ИСТИНА

Из уточненного баланса форм углерода в океане следует, что внутриводоемные процессы трансформации входящих потоков углерода приводят к выделению ионов Н+ и поглощению ионов Са2+. Согласно этой реакции, в течение года 1628 млн. т кальция переходит из силикатов в карбонаты, что сопровождается связыванием 487 млн. т углерода СО2, образующегося преимущественно в результате внутриводоемных процессов при окислении органического вещества. Количество реагирующего силикатного кальция более чем в 2 раза превышает материковый сток Са2+, равный 718 млн. т/год. Следовательно, в океане должен протекать интенсивный процесс мобилизации кальция, связанный с сопряжением геохимических циклов углерода, кальция и кремния. Цель проекта – выяснение физико-химических механизмов сопряжения геохимических циклов углерода, кальция и кремния в Мировом океане и его влияния на содержание СО2 в атмосфере.

В результате проведенных исследований сделаны количественные оценки вклада различных источников реакционноспособных силикатов кальция и магния в иммобилизацию автохтонной СО2 в океане. 1. Экспериментально определено изменение состава морской воды в процессе взаимодействия со свежим океанским базальтом, мономинеральной фракцией лабрадорита и вулканическими пеплами четырех активных вулканов. Показано, что при взаимодействии базальтов с морской водой происходит поглощение натрия и калия и выделение кальция и магния, увеличение концентраций которых достигает соответственно 30 и 3% их исходного содержания в морской воде. По абсолютной величине этого количества щелочноземельных элементов достаточно для связывания 5 мМ растворенного неорганического углерода, что в 2 раза превышает содержание последнего в естественной морской воде. 2. По данным экспериментального моделирования процесса взаимодействия терригенного материала материкового стока с поровыми растворами морских и океанских осадков в диапазоне карбонатной щелочности 8.4–30.2 мг-экв/л при отсутствии пересыщения по CaCO3 доказано, что интенсивность выщелачивания кальция не зависит от степени насыщения растворов по CaCO3. Этот вывод подтвержден экспериментами с основными кальцийсодержащими породообразующими силикатами (лабрадорит, роговая обманка). 3. Установлено, что при взаимодействии с морской водой из 1 г терригенного осадка в раствор переходит около 2.3 мг Са2+, что эквивалентно выделению 37 млн. т Са/год в пересчете на общую массу материкового стока твердых веществ, равную, согласно последним оценкам, 16 млрд. т/год. Данную величину следует рассматривать как заведомо заниженную, поскольку продвижение фронта реакции в твердой фазе происходит чрезвычайно медленно и при вынужденной небольшой продолжительности экспериментов прореагировать успевают только поверхностные слои зерен. С учетом данных натурных наблюдений по скорости гальмиролиза пород с низким содержанием двухвалентного железа, оценка поступления в океан растворенного кальция за счет его выщелачивания из терригенного осадочного материала должна быть увеличена как минимум до 250–440 млн. т Са/год. Эти величины в 3–5 раз превышают количество кальция, которое переходит в растворенное состояние в результате выветривания силикатных пород на суше (83 млн. т/год). 4. В материковом стоке основная масса Са2+ является продуктом растворения карбонатных пород. Этот кальций, однако, не может участвовать в иммобилизации CO2, образующейся в океане при окислении органического вещества, поскольку вместе с ним поступает эквивалентное количество растворенных бикарбонатов, которые вновь образуют CaCO3 с выделением свободной СО2. Связывать автохтонную CO2 может только кальций, генетически не сопряженный с карбонатными породами, т.е. кальций силикатов. Полученные результаты подтверждают ранее сделанное предположение о том, что терригенные силикаты материкового стока – один из основных источников растворенного кальция в океане, участвующего в связывании автохтонной CO2.