Ссылка для цитирования: Геохимические условия источника межмерзлотных вод Суллар: вторичное минералообразование и потоки метана / Е.А. Солдатова, Е.С. Сидкина, Б.А. Кирюхин, П.Н. Максимов, Л.А. Кривенок, В. Иванов, Н.И. Тананаев // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 10. – С. 16-33.

Актуальность и объект исследования. Межмерзлотные водоносные горизонты и области их разгрузки с приуроченными к ним сезонными наледями подземных вод – особые мерзлотно-гидрогеологические и гидрохимические системы, нетипичные для мощной сплошной криолитозоны центральной Якутии. Различия в содержании хлорфторуглеродов указывают на анаэробный статус некоторых источников, предполагающий микробную деградацию этих соединений метаногенными бактериями. В области разгрузки таких источников происходит резкая смена геохимической обстановки, приводящая к трансформации химического состава вод и запускающая процессы вторичного минералообразования в этой буферной области. В данной работе рассмотрена геохимическая система источника Суллар – самого северного и наименее изученного в группе источников межмерзлотных вод правобережья р. Лены. В ходе экспедиционных исследований в зоне разгрузки источника нами была обнаружена интенсивная аккумуляция аутигенных минералов, в первую очередь соединений железа, а также формирующиеся на них бактериальные маты в виде опалесцирующей пленки. Ряд исследователей связывает трансформацию соединений железа при оттаивании многолетнемерзлых пород с процессами миграции и преобразования органического вещества, в том числе его микробного потребления с выделением метана. Мы предположили наличие взаимосвязи между особенностями вторичного минералообразования и содержанием и эмиссией метана в зоне разгрузки источника. Представленная работа – первое комплексное описание гидрохимии источника межмерзлотных вод Суллар. Целью работы было выявить влияние геохимических условий и микробных сообществ на формирование вторичных минералов и потоков метана с поверхности источника, в частности, оценить влияние смены геохимической обстановки при разгрузке межмерзлотных вод на осаждение Fe и проанализировать связь между этим процессом и потоками метана. Для этого были изучены химический состав воды источника Суллар, потоки парниковых газов с его поверхности, а также минеральный и микробиологический состав корок вторичных минералов и элювия, отобранных в долине источника в непосредственной близости от точек отбора проб воды. Методы. Содержание основных ионов определялось методом ионной хроматографии. Концентрация гидрокарбонат иона и растворенной углекислоты рассчитаны методом равновесного моделирования исходя из значений pH и Eh системы. Содержание микрокомпонентов определялось методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Для выявления сезонной и годовой изменчивости был проведен ретроспективный анализ данных о химическом составе воды источника Суллар за период с 1962 по 2020 гг. Удельные потоки были измерены при помощи камерного метода. Концентрация метана определялась методом газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектором. Текстурно-структурные особенности корок вторичных минералов и элювия определены с помощью петрографического микроскопа. Химический состав отдельных минеральных фаз оценивался с помощью сканирующего электронного микроскопа, оснащенного детектором для энергодисперсионного рентгеноспектрального микроанализа. Концентрацию ДНК измеряли на флуориметре. Библиотеки ампликонов создавали с помощью полимерной цепной реакции с универсальными праймерами для области V4. Равновесное моделирование проведено в программе HCh. За исходные данные приняты аналитические данные о химическом составе изучаемых проб воды.