Российские и китайские исследователи установили, как микроорганизмы и геологические процессы формируют выбросы газа грязевых вулканов и какое это имеет значение для оценки природных рисков и геологических изысканий.
Ученые из Геологического института РАН совместно с китайскими коллегами установили, что газовые выбросы из грязевых вулканов Северного Тянь-Шаня и Кавказа формируются по-разному в результате сложного взаимодействия глубинных геологических процессов и активности микробных сообществ. Это исследование способствует пониманию происхождения газов, оценке природных рисков и уточнению роли грязевых вулканов в глобальном углеродном цикле. Работы опубликованы в журнале Marine and Petroleum Geology.
Грязевые вулканы часто воспринимаются как медленно «дышащие» геологические структуры, которые периодически выбрасывают газ, воду и глинистые материалы. Однако исследования показали, что состав выделяемых газов может значительно варьироваться из-за жизнедеятельности микроорганизмов, обитающих в глубоких осадках. Именно эти организмы преобразуют сложные углеводороды, метан и углекислый газ, что влияет на интенсивность и характер выбросов.
Земля и микробы взаимодействуют
Исследователи подчеркивают, что источники газов в грязевых вулканах могут быть как глубинными, связанными с разломами и нефтегазоносными слоями, так и биогенными — возникающими в результате микробного разложения органического вещества. Взаимодействие этих процессов создает сложную систему, в которой микроорганизмы могут как усиливать, так и ослаблять газовыделение.
Эти вулканы представляют собой своеобразные «окна» в глубинные слои земной коры. Через них на поверхность поступают флюиды и газы, которые иначе невозможно исследовать напрямую. Понимание их состава критически важно для оценки потенциальных угроз — от выбросов метана до возможных грязевых извержений.
В ходе исследований были собраны газовые пробы из Джунгарской (Китай) и Кубанской котловин. Анализ стабильных изотопов углерода и водорода показал, что химический состав газов в этих регионах значительно различается. Для вулканов Северного Тянь-Шаня характерна выраженная микробная составляющая. Низкие температуры в глубинах способствуют активному участию микроорганизмов в переработке газов и жидких субстратов, что оставляет в метане характерный изотопный след. В то время как для северокавказских грязевых вулканов ситуация оказалась более сложной. Процессы зависят от скорости выхода газа на поверхность. Если газ поднимается быстро, микроорганизмы не успевают его перерабатывать.