Органическое вещество донных осадков моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря: обзор результатов пиролиза

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью изучения механизмов трансформации и накопления терригенного органического углерода, высвобождаемого из мерзлотных толщ, на шельфе арктических морей. При переносе в системе «суша-море» он может в дальнейшем накапливаться в донных осадках в шельфовой или глубоководной зоне и подвергаться деградации и реминерализации, что приводит к критическим экологическим последствиям. Цель: установление источников и степени диагенетической преобразованности терригенного органического вещества в поверхностных осадках морей Восточной Арктики. Объектом исследования послужили пробы донных осадков, взятые с поверхностного горизонта (0-10 см). Отбор проб проводился в морских исследовательских экспедициях 2011-2019 гг. Результаты. Латеральная выдержанность значений водородного индекса в современных осадках в море Лаптевых связана с вкладом гетерогенного наземного органического вещества, характеризующегося относительной биогеохимической доступностью: водородонасыщенное наземное органическое вещество сменяется морским с сохранением величины водородного индекса. Это отличает море Лаптевых от других арктических акваторий, где по мере удаления от берега отмечался устойчивый рост значения водородного индекса в связи с усилением вклада автохтонного органического вещества. В соотношении параметров δ13C и HI/OI наблюдаются значительные отклонения от линейной зависимости, характерной для консервативного геохимического режима морских акваторий: терригенный материал в осадках губы Буор-Хая характеризуется легким изотопным составом δ13C и повышенными отношением HI/OI, нетипичным для наземного генезиса. Для органического вещества, накопленного в глубоководных осадках континентального склона, напротив, отмечается низкое содержание водорода и высокая доля кислородсодержащих соединений, свидетельствующих о значительной степени диагенетической преобразованности органического вещества.

Ongoing global warming accelerates release of relict terrigenous organic carbon from permafrost onto the Arctic shelf waters. When transported in the land-sea system, it can further be accumulated in bottom sediments in the shelf or deep-sea zone and undergo degradation and remineralization, which leads to critical environmental consequences. This study aims at assessing the sources and degradation degree of terrigenous organic matter in the surface sediments of the Eastern Arctic seas. Within this study, marine bottom sediments taken from the surface horizon (0-10 cm) were investigated. Sampling was carried out during the 2011-2019 marine research expeditions. Lateral consistency of hydrogen index values in modern marine sediments on the Eastern Arctic shelf (mainly in the Laptev Sea) is associated with the great contribution of heterogeneous biolabile terrestrial organic matter, in contrast to other Arctic waters, where growing hydrogen index values are associated with the consistently growing contribution of autochthonous organic matter with increasing distance from the coast. While considering the δ13C and HI/OI correlation, there are also significant deviations from the linear dependence which usually indicates a conservative marine geochemical regime. Sediments of the Buor-Khaya Bay are characterized by an increased HI/OI values in contrast to the deep-water sediments of the continental slope which shows lower hydrogen content and a higher proportion of oxygencontaining compounds, indicating a strong transformation of organic matter. These findings confirm a key role of terrigenous supply in specific biogeochemical conditions in the studied area and reveal that geochemical indicators of immature organic matter sources in the Eastern Arctic seas should be interpreted differently from other Arctic continental margins.