Геохимическая роль планктона континентальных водоемов Сибири в концентрировании и биоседиментации микроэлементов

Актуальность работы определяется необходимостью дальнейшего развития теоретических и прикладных основ биогеохимии в приложении к континентальным водоемам Сибири (озера, водохранилища, реки), которые почти не изучены в биогеохимическом аспекте или изучены фрагментарно в отличие от водоемов конечного стока (краевые моря и океаны). Вполне очевидна необходимость разработки методологии исследования биогеохимических процессов, протекающих в континентальных водных экосистемах при непосредственном участии живого вещества и, в частности планктона, как наиболее универсального его представителя. Недостаточная изученность этих процессов сдерживает развитие многих других взаимосвязанных вопросов, таких, например, как изучение потоков биогенного осадочного материала в озерах и водохранилищах, количественной оценки долевого биогенного (планктонного) и терригенного вкладов химических элементов в донные осадки и др.

Современные представления о геохимической роли планктона в океанском седиментогенезе развивают ведущие океанологи (Лисицын, 1974, 1978, 1986, 2004, 2009; Романкевич, 1977, 1988, 1994; Лукашин, 1981; Емельянов, 1982, 1998; Саенко, 1992, 1995; Батурин, Емельянов, 1993, Демина, Немировская, 2007 и др.). Согласно биоседиментационной (биофильтрационной) концепции «живого океана» (Лисицын, 2004) осадочный процесс в океане идет под определяющим воздействием организмов. Фитопланктон в ходе фотосинтеза продуцирует органическое вещество и переводит из раствора ряд биогенных элементов во взвесь. Новообразованная биогенная взвесь (фитопланктон) служит главным источником пищи для фильтрующих организмов зоопланктона и, частично, бентоса, т.е. далее она трансформируется в другие виды биогенного осадочного вещества. Все три звена «живого океана» (фито-, зоопланктон и бентос) имеют важнейшее значение для современного и древнего осадкообразования, как прямое – поставка биогенного осадочного вещества, так и косвенное – удаление всего взвешенного вещества (включая и терригенное) биофильтрацией. Для биогенной взвеси характерно высокое содержание аутигенного органического вещества и большой группы микроэлементов (около 50). Благодаря значительным глубинам в океане, органическое вещество планктонного детрита практически полностью реминерализируется на пути к донному осадку, и биогенные элементы, возвращаясь в воду, вновь включаются в биогеохимические циклы (рециклинг). Осадочный материал (биогенный и терригенный) поступает в донные отложения океана преимущественно в составе пеллетных комков (продукты экскреции зоопланктона).

В отличие от морей и океанов с их огромными глубинами в континентальных водоемах, и, в частности, малых бессточных озерах, органическое вещество планктонного детрита по мере погружения на дно разрушается не полностью, что способствует при определенных условиях образованию значительных толщ озерных органогенных отложений – сапропелей. Кроме того, планктонный детрит не успевает существенно изменить свой микроэлементный состав на пути к донному осадку, что позволяет количественно рассчитать поставку химических элементов непосредственно через «планктонный канал» и выявить ряд элементов, обогащающих верхние слои современных озерных отложений. Это, в свою очередь, дает возможность с некоторым приближением (метод актуализма) объяснить условия и механизмы обогащения древних осадочных образований планктоногенного происхождения (черные сланцы и нефтематеринские породы) некоторыми химическими элементами за счет их прижизненного концентрирования планктоном. <...>