Біологічні дослідження Чорного моря проводили в підводних лабораторіях «Бентос-300» - унікальних підводних човнах, на яких розміщувалися 12 осіб і наукове обладнання. Невелика підводний човен здається крихітної на тлі баржі.

<

>

Російські дослідники з Інституту мікробіології ім. С. Н. Виноградського РАН (ІНМІ РАН) визначили, скільки метану міститься в Чорному морі, і з'ясували, звідки він там береться.

Метан, на думку вчених, один з основних джерел енергії. Крім того, це парниковий газ номер два після вуглекислого газу. За останні 500 років кількість метану на Землі стало більше і продовжує рости зі швидкістю 1% на рік.

Мікробіологи з ІНМІ РАН вважають, що утворення метану в Чорному морі, так само як і його окислення (до вуглекислого газу), відбувається за участю мікроорганізмів. З ними, правда, не зовсім згодні геологи, які не останню роль в цьому кругообігу метану відводять геологічним процесам, але все ж визнають, що без бактерій справа не обходиться. Чорне море вчені називають реактором, де протікає незліченне число хімічних, фізико-хімічних, біохімічних, біологічних процесів, багато з яких пов'язані між собою. Як розповів на одному з недавніх засідань президії РАН академік М. В. Іванов (ІНМІ РАН), роботи з вивчення ролі мікроорганізмів в утворенні і окисленні метану в Чорному морі були розпочаті спільно з Інститутом океанології АН СРСР ще в першій половині 80-х років минулого століття. Тоді вперше були отримані відомості про метанобразующих і метанокісляющіх мікроорганізмах в воді і донних відкладах Чорного моря, їх поширення і геохімічної активності.

Спільна експедиція ІНМІ РАН з Інститутом біології південних морів, що проводилася на підводному човні-лабораторії «Бентос-300» в грудні 1990 року, отримала перші докази великомасштабних процесів анаеробного (без вільного кисню) окислення метану. Таким доказом стали виявлені карбонатні споруди різних типів: горбисті плити округлої форми, плити з одним або декількома коралоподібні наростами і плити з башнеобразнимі або деревоподібними будівлями заввишки 30-100 см. Знайдені вони в районі інтенсивного газовиділення і високого вмісту метану на глибинах, де кисень повністю був відсутній. При руйнуванні будівель з внутрішніх порожнин і каналів виділялися струменя бульбашок газів. Як виявилося, споруди на 99,6% складаються з кальцієвого арагонита (СаСО3). Вчені припустили, що вони утворені в значній мірі завдяки активності бактерій, що окислюють метан. Для такого припущення у дослідників були підстави: органічна речовина обростань на карбонатних будівлях мало максимально легкий ізотопний склад вуглецю (легкий ізотоп вуглецю - 12С), що свідчило про його біогенному походження.

Протягом наступних десяти років вчені вивчали биогеохимический круговорот метану в Чорному морі - в анаеробної і аеробного товщі води і донних відкладах. В результаті дослідники оцінили зміст метану в анаеробної частини в 45 · 1011 молей (тобто 7,2 · 1010 кг). При цьому, як було показано, більше 75% метану, розчиненого в морській воді, продукують анаеробні мікроорганізми - археї, імовірно з роду Methanotrix. Решта 25% метану потрапляє у воду з порівняно неглибоководному опадів - з глибини менш 700 м, а також з холодних метанових сипів (висачівающіхся з дна флюїдів метану) і підводних грязьових вулканів.

Дослідникам з ІНМІ РАН вдалося встановити, що метан, мігруючий з анаеробної зони (товщі), практично повністю окислюється аеробними бактеріями (тобто бактеріями, здатними жити і розвиватися тільки при наявності вільного кисню) на кордоні відновлених і окислених вод моря. Однак уже в самій аеробній зоні метан утворюється за рахунок активності інших мікроорганізмів - архей в анаеробних мікроніші, що утворюються в кишковому тракті зоопланктону, і в скупченнях органічних речовин різного походження. Саме за рахунок метану, утвореного в аеробній зоні, формується його потік з поверхні моря в атмосферу. Оцінка кількості біогенного метану, що надходить в атмосферу, - найближче завдання вивчення циклу метану в Чорному морі. Сприятливі термобарические умови (температура і тиск), існуючі в глибоководній западині моря (глибина більше 700 м), дозволили геофізикам прогнозувати піддонні поклади газогідратів метану. Їх існування поки не підтверджено бурінням, проте, на думку академіка Іванова, розшифровка походження метану піддонних газогідратів, ще одне першочергове завдання вивчення циклу метану в Чорному морі. Припускають, що в освіті метанових газогідратів бере участь як метан, який продукується археями в глибоководних опадах, так і метан водної товщі, мігруючий з придонному води в верхні горизонти опадів.