#ифа_исследования

Учёные ИФА РАН изучают метаногенез в лабораторных условиях

✖️ Метан в болотах образуется из торфа, разлагаемого микроорганизмами в бескислородных условиях. Процесс включает накопление ацетата, углекислого газа (CO2) и водорода (H2), из которых метан образуется двумя путями: ацетокластическим (из ацетата) и гидрогенотрофным (из CO2 и H2). Соотношение этих путей зависит от условий конкретного болота.

🎈В полевых условиях можно лишь косвенно судить об интенсивности метаногенеза в торфяной толще, измеряя содержание метана в болотных поровых водах и его потоки в атмосферу. Оценивать общую продукцию метана и вклад отдельных путей метаногенеза в неё позволяет бескислородная инкубация образцов торфа в контролируемых условиях среды. Для этого разработаны специальные ингибиторы, чтобы избирательно заблокировать превращение ацетата в метан, используют метилфторид (CH3F), а для полного отключения метаногенеза подходит натриевая соль 2-бромоэтансульфоновой кислоты (БЭС).

🧪Сотрудники Лаборатории парниковых газов (ЛПГ) изучают на базе Звенигородской научной станции (ЗНС) ИФА РАН образцы торфа, отобранные из полигонального торфяника в ходе летней экспедиции 2024 г. на о. Самойловский в дельте р. Лена. Торфяная суспензия инкубируется в заполненных азотом герметичных флаконах при 5.0, 7.5 и 10.0 °C, что укладывается в диапазон температур, наблюдавшихся в активном слое на глубине пробоотбора (10–15 см) в течение полевой кампании. Каждая проба представлена в трех вариантах: без ингибиторов, с добавлением CH3F и БЭС. Исследователи следят за тем, как изменяется содержание и изотопный состав метана внутри флаконов с торфом, отбирая и анализируя пробы газа через равные промежутки времени. По итогам 3-месячной инкубации ученые собираются выяснить, насколько чувствительна к изменениям температуры скорость образования метана и как соотносятся между собой отдельные пути метаногенеза.

📍 Полученные результаты позволят лучше понимать отклик торфянников северных широт на изменение условий окружающей среды, например, на повышение температуры.

Фото 1. Образцы торфа внутри термостата.
Фото 2-3. Отбор жидкой фазы на содержание промежуточных продуктов метаногенеза.
Фото 4. Термостаты для инкубирования образцов торфа.
Фото 5. Флаконы для отбора газовой фазы на содержание метана.

📸Фотографии: сотрудница ЛПГ Арина Ларина.

🧊 Ученые консорциума «РИТМ углерода» обнаружили, что перед вскрытием льда в Бурейском водохранилище находится колоссальный запас метана — как растворенного в воде, так и содержащегося во льду.

📆В период с 21 марта по 10 апреля 2025 г. сотрудники ИФА РАН и географического факультета МГУ, которые работают над задачами консорциума по созданию Российской системы климатического мониторинга, оценили величины весеннего выброса с Бурейского водохранилища.

💦 Это относительно молодое водохранилище, его заполнение происходило в 2003-2009 гг. Оно находится на Дальнем Востоке России в бассейне р. Амур. Объект интересен с точки зрения строения своего ложа, особенно после случившегося в 2018 году оползня, который повлиял на рельеф водоема в средней его части.

💡Зимне-весенний период этого года оказался нестандартным как по погодным условиям, так и по водному режиму. Проведенные исследования показали, что совокупность этих факторов привела к аномальному скоплению метана в водной толще.

«Наблюдались многочисленные пузыри во льду, мощные пузырьковые потоки, буквально кипение воды после бурения лунок. Измеренные концентрации растворенного метана в воде достигали 3 тыс. мкл/л, что является колоссальным значением. Кроме метана также измерялись концентрации углекислого газа, содержание углерода, гидрологические и гидрохимические характеристики, отбирались пробы донных отложений и ледяные керны. Проводились обследования как всего водохранилища, так и основных притоков. Отобранный материал ждет камеральной обработки, но уже сейчас ясно, что результат будет интересным и крайне полезным», — сказала заместитель директора Института физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН, эксперт группы «Латеральные потоки» консорциума «РИТМ углерода» Ирина Репина.

🟡 В зимний период поверхность пресноводных водоемов покрывается льдом, в связи с чем образующийся в донных отложениях метан не выходит в атмосферу, а аккумулируется в ледяном покрове и водной толще. В период таяния льда этот метан высвобождается. Явление называется весенним выбросом. Его вклад может составлять значимую часть годовой эмиссии метана с поверхности водоема.

💦 Исследования прошлых лет на Бурейском водохранилище показали большие концентрации растворенного метана в подледном слое воды в конце зимы, что позволило выдвинуть гипотезу о существенном весеннем выбросе. Эту гипотезу подтвердил и анализ спутниковых данных, показавший значимые всплески концентрации метана в атмосфере в период схода льда.

🍃 Первая экспедиция для предварительной проверки гипотезы о весеннем выбросе была организована Институтом физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН для задач консорциума «РИТМ углерода» в апреле 2024 года. Результаты исследования подтвердили, что перед вскрытием льда в Бурейском водохранилище находится очень большой запас метана – как растворенного в воде, так и содержащегося во льду. Но в прошлом году обследовать всё водохранилище не удалось. Этой весной ученые получили новые уникальные данные.

Об исследовании в ТАСС.

#исследование_РИТМуглерода #ИФА_РАН