов, в том числе ТПУ, и Стокгольмского университета — всего 69 ученых из десяти стран мира.

Справка:

В ТПУ под руководством профессора Игоря Семилетова ведется масштабный научный проект «Сибирский арктический шельф как источник парниковых газов планетарной значимости: количественная оценка потоков и выявление возможных экологических и климатических последствий». На его поддержку политехники получили гранты правительства РФ и Российского научного фонда.
Основная теория ученых заключается в том, что из-за таяния подводной мерзлоты происходят крупные выбросы парникового газа метана в атмосферу Земли. Эти выбросы могут оказывать существенное влияние на климатические изменения планетарного масштаба. Для подтверждения этой теории был проведен целый ряд комплексных экспедиций в арктические моря России.

Предыдущая экспедиция была в октябре 2019 года. На борту исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш» ученые 35 суток работали в морях Восточной Арктики. Экспедиция обнаружила мощный выброс метана в акватории Восточно-Сибирского моря. Общая площадь газового фонтана составила от четырех до пяти квадратных метров.

Похожие новости

  • 17/02/2021

    Nature опубликовал данные о выбросах парниковых газов водоёмами Сибири

    В журнале Nature Communications опубликованы результаты исследований, проведённых учёными ТГУ (Россия), Университета Умео (Швеция) и Обсерватории Миди-Пиринейз (Франция). В статье впервые в истории дана комплексная оценка эмиссии углерода с поверхности рек и озёр Сибири – одной из наименее изученных, но крупнейших северных экосистем в мире, переживающих быстрое таяние вечной мерзлоты.
    315
  • 11/02/2021

    Ученые из РФ и Франции изучат влияние ветров на загрязнение Арктики тяжелыми металлами

    Российские и французские ученые к 2022 году впервые изучат влияние ветров на загрязнение территорий Сибири и Арктики тяжелыми металлам, для этого будут отобраны и исследованы пробы снега, воды и лишайников от Томской области до Ямала, сообщил ТАСС участник проекта, директор Центра коллективного пользования "Мегапрофиль" научного управления Томского госуниверситета (ТГУ) Сергей Воробьев.
    343
  • 15/12/2020

    Результаты исследований для Арктики представят студенты ТПУ на научной сессии ЮНЕСКО

    ​​​Студентки Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета Алина Орлова и Ирина Оберемок выступят на научной сессии «Молодые лидеры науки – 2020», организованной Международным центром компетенций в горнотехническом образовании под эгидой ЮНЕСКО.
    577
  • 14/12/2020

    «Айсберг» для климата: профессор ТПУ о метановых выбросах в Арктике

    ​​Ученые зафиксировали удвоение метановых выбросов в Арктике за год. При ускорении деградации мерзлоты огромное количество древнего метана может быть "перекачано" в атмосферу. Как предсказать климатические последствия этого, в интервью РИА Томск рассказал руководитель единственной международной экспедиции в Арктику 2020 года, профессор Томского политеха (ТПУ) Игорь Семилетов.
    480
  • 04/03/2021

    Томские физики открыли школьникам доступ к научному проекту по антибиотикам

    Старшеклассники из Абакана принимают участие в проекте аспирантки физического факультета ТГУ Влады Чайдоновой по разработке спектрального экспресс-метода определения антибиотиков в пищевых продуктах с использованием флуоресцентного маркера.
    258
  • 07/12/2020

    Единственное в России производство радиофармпрепарата с таллием-199 запущено на циклотроне ТПУ

    ​На циклотроне Томского политехнического университета запущено производство радиофармпрепарата «Таллия хлорид, 199Tl» на основе радиоактивного изотопа таллия-199. На сегодняшний день оно единственное в России.
    774
  • 24/03/2021

    Учёные ТПУ нашли способ эффективнее прогнозировать свойства изотопологов диоксида хлора

    Ученые Томского политехнического университета провели исследование изотопа 35ClO2 и разработали математическую модель и программное обеспечение, которые позволяют предсказывать его характеристики в десятки раз точнее по сравнению с известными результатами.
    273
  • 13/10/2020

    Физики ТГУ улучшили сплавы с памятью формы для космоса и Арктики

    ​Сотрудники лаборатории физики высокопрочных кристаллов ТГУ первыми в мире получили структуру сплавов, обеспечивающую им особую способность к деформации и восстановлению исходной формы до 15 процентов.
    673
  • 19/02/2021

    Данные учёных ТГУ помогут в обследовании пациентов с инсультом

    Учёные лаборатории нейробиологии ТГУ в ходе серии экспериментов, проведённых с использованием модели ишемического инсульта у крыс, получили новые данные о процессах, которые происходят в очаге поражения головного мозга.
    288
  • 25/03/2021

    Как организм спасает центр памяти при ишемии мозга?

    Нейробиологи Томского государственного университета провели исследование, в ходе которого проанализировали процессы, происходящие при тотальном нарушении кровоснабжения головного мозга в гиппокампе – отделе, который называют «менеджером памяти».
    318