Сера увеличивает запасы углерода в Черном море — ученые
Новое объяснение накоплению органических соединений в истощенных кислородом водах Черного моря, нашли ученые Ольденбургского университета в исследовании, опубликованном 16 июня в журнале Science Advances.
Черное море — необычный водоем. Ниже глубины 150 метров концентрация растворенного кислорода опускается примерно до нуля, что означает, что высшие формы жизни, такие как растения и животные, не могут существовать в этих районах. В то же время в этом полузамкнутом море хранится сравнительно большое количество органического углерода.
Группа исследователей Ольденбургского университета представила новую гипотезу о том, почему органические соединения накапливаются в глубинах Черного моря и других бескислородных (истощенных кислородом) водах. Они утверждают, что реакции с сероводородом играют важную роль в стабилизации соединений углерода.
«Этот механизм, по-видимому, способствует тому, что в водах Черного моря содержится более чем в два раза больше органического углерода, чем в богатых кислородом морских районах, — сказала доктор Ютта Ниггеманн. — Это обеспечивает отрицательную обратную связь в климатической системе, которая может противодействовать глобальному потеплению в течение геологических периодов».
Данные условия в Черном море, редко встречающиеся в других морских регионах, преобладают уже около 7000 лет. Вода в верхних 150 метрах имеет низкое содержание соли и богата кислородом и поступает в основном из реки Дунай. Ниже него находится слой соленой воды более высокой плотности, которая течет в Черное море из Средиземного моря через Босфор.
«Когда вы открываете пробу воды из более глубоких районов Черного моря, запах тухлых яиц почти сбивает вас с ног», — говорит Ниггеманн. Однако на поверхности нет никаких признаков того, что Черное море является застойным водоемом, в котором из-за недостатка кислорода бактерии производят неприятно пахнущий сероводород.
Как показывает новое исследование, эта высокореактивная молекула связывается с веществами из разнообразной группы углеродсодержащих материалов, которые присутствуют в каждом литре морской воды. Эти вещества известны как растворенное органическое вещество (DOM) — сложная смесь бесчисленных различных молекул, которые являются продуктом разложения органического вещества или бактериальных метаболических процессов.
«Мы смогли очень четко показать, что сероводород реагирует с чрезвычайно разбавленным органическим веществом непосредственно в воде», — объяснила Ниггеманн. Продукты реакции потенциально более долговечны, чем исходные материалы, и поэтому накапливаются в воде.
Ученые сравнили пробы воды из разных мест в Черном море и других морях и реках. Используя различные аналитические методы, включая масс-спектрометр сверхвысокого разрешения исследовательской группы по морской геохимии в Университете Ольденбурга, исследователи смогли подробно охарактеризовать растворенное органическое вещество.
Они обнаружили, что почти пятая часть органических молекул в бескислородных районах Черного моря содержала серу в значительно больших количествах, чем в других морях. Кроме того, команде удалось установить, что высокая доля этих соединений встречается только в этих районах, что привело исследователей к выводу, что соединения серы образуются там в результате химических реакций в сульфидной воде.
