Рост полиметаллических конкреций обеспечивает низкокислородную, богатую органикой микросреду, подходящую для магнитотактических бактерий. Автор: Ян Лю
Полиметаллические конкреции представляют собой образования размером с картофелину на дне океана, богатые такими минералами, как никель, кобальт и марганец. Концентрация в них редких, экономически важных минералов сделала конкреции центром внимания спорных предприятий по глубоководной добыче полезных ископаемых.
Существует несколько гипотез относительно того, как растут конкреции, но большинство сходятся во мнении, что они образуются, когда металлические компоненты в морской воде медленно осаждаются на морское дно. Несколько исследований предполагают, что микроорганизмы также играют роль в росте конкреций. Конкреции, как правило, содержат биогенный магнетит — ископаемые останки магнитотактических бактерий, которые имеют магнитные органеллы, действующие как крошечные стрелки компаса.
В исследовании, опубликованном в Журнале геофизических исследований: Solid Earth, исследователи изучили связь между обилием бактерий и распределением полиметаллических конкреций в зоне разлома Кларион-Клиппертон (CCFZ), зоне экологического управления к югу от Гавайев, управляемой Международным органом по морскому дну. CCFZ может стать экономически важным регионом для растущей отрасли глубоководной горнодобывающей промышленности.
Авторы проанализировали донные отложения, собранные во время исследовательского круиза в 2013 году. Они использовали вибрационный магнитометр для определения магнитных свойств, электронные микроскопы для идентификации минералов на основе электронной дифракции и методы спектроскопии (которые проверяют, как материалы поглощают и испускают свет и другое излучение) для проверки на редкоземельные элементы.
Результаты выявили три различных источника магнитных минералов в образцах: переносимая ветром пыль, вулканы и бактерии. Переносимые ветром отложения, вероятно, были перенесены в регион западными ветрами средних широт и северо-восточными пассатами, на что указывает уменьшение концентрации магнетита с севера на юг и с востока на запад в CCFZ. Вулканический магнетит образовался в результате эрозии антарктических донных вод островов Лайн и Гавайской цепи.
Наибольшее содержание биогенного магнетита, типа, связанного с бактериями, совпало с самой высокой плотностью полиметаллических конкреций в CCFZ. Результаты привели авторов к гипотезе о том, что конкреции создают богатую углеродом микросреду с низким содержанием кислорода, которая как поддерживает бактерии, так и стимулирует биоминерализацию нанокристаллов магнетита. В свою очередь, бактерии способствуют росту конкреций.
Результаты предлагают новое понимание формирования полиметаллических конкреций и экологического распределения магнитотактических бактерий, что имеет значение для потенциальной глубоководной разведки.
Дополнительная информация: Ян Лю и др., Insights Into a Correlation Between Magnetotactic Bacteria and Polymetallic Nodule Distribution in the Eastern Central Pacific Ocean, Журнал геофизических исследований: Solid Earth (2024). DOI: 10.1029/2024JB029062
Информация о журнале: Журнал геофизических исследований
Предоставлено Американским геофизическим союзом
