Океанология, 2024, № 1
научный журнал
Покупка
Новинка
Тематика:
Гидрофизика. Гидрология
Издательство:
Наука
Наименование: Океанология
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 180
Дополнительно
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Российская академия наук ОКЕАНОЛОГИЯ Январь-Февраль 2024 № 1 Том 64 Основан в 1961 г. Выходит 6 раз в год Журнал издается под руководством Отделения наук о Земле РАН Главный редактор Флинт М.В. Редакционная коллегия: Азовский А.И., Дубинин А.В., Дубинин Е.П., Галкин С.В., Глуховец Д.И., Гулев С.К., Завьялов П.О., Зацепин А.Г. (заместитель главного редактора), Кравчишина М.Д., Левашов Д.Е., Лобковский Л.И., Матуль А.Г., Михеев В.Н., Немировская И.А., Островский А.Г., Погосян С.И., Политова Н.В. (ответственный секретарь), Резник Г.М., Римский-Корсаков Н.А., Савенко В.С., Филюшкин Б.Н., Шевченко В.П. (заместитель главного редактора), Черкашов Г.А., Яковлев Н.Г. Редакционный совет: Бондур В.Г., Витледж Т.Е. (США), Добролюбов С.А., Долгих Г.И., Захаров В.Е., Матишов Г.Г., Нигматулин Р.И., Ниуль Ж.Ж. (Бельгия), Павлов Д.С. Адрес редакции: 117997, Москва, Нахимовский пр., 36 Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, тел. 8.499.124-63-81 E-mail: varhipk@ocean.ru Москва ФГБУ «Издательство «Наука» © Российская академия наук, 2024 © Редколлегия журнала “Океанология” (составитель), 2024
СОДЕРЖАНИЕ Том 64, номер 1, 2024 Химия моря Определение природы углеводородов в Баренцевом море (верификация данных дистанционного зондирования из космоса) И.А. Немировская, А.Ю. Иванов 3 Морская биология Биоаккумуляция химических элементов и органического углерода в макрозообентосных организмах моря Лаптевых Л. Л. Демина, С. В. Галкин, А. С. Соломатина 12 Оценки экологического риска для экосистемы Черного моря на основе моделирования Н. В. Соловьева, И. В. Ковалева 34 Морская геология Минералогия четвертичных отложений долины трансформного разлома Вима (Центральная Атлантика) И. О. Мурдмаа, О. М. Дара, М. А. Лыкова, Д. Г. Борисов, Е. В. Иванова 46 О вулканизме и тектонике в эволюции Гайотов Магеллановых гор (Тихий океан) С. П. Плетнев, В. Т. Съедин 66 Земная кора и верхняя мантия Южно-Китайского моря (вероятностно-детерминистская реологическая гравитационная модель) А. М. Петрищевский 78 Тектоническое строение и эволюция литосферы приантарктической части Южной Атлантики Е. П. Дубинин, А. В. Кохан, Н. М. Сущевская 94 Изменение скорости разрушения горных пород в верхней сублиторальной зоне Мурманского берега М. В. Митяев, М. В. Герасимова, С. С. Малавенда 112 Сравнительный анализ минеральных ассоциаций донных отложений губы Буор-Хая А. С. Ульянцев 121 Приборы и методы Новые измерительные и передающие средства для оперативной океанографии на Черноморском полигоне «Геленджик» ИО РАН В. И. Баранов, А. Г. Зацепин, С. Б. Куклев, В. В. Очередник, В. В. Машура 143 Современные методы и технические средства экологического мониторинга устьев малых рек Д. А. Антоненков 153 Оценки исходной сейсмичности для шельфовых сооружений на примере Печорского моря С. А. Ковачев, Н. В. Либина 165
CONTENS Том 64, номер 1, 2024 Marine Chemistry Determination of the Nature of Hydrocarbons in the Barents Sea (Verifi cation of Remote Sensing Data) I. A. Nemirovskaya, A. Yu. Ivanova 3 Marine Biology Bioaccumulation of Chemical Elements and Organic Carbon in the Macrozoobenthic Organisms of the Laptev Sea L. L. Demina, S. V. Galkin, A. S. Solomatina 12 Simulation based Ecological Risk Assessment of the Black Sea Ecosystem N.V. Solovjova, I. V. Kovalyova 34 Marine Geology Mineralogy of Quaternary Sediments from the Valley of Vema Fracture Zone (Central Atlantic) I. O. Murdmaa , O. M. Dara, M. A. Lykova, D. G. Borisov, E. V. Ivanova 46 On Volganism and Tectonics in the Evolution of the Guyots of the Magellan Seamounts (Pacifi c Ocean) S. P. Pletnev, V. T. Sedin 66 Crust and Upper Mantle of the South China Sea (probabilistic-deterministic gravity model) A. M. Petrischevsky 78 Tectonic Structure and Evolution of the Lithosphere in the Antarctic Part of the South Atlantic E. P. Dubinin, A. V. Kokhan, N. M. Suschevskaya 94 Changes of the Speed of Rock Destruction in the Upper Sublitoral Zone, 2017–2022 Mityaev M.V. Gerasimova M.V.Malavenda S.S. 112 Comparative Analysis of the Mineral Associations in the Sediments from Buor-Khaya Bay A. S. Ulyantsev 121 Instruments and methods New Measuring and Data Transmission Equipment for Operational Oceanography at the Gelendgik Black Sea Test Site of Institute of Oceanology RAS V. I. Baranov, A. G. Zatsepin, S. B. Kuklev, V. V. Ocherednik, V. V. Mashura 143 Modern Methods and Technical Instruments of Ecological Monitoring of the Estuaries of Small Rivers D. A. Antonenkov 153 Assessment of Initial Seismicity for Off shore Platforms on the Example of the Pechora Sea S. A. Kovachev, N. V. Libina 165
ОКЕАНОЛОГИЯ, 2024, том 64, № 1, с. 3–11 ХИМИЯ МОРЯ УДК 550.47:556.54 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИРОДЫ УГЛЕВОДОРОДОВ В БАРЕНЦЕВОМ МОРЕ (ВЕРИФИКАЦИЯ ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ИЗ КОСМОСА) © 2024 г. И. А. Немировская*, А. Ю. Иванов** 1Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия *e-mail: nemir44@mail.ru **e-mail: ivanoff @ocean.ru Поступила в редакцию 18.04.2023 г. После доработки 12.07.2023 г. Принята к публикации 18.07.23 г. На основе данных дистанционного зондирования, полученных радиолокационными спутниками Sentinel-1A и Sentinel-1B в 2016–2022 гг., и результатов анализа алифатических углеводородов (АУВ) и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в донных осадках, отобранных в 2019–2022 гг., установлена природа нефтяных пленок в различных районах Баренцева моря. Показано, что в прибрежных районах на распространение нефтяных пленок большое влияние оказывают антропогенные поступления углеводородов (в основном от судоходства и рыболовства), что подтверждается повышенными концентрациями АУВ в прибрежных осадках (до 73 мкг/г) и в составе органического углерода (Сорг) осадков (до 3.6%). В центральных и северных районах моря (в частности, на ст. 7105, в координатах 75.2–75.3q с.ш. и 31.5–31.8q в.д.) группировка нефтяных пятен обусловлена природными нефтегазопроявлениями. Это подтверждает аномальная концентрация ПАУ в нижних горизонтах колонки осадков и их состав (доминирование 2-метилнафталина — маркера их нефтяного генезиса). При этом в составе алканов повышалась доля легких гомологов, что может указывать на их образование в осадочной толще. Ключевые слова: Баренцево море, спутниковая радиолокация, мониторинг, нефтяные пленки, антропогенные загрязнения, естественные нефтепроявления, алифатические и полициклические ароматические углеводороды DOI: 10.31857/S0030157424010017, EDN: ETJUJT ВВЕДЕНИЕ [22, 23, 28], способствовали сокращению площади льдов (–6.9% сут–1), которая даже в зимние месяцы 2003 г. не превышала 50% от площади моря [16]. Запуск в 2014 и 2016 гг. европейских радиолокационных спутников Sentinel-1A и Sentinel-1В предоставил уникальную возможность получения информации о состоянии поверхности моря (в том числе о нефтяных пленках и ледовой обстановке) с помощью космического наблюдения. Благодаря этому регулярная спутниковая радиолокационная съемка Баренцева моря ведется с 2015 г. [10, 34]. Репрезентативно оценить влияние загрязняющих веществ на существующий углеводородный фон весьма сложно [11, 13, 31], так как углеводороды (УВ) – соединения природного и антропогенного происхождения. Особенно трудно проводить оценку загрязненности прибрежных акваторий с повышенной биологической продукцией и антропогенной нагрузкой, поскольку именно здесь расположены урбанизированные территории, порты, нефтеперегрузочные терминалы и др., происходит добыча нефти [11, 14]. Важная особенность Баренцева моря — скопление крупных залежей УВ и наличие протяженных зон выходов углеводородных растворов и газовых струй из осадочных толщ [1–4, 16, 17, 36, 41]. Анализ радиолокационных изображений (РЛИ) Баренцева моря выявил многочисленные нефтяные пленки [5, 6, 34]. Их скопления (рис. 1) были обнаружены как на судоходных путях и в зонах рыболовства (предположительно из-за загрязнения нефтепродуктами), так и в центральной и северной частях моря (предположительно из-за естественных нефтепроявлений). Климатические изменения, которые в Баренцевом море проявляются в большей степени по сравнению с другими арктическими морями 3
НЕМИРОВСКАЯ, ИВАНОВ Рис. 1. Сводная карта нефтяных загрязнений всех типов (выделены черным цветом), обнаруженных в Баренцевом море в ходе мониторинга в 2015–2021 гг. по данным спутниковой радиолокации (сплошная линия — граница между Норвежским и Баренцевым морями, пунктирная − между Норвегией и РФ). Цель настоящего исследования — верифицировать данные дистанционного зондирования (радиолокационного спутникового мониторинга нефтяных пленок) результатами анализа содержания и состава УВ в донных осадках в различных районах Баренцева моря для определения их природы. Такие исследования необходимы не только для получения новых данных о пространственном распределении УВ, но и для оценки вклада их вертикальной миграции в общее содержание, а также для проведения геоэкологического контроля при геологоразведочных работах и добыче нефти [11, 13, 15, 18]. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Нефтяные пленки на поверхности Баренцева моря выявлены с помощью ежедневного сбора и анализа РЛИ, полученных спутниками Sentinel-1A/1B в режимах Interferometric Wide (IW) и Extra Wide (EW) с разрешением 10 и 40 м и полосой обзора 250 и 400 км [5, 6, 10, 27, 34]. Различия в интенсивности радиолокационного сигнала, рассеянного в области нефтяного пятна и на поверхности окружающей воды, позволяют выявлять нефтяные загрязнения моря как темные пятна на РЛИ, возникающие за счет выглаживания мелких ветровых волн пленками нефти. Обнаружение пятен пленочных загрязнений, образованных нефтью и нефтепродуктами, включает ряд этапов [10]: выявление темных пятен на РЛИ; извлечение дополнительной информации об этих пятнах с помощью компьютерной обработки и привлечения дополнительных данных; идентификация темных пятен как нефтяных загрязнений; классификация по типам/источникам загрязнения; отсев сликов образований биогенного и аэрогидродинамического происхождения. Различия в интенсивности радиолокационного сигнала, рассеянного в области нефтяного пятна (за счет сглаживания мелких ветровых волн) ОКЕАНОЛОГИЯ том 64 № 1 2024
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИРОДЫ УГЛЕВОДОРОДОВ В БАРЕНЦЕВОМ МОРЕ 5 и на поверхности окружающей воды, позволяют выявлять пленочные нефтяные загрязнения моря. были определены полиарены, рекомендованные EPA (Environmental Pollution Agency) [38]: нафталин (НАФ), 1-метилнафталин (1МеНАФ), 2-метилнафталин (2МеНАФ), аценафтен (АЦНФ), флуорен (ФЛР), фенантрен (ФЕН), антрацен (АНТР), флуорантен (ФЛТ), пирен (ПР), бенз(а) антрацен (БаА), хризен (ХР), бенз(е)пирен (БеП), бенз(k)флуорантен (БkФ), бенз(b)флуорантен (БbФ), перилен (ПРЛ), бенз(a)пирен (БаП), дибенз(а,h)антрацен (ДБаА), бенз(g,h,i)перилен (БПЛ), индено(1,2,3-c,d)пирен (ИНП). Геохимические исследования в Баренцевом море были проведены в 2019–2022 гг. в 75-м, 80-м и 84-м рейсах НИС «Академик Мстислав Келдыш». Ненарушенные керны донных осадков, в которых определяли органические соединения, отбирались с помощью мультикорера Mini Muc K/MT 410 (KUM, Германия). Для анализа взвешенные пробы сушили при температуре 50°С, для определения их влажности. Затем осадки растирали и отсеивали фракцию <0.25 мм, в которой определяли органический углерод (Сорг) и УВ. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Сорг определяли методом сухого сжигания на приборе TOC-L (Shimadzu, Япония). Чувствительность метода — 6 мкг углерода в образце, воспроизводимость — 3–6%. Анализ сводных данных мониторинга показал, что наиболее часто пятна пленочных загрязнений группировались на поверхности моря в районе основных судоходных трасс, следующих через пролив Карские Ворота в Мурманск или Архангельск и далее вдоль норвежского побережья, а также на второстепенных трассах и практически во всех зонах рыболовства (см. рис. 1). Однако наибольшая концентрация нефтяных пленок обнаружена на подходах к Кольскому заливу и в самом заливе, где велико влияние местного флота и нефтегазового комплекса [6, 10, 32]. Наряду со сбросами различных отходов с проходящих и рыболовных судов здесь также могут иметь место сбросы отработанного топлива и нефтепродуктов, содержащихся в льяльных, промывочных и других судовых производственных водах [10]. Углеводороды выделяли экстракцией дихлорметаном ультразвуковым методом. Отдельные углеводородные фракции (АУВ и ПАУ) разделяли гексаном с помощью колоночной хроматографии на силикагеле. Все растворители имели квалификацию высокой чистоты (ос.ч.). Концентрации АУВ определяли методом ИК-спектроскопии на приборе IR Affi nity 1 (Shimadzu, Япония) [7, 11]. В качестве эталона использовали смесь изооктана, гексадекана и бензола (37.5, 37.5 и 25% по объему), стандарт ГСО 7248-96. Чувствительность метода — 3 мкг/мл экстракта [11]. Для перевода концентраций АУВ в Сорг использован коэффициент 0.86. Данные, полученные в 2019–2020 гг., показали, что антропогенное поступление УВ в донные осадки ограничено прибрежными районами [43], где увеличива ется их содержание в составе Сорг [13]. В частности, в 2019 г. при концентрации АУВ 64 мкг/г, а ПАУ — 600 нг/г в песчанистых осадках Канинской банки (при влажности 17.4%) их доля достигала аномально высокого значения в составе Сорг: для АУВ — 11.7%, для ПАУ — 0.13%, что характерно для нефтяных антропогенных УВ [11, 12]. Анализ алканов проводили на хроматографе Кристалл-Люкс 4000-М (Россия), оснащенном пламенно-ионизационным детектором, с капиллярной колонкой 30 м × 0.22 мм (Supelco), с фазой: 5% фенила и 95% диметилполисилоксана, при программировании температуры от 60 до 300°С со скоростью 8°С/мин, газ-носитель — гелий (скорость прохождения газа 1.5 л/мин). Для калибровки прибора и определения времени выхода идентифицируемых алканов использовали смесь калибровочных стандартов н-С10–C40 (Supelco), а в качестве внутреннего стандарта — сквалан (Sigma Aldrich). Похожие результаты были получены и в 2020 г. в прибрежных песчанистых осадках в районе Мурманска с влажностью 11–14%. При содержании АУВ 54–73 мкг/г их доля в составе Сорг колебалась в диапазоне 3.4–3.6%. Тем не менее состав алканов не соответствовал плавному нефтяному распределению гомологов [12, 39, 46], так как в низкомолекулярной области доминировали нечетные гомологи н-С15–С19, а в высокомолекулярной — С25, С27 (рис. 2). Концентрация ПАУ в осадках Кольского шельфа также была высокой — 11900–13600 нг/г. Их содержание в составе Сорг колебалось в интервале 0.8–0.9%, а в морских осадках было в основном меньше 0.002% [13]. Суммарную концентрацию ПАУ (после колоночной хроматографии) определяли методом флуориметрии на приборе Trilogy (США) [37] относительно стандарта нефтепродукта в гексане (ГСО 7950), а их состав — методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на хроматографе LC-20 Prominence (Shimadzu, Япония) с флуоресцентным детектором RF 20A и колонкой Envirosep PP при температуре термостата колонки 40°С с флуоресцентным детектором RF-20A в градиентном режиме (от 50% объемной доли ацетонитрила в воде до 90%). Скорость потока элюента — 1 см3/мин [13, 41]. В результате ОКЕАНОЛОГИЯ том 64 № 1 2024
НЕМИРОВСКАЯ, ИВАНОВ Рис. 2. Состав алканов в донных осадках мурманского шельфа (1, 2) и района Териберки (3, 4). Сорг определялись гранулометрическим составом осадка, и между влажностью осадка и Сорг установлена зависимость с высоким коэффициентом корреляции (r = 0.94, n = 26, p <0.05). Содержание АУВ, напротив, было довольно низким (рис. 4б). Их величины изменялись от 33 мкг/г (гор. 2–3 см) до 11 мкг/г (гор. 22–23 см) и неравномерно снижались с глубиной захоронения. В составе Сорг доля АУВ не превышала 0.1%, с более высокими величинами на горизонтах 2–3 и 17–18 см. Между распределением Сорг и АУВ в толще осадка наблюдалась зависимость (r = 0.70, n = 26, p <0.05). Кроме того, нефтяные пленки были обнаружены в центральных и северных районах Баренцева моря. Согласно данным радиолокации, характерная группировка пятен-сликов на поверхности моря наблюдалась в 232 км к юго-востоку от о. Хопен и в 370 км к северо-востоку от о. Медвежий (см. рис. 1, ст. 7105). Эти нефтепроявления впервые были обнаружены на РЛИ спутника Sentinel1A в мае 2016 г.; всего в этом районе они были видны более чем на 50 РЛИ. Большая часть пятен имела линейную форму, длину от 1 до 23 км; они появлялись в одном и том же месте моря, группируясь в пространстве и создавая характерные веерные структуры (рис. 3). Индивидуальная площадь пятен изменялась от 0.2 до 20 км2. В составе алканов (рис. 5) в низкомолекулярной области доминировали гомологи н-С17,19, и отношение L/H = ∑(C12–C24)/∑(C25–C37) на горизонте 26–27 см было почти в 2 раза выше (1.21), чем на горизонте 24–25 см (0.61). Отобранный керн донного осадка на ст. 7105 до горизонта 13 см состоял из алеврито-пелитового ила темного оливково-серого цвета, а глубже прослеживались единичные включения галечного материала. На поверхности и в толще осадка наблюдалось большое количество полихет семейства Siboglinidae и их трубок. Осадок на горизонте 5 см — комковатый, начиная с 7 см в осадке появлялись гидротроилитовые примазки и микропрослои, количество которых увеличивалось с глубиной; с 15 см — осадок уплотнялся, а с 20 см — в осадке появлялся запах сероводорода. Проведенный анализ показал, что содержание Сорг в осадке было довольно высоким как в поверхностных горизонтах, так и в нижнем слое (25–26 см) >2% (рис. 4а). Концентрации При этом н-алканы преобладали над изо-соединениями, особенно в нижних горизонтах, и соотношение н-С17/i-C19 составляло 7.92; а пристан, который в природных процессах образуется в большей степени [24], в основном преобладал над фитаном — i-C19/i-C20 = 0.13 (гор. 18–19 см), 24.4 (гор. 23–25 см). Низкие величины CPI (отношение нечетных к четным гомологам в высокомолекулярной области) свидетельствуют о слабой степени деградации алканов. Следовательно, АУВ имеют автохтонный, мало преобразованный состав в глубинных горизонтах осадков. ОКЕАНОЛОГИЯ том 64 № 1 2024
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИРОДЫ УГЛЕВОДОРОДОВ В БАРЕНЦЕВОМ МОРЕ 7 Рис. 3. Пространственно-временная группировка пятен-сликов на поверхности моря, обнаруженных в районе ст. 7105 (84-й рейс НИС «Академик Мстислав Келдыш»); белыми точками показаны наиболее вероятные места выходов нефти на поверхность моря. зонтах 19–27 см происходило их неравномерное увеличение. Максимальная концентрация ПАУ оказалась не в поверхностном слое, как это обычно наблюдается [19], а в толще донных осадков на горизонте 21–22 см (см. рис. 4в). Изучение состава ПАУ методом ВЭЖХ (рис. 6) установило повышенную долю нафталинов в их соСодержание ПАУ в керне осадка на ст. 7105 изменялось от 2 до 193 нг/г (см. рис. 4в). Их концентрации на горизонте 2–3 см уменьшались практически до нуля, что соответствует обычному их распределению в осадочной толще, так как считается, что главный источник полиаренов — атмосфера [18, 19, 35]. Напротив, в нижних гориРис. 4. Распределение Сорг (а), АУВ (б) и ПАУ (в) в верхнем слое донных осадков на станции 7105. ОКЕАНОЛОГИЯ том 64 № 1 2024
НЕМИРОВСКАЯ, ИВАНОВ Рис. 5. Состав алканов в толще керна донного осадка на ст. 7105. На вставках показано распределение основных маркеров в их составе. низкомолекулярных нефтяных алканов и влияние терригенного органического вещества привели к тому, что их состав не соответствовал нефтяному распределению. Даже после разлива дизельного топлива в Норильске в мае 2020 г., через 2 месяца после аварии, несмотря на довольно низкие арктические температуры, в поверхностном слое донных осадков состав алканов не соответствовал составу разлившегося нефтепродукта [12]. ставе, с максимумом на горизонте 26–27 см (39% от суммы ПАУ). Это в достаточной степени неожиданно, так как нафталины наименее устойчивые соединения в составе ПАУ, которые должны разлагаться в процессе седиментации [44]. Поэтому можно также считать, что они образовались непосредственно в осадочной толще. Причем содержание 2-метилнафталина (маркера нефтяного происхождения полиаренов) превышало в отдельных горизонтах даже концентрацию фенантрена, наиболее распространенного полиарена в донных осадках [11, 39, 44, 46]. Повышенные концентрации перилена, содержание которого обычно увеличивается с глубиной захоронения [45], в нижней части колонки осадка (≥40 нг/г) было незначительно выше, чем в верхней. Последнее также подтверждает миграционное флюидное образование УВ. Концентрации ПАУ зависят от количества определяемых индивидуальных полиаренов и метода анализа. В поверхностном слое осадков Баренцева моря их содержание (∑22 ПАУ) изменялось от 82 до 3076 нг/г с наиболее высокими величинами на шельфе Шпицбергена [30], возникающими из-за эрозии углистых отложений. При этом в осадках норвежских фьордов ПАУ имели преимущественно пирогенное происхождение [25, 26, 30]. Согласно нашим данным, концентрации ПАУ колебались в интервале 3–9934 нг/г с наиболее высокими величинами также на шельфе Шпицбергена [13]. Таким образом, наши данные подтвердили антропогенный характер нефтяных пленок в прибрежных районах Баренцева моря, источником которых считается судоходство [32]. Наибольшее их количество тяготело к Кольскому заливу [34], где нами установлены высокие концентрации АУВ в песчанистых осадках — в среднем 59 мкг/г, а в составе Сорг — в среднем 3.5%. При фоновой концентрации в грубодисперсных осадков 10 мкг/г [45], эти величины превышали фон почти в 6 раз. Тем не менее быстрая трансформация В районе ст. 7105, совокупность нефтяных пятен-сликов, выявленная по данным РЛИ, полученных в 2016–2021 гг., обусловлена грифонами или сипами на дне — естественными нефтепроявлениями. При этом флюидные потоки из толщи осадков, согласно полученным данным, не всегда Рис. 6. Состав ПАУ в керне донного осадка на ст. 7105 на разных горизонтах. ОКЕАНОЛОГИЯ том 64 № 1 2024
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИРОДЫ УГЛЕВОДОРОДОВ В БАРЕНЦЕВОМ МОРЕ 9 вызывают повышенные концентрации АУВ. Однако состав алканов и ПАУ здесь был аномальным, что предполагает молекулярную диффузию УВ из нижних горизонтов [8, 9]. легко представить, что извлекаться газовым потоком будут преимущественно низкомолекулярные УВ неразветвленного, компактного строения [18]. Высокомолекулярные УВ могут перемещаться во флюидных потоках как отдельная фаза по порам осадочных пород и оставлять геохимический след в поверхностных осадках благодаря аккумуляции, особенно в местах газовой разгрузки [29, 42]. Высокий нефтегазоносный потенциал Баренцева моря и особенности поверхности морского дна (воронки покмарков) делают данное предположение вполне обоснованным. К тому же практически половину, то есть 600 тыс. т — 46% от суммарного поступления в Мировой океан нефтяных УВ (1300 тыс. т) [18, 40], составляют не антропогенные источники, а природное поступление УВ со дна в нефтегазоносных районах. Накопление битуминозных пород является достоверным признаком существования значительного количества органических соединений в осадках Баренцева моря [5, 41], которые не разлагались в анаэробных условиях [33]. Поэтому в нижних горизонтах керна на ст. 7105 появлялся запах сероводорода. Флюидные потоки и их трансформация в поверхностном слое донных осадков рассматривались в качестве основного источника УВ при исследовании донных осадков в районе Штокманского газоконденсатного месторождения [11, 15]. Состав алканов осадков в этом районе имел смешанный генезис: в низкомолекулярной области доминировали автохтонные гомологи (н-С16–С17), а в высокомолекулярной — нефтяные (CPI ≤ 1); в составе ПАУ — легкие полиарены [11]. Предполагалось, что довольно низкие концентрации АУВ в пересчете на сухую массу (в поверхностном слое 4–19 мкг/г, а на горизонте 10–20 см — 8–85 мкг/г) и в составе Сорг (в среднем ≤1%) в этом районе обусловлены снижением интенсивности флюидных потоков в последние годы. Связано это с тем, что углеводородные залежи Штокманского месторождения перекрыты непроницаемой толщей преимущественно глинистых пород. ВЫВОДЫ Флюидные потоки из донных осадков ранее также были установлены нами на шельфе арх. Шпицберген и в осадках Медвежинского желоба [13, 41]. На склоне желоба Стур-фьорд на глубине 392 м была определена высокая концентрация АУВ в поверхностном слое колонки — 186 мкг/г. В этом районе, согласно акустическим данным, существовал наиболее значительный флюидный углеводородный поток в виде газового факела, который поднимался над дном на высоту более 100 м [8]. Однако на соседней станции содержание АУВ в поверхностном слое составило всего 37 мкг/г. Состав алканов в осадках Стур-фьорда также резко изменялся между соседними станциями по содержанию легких гомологов [41]. Результаты верификации данных РЛИ показали, что нефтяные пленки в прибрежных, наиболее судоходных районах образуются в результате антропогенных поступлений нефтяных углеводородов. При этом содержание АУВ в донных осадках значительно превышало фоновые величины, а в составе Сорг их доля ≥1%. В районе ст. 7105 группы нефтяных сликов, обнаруженных на РЛИ, имеют природное происхождение. Это заключение подтверждено независимыми исследованиями содержания и состава УВ, т.е. ростом концентраций ПАУ в нижних горизонтах колонки донных осадков и увеличением доли нафталинов, а в составе алканов — низкомолекулярных гомологов. В северной части Медвежинского желоба, где имеются микрократеры, образовавшиеся в результате диссоциации газогидратов и масштабного выброса метана [20, 21], содержание АУВ было повышенным (до 44 мкг/г) с увеличенной долей низкомолекулярных гомологов (отношение L/H изменялось в интервале 0.84–1.42) [13]. В толще осадка при переходе от окисленного к восстановленному слою состав алканов становился более «автохтонным», чем в поверхностном горизонте. Такие изменения в толще осадков могут происходить при трансформации высачивающихся нефтяных УВ [29]. Изменение скорости высачивания УВ во времени и пространстве приводит к изменчивости от года к году количества нефтяных пятен-сликов, появляющихся на поверхности Баренцева моря в акваториях с флюидными потоками на дне. Сведения о составе и фоновых концентрациях флюидных УВ довольно противоречивы [19]. Предполагается существование нескольких типов систем, в которых может происходить поступление УВ из толщи осадков. Обычно высачивается нефть с низкой температурой застывания, и в ее составе обнаружены, как и на ст. 7105, низкомолекулярные биогенные алканы. Если принять газовый флюид за газ-носитель, а осадочные породы и содержащееся в них органическое вещество за сорбент, Благодарность. Авторы благодарят М.Д. Кравчишину и А.А. Клювиткина, руководство 84 рейса НИС «Академик Мстислав Келдыш» и Д.Ф. Будько за организацию и отбор проб на ст. 7105, А.В. Храмцову за помощь в проведении анализов и оформлении статьи. ОКЕАНОЛОГИЯ том 64 № 1 2024