BIOGEOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF METHANE DISTRIBUTION IN SEDIMENT AND WATER AT THE GAS SEEPAGE SITE OF SEVASTOPOL BAYS
Keywords:
Black Sea, hydroacoustic data, methane seeps, methanogenesis, anaerobic methane oxidation, sulfate reductionAbstract
CH4 concentration data and rates of microbial processes of carbon and sulfur assimilation occurring in bottom sediments samples from Sevastopol coastal area (Black Sea) are presented. Cold gas seepages in the Sevastopol Bay caused by penetration of the methane bubbles from the deep sedimentary layers into the subsurface horizons. Concentration of methane dissolved in near-bottom and pore waters at this station as well as CH4 oxidation rates in bottom sediments were statistically higher than at the background areas. It was showed that methanogenesis processes occurring in the underlying organic-rich sediments were account for high content of dissolved methane in subsurface sediments at Streletskaya Bay, that evidenced by a high contribution to the methane production from acetoclastic methanogens. In all investigated sediment columns methane oxidation rates exceed intensity of bacterial methanogenesis. The highest sulfate reduction rates detected in the oxidized subsurface sediment layers of Sevastopol coastal area.
References
Артёмов Ю. Г., Егоров В. Н., Поликарпов Г. Г. и др. Эмиссия метана в гидро - и атмосферу струйными газовыделениями в районе палео-дельты р. Днепр в Чёрном море // Доклады НАН Украины. –2007. – № 5. – С. 110 – 116.
Большаков А. М., Егоров А. В. Об использовании методики фазоворавновесной дегазации при газометрических исследованиях // Океанология. –1987. – 27(5). – С. 861 – 862.
Брюханов А. Л., Корнеева В. А., Канапацкий Т. А. и др. Изучение состава сообществ сульфатредуцирующих бактерий в аэробных водах и зоне хемоклина Чёрного моря с использованием метода FISH // Микробиология. – 2011. – 80(1). – С. 112 –120.
Гальченко В. Ф. Метанотрофные бактерии. – М.: ГЕОС, 2001. – 500 с.
Егоров В. Н., Артёмов Ю. Г., Гулин С. Б. Метановые сипы в Чёрном море; средообразующая и экологическая роль / Под ред. Г.Г. Поликарпова. – Севастополь: НПЦ ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011.–405 с.
Егоров В. Н., Гулин С. Б., Гулин М. Б. и др. Струйные газовыделения в акватории внешнего рейда г. Севастополя // Научные записки Тернопольского НПУ. Серия: Биология. Специальный выпуск “Гидроэкология”. – 2005. – № 4 (27). – С. 80 – 82.
Єремєєв В. М, Єгоров В. М., Полікарпов Г. Г. и др. Нові струминні метанові газові виділення із дна моря в акваторії Севастополя // Вісник НАН України. – 2007. – № 4. – С. 47 – 50.
Ефремова А. Г., Жижченко В. Р. Обнаружение кристаллогидратов в осадках современных акваторий // Докл. АН СССР. – 1974. – 214 (5). – С.1179 – 1181.
Иванов М. В., Поликарпов Г. Г., Леин А. Ю. и др. Биогеохимия цикла углерода в районе метановых газовыделений Чёрного моря // Доклады АН СССР. – 1991. – 3, № 5. – С. 1235 – 1240.
Иванов М. К., Конюхов А. И., Кульницкий Л. М. и др. Грязевые вулканы в глубоководной части Чёрного моря // Вест. Моск. Ун-та. – Сер. 4. – Геология. –1989. – № 3. – С. 48 – 54.
Леин А. Ю., Гальченко В. Ф., Пименов Н. В. и др. Роль процессов бактериального хемосинтеза и метанотрофии и биогеохимии океана // Геохимия. –1993. – №2. – С. 252 - 261.
Леин А. Ю., Иванов М. В. Крупнейший на Земле метановый водоём // Природа. – 2005. – №2 – C. 18 – 26.
Овсяный Е. И., Романов А. С., Миньковская Р. Я. и др. Основные источники загрязнения морской среды Севастопольского региона // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зони комплексное использование ресурсов шельфа: Сб. науч. тр. МГИ НАН Украины – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2001. – С. 138 - 152.
Перерва В. М., Лялько В. И., Шпак В. Ф. Флюїдопровідні структури й нафтогазоносність Азово-Чорноморського регіону // Доповіді НАН України. – 1997. – № 4. – С. 136 – 139.
Пименов Н. В., Канапацкий Т. А., Сигалевич П. А. и др. Сульфатредукция, образование и окисление метана в голоценовых осадках Выборгского залива Балтийского моря // Микробиология. – 2012. – в печати.
Полiкарпов Г. Г., Егоров В. М. Виявлено активнi газовидiлення з дна Чорного моря // Вiсн. АН УРСР. – 1989. – № 10. – С. 108 – 111.
Русанов И. И., Юсупов С. К., Саввичев А. С. и др. Микробное образование метана в аэробной водной толще Чёрного моря // Доклады Академии наук РАН. – 2004. – 399, № 4. – С. 571 – 573.
Шнюков Е. Ф. Газогидраты метана в Чёрном море // Геология и полезные ископаемые океана. – 2005. – № 2. – С. 41 – 52.
Шнюков Е. Ф., Созанский В. И. Значення виходив метану на дни Чорного моря в пошуках родовищ нафти и газу // Геология и полезные ископаемые Чёрного моря. – Отделение морской геологии и осадочного рудообразования НАНУ. – К.: «Карбон ЛТД», 1999. – С. 102 – 106.
Шнюков Е. Ф., Созанский В. И., Муравейник Ю.А. О газонефтеносности Чёрного моря // Геологические проблемы Чёрного моря. – К. – 2001. – С. 23 – 34.
Amouroux D., Roberts G., Rapsomanikis S. et al. Biogenic gas (CH4, N2O, DMS) emission to the atmosphere from near-shore and shelf waters of the north-western Black Sea // Estuar. Coast. Shelf Sci. – 2002. – 54. – P. 575 – 587.
Artemov Yu. G. Software support for investigation of natural methane seeps by hydroacoustic method // Marine Ecol. J. – 2006. – 5, no. 1. – P. 57 – 71.
Ginsburg G. D., Soloviev V. A. Submarine gas hydrates. – St.-Petersburg, VNII Okeangeologia, 1998. –216 р.
Hoehler T. M., Alperin M. J., Albert D. B. et al. Field and laboratory studies of methane oxidation in anoxic marine sediments: evidence for a methanogen-sulfate reducer consortium // Global Biogeochem Cycles – 1994. – 8. – P. 451 – 463.
Ivanov M. V., Pimenov N. V., Rusanov I. I. et al. Microbial processes of the methane cycle at the north-western shelf of the Black Sea // Estuar. Coast. Shelf Sci. – 2002. – 54. – P. 589 – 599.
Lein A., Pimenov N., Guillou C. et al. Seasonal dynamics of the sulphate reduction rate on the north-western Black Sea shelf // Estuar., Coast. Shelf Sci. – 2002. – 54. – P. 385 – 401.
Lein A. Yu., Pimenov N. V., Ivanov M. V. The isotopic composition of methane and products of its anaerobic microbial oxidation in the Black sea // Past and present water column Anoxia. Proc. NATO ARW 4-8 October 2003, Sevastopol. – 2003. – P. 53 – 54.
Malakhova L. V., Egorov V. N., Malakhova T. V. et al. Methane in the Sevastopol coastal area, Black Sea // Geo-Marine Letters. – 2010. – 30. – № 3 – 4. – P. 391 – 398.
Patro R., Leifer I., Bowyer P. Better bubble process modeling: Improved bubble hydrodynamics parameterization // In: Gas Transfer and Water Surfaces, Eds. M. Donelan, W. Drennan, E.S. Salzman, and R. Wanninkhof, AGU Monograph. – 2001. – 127. – P. 315 – 320.
Schmale O., Greinert J., Rehder G. Methane emission from high-intensity marine gas seeps in the Black Sea into the atmosphere // Geophys. Res. Lett. –2005. – 32, no. L07609. – P. 1 – 4.
Solomon S., Qin M., Manning, Z. et al. Summary for Policymakers. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, USA, 2007. – 996 p.
