Биогеохимический цикл метана в океане

В монографии рассмотрены геолого-минералогические и микробиологические аспекты круговорота метана в воде и осадках различных районов Мирового океана.
Приведены собственные и литературные оценки скоростей процессов образования и окисления метана с использованием радиоизотопных и изотопных методов, рассмотрена роль процессов аэробного и анаэробного микробного окисления метана в продукции органического вещества и в образовании аутигенных карбонатов.
Особое внимание уделено изучению процессов трансформации метана в местах его крупномасштабного поступления и водную толщу — из глубоководных гидротермальных источников, грязевых вулканов и холодных метаноных сипов.
Для широкого круга исследователей, интересующихся геохимией, биологией океана и процессами глобального цикла углерода.

Содержание
Предисловие ответственного редактора
От авторов
Введение
ЧАСТЬ I
Глава 1. Микроорганизмы, участвующие в биогеохимическом цикле метана
1.1. Метанобразующие микроорганизмы
1.2. Метанокисляющие (метанотрофные) бактерии
1.3. Анаэробное окисление метана
Глава 2. Методы изучения биогеохимического цикла метана в океане
Введение
2.1. Отбор проб воды и донных осадков
2.2. Определение интенсивности метаногенеза
2.3. Определение интенсивности микробного окисления метана
ЧАСТЬ II ГЕОХИМИЧЕСКИЙ ЦИКЛ МЕТАНА В ВОДНОЙ ТОЛЩЕ И ВЕРХНЕГОЛОЦЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ МОРЕЙ И ОКЕАНОВ ("НОРМАЛЬНЫЙ ОКЕАН")
Глава 3. Северный Ледовитый океан, арктические моря
Введение
3.1. Белое море
Введение
3.1.1. Первичная продукция и общая численность микроорганизмов
3.1.2. Концентрация метана и скорость микробного окисления метана в водной толще
3.1.3. Скорости анаэробных микробных процессов метаногенеза и сульфатредукции в водной толще
3.1.4. Краткая характеристика изученных осадков
3.1.5. Химический (силикатный) состав осадков
3.1.6. Органическое вещество осадков
3.1.7. Солевой состав иловых вод
3.1.8. Скорости биогеохимических процессов в осадках
3.1.9. Элементы баланса метана в Белом море
3.2. Баренцево море
Введение
3.2.1. Концентрация метана в водной толще
3.2.2. Скорость микробного процесса окисления метана в водной толще
3.2.3. Характеристика взвеси, содержание Сорг и значения б13С взвеси
3.2.4. Краткая характеристика морфологии дна, литологии и состава иловых вод осадков
3.2.5. Концентрация метана и скорости биогеохимических процессов в осадках
3.2.6. Элементы баланса метана в Баренцевом море
3.3. Карское море
Введение
3.3.1. Процессы цикла метана в водной толще
3.3.2. Метаногенез и метанотрофия в осадках
3.3.3. Элементы баланса метана в Карском море
3.4. Чукотское море
Введение
3.4.1. Характеристика водной толщи
3.4.2. Характеристика осадков
3.4.3. Химический состав иловых вод
3.4.4. Концентрация метана и скорости биогеохимических процессов в осадках
3.4.5. Элементы баланса метана в Чукотском море
3.5. Элементы баланса метана в арктических морях
3.5.1. Резервуары метана в водной толще арктических морей
3.5.2. Особенности распределения скоростей биогенных процессов цикла метана в водной толще
3.5.3. Продукция и потребление метана в верхнем метре осадков арктических морей
3.5.4. Эмиссия метана из арктических морей в атмосферу
Глава 4. Атлантический океан
Введение
4.1. Норвежское море (северо-восточный район)
Введение
4.1.1. Концентрация метана в водной толще .
4.1.2. Краткая характеристика района островного шельфа к западу и северу от островов архипелага Шпицберген
4.2. Балтийское море
Введение
4.2.1 Концентрация метана и процессы цикла метана в водной толще летом 1978 г.
4.2.2. Концентрация метана и процессы цикла метана в водной толще в зимний период
4.2.3. Краткая характеристика изученных осадков
4.2.4. Распределение форм серы и углерода в поверхностном (0-10 см) слое осадков и в вертикальном разрезе осадков (0-100 см)
4.2.5. Распространение сульфатредуцирующих бактерий и скорость сульфатредукции
4.2.6. Концентрация метана и скорости процессов метаногенеза и метанокисления в осадках
4.2.7. Численность метанобразующих микроорганизмов и метаногенез в осадках
4.2.8. Элементы баланса метана в Балтийском море
4.3. Залив Батабано. Карибское море
4.4. Зона Бенгельского апвеллинга
Введение .
4.4.1. Концентрация метана в водной толще
4.4.2. Микробиологические процессы в водной толще
4.4.3. Концентрация метана в осадках
4.4.4. Микробные процессы в донных осадках
4.4.5. Микробиологическое восстановление сульфатов
4.4.6. Элементы баланса метана в зоне Бенгельского апвеллинга
4.5. Район влияния стока р. Конго
Введение
4.5.1. Концентрация метана в водной толще
4.5.2. Концентрация метана в осадках
4.5.3. Численность микроорганизмов и скорости микробных процессов
4.5.4. Элементы баланса метана в районе влияния стока р. Конго
4.6. Элементы баланса метана в изученных районах Атлантического океана
Глава 5. Тихий океан
Введение
5.1. Берингово море
Введение
5.1.1. Краткие сведения о море
5.1.2. Концентрация метана в водной толще
5.1.3. Концентрация метана в осадках
5.1.4. Скорость образования метана в осадках
5.1.5. Скорость метанокисления в осадках
5.1.6. Элементы баланса метана в Беринговом море
5.2. Биогеохимические процессы на транстихоокеанском профиле
Введение
5.2.1. Краткая характеристика океанических осадков
5.2.2. Биогеохимические особенности океанических осадков. Общая численность микроорганизмов, интенсивность микробной ассимиляции 14СО2 и закономерности распределения сапрофитных бактерий
5.2.3. Распространение и геохимическая активность сульфатредуцирующих и метанобразующих микроорганизмов
5.3. Калифорнийский залив
Введение
5.3.1. Состав иловых вод в толще осадков
5.3.2. Численность анаэробных микроорганизмов и скорость метаногенеза
5.4. Профиль осадков у побережья Перу
Введение
5.4.1. Характеристика осадков
5.4.2. Иловые воды осадков
5.4.3. Численность микроорганизмов в осадках на профиле
5.4.4. Распределение величин скорости сульфатредукции по колонкам осадков
5.4.5. Скорость метаногенеза и продукция метана в осадках
5.5. Южно-Китайское море
Введение
5.5.1. Характеристика осадков
5.5.2. Скорость метаногенеза в осадках
5.5.3. Элементы баланса метана в осадках Южно-Китайского моря
5.6. Элементы баланса метана в изученных осадках Тихого океана
Глава 6. Индийский океан
Введение
6.1. Осадки полигона Сомалийская котловина - порт Момбаса
Введение
6.1.1. Скорости биогеохимических процессов сульфатредукции и метаногенеза в осадках
6.2. Аденский залив, рифт Таджура
Введение
6.2.1. Характеристика осадков
6.2.2. Численность и распределение различных групп микроорганизмов в осадках
6.2.3. Элементы баланса метана в осадках Аденского залива
6.3. Район Мозамбикского пролива
Введение
6.3.1. Численность микроорганизмов
6.3.2. Концентрация метана и распределение скоростей биогеохимических процессов в осадках
6.4. Аравийское море
Введение
6.4.1. Характеристика осадков на меридиональном профиле
6.4.2. Численность микроорганизмов и скорости биогеохимических процессов в осадках
6.4.3. Численность микроорганизмов и скорости биогеохимических процессов в осадках Персидского и Оманского заливов
6.4.4. О генезисе метана верхнеголоценовых осадков Аравийского моря
6.5. Бенгальский залив
Введение
6.5.1. Краткая характеристика осадков
6.5.2. Численность микроорганизмов
6.5.3. Концентрация метана в осадках
6.6. Элементы баланса цикла метана в осадках Индийского океана
Глава 7. Биогеохимический цикл метана в Черном море
7.1. Краткая характеристика Черного моря и история изучения цикла метана
7.2. Распределение метана в водной толще Черного моря
7.2.1. Метан в анаэробной водной толще
7.2.2. Метан в аэробной водной толще шельфа
7.2.3. Метан в аэробной водной толще центральной части моря
7.3. Распределение метана в донных осадках Черного моря
7.4. Результаты микробиологических исследований
7.5. Скорости метаногенеза и окисления метана в анаэробной водной толще Черного моря
7.6. Генезис черноморского метана
7.6.1. Метан донных осадков
7.6.2. Метан грязевулканических брекчий и газогидратов
7.6.3. Метан холодных метановых сипов
ЧАСТЬ III
ФЛЮИДНЫЙ (МИГРАЦИОННЫЙ) МЕТАН ИЗ ОСАДОЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ОКЕАНА:
МЕТАН СИПОВ, ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ И ГАЗОГИДРАТОВ
Введение
Глава 8. Разгрузка водно-газовых флюидов метана (сипов), связанных с диссоциацией приповерхностного слоя газогидратов
8.1. Охотское море, Припарамуширский район
Введение
8.1.1. Концентрация метана в водной толще и в осадках
8.1.2. Химия иловых вод
8.1.3. Скорости биогеохимических процессов в осадках и элементы баланса метана в Припарамуширском районе Охотского моря
8.2. Высачивание углеводородных газов на дне Балтийского моря и в проливах Каттегат и Скагеррак
Введение
8.2.1. Характеристика осадков Балтийского моря и концентрация в них метана
8.2.2. Скорости биогеохимических процессов в газирующих осадках и генезис метана
8.2.3. Концентрация метана и скорости биогеохимических процессов в проливах Каттегат и кагеррак
8.3. Покмарки и грязевой вулканизм в Норвежском море
8.3.1. Покмарки хребта Вестнезе
8.3.2. Газогидраты метана и грязевой вулкан Хаакон Мосби
8.3.3. Литолого-геохимическая характеристика отложений ГВХМ
8.3.4. Химический и изотопный составы поровых вод ГВХМ
8.3.5. Распределение метана и его тяжелых гомологов и изотопный состав метана ГВХМ
8.3.6. Численность микроорганизмов и биогеохимические процессы в кальдере ГВХМ
8.3.7. Распределение концентрации метана в водной толще над кальдерой ГВХМ
8.3.8. Химический и изотопный составы придонных вод в кальдере ГВХМ и скорости микробных процессов в этих водах
8.3.9. Углерод органического вещества отложений кальдеры ГВХМ, его содержание и изотопный состав
8.3.10. Распределение н-алканов в органическом веществе отложений кальдеры ГВХМ
8.3.11. Аутигенное карбонатообразование в кальдере ГВХМ
8.3.11.1. Морфология аутигенных карбонатов и их положение в разрезе осадочных отложений
8.3.11.2. Вещественный состав карбонатных образований
8.3.11.3. Минералогия аутигенных карбонатов
8.3.11.4. Изотопный состав углерода и кислорода аутигенных карбонатных образований и рассеянных карбонатов
8.3.11.5. Возраст углерода карбонатов постройки (по содержанию 14С)
8.3.11.6. Главные черты аутигенного карбонатообразования на метане
8.3.12. Основные признаки подводных грязевых вулканов на примере ГВХМ
8.3.13. Элементы баланса метана в кальдере ГВХМ .
ЧАСТЬ IV
ЦИКЛ МЕТАНА НА АКТИВНЫХ ГЛУБОКОВОДНЫХ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ ПОЛЯХ РИФТОВЫХ ЗОН СРЕДИННО-ОКЕАНИЧЕСКИХ ХРЕБТОВ
Введение
Глава 9. Метан гидротермальных полей быстроспредингового Восточно-Тихоокеанского поднятия и Южной Пацифики
Введение
9.1. Кальдера горы Осевой хребта Хуан-де-Фука
9.2. Бассейн Гуаймас (Калифорнийский залив)
Введение
9.2.1. Численность метанотрофов и скорость биогеохимических процессов в растворах
9.2.2. Численность метанотрофов и скорость процессов метанокисления в осадках впадины Гуаймас
9.3. Район 21° с.ш. ВТП (по материалам 49-го рейса НИС "Академик Мстислав Келдыш")
9.4. Гидротермальное поле 9°50' с.ш. ВТП, эволюция состава горячих флюидов и генезис метана
Введение
9.4.1. Геологическая характеристика района работ
9.4.2. Химический состав растворов "черных курильщиков"
9.4.3. Скорости основных биогеохимических процессов в растворах
9.5. Гидротермальные поля задуговых бассейнов (Манус и Лау). Концентрация метана и скорости биогеохимических процессов
Глава 10. Метан гидротермальных полей медленно-спредингового Срединно-Атлантического хребта
Введение
10.1. Гидротермальное поле ТАГ
10.2. Гидротермальное поле Снейк Пит
10.3. Гидротермальное поле Менез Гвен
10.4. Гидротермальное поле Рэйнбоу
10.5. Гидротермальное поле Лост Сити
Глава 11. Элементы баланса метана на гидротермальных полях
Глава 12. Метанотрофный симбиоз микроорганизмов и животных
Глава 13. Изотопный состав метана флюидов глубоководных гидротермальных полей
Глава 14. Масштабы генерации абиогенного метана в рифтовых зонах океана
Глава 15. Элементы баланса биогеохимического цикла метана в океане
Литература