Океанология, 2021, T. 61, № 4, стр. 543-559

ВВЕДЕНИЕ

Море Лаптевых является уникальным на планете местом, где практически под прямым углом активный срединно океанический хребет Гаккеля упирается в широкий шельф с континентальным типом коры [3, 7]. В тектоническом отношении западная часть Лаптевоморского бассейна представляет собой сложный узел сочленения четырех крупных структур: северной части Сибирской древней (эпикарельской) платформы и южной части Лаптевоморской молодой (эпипозднекиммерийской) плиты, обрамленных Таймыро-Североземельской и Верхояно-Колымской складчатыми областями. Осадочный чехол моря Лаптевых испещрен множественными разломами, многие из которых проходят сквозь более молодые отложения (вплоть до неогеновых), а сопредельные хребту Гаккеля трансформные разломы проходят и сквозь современные осадки [1, 6, 13]. Как известно, разрывные нарушения часто выступают каналами, по которым происходит вертикальная миграция флюида [2].

По данным орбитальной съемки [18] повышенная эмиссия метана наблюдается в основном у берегов северных морей и островов, что, вероятно, в первую очередь связано с термоабразией берегов и стоком терригенного ОВ. При этом также отмечается повышенная зона эмиссии в северо-восточной части моря Лаптевых [8], что совпадает с областью распространения сипов [32].

Мощность современной эмиссии газов в Арктике зависит от степени вовлечения в биогеохимический цикл органического углерода, накопленного в древних ледовых комплексах, подводной мерзлоте и морских осадках [12]. Известно, что нижняя граница слоя мерзлых пород поднимается с увеличением расстояния от берега и глубины моря и также зависит от геотермического потока тепла. Это приводит к значительному уменьшению мощности многолетнемерзлых пород (ММП) не только на внешнем шельфе, но и в районах рифтов [11, 14]. К таким районам можно отнести и северо-восточную часть моря Лаптевых.

Регулярные наблюдения на арктических станциях показывают, что на шельфе морей восточной части Арктики существуют естественные источники эмиссии метана, действие которых проявляется в период продолжительностью от 2 до 3 мес., когда акватория региона имеет минимальный ледяной покров. Вклад таких относительно коротких эмиссий в среднемесячные значения концентрации метана составляет не более 1–3% [15]. Многочисленные акустические профили показывают наличие метановых факелов в толще воды моря Лаптевых, иногда объединяющихся в гигантские факелы размером до 1 км в диаметре [10, 16]. Большинство исследователей связывает их происхождение с высвобождением метана из деградирующей зоны стабильности газовых гидратов. Несмотря на то, что метан выделяется из осадка в атмосферу с небольшой скоростью и имеет более короткое время жизни, чем СО₂, его влияние на парниковый эффект в 105 раз выше [34].

С начала проекта глубоководного бурения DSDP было опубликовано огромное количество данных по обнаружению легкой фракции углеводородов в осадках разной глубины [23, 25, 27, 35]. Изучалось содержание УВ газов в верхнем 2-метровом слое морских осадков на шельфе, склоне и на дне бассейна Берингова моря [30]. В работе [24] рассматривали распределение метана в морском осадке в районе о. Борнхольма (южная часть Балтийского моря) до 6–12 м ниже поверхности осадка на морском дне (НПД). Был оценен диффузионный поток метана в этой области (17 × × 10³ кг С/день). Размер зоны сульфатредукции составлял 0.18 м, а область скопления пузырьков метана наблюдалась на глубине 0.6 м. Подобные немногочисленные исследования были проведены на акватории российской Арктики [9, 17].

Исследование УВ молодых морских осадков остается важной задачей в рамках понимания процесса седиментации и диагенеза, цикла углерода и роли биологических агентов в преобразовании ОВ. В зоне сульфатредукции происходит химическая реакция между сульфатом и УВ газами, приводящая к образованию сероводорода, элементной серы, кальцита, диоксида углерода и органических соединений серы [36]. Поэтому целью данной работы являлось изучение закономерностей распределения газов и изменения изотопного состава углерода СО₂ по глубине морских осадков континентального шельфа и склона моря Лаптевых, а также в морских осадках поля сипов в море Лаптевых.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Во время проведения арктического рейса № 72 на НИС “Академик Мстислав Келдыш” в 2018 г. с помощью бокс-корера были отобраны образцы современных морских осадков на территории моря Лаптевых и Евразийского бассейна. При небольшой мощности отобранного осадка (25–50 см) было проведено послойное изучение содержания газов в колонке с интервалом пробоотбора 5–10 см.

Основные станции пробоотбора экспедиции рейса № 72 находились в море Лаптевых: исследовались газы в морских осадках пролива Вилькицкого, континентального шельфа и склона. На рис. 1 показаны станции пробоотбора, объединенные в четыре субмеридиональных разреза. Всего станций пробоотбора было 22 (номера с 5947 по 5974). Полная информация о станциях представлена в табл. 1.

Восточный разрез проходит примерно посередине акватории моря Лаптевых до южной границы котловины Амундсена. Разрез представлен станциями (с юга на север): 5949, 5950, 5954, 5956, 5958.

В начале Восточного разреза находится область метановых сипов, которая расположена вблизи сочленения хребта Гаккеля с системой разломов на шельфе. В этой области находятся два газовых поля размером несколько км: поле С 15 (станция 5947) и поле Оден (станции 5953-1, 2, 3). Расстояние между ними примерно 50 км.

Хатангский разрез проходит западнее и достигает южной части хребта Гаккеля. Разрез состоит из 6 станций (с юга на север): 5960, 5961, 5962, 5963, 5965 и 5964.

Разрез вдоль пролива Вилькицкого представлен станциями (с запада на восток): 5970, 5969, 5968 (шельф), 5967 и 5966 (континентальный склон). Разрез начинается к северу от о. Малый Таймыр и простирается в северо-восточном направлении до середины континентального склона. Колонка, отобранная на глубоководной станции 5964, представлена плотными абиссальными глинистыми осадками.

Поперечный разрез пролива Вилькицкого, между о. Большевик и п-вом Челюскин и состоит из 4 станций (с юга на север): 5974, 5973, 5944, 5972. Станции находятся на прибрежной или шельфовой зоне, средняя глубина 50–210 м.

В извлеченных колонках находились морские осадки преимущественно алеврито-пелитового типа. Верхний слой осадков континентального шельфа окислен и имеет бурый цвет, переходящий в зеленовато-серый цвет, в нижних восстановленных слоях осадка. Морские осадки ложа океана представлены ярко-красными глубоководными глинами. Краткое литологическое описание исследуемых станций отображено в табл. 2.

Объем пробы одного горизонта (с интервалом 5–10 см между пробами) составлял 300 мл. Сразу после пробоотбора влажные осадки помещались в бутылку с насыщенным солевым раствором, куда закачивался гелиевый пузырь объемом 10 мл, в который переходили находящиеся в осадке газы. Для дегазации осадка бутылку помещали в ультразвуковую ванну на 20 мин, затем в сушильный шкаф на 12 ч, нагретый до температуры 50–55°С. Гелиевый пузырь с извлеченными газами с помощью шприца переносили в пенициллиновый флакон объемом 20 мл, заполненный насыщенным раствором NaCl и герметично закрытый крышкой. Подобная методика для извлечения газов из морских осадков была описана в статьях [4, 19, 21]. Высокая температура и насыщенный соляной раствор препятствуют микробиологической активности археев [3].

Концентрацию газов измеряли при помощи газового хроматографа “КристалЛюкс-4000М” (Йошкар-Ола, Россия) с капиллярными колонками HP-Plot Q (30 м × 0.537 мм × 40 мкм) и ZB-5 (30 м × 0.53 мм × 5 мкм). Поток газа-носителя гелия марки 6.0 составлял 10 мл/мин, температура термостата – 120°С. Для анализа углеводородных газов использовали пламенно-ионизационный детектор и для анализа серосодержащих газов – пламенно-фотометрический. Итоговые результаты определения концентрации газов выполнены по трем измерениям.

Изотопный состав углерода газов, выделенных из осадков, измеряли методом масс-спектрометрии изотопных отношений при постоянном потоке (CF-IRMS), используя газовый хроматограф “HP 6890” (Hewllett Packard) с капиллярной колонкой PoraPlot Q (30 м × 0.32 мм × 0.25 мкм), соединенный с масс-спектрометром изотопных отношений “Delta Plus” (Thermo Fisher Scientific, Бремен, Германия). Поток газа-носителя гелия марки 6.0 составлял 2 мл/мин, температура термостата – 40°С. В качестве лабораторного газового стандарта использовали СО₂, аттестованный по международному стандарту TEX-843C (OZTech), имеющего значение δ¹³С = –40.79 ‰. Стандартное отклонение результатов измерения составляло 0.2‰.

Были измерены концентрации следующих соединений: метан (CH₄), этилен (C₂H₄), этан (C₂H₆), пропилен (C₃H₆), пропан (C₃H₈), бутилен (C₄H₈), н-бутан (n-C₄H₁₀), изобутан (i-C₄H₁₀), н-петан (n-C₅H₁₂), изопентан (i-C₅H₁₂), неопентан (neo-C₅H₁₂), углекислый газ (CO₂), сероксид углерода (COS), диметилсульфид (CH₃SCH₃), сероводород (H₂S) и метилмеркаптан (CH₃SH). Для каждой станции были построены графики изменения концентрации газов по глубине осадка (рис. 2–8).

РЕЗУЛЬТАТЫ

На каждой станции пробоотбора в море Лаптевых всегда обнаруживались следующие УВ газы: CH₄, C₂H₄, C₂H₆, C₃H₆, C₃H₈, C₄H₈, n-C₄H₁₀ и CO₂. Также на многих станциях наблюдались i‑C₅H₁₂, n-C₅H₁₂, i-C₄H₁₀. Неопентан (neo-C₅H₁₂) был зарегистрирован только один раз в колонке осадка на станции 5953-3 (поле сипов Оден). У большинства этих газов наблюдались общие зависимости изменения концентраций, как по глубине осадка, так и по разрезам.

Среди отобранных газов наибольшей концентрацией обладает углекислый газ (50–3000 мкг/л), после него вторым по концентрации идет метан (0.1–5 мкг/л), затем этилен, этан, пропилен, пропан, бутилен и н-бутан (со значениями от 0.001 до 0.04 мкг/л). Более тяжелые углеводороды обнаружены, как было сказано выше, не на всех станциях и горизонтах и отличаются низкими значениями концентрации. В колонке осадка 5953-3 концентрация всех УВ газов возрастала на порядки. Для всех рассматриваемых разрезов, кроме области метановых сипов, приводятся графики, типичные для этого разреза, на примере одной из станции.

Восточный разрез начинается от поля сипов Оден и С 15. Типичные графики изменения концентрации углеводородных газов, CO₂ и соединений серы COS, CH₃SCH₃ в морском осадке в зависимости от расстояния от поверхности осадка для глубоководной станции 5956 представлены на рис. 2. Видно, что в интервале осадка 7–12 см наблюдается общая тенденция к повышению концентрации УВ газов (метан – на 2 порядка), затем в интервале 16–20 см их концентрация резко уменьшается (вплоть до предела обнаружения для пропилена, пропана, н-бутана, н-пентана, изопентана). Затем концентрация УВ газов возрастает в интервале 28–32 см и плавно уменьшается в интервале 40–44 см (рис. 2а). В последнем интервале концентрация увеличивается только у этилена и пропилена. Аналогичным образом изменяется концентрация СО₂ (рис. 2б).

Концентрации диметилсульфида и сероксида углерода изменяются синхронно с увеличением интервала осадка, но в разных направлениях (рис. 2в). Там, где повышается концентрация УВ газов, уменьшается концентрация COS и увеличивается концентрация CH₃SCH₃. Наоборот, при уменьшении концентрации УВ газов, увеличивается концентрация COS и уменьшается концентрация CH₃SCH₃. По наличию биогенного газа CH₃SCH₃ можно выделить зоны активной бактериальной деятельности.

Величина изотопного состава углерода CO₂ δ¹³С плавно изменяется от –18.6 до –22.7‰ при увеличении расстояния НПД (рис. 9а). На других станциях величины δ¹³С СО₂ c увеличением расстояния НПД изменяются более сложным образом в зависимости от геохимических условий образования СО₂ и часто коррелируют с распределением содержания углеводородных газов.

Изотопный состав углерода метана и других УВ газов не измерялся из-за их низкой концентрации.

На Хатангском разрезе (от станции 5960 до станции 5965) типичный график изменения концентрации исследуемых газов построен для станции 5963 и представлен на рис. 3. Видно, что в интервале осадка 19–23 см происходит понижение содержания CO₂, COS и УВ газов гомологов СН₄. При этом содержание СН₄ остается практически неизменным по всей глубине осадка. Содержание COS в интервале осадка 9–13 см увеличивается на 2 порядка (рис. 3в). Отличительной особенностью Хатангского разреза является превалирующая концентрация непредельных УВ газов-гомологов над предельными. При этом графики сохраняют похожий вид при изменении концентрации с глубиной отбора (рис. 3а).

Усредненные концентрации выделенных газов по вертикальному профилю морских осадков в разрезах моря Лаптевых (Восточный разрез, Хатангский разрез, разрез вдоль пролива Вилькицкого)–Ледовитый океан, в поперечном разрезе пролива Вилькицкого и в районе сипов моря Лаптевых приведены в табл. 3. Видно, что при перемещении по Восточному и Хатангскому разрезам от континентального склона в сторону Ледовитого океана наблюдается изменение средней концентрации углеводородных газов, CO₂ и соединений серы COS, CH₃SCH₃. Как обычно, сероксид углерода и диметилсульфид в большинстве случаев имеют взаимно обратную картину изменения концентраций. Усредненный изотопный состав углерода СО₂ по колонке морских осадков для глубоководной станции 5964 имеет величину δ¹³С = –20.8‰ (влияние морского ОВ), а для мелководной станции 5960 величину δ¹³С = –22.6‰ (влияние терригенного ОВ).

Разрез вдоль пролива Вилькицкого начинается от станции 5970 и доходит до континентального склона. За счет близости терригенного источника осадочного вещества и органики, во всех образцах осадков поперечного разреза пролива Вилькицкого и в некоторых образцах разреза вдоль пролива Вилькицкого наблюдаются зоны усиленной сульфатредукции, с концентрацией сероводорода выше 1 мкг/л и с заметным количеством метилмеркаптана (0.1 мкг/л), по сравнению с редкими проявлениями сероводорода в остальных разрезах. Типичные графики изменения концентрации углеводородных газов, CO₂ и соединений серы COS, CH₃SCH₃ в морском осадке в зависимости от расстояния НПД для станции пробоотбора 5970 в проливе Вилькицкого представлены на рис. 4. Концентрация СН₄ с глубиной увеличивается на порядок, затем остается на постоянном уровне (рис. 4в). Синхронно меняются значения концентраций у этана, пропана и н-бутана: они демонстрируют общий локальный максимум на глубине 15 см (рис. 4а); к этому горизонту также приурочена пониженная концентрация сероксида и углекислого газа.

В поле сипов Оден находится станция 5953, на которой отбирали 3 колонки морских осадков (5953-1, 5953-2, 5953-3). Характерной особенностью состава газов из колонки 5953-3 (на поверхности которой находились бактериальные маты) является значительно повышенная концентрация углеводородов (табл. 3). Так, концентрация метана выше среднего уровня в этой области на 4–5 порядка, вторым по содержанию идет пропен (с концентрацией на 3 порядка выше среднего уровня концентрации в области сипов), затем все остальные газы, содержание которых превышает средний уровень на 1–2 порядка. Присутствуют практически все УВ газы (рис. 5а), отмеченные ранее, в том числе неопентан, характерный для природных газов и нефтей, не обнаруженный на других станциях.

Все углеводороды, выделенные из колонки 5953-3 (рис. 5), можно разбить на две группы по картине изменения концентрации с глубиной. К первой группе относятся предельные углеводороды, концентрация которых резко повышается до своего максимального значения от поверхности к горизонту 7 см, затем она практически остается постоянной. К этой группе относятся: метан, этан, пропан, н-бутан, изобутан, изопентан и неопентан. По-видимому, эти газы просачиваются из глубины, а на горизонте 7 см начинают активно рассеиваться, вследствие чего наблюдается понижение концентрации.

Ко второй группе относятся непредельные УВ, для которых характерно постоянное резкое изменение концентрации с глубиной. Так же как и в первой группе, концентрации компонентов этой группы увеличиваются с глубиной до горизонта 7 см. Затем на горизонте 10 см происходит уменьшение концентрации практически до приповерхностных значений, в некоторых случаях – до предела обнаружения. Затем на глубине 14 см вновь наблюдается максимум концентрации, на 18 см – минимум, и на 23 см – снова максимум концентрации. Поведение концентрации диоксида углерода ближе ко второй группе: на 10 см наблюдается общий минимум. Оказалось, что концентрация предельных УВ значительно (1–2 порядка) превышает концентрацию непредельных УВ.

Для колонок осадков станций 5953-1 (рис. 6), 5953-2 (рис. 7), 5947 (рис. 8), которые тоже находятся в области сипов, соотношения между концентрациями непредельных и предельных УВ в вертикальном разрезе различаются: обычно концентрация этена превышает концентрацию этана в приповерхностных слоях осадка, но на определенном горизонте осадка кривые распределения пересекаются и концентрация этана становится больше концентрации этена; концентрация пропана превышает концентрацию пропена, а концентрация бутена превышает концентрацию бутана.

Известно [20], что при бактериальной активности в морских осадках образуются серные газы в зоне сульфатредукции: H₂S, COS, CH₃SCH₃, CH₃SH и CS₂. При этом соединение CS₂ может окисляться с образованием COS. Содержание сероводорода радикально отличается на разных профилях, находясь либо в пределах 4–40 мкг/л, либо превышая 1000 мкг/л. Наибольшую концентрацию среди серных газов в морских осадках моря Лаптевых имеет диметилсульфид CH₃SCH₃, достигающий концентрации 138 мкг/л. Средняя по вертикальному профилю колонки концентрация диметилсульфида практически не отличается от концентрации в других колонках области сипов, а средняя концентрация COS может на порядок уменьшаться (табл. 3). Учитывая, что диметилсульфид имеет преимущественно биогенное происхождение, можно утверждать, что бактериальная деятельность наблюдается до глубины 50 см в осадках континентального склона даже в арктических условиях.

Для колонки осадков 5947 в поле сипов С 15 характерно повышение концентрации метана и СО₂ с увеличением глубины осадка (рис. 8б, 8в) и практическое отсутствие диметилсульфида (средняя концентрация 2.1 × 10^–2 мкг/л).

На рис. 9б показаны кривые изменения величины δ¹³С метана от –85.1 до –68.7‰ при увеличении расстояния НПД в колонке осадка 5953-3. Следует отметить, что для колонки осадка 5953-3 средняя величина δ¹³С имеет наибольшее значение –18.5‰ по сравнению со средними величинами –21.6 и –26.7‰ для колонок станций 5953-1 и 5947 соответственно (рис. 9б).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Из рис. 2–8 видно, что концентрация УВ газов возрастает при повышении концентрации диметилсульфида в морском осадке. Кроме того, окисление диметилсульфида в области сульфатредукции увеличивает концентрацию COS.

Диметилсульфид в морских осадках образуется при расщеплении бактериями рода Pelagibacterales диметилсульфониопропионата (DMSP), входящего в состав водорослей и цианобактерий [29]. Также диметилсульфид может образовываться в осадке путем метилирования H₂S в анаэробных условиях. Например, метоксилированные ароматические соединения (например, мономеры лигнина) под действием микробов в присутствии H₂S преобразуются в метантиол:

где R обозначает ароматическую группу.

Затем под влиянием ферментов бактерий происходит фиксация бикарбоната и метилирование метантиола с образованием диметилсульфида [22, 31]:

В дальнейшем, в анаэробных условиях в морском осадке диметилсульфид конвертируется в метан в соотношении 1 : 1.5 [28] и другие УВ:

Таким образом, диметилсульфид является важным метаногенным субстратом в морских осадках в области сульфатредукции [37].

Известно, что присутствие сероводорода свидетельствует об активном протекании сульфатредукции, однако на исследуемых разрезах H₂S появляется достаточно редко, бессистемно на разной глубине и с разной концентрацией. Лишь для разреза, проходящего через пролив Вилькицкого между о. Большевик и п-вом Челюскин, характерно постоянное присутствие сероводорода и метилмеркаптана, по наличию которых можно судить об ареале распространения в морских осадках сульфатредуцирующих микроорганизмов в шельфовой и прибрежной частях моря Лаптевых. В результате окисления терригенного вещества в области сульфатредукции образуется в большом количестве СО₂ согласно реакции:

где СН₂О в общем виде описывает ОВ (углеводы).

Поэтому образовавшийся СО₂ имеет величину δ¹³С, характерную для терригенного вещества. Например, δ¹³С в колонке осадка 5972 достигает минимального значения –31.6‰.

В табл. 3 показано, что в области сипов моря Лаптевых в колонке 5953-3 концентрация всех УВ газов возрастает на порядки. По-видимому, существует подток глубинных УВ газов в поверхностные морские осадки. Это может быть связано с тем, что поле сипов располагается на сочленении нескольких тектонических элементов, а прилегающие области испещрены многочисленными дизъюнктивными нарушениями. По последним данным [33], в области котловины Амундсена значение теплового потока несколько выше, чем обычные значения, которые принимают при построении моделей распространения зон стабильности газогидратов (вместо стандартных 40–60 мВт/м² наблюдается около 71–95 мВт/м²). Такой повышенный тепловой поток может приводить к сдвигу зоны преобразования ОВ в катагенезе “вверх” по разрезу, в менее глубокие зоны; а также к уменьшению области стабильности газогидратов и усилению их деградации. Велика вероятность, что таким глубинным источником является деградировавшая ММП. Поэтому наиболее вероятно, что выделенный из морского осадка метан и другие УВ газы имеют смешанную природу происхождения. На это указывает величина δ¹³С метана, которая достигает значения ‒68.7‰ в морском осадке на расстоянии 22 см НПД, и очень большая величина δ¹³С(СО₂) = = ‒15.9‰. Подобный изотопный состав углерода СО₂ и изменение δ¹³С(СН₄) с глубиной осадка наблюдался для образцов, отобранных в заливе Архус (Дания) в 2012 г. [24].

Только в колонке 5953-3 встречается неопентан, (СН₃)₄С, происхождение которого напрямую связано с термальным созреванием нефти и образованием сопутствующего газа. На термогенный характер выделенных газов указывает наличие явных корреляций между отношениями разных групп изомеров – бутана, пентана [26]. Эти отношения для колонки 5953-3 попадают в область преимущественно высокотемпературного катагенеза.

На термогенную природу выделенных газов также указывает существенное превышение концентрации предельных УВ по сравнению с концентрацией непредельных УВ (1–2 порядка).

В колонках 5953-1, 5953-2, отобранных в нескольких метрах от колонки 5953-3 на поле сипов Оден, распределения концентрации УВ газов в вертикальном разрезе осадка не сильно различаются между собой и от распределений концентраций УВ в других разрезах, но сильно отличаются от распределения УВ в колонке 5953-3. По-видимому, колонка 5953-3 находилась в непосредственной близости от места выхода пузырьковых газов из морского осадка. В распределении концентрации газов в колонке осадка 5947, отобранной в поле сипов С 15, имеются некоторые особенности. Наблюдается повышенная средняя концентрация CH₄ и СО₂ в 3–10 раз (табл. 3) по сравнению с пробами 5953-1 и 5953-2 и низкая бактериальная активность, о которой можно судить по практическому отсутствию диметилсульфида в осадке (рис. 8в). По-видимому, существует приток глубинных УВ газов в поверхностные слои морского осадка 5947.

Для Восточного разреза моря Лаптевых характерно повышенное содержание CH₄ и СО₂ в области склона, что связано с глубинными разломами лаптевоморского шельфа [2] и небольшим притоком глубинных газов (табл. 3). Изотопный состав углерода СО₂ на различных горизонтах колонки морских осадков на станции 5954 (склон) достигает величины δ¹³С = –12.6‰, а для мелководной станции 5949 он имеет среднюю величину δ¹³С = = –26.2‰. Большая разница в величинах δ¹³С(СО₂) является доказательством миграции глубинного СО₂ в морском осадке.

Для Хатангского разреза характерно пониженное содержание CH₄ и повышенная концентрация СО₂ на глубоководном склоне по сравнению с пробами, отобранными на шельфе (табл. 3). По-видимому, понижение концентрации CH₄ произошло в результате его окисления в морском осадке. Подобные закономерности наблюдаются на разрезе вдоль пролива Вилькицкого. Для поперечного разреза пролива Вилькицкого характерно повышенное содержание CH₄ и СО₂ в осадке на склоне желоба по сравнению с содержанием этих газов на дне желоба (табл. 3). По-видимому, органическое вещество в морском осадке на дне желоба подвергается сильному перемешиванию под действием потока воды и более интенсивному удалению газов из него.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования морских осадков в море Лаптевых и в области сипов показали, что концентрация УВ газов возрастает при повышении концентрации диметилсульфида в морском осадке. При этом концентрация COS понижается.

Было обнаружено повышенное содержание CH₄ и СО₂ в области склона Восточного разреза моря Лаптевых, что связано с глубинными разломами лаптевоморского шельфа и небольшим притоком глубинных газов. Для Хатангского разреза и разреза вдоль пролива Вилькицкого характерно пониженное содержание CH₄ и повышенная концентрация СО₂ на глубоководном склоне по сравнению с пробами, отобранными на шельфе. Понижение концентрации CH₄ произошло в результате его окисления в морском осадке. Было обнаружено повышенное содержание CH₄ и СО₂ на дне желоба пролива Вилькицкого по сравнению с содержанием этих газов на его склонах. Это связано с процессом накопления органического вещества и его преобразованием на дне желоба.

На основании изотопно-молекулярной систематики предложена гипотеза происхождения газа в колонке осадка станции 5953-3 (поле сипов). Сформированный на глубине термогенный газ при вертикальной миграции через рыхлые осадки смешивается с биогенным газом, предположительно из газогидратов, и выходит на поверхность осадка, и рассеивается.

Благодарности. Авторы благодарят академика РАН Э.М. Галимова за помощь и консультацию при подготовке статьи, а также акад. РАН М.В. Флинта за оказанную поддержку при проведении экспедиционных исследований на НИС “Академик Мстислав Келдыш” в 2018 г.

Источник финансирования. Исследование содержания УВ газов и изотопного состава углерода выполнено в рамках госзадания ГЕОХИ РАН по теме № 0137-2019-0013, организация и проведение экспедиции выполнены при финансовой поддержке РНФ № 14-50-000-98.