Стимулирование светом окисления сероводорода в анаэробной зоне Черного моря

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Элементная сера – обычный продукт окисления сероводорода в фотической зоне меромиктических водоемов, появляющийся благодаря аноксигенному окислению сероводорода фотосинтетическими бактериями. Фотическая зона в Черном море ограничена 50–60 м, что гораздо выше верхней границы сероводородной зоны, которая в центре моря находится на глубине 90–100 м. В периферийных районах моря глубина редокс интерфейса достигает 150–170 м, где, как предполагалось, фотоавтотрофные бактерии мало распространены и находятся в неактивном состоянии. Исследование распределения элементной серы в анаэробной зоне Черного моря показало, что воды с глубин 180–300 м обладают световой чувствительностью. Это приводит к резкому росту концентраций серы до 11.3 мкмоль/кг при фоновых значениях 0.15–0.18 мкмоль/кг в строго анаэробных условиях. Выяснено, что столь значительный рост элементной серы связан с деятельностью фотоавтотрофных бактерий. Остаются невыясненными условия существования фотоавтотрофных бактерий на глубинах 180–300 м в Черном море при отсутствии света.

Об авторах

А. В. Дубинин

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: dubinin@ocean.ru
Россия, Москва

М. Н. Римская-Корсакова

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: dubinin@ocean.ru
Россия, Москва

Е. О. Дубинина

Институт геологии рудных месторождений петрографии, минералогии и геохимии РАН

Email: dubinin@ocean.ru
Россия, Москва

Т. П. Демидова

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: dubinin@ocean.ru
Россия, Москва

Л. С. Семилова

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: dubinin@ocean.ru
Россия, Москва

Е. Д. Бережная

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: dubinin@ocean.ru
Россия, Москва

Е. Н. Зологина

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: dubinin@ocean.ru
Россия, Москва

О. А. Очередник

Южное отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: dubinin@ocean.ru
Россия, Геленджик

Список литературы

  1. Дубинин А.В., Демидова Т.П., Кременецкий В.В. и др. Определение восстановленных форм серы в анаэробной зоне Черного моря: сравнение методов спектрофотометрии и иодометрии // Океанология. 2012. Т. 52. № 2. С. 200–209.
  2. Дубинин А.В., Демидова Т.П., Римская-Корсакова М.Н. и др. Определение восстановленных форм серы в воде анаэробных бассейнов // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35. № 1. C. 37–51. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2019-1-37-51
  3. Дубинин А.В., Демидова Т.П., Семилова Л.С. и др. Элементная сера и ее изотопный состав в воде Черного моря // Доклады РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 511. № 1. С. 24–30. https://doi.org/10.31857/S2686739723600480
  4. Дубинин А.В., Дубинина Е.О., Демидова Т.П. и др. Изотопы серы в верхней части анаэробной зоны Черного моря// Океанология. 2017. Т. 57. № 6. С. 885–893. https://doi.org/10.7868/S0030157417060041
  5. Якушев Е.В., Виноградова Е.Л., Дубинин А.В. и др. Об определении низких концентраций кислорода методом Винклера // Океанология. 2012. № 1. С. 131–138.
  6. Canfield D.E. Biogeochemistry of sulfur isotopes // In: Stable isotope geochemistry. Reviews in mineralogy and geochemistry. 2001. V.43. P. 607–636.
  7. Dubinin A.V., Demidova T.P., Ocherednik O.A. et al. Distribution and Variations of Elemental Sulfur in the Upper Part of the Black Sea Anoxic Water Column // Oceanology. 2024. V. 64. No. 2. P. 250–259. https://doi.org/10.1134/S0001437024020048
  8. Dubinin A.V., Dubinina E.O., Demidova T.P. et al. Stable isotope evidence for the Bottom Convective Layer homogeneity in the Black Sea. Geochemical Transactions. 2014. 15:3. https://doi.org/10.1186/1467-4866-15-3
  9. Fry B., Gest H., Hayes J.M. 34S/32S fractionation in sulfur cycles catalyzed by anaerobic bacteria // Applied and Environmental Microbiology. 1988a. P. 250–256.
  10. Fry B., Ruf W., Gest H. et al. Sulfur isotope effects associated with oxidation of sulfide by O2 in aqueous solution // Chem. Geol. 1988b. 73. P. 205–210.
  11. Gorlenko V.V., Mikheev P.V., Rusanov I.I. et al. Ecophisiological properties of photosynthetic bacteria from the Black Sea chemocline zone// Microbiology. 2005. V.74. № 7. P. 239–247.
  12. Henkel J.V., Dellwig O., Pollehne F. et al. A bacterial isolate from the Black Sea oxidizes sulfide with manganese (IV) oxide // Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). 2019. V.116. № 25. P. 12153–12155.
  13. Jørgensen B.B., Fossing H., Wirsen C.O. et al. Sulfide oxidation in the anoxic Black Sea chemocline // Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers, Black Sea Oceanography: Results from the 1988 Black Sea Expedition. 1991. V.38. P.S1083–S1103. https://doi.org/10.1016/S0198-0149(10)80025-1
  14. Kamyshny Jr A., Zerkle A.L., Mansaray Z.F. et al. Biogeochemical sulfur cycling in the water column of a shallow stratified sea-water lake: Speciation and quadruple sulfur isotope composition // Marine Chemistry. 2011. 127. P. 144–154.
  15. Karl D.M., Knauer G.A. Microbial production and particle flux in the upper 350 m of the Black Sea. Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers, Black Sea Oceanography: Results from the 1988 Black Sea Expedition. 1991. V. 38. P. S921–S942. https://doi.org/10.1016/S0198-0149(10)80017-2
  16. Kelly D. Stable sulfur isotope fractionation by the Green Bacterium Clorobaculum parvum during photolithoautotrophic growth on sulfide// Polish Journal of Microbiology. 2008. V.57. № 4. P. 275–279.
  17. Kleinjan W.E., de Keizer A., Janssen A.J.H. Biologically produced sulfur// Top Curr. Chem. 2003. V.230. P. 167–188. https://doi.org/10.1007/b12114
  18. Konovalov S.K., Luther G.I.W., Friederich G.E. et al. Lateral injection of oxygen with the Bosporus plume – fingers of oxidizing potential in the Black Sea // Limnology and Oceanography. 2003. V.48. P. 2369–2376. https://doi.org/10.4319/lo.2003.48.6.2369
  19. Manske A.K., Glaeser J., Kuypers M.M.M. et al. Physiology and Phylogeny of Green Sulfur Bacteria Forming a Monospecific Phototrophic Assemblage at a Depth of 100 Meters in the Black Sea // Applied And Environmental Microbiology. 2005. V. 71. № 12. P. 8049–8060.
  20. Marschall E., Jogler M., Henßge U. et al. Large-scale distribution and activity patterns of an extremely low-light-adapted population of green sulfur bacteria in the Black Sea // Environmental microbiology. 2010. V.12. № 5. P. 1348–1362.
  21. Milucka J., Ferdelman T.G., Polerecky L. et al. Zero-valent sulphur is a key intermediate in marine methane oxidation // Nature. 2012. V.491. P. 541–546.
  22. Pimenov N.V., Neretin L.N. Composition and activities of microbial communities involved in carbon, sulfur, nitrogen and manganese cycling in the oxic/anoxic interface of the Black Sea // In: Past and Present Water Column Anoxia. Dordrecht: Springer, 2006. P. 501–521. (NATO Science Series: IV: Earth and Environmental Sciences; vol. 64). https://doi.org/10.1007/1-4020-4297-3_19
  23. Wakeham S.G., Amann R., Freeman K.H. et al. Microbial ecology of the stratified water column of the Black Sea as revealed by a comprehensive biomarker study // Org. Geochem. 2007. V.38. P. 2070–2097. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2007.08.003.
  24. Zerkle A.L., Farquar J., Johnston D.T. et al. Fractionation of multiple sulfur isotopes during phototrophic oxidation of sulfide and elemental sulfur by a green sulfur bacterium // Geochim. Cosmochim. Acta. 2009. V.73. P. 291–306.
  25. Zerkle A.L., Kamyshny Jr.A., Kump L.R. et al. Sulfur cycling in a stratified euxinic lake with moderately high sulfate: Constraints from quadruple S isotopes // Geochim. Cosmochim. Acta. 2010. V. 74. P. 4953–4970.
  26. Zopfi J., Ferdelman T.G., Fossing H. Distribution and fate of sulfur intermediates – sulfite, tetrathionate, thiosulfate, and elemental sulfur – in marine sediments // In: Amend J.P. et al. (Eds.). Sulfur biogeochemistry – Past and present. Geological Society of America Special Paper. Boulder, Colorado, 2004. V.379. P. 97–116.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».