Газогеохимические особенности донных осадков зоны линейной депрессии Западно-Карской ступени

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В ходе 89-го рейса НИС “Академик Мстислав Келдыш” в 2022 г. были отобраны колонки осадков на станциях 7441 и 7444, расположенных в юго-западной части Карского моря. Станция 7444 находилась на крупной субмеридиональной депрессии, под днищем которой были обнаружены газонасыщенные осадочные толщи. На расстоянии 68 км от станции 7444 находилась фоновая станция 7441. Для осадков фоновой станции 7441 соотношение углеводородных газов С1 / (С2 + С3) < 100 свидетельствовало об их термогенной природе. В осадке на ст. 7441 формирование газовой компоненты в осадке происходило за счет деградации органического вещества (ОВ) и притока термогенных газов, а в осадке ст. 7444 происходил приток биогенного газа, по-видимому, из многолетнемерзлых пород. При этом средняя концентрация СН4 в осадке ст. 7444 превышала среднюю концентрацию в осадке колонки 7441 в 700 раз, а средние концентрации СО2 в осадках ст. 7444 и 7441 были сопоставимы. В слое 541–622 см осадка ст. 7444 концентрации СН4 и СО2 достигали максимальной величины. О биогенной природе газа в осадке ст. 7444 свидетельствовали низкие значения изотопного состава углерода СН4 (средняя величина δ13С(СН4) = –99.7‰) и высокое отношение С1 / (С2 + С3) ~ 102–104 в глубоких слоях осадка.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. С. Севастьянов

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vsev@geokhi.ru
Россия, Москва

В. Ю. Федулова

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН

Email: vsev@geokhi.ru
Россия, Москва

Е. А. Мороз

Геологический институт РАН

Email: vsev@geokhi.ru
Россия, Москва

Е. А. Краснова

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: vsev@geokhi.ru
Россия, Москва; Москва

С. Г. Наймушин

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН

Email: vsev@geokhi.ru
Россия, Москва

Н. В. Душенко

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН

Email: vsev@geokhi.ru
Россия, Москва

С. А. Воропаев

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН

Email: vsev@geokhi.ru
Россия, Москва

А. А. Долгоносов

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН

Email: vsev@geokhi.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Ананьев Р.А., Дмитревский Н.Н., Росляков А.Г. и др. Использование комплексных акустических методов для мониторинга процессов эмиссии газов на шельфе арктических морей // Океанология. 2022. Т. 62. № 1. С. 151–157.
  2. Баранов Б.В., Лобковский Л.И., Дозорова К.А. и др. Система разломов, контролирующих метановые сипы на шельфе моря Лаптевых // Докл. РАН. 2019. Т. 486. № 3. С. 354–358.
  3. Баранов Б.В., Амбросимов А.К., Мороз Е.А. и др. Позднечетвертичные контуритовые дрифты на шельфе Карского моря // Докл. РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 511. № 2. С. 102–108.
  4. Бондур В.Г., Кузнецова Т.В. Выявление газовых сипов в акваториях арктических морей с использованием данных дистанционного зондирования // Исследование Земли из космоса. 2015. № 4. С. 30–43.
  5. Верба М.Л. Современное билатеральное растяжение земной коры в Баренцево-Карском регионе и его роль при оценке перспектив нефтегазоносности // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2007. Т. 2. С. 1–37.
  6. Галимов Э.М., Кодина Л.А. Исследование органического вещества и газов в донных толщах дна Мирового океана. М.: Наука, 1982. 228 с.
  7. Денисова А.П., Мороз Е.А., Сухих Е.А. и др. Признаки глубинной дегазации в верхней части осадочного чехла шельфа и водной толще Карского моря // Геология морей и океанов: Материалы XXIV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. М.: ИО РАН, 2021. Т. IV. С. 235–239.
  8. Мусатов Е.Е. Палеодолины Баренцево-Карского шельфа // Геоморфология. 1998. № 2. С. 90–95.
  9. Соколов С.Ю., Мороз Е.А., Агранов Г.Д. и др. Проявления дегазации в верхней части осадочного разреза Печорского моря и ее связь с тектоникой // Докл. РАН. Науки о Земле. 2021. Т. 499. № 2. С. 91–96.
  10. Galimov E.M. Isotope organic geochemistry // Org. Geochem. 2006. V. 37. № 10. P. 1200–1262. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2006.04.009
  11. Hedges J.I., Keil R.G. Sedimentary organic matter preservation: an assessment and speculative synthesis // Mar. Chem. 1995. V. 49. P. 81–115. https://doi.org/10.1016/0304-4203(95)00008-f
  12. Hilligsoe K.M., Jensen J.B., Ferdelman T.G. et al. Methane fluxes in marine sediments quantified through core analyses and seismo-acoustic mapping (Bornholm Basin, Baltic Sea) // Geochim. Cosmochim. Acta. 2018. V. 239. P. 255–274. https://doi.org/10.1016/j.gca.2018.07.040
  13. Hong W.L., Torres M.E., Carroll J. et al. Seepage from an Arctic shallow marine gas hydrate reservoir is insensitive to momentary ocean warming // Nature Commun. 2017. 8:15745. https://doi.org/10.1038/ncomms15745
  14. Keller M.D, Bellows W.K., Guillard R.R. Dimethyl sulfide production in marine phytoplankton // In: Saltzman E.S., Cooper W.J. (Eds.). Biogenic sulfur in the environment. Washington, D.C.: American Chemical Society, 1989. P. 167–182.
  15. Kim J.H., Torres M.E., Choi J. et al. Inferences on gas transport based on molecular and isotopic signatures of gases at acoustic chimneys and background sites in the Ulleung Basin // Org. Geochem. 2012. V. 43. P. 26–38. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2011.11.004
  16. Kim J.H., Hachikubo A., Kida M. et al. Upwarding gas source and postgenetic processes in the shallow sediments from the ARAON Mounds, Chukchi Sea // J. Nat. Gas Sci. Eng. 2020. V. 76. 103223. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2020.103223
  17. Mau S., Romer M., Torres M.E. et al. Widespread methane seepage along the continental margin off Svalbard-from Bjornoya to Kongsfjorden // Sci. Rep. 2017. 7:42997. https://doi.org/10.1038/srep42997
  18. Mazumdar A., João H.M., Peketi A. et al. Geochemical and geological constraints on the composition of marine sediment pore fluid: Possible link to gas hydrate deposits // Mar. Pet. Geol. 2012. V. 38. P. 35–52. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2012.07.004
  19. McGuire A.D., Anderson L.G., Christensen T.R. et al. Sensitivity of the carbon cycle in the Arctic to climate change // Ecol. Monogr. 2009. V. 79. P. 523–555. https://doi.org/10.1890/08–2025.1.
  20. Milkov A.V., Etiope G. Revised genetic diagrams for natural gases based on a global dataset of > 20.000 samples // Org. Geochem. 2018. V. 125. P. 109–120. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2018.09.002
  21. Niemann H., Elvert M., Hovland M. et al. Methane emission and consumption at a North Sea gas seep (Tommeliten area) // Biogeosciences. 2005. V. 2 P. 335–351. https://doi.org/10.5194/bg-2–335–2005
  22. Pohlman J.W., Riedel M., Bauer J.E. et al. Anaerobic methane oxidation in low-organic content methane seep sediments // Geochim. Cosmochim. Acta. 2013. V. 108. P. 184–201. https://doi.org/10.1016/j.gca.2013.01.022
  23. Portnov A., J. Smith A.J., Mienert J. et al. Offshore permafrost decay and massive seabed methane escape in water depths > 20m at the South Kara Sea shelf // Geophys. Res. Lett. 2013. V. 40. P. 3962–3967. https://doi.org/10.1002/grl.50735
  24. Rantanen M., Karpechko A.Y., Lipponen A. et al. The Arctic has warmed nearly four times faster than the globe since 1979 // Commun Earth Environ. 2022. V. 3. https://doi.org/10.1038/s43247-022-00498-3
  25. Semenov P., Portnov A., Krylov A. et al. Geochemical evidence for seabed fluid flow linked to the subsea permafrost outer border in the South Kara Sea // Geochemistry. 2020. V. 80. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2019.04.005
  26. Whiticar M.J. Carbon and hydrogen isotope systematics of bacterial formation and oxidation of methane // Chem. Geol. 1999. V. 161. P. 291–314. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(99)0009-3

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Рельеф полигона (а) и карта расположения станций пробоотбора (б) в районе ст. 7444. Штриховкой показана проекция газового фронта на поверхность дна. А–Б – линия акустического профилирования (см. рис. 2).

Скачать (526KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Профиль высокочастотного акустического профилирования (2–12 кГц) по линии A–Б (см. рис. 1) с выраженной аномалией типа “яркое пятно”, фиксирующей кровлю газового фронта.

Скачать (197KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Вертикальное распределение газов в осадках ст. 7444 (а) и 7441 (б).

Скачать (828KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Вертикальное распределение экстрагированного ОВ в осадках ст. 7441 и 7444.

Скачать (99KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Изменение изотопного состава углерода экстрагированного ОВ с глубиной осадка ст. 7441 и 7444.

Скачать (93KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изменение формы изотопно-фракционных кривых некоторых горизонтов с глубиной осадка ст. 7441 (а) и 7444 (б).

Скачать (170KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025