| Summary: | Атмосферные углеводороды и серосодержащие примеси значительно влияют на химию тропосферы, стратосферы и радиационный баланс. Для того, чтобы определить состав та временные изменения углеводородов и серосодержащих соединений в древней атмосфере Земли, проведено их анализ в блоках льда вдоль профиля прибрежного Антарктического ледника (о. Галиндез, Академик Вернадский). В верхнем слое ледника идентифицировано множество алканов, алкенов, алкинов, COS, CS₂, CH₃SCH₃ ,CH₃SSCH₃ и производных тиофена. Количественно изученны временные вариации CH₂=CHCH₃, COS, CS₂, CH₃SCH₃ и CH₃SSCH₃ в слоях древнего льда. Все эти соединения демонстрируют значительные факторы обогащения в сравнении с современным их уровнем в атмосфере, что свидетельствует о их природном происхождении. Рассмотрены возможные механизмы их образования в результате биохимических и абиотических реакций. Показано, что пропилен образуется при фотолизе органического вещества, осажденного в верхнем слое снега по механизму реакции Норриша II-го типа. Аналогичный механизм образования с промежуточной реакцией гидроксильного радикала может быть предложен для формирования COS и CS₂ с этого органического вещества в присутствии тиольных групп. В отличие от этого, появление CH₃SCH₃ и CH₃SSCH₃ в большом количестве в верхнем слое ледника объясняется биохимическими реакциями ледовых микроводорослей и прибрежных микроводорослей и реакциями образованного из них диметилсульфопропионата с ионами галогенов. Дополнительной причиной появления в больших концентрациях всех соединений в образцах льда может быть их растворение в талой воде, проникновение с ней в более глубокие слои снега и фирна и повторение цикла таяния-замерзания. Атмосферні вуглеводні та сіркомісткі домішки значно впливають на хімію тропосфери, стратосфери та радіаційний баланс. Щоб встановити склад та часові зміни вуглеводнів та сіркомістких сполук в давній атмосфері Землі, виконано їх аналіз в блоках льоду вздовж профілю прибережного Антарктичного льодовика (о. Галіндез, Академік Вернадський). В верхньому шарі льодовика ідентифіковані багато алканів, алкенів, алкинів, COS, CS₂, CH₃SCH₃,CH₃SSCH₃ та похідних тіофену. Кількісно вивчені часові варіації CH₂=CHCH₃, COS, CS₂, CH₃SCH₃ та CH₃SSCH₃ в шарах давнього льоду. Усі ці сполуки демонструють значні фактори збагачення в порівнянні з сучасним їх рівнем в атмосфері, що вказує на їх природне походження. Розглянуті можливі механізми їх утворення в результаті біохімічних та абіотичних реакцій. Показано, що пропілен утворюється при фотолізі органічної речовини, осадженої в верхньому шарі снігу за механізмом реакції Норріша II-го типу. Аналогічний механізм утворення з проміжною реакцією гідроксильного радикалу можна запропонувати для формування COS та CS₂ з цієї органічної речовини в присутності тіольних груп. На відміну від цього, поява CH₃SCH₃ та CH₃SSCH₃ в великій кількості в верхньому шарі льодовика пояснюється біохімічними реакціями льодових мікроводоростей та прибережних макроводоростей і реакціями утвореного з них діметилсульфопропіонату з іонами галогенів. Додатковою причиною появи усіх сполук в великих концентраціях в зразках льоду може бути їх розчинення в талій воді, проникнення з нею в більш глибокі шари снігу та фірну і повторення циклів танення-замерзання. The hydrocarbons and sulfur-containing have a great impact on the chemistry of the troposphere, stratosphere and radiation balance. To study the content of the hydrocarbons and sulfur-containing compounds in the ancient Earth’ atmosphere, their analysis in blocks of ice along the profile of the coastal Antarctic glacier (Galindez Island, Vernadsky) has been performed. Many of the alkanes, alkenes and alkynes as well as COS, CS₂, CH₃SCH₃ ,CH₃SSCH₃ and thiophene derivatives have been identified in an upper layer of the glacier. The temporal variations of CH₂=CHCH₃, COS, CS₂, CH₃SCH₃ and CH₃SSCH₃ in the ancient layers of the glacier were studied. All these compounds demonstrate high enrichment factors in comparison with their present atmospheric level. This indicates on their natural origin. The mechanisms of their formation in course of biochemical and abiotic reactions were discussed. It was shown that the propene had been formed during photolysis of organic matter which deposited onto upper snow layer by mechanism of Norrish II type reaction. Similar mechanism throughout intermediate reaction with hydroxyl radical can be proposed for formation of COS and CS₂ from this organic matter. Contrary to these species, the appearance of great amount of CH₃SCH₃ and CH₃SSCH₃ in upper layer of the glacier has been explained by the biochemical reactions of ice microalgaes and coastal oceanic macroalgaes, and by subsequent reactions of dimethylsulfoniopropionate with halide ions, which formed from these algaes. As has been expected, additional reason for appearance of great amount of these compounds in the ice samples is their dissolution in melted water and their percolation with this water into more deep layers of the snow and firn, and repeating of the melting-freezing cycles.
|
|---|