Исследование биогеохимии и механизмов переноса метана в Черном море

Е.Е. Совга1, С.П. Любарцева1, А.А. Любицкий2

1 Морской гидрофизический институт НАН Украины, Украина

2 Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины, Харьков

Аннотация

В работе подчеркивается важность исследования метана как энергетического ресурса и элемента экосистемы Черного моря, влияющего на глобальное изменение климата. Описываются метаногенез, аэробное и анаэробное окисление метана. Особую биогеохимическую и экологическую роль играет анаэробное окисления метана, обеспечивающее его эффективный сток в пределах анаэробной зоны и предотвращающее его поступление в атмосферу как парникового газа. На основе анализа опубликованных экспериментальных данных обсуждаются основные закономерности распределения концентрации метана и его потоков. Подчеркивается, что образование метаногидратов на дне глубоководной части Черного моря и струйные газовыделения по периферии бассейна являются составляющими одного глобального процесса - газоотдачи дна Черного моря. Приводятся оценки составляющих бюджета метана в Черном море. Рассматриваются результаты моделирования динамики пузырьков метана и процессов их газообмена с окружающей средой. На основе данных гидроакустических измерений оцениваются распределение пузырьков метана по размерам и массоперенос метана через поверхность океан - атмосфера. Рассматриваются методы математического моделирования распределения метана в черноморской экосистеме.

Для цитирования

Совга Е.Е., Любарцева С.П., Любицкий А.А. Исследование биогеохимии и механизмов переноса метана в Черном море // Морской гидрофизический журнал. 2008. № 5. С. 40-56. EDN YORKHJ.

Sovga, E.E., Lyubartseva, S.P. and Lyubitsky, A.A., 2008. Investigation of the biogeochemistry of methane and mechanisms of its transfer in the Black Sea. Physical Oceanography, 18(5), pp. 272–287. doi:10.1007/s11110-009-9024-z

Список литературы

  1. Reeburgh W.S., Ward В.В., Whalen SC. et al. Black Sea methane geochemistry // Deep-Sea Res. — 1991. - 38, Suppl. 2. - P. 1189- 1210.
  2. McGinnis D.F., Wiiest A., Shubert C.J. et al. Upward flux of methane in the Black Sea: does it reach the atmosphere? // Environmental Hydraulics and Sustainable Water Management /Eds. Lee, Law. - London: Taylor & Francis Group, 2005. - P. 423 - 429.
  3. Dando P.R., Hovland M. Environmental effects of submarine seeping natural gas // Cont. Shelf Res. - 1992. - 12, № 10. - P. 1197 - 1207.
  4. Островский B.E., Кадышевич E.A. Обобщенная гипотеза происхождения простейших элементов живой материи, трансформации первичной атмосферы и образования залежей гидрата метана // УФН. - 2007. - 177, №2. - С. 183 - 206.
  5. Поликарпов Г. Г., Егоров В.Н, Нежданов А.И. и др. Явления активного газовыделения из поднятий на свале глубин западной части Черного моря // Докл. АН УССР. - 1989. - Сер. Б. - №12. - С. 13-15.
  6. Ткешешашвили Г.И., Егоров В.И, Мествиришвили Ш.А. и др. Метановые газовыделения со дна Черного моря в приустьевой зоне р. Супса у побережья Грузии // Геохимия. — 1997. - №3, - С. 331 -335.
  7. Шнюков Е.Ф., Пасынков А.А., Клещенко С.А. Природа газовых факелов на северо- западном шельфе Черного моря // Геология, геофизика и гидрография северо-запада Черного моря / Под ред. Е.Ф. Шнюкова. - Киев; ОМГОР НАН Украины, 1998. - С. 69 - 74.
  8. Шнюков Е.Ф. Газогидраты метана в Черном море // Геология и полезные ископаемые океана. - 2005.- № 2. - С. 41 - 52.
  9. Atkinson L.P., Richards F.A. The occurrence and distribution of methane in the marine environment // Deep-Sea Res. - 1967. - 14, № 6. - P. 673 - 684.
  10. Martans C.S., Berner R.A. Interstitial waters chemistry of anoxic Long Island Sound Sediments. 1. Dissolved gases // Limnol. Oceanogr. — 1977. - 22, № 1. - P. 10-25.
  11. Волков И. И. Геохимия серы в осадках океана. - М.: Наука, 1984. - 272 с.
  12. Reeburgh W.S., Heddle D.T. Microbial methane consumption reactions and their effect on methane distributions in fresh water and marine environments // Limnol. Oceanogr. - 1977. - 22, №1. - P. 1-9.
  13. Floodgate G.D., Judd A.G. The origins of shallow gas // Cont. Shelf Res. - 1992. - 12, № 10. - P. 1145 - 1156.
  14. Schoell M. Genetic characterization of natural gases // Am. Assoc. Petrol. Geolog. - 1983. — 67. - P. 2225 - 2238.
  15. Гальченко В.Ф. Метанотрофные бактерии. - M.: ГЕОС, 2001. - 500 с.
  16. Горленко В.М., Дубинина Г. А., Кузнецов С. И. Экология водных микроорганизмов. - М.: Наука, 1977.-288 с.
  17. Valentine D.L. Biogeochemistry and microbial ecology of methane oxidation in anoxic environments: a review // Antonie van Leeuwenhoek. - 2002. - № 81. - P. 271 - 282.
  18. Иванов M.B., Поликарпов Г.Г., Леин А.Ю. и др. Биогеохимия цикла углерода в районе метановых газовыделений Черного моря // Докл. АН СССР. - 1991. - 320, №5. - С. 1235 - 1240.
  19. Rusanov I.I., Lein A. Yu., Pimenov N. V. et al. The biogeochemical cycle of methane on the Northwestern Shelf of the Black Sea // Microbiol. - 1986 - 71, № 4. - P. 479 — 487.
  20. Naudts L., Greinert J., Artemov Y. et al. Geological and morphological setting of 2778 methane seeps in the Dnepr paleo-delta, northwestern Black Sea // Mar. Geol. - 2006. - 227, № 3 - 4. - P. 177-199.
  21. Schmale O., Greinert J., Rehder G. Methane emission from high-intensity marine gas seeps in the Black Sea into the atmosphere // Geophys. Res. Lett. - 2005. - 32(L07609): doi: 10.1029/2004GL021138.
  22. Klaicke I, Sahling H., Burk D. et al. Mapping deep-water gas emissions with sidescan sonar // ESO. - 2005. - 86, № 38. - P. 341 - 352.
  23. Klaicke I, Sahling H., Weinrebe W. et al. Acoustic investigation of cold seeps offshore Georgia, eastern Black Sea // Mar. Geol. - 2006. - 231. - P. 51-67.
  24. Sauter E.J., Muyakshin S.I., Charlou J.-L. et al. Methane discharge from a deep-sea submarine mud volcano into the upper water column by gas hydrate-coated methane bubbles // Earth Planet. Sci. Lett. - 2006. - 243. - P. 354 - 365.
  25. Reeburgh W.S., Kessler J.D. Stable isotope (13C and 2H) and natural radiocarbon (14C) measurements on the Black Sea water column methane // Proceedings of NATO Advanced Research Workshop on Past and Present water Column Anoxia (Sevastopol, Oct. 4-8, 2003). - Ukraine, Crimea, Sevastopol, 2003. - P. 77 - 78.
  26. Ivanov M. V, Rusanov LI., Lein A. Yu. et al. Biogeochemistry of methane cycle in the anaerobic zone of the Black Sea // Ibid. - P. 42 - 43.
  27. Amouroux D., Roberts G., Rapsomanikis S. et al. Biogenic gas (CH4, N2O, DMS) emission to the atmosphere from near-shore and shelf waters of the north-western Black Sea // Estuar. Coast. Shelf Sci. - 2002. - 54, - P. 575 - 587.
  28. Любицкий А.А. Гидроакустические исследования явлений активного газовыделения в северо-западной части Черного моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. - Севастополь: МГИ НАН Украины. - 2003. - Вып.9. - С. 226 - 240.
  29. Любицкий А.А. Обратная задача рассеяния звука в интенсивных газовых факелах и модельные оценки пузырькового массопереноса метана по данным акустического зондирования // Там же. - 2005. - Вып. 13. - С. 412-424.
  30. Belyaev V.L, Sovga Е.Е., Lyubartseva S.P. Modelling the hydrogen sulphide zone of the Black Sea // Ecol. Model. - 1997. - № 96. - P. 31 - 56.
  31. Совга E.E., Любарцева С.П. Модельные оценки экологических последствий для экосистемы сероводородной зоны аварийных ситуаций на глубинном газопроводе в восточной части Черного моря // Системы контроля окружающей среды. - Севастополь: МГИ НАН Украины, 2002. - С. 339 - 344.

Скачать статью в PDF-формате

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.