Признаки неравновесности связанных изотопов микробиогенного метана
Nonequilibrium clumped isotope signals in microbial methane. David T. Wang, Danielle S. Gruen, Barbara Sherwood Lollar, et al. Science. 2015. Vol. 348. No 6233. P. 428–431.
Метан, являясь ключевым компонентом глобального цикла углерода, имеет широкий спектр антропогенных и природных источников. Для идентификации источников метана традиционно используют изотопные соотношения углерода (13С/12С) и водорода (D/H). Кроме того, в последнее время наметилась тенденция использования связанных изотопов самого метана (12CH4, 13CH4, 12CH3D, и 13CH3D) в качестве прокси-данных для определения температур формирования термогенного и микробиогенного метана. Однако до сих пор нет ясности относительно того, как на состав связанных изотопов метана влияют биологические процессы. В процессе исследования изучались образцы метана, полученные из озер, болот, желудков крупного рогатого скота, в результате жизнедеятельности лабораторных культур, а также образцы сланцевого газа заведомо абиогенного происхождения. Для замеров использовался метод лазерной спектроскопии с перестройкой частоты. Авторы показывают, что при производстве метана растительными и животными системами сдвиг кинетического контроля образования изотопа 13CH3D приводит к аномально завышенным оценкам температур образования. Описываемый эффект количественно зависит от доступности в системе Н2. Таким образом, в термометрические методы должны быть внесены поправки в случае возможного биогенного происхождения метана. В том числе это касается оценок, сделанных для районов континентальной серпентинизации и для древних глубинных грунтовых вод. Результаты показывают, что анализ изотопа 13CH3D позволяет надежно отличить медленно образующийся глубинный метан от быстро формирующегося на поверхности метана растительного и животного происхождения.
В.В. Стрекопытов