Органический коктейль Байкала: ученые нашли более 200 соединений в горячих источниках

Байкальская рифтовая зона — глубинный разлом земной коры — создает идеальные условия для существования множества горячих (гидротермальных) источников. Люди издавна используют их для купания, лечения и даже отопления домов. Однако до сих пор органический состав воды многих таких источников оставался неизученным.

В 2024 году во время экспедиции ученые отобрали пробы из 14 горячих источников и одной скважины термальных вод. Температура воды на поверхности варьировалась от 20°C до 76°C. Хроматографический анализа позволил выявить 211 органических соединений — от небольших молекул до довольно крупных.

Ключевые компоненты и их происхождение

Больше всего в пробах оказалось насыщенных углеводородов (около 40% от общего числа) — это линейные молекулы из углерода и водорода. Ароматические углеводороды, имеющие структуру бензольного кольца, составили 21%, а эфиры — 17%. Содержание всех органических веществ не превышало 0,7 мг на литр воды, что типично для природных подземных вод и свидетельствует об отсутствии антропогенного загрязнения.

Отдельное внимание исследователи уделили полициклическим ароматическим углеводородам (ПАУ) — соединениям с двумя и более углеродными кольцами. Эти вещества известны как опасные стойкие загрязнители с канцерогенными и мутагенными свойствами. Анализ соотношения разных ПАУ показал, что они образуются естественным путем в результате химических реакций в земной коре, а их концентрация не превышает безопасных уровней.

Почему это важно для науки и практики

«Большинство выявленных соединений легко образуются при естественном разложении остатков древней органики под действием высоких температур. Важную роль играют и бактерии: температура воды идеально подходит для жизни термофильных видов-производителей органики. Техногенных загрязнителей мы практически не выявили — это говорит о чистоте вод, что важно для их бальнеологического использования», — поясняет руководитель проекта Елена Зиппа, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории гидрогеохимии и геоэкологии ИНГГ СО РАН.

Полученные данные помогут отслеживать состояние гидротермальных систем, оценивать влияние горячих источников на здоровье человека и развивать их как альтернативные источники энергии. В перспективе ученые планируют использовать результаты для построения концептуальной модели формирования вещественного состава термальных вод, что позволит прогнозировать изменения их свойств, технологические риски (например, солеотложения и коррозию) и оптимизировать эксплуатацию источников в энергетике, бальнеологии и мониторинге сейсмических процессов.

В исследовании, помимо сотрудников ИНГГ СО РАН, участвовали специалисты Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Института природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН (Чита), Института комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН (Биробиджан) и Геологического института имени Н.Л. Добрецова СО РАН (Улан-Удэ).