Объяснено формирование уникальных минералов на берегах озер Зауралья

Совместные исследования ученых России и зарубежных коллег из Грацского технического университета (Австрия) и Геофизической обсерватории Тулузы (Франция) позволили получить новую информацию о формировании магнезиальных карбонатов в прибрежных зонах озер Зауралья.

Такие данные описаны для региона впервые. Результаты показали минералообразование высокомагнезиальных карбонатов (главным образом гидромагнезита) в условиях континентальных водоемов и степень возможного биогенного влияния на эти процессы.

«Исследуемые озера отличаются от большинства водоемов степной зоны Западной Сибири тем, что ионы цитрата магния здесь осаждаются именно в форме гидромагнезита. Также наряду с гидромагнезитом в изученных образцах обнаружены такие минералы, как магнезит и доломит, — рассказал аспирант института наук о Земле ТюмГУ Андрей Новоселов. — Полученные результаты указывают на ключевую роль процессов биоминерализации в формировании высокомагнезиальных карбонатов в исследуемых озерах».

Ученые отмечают, что подобные места, где осаждение магнезиальных карбонатов преобладает над осаждением магний-кальций и кальций-карбонатов редки (подробно описанных объектов во всем мире меньше десяти), а для обширной территории юга Западной Сибири они и вовсе практически не изучены. Потому итоги работы особенно интересны для расширения представлений о возможных условиях, при которых могут происходить подобные процессы.

В ходе подробного изучения карбонатных новообразований, формирующихся в отложениях прибрежных и береговых зонах озер, исследователи выявили признаки бактериального возникновения большинства аутигенных минералов. А сами образования оказались микробиалитными постройками (литифицированными бактериальными матами). Также в ходе работ были проведены аналитические исследования геохимического состава воды и минерального состава донных отложений.

Исследуемые озера / ©www.mdpi.com

Важно понимать, что озера — это одни из наиболее значимых объектов ландшафта в степных и лесостепных зонах Зауралья, так как функционирование малых водоемов в этих зонах имеют значительное влияние на почвенные и климатические процессы, прилегающих территорий, — пояснил Андрей Новоселов. — Исследуемые участки располагаются на наиболее эксплуатируемых территориях: сельхозугодьях, охотничьих и рыбоводческих хозяйствах. Воды озер и донные отложения представляют собой уникальные и практически полные источники информации об особенностях развития региона и, что более важно, о процессах, протекающих там в настоящий момент».

Масштабных исследований донных отложений малых континентальных водоемов Зауралья не проводилось с начала 1990-х годов, и даже те, что были проведены, захватывали меньшее количество объектов. Уникальностью исследования является совокупность методик исследования минеральных компонентов, привнесенных в водоемы различными источниками сноса с прилежащих территорий, а также постседиментационных минеральных новообразований, являющихся результатом протекающих в озерах биогеохимических процессов.

Прибрежные фации Второго озера из Сетовской группы водоемов / ©www.mdpi.com

Именно понимание совокупности биологических и геохимических процессов, участвующих в формировании аутигенных минералов, позволит наиболее точно представить механизмы образования «проблемных» минералов в прошлом. К примеру, такими минералами являются высокомагнезиальные карбонаты, природа происхождения которых, в континентальных отложениях, до сих пор является предметом споров в научной среде.

«К тому же геохимический состав воды с такими параметрами, как водородный показатель и общая минерализация, позволит выявить особенности и закономерности распределения элементов в зависимости от почвенной и геологической основы, рельефа местности, характера питания водоемов, степени зарастания озерных котловин и так далее. Это в свою очередь может служить подспорьем для распространенных в представленных регионах рыбхозяйств, деятельность которых нуждается в регулярном и серьезном мониторинге состояния воды в водоемах», — считает Новоселов.

Помимо этого, часть изучаемых озер располагаются в непосредственной близости от пахотных угодий, на которых, как правило, используются удобрения. Результаты, полученные в ходе работы, позволят определить степень влияния сельскохозяйственной деятельности на состав вод в зоне геологического и гидрологического переноса, а также возможность привнесенных, не характерных для местности, элементов формировать устойчивые минеральные соединения. Из данных, полученных сегодня, можно уже сделать вывод, что озера — это очень подвижная геохимическая система, способная быстро накапливать и предотвращать дальнейшее распространение некоторых веществ. Однако многие геохимические показатели в них не стабильны и зависят от большого количества факторов, из-за чего подобные водоемы склонны к деградации.

Работа является частью проекта «Геохимические особенности вод и состава донных отложений лесостепных озер юго-запада Западной Сибири, как ключ к пониманию современных особенностей функционирования и развития водоемов семиаридной зоны», поддержанного грантом Российского фонда фундаментальных исследований. В рамках проекта исследуются мелкие и средние озера юга Западной Сибири, располагающиеся в Тюменской, Курганской и Челябинской областях (всего более 45 водоемов).