Jonge wetenschappers van de Tomsk Polytechnic University hebben als onderdeel van het team van Arctische onderzoekers poriewateren bestudeerd in drie gebieden waar methaan vrijkomt op het oppervlak. Ze slaagden er eerst in om in detail de samenstelling van het poriewater in de koude methaansijpelingen van de oostelijke Arctische zeeën te definiëren. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in de Water wetenschappelijk tijdschrift.

Het onderzoek is gebaseerd op de monsters die zijn verkregen tijdens de Arctische expeditie aan boord van het onderzoeksschip Akademik Mstislav Keldysh in 2019. De wetenschappers en studenten van 12 wetenschappelijke instellingen, waaronder de Tomsk Polytechnische Universiteit, Moskou Instituut voor Natuurkunde en Technologie, Lomonosov Moskou Staatsuniversiteit, het onderzoekscentrum voor biotechnologie van de Russische Academie van Wetenschappen, het Vernadsky Instituut voor Geochemie en Analytische Chemie van de Russische Academie van Wetenschappen, het Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology van de Far Eastern Branch van de Russian Academy of Sciences en anderen namen deel aan de expeditie georganiseerd door het Shirshov Institute of Oceanology van de Russian Academy of Sciences samen met het Ilichev Pacific Oceanological Institute of the Far Eastern Tak van de Russische Academie van Wetenschappen.

De TPU-onderzoekers voerden een aantal onderzoekstaken uit, inclusief de studie van de condities van sedimenten en poriewateren. De poriewateren zijn opmerkelijk vanwege hun weerspiegeling van de samenstelling van zeewater en de samenstelling van sedimenten. Onderzoek naar de monsters van poriewater vanuit het oogpunt van geochemische, biochemische en hydrochemische gegevens, het is mogelijk om processen die plaatsvinden in de wateren en sedimenten te reconstrueren, en om de ontwikkeling van de situatie te voorspellen.

"Tijdens de expeditie we hebben ons gericht op de methaanopbrengstgebieden en de veranderingen van hydrochemische eigenschappen in deze gebieden. In totaal, er waren zes testkernen en 42 monsters van poriewater verzameld op een diepte van 22 tot 68 m. De nadruk lag vooral op de methaanopbrengstgebieden aan de oppervlakte. dus, drie gebieden met hun kenmerken werden bestudeerd:de Lena River Delta, de continentale rand van de Laptev Zee en het centrale deel van de Oost-Siberische Zee. In feite, we vergeleken drie koude methaansijpels met elkaar. Bovendien, de monsters zijn verzameld in de monsternemingspunten in de onmiddellijke nabijheid van de methaanafgifte aan het oppervlak, "Julia Moiseeva, research fellow van de TPU-divisie voor Geologie, een van de auteurs van het artikel, zegt.

Om de monsters te verzamelen, de wetenschappers gebruikten speciale filters en vacuümreageerbuizen om zuurstof uit te sluiten en geldige resultaten te verkrijgen. Een deel van de analyse is aan boord uitgevoerd. Bijvoorbeeld, snel veranderende indicatoren, d.w.z. biogene elementen zoals nitraten, nitrieten, fosfaten, ammoniak en totale alkaliteit werden onderzocht. Een meer gedetailleerde studie van de monsters werd voortgezet in de TPU-laboratoria.

"Teruggekomen van de expeditie, we bestudeerden de macro- en microcomponentsamenstelling van poriewater die werd uitgevoerd in het geaccrediteerde TPU-onderzoekslaboratorium voor hydrogeochemie met behulp van inductief gekoppelde plasma-massaspectrometrie. De gegevens over 66 elementen voor elk monster werden verkregen, het stelde ons in staat om geochemische indicatoren te definiëren voor de aanwezigheid van koude methaansijpeling:in deze context, welke elementen in hogere of lagere concentraties kunnen zijn in vergelijking met achtergrondconcentraties, " zegt Darya Purgina, research fellow van de TPU Division for Geology.

De wetenschappers slaagden erin de regionale kenmerken van de oostelijke Arctische zeeën te definiëren, inclusief de kenmerken van de methaanopbrengstgebieden. Bijvoorbeeld, de stations in de Oost-Siberische Zee worden gekenmerkt door de hoge concentratie van Mn, Al, Si, P, Fe, Cu, Ba in vergelijking met de stations in de Laptev Zee, waar de hoge concentratie Li was, B, V, Br, U en de lage concentratie van I, mn.

In het algemeen, de concentratie van V, NS, P, Al wordt verhoogd in de methaanopbrengstgebieden, terwijl de concentratie van Co, Fe, mn, jij, ma, Cu wordt verlaagd.

"Dus, we hebben eerst een aantal elementen gedefinieerd die kunnen worden gebruikt als indicatoren voor de methaanopbrengst. Het onderzoek is nog gaande om de resultaten te bevestigen. De uitgebreide gegevens zijn al verkregen over de resultaten van de Arctische expeditie van 2020. De materialen worden momenteel verwerkt, echter, het is nu al mogelijk om te zeggen dat het deel van de nieuwe gegevens de eerder verkregen resultaten bevestigt. Verder, de uitgebreide gegevens zullen het mogelijk maken om processen gedetailleerder te reconstrueren, die voorkomen in de methaanopbrengstgebieden. Het unieke van de verkregen gegevens ligt in de toepassing van moderne steekproefmethoden, waardoor storingen worden geminimaliseerd, evenals het verkrijgen van een breed scala aan elementen met een hoge nauwkeurigheid. De poriewateren in de methaanproductiegebieden van het oostelijke noordpoolgebied zijn nog niet zo gedetailleerd en uitgebreid bestudeerd, ’ vatten de wetenschappers samen.