Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
Простейшая модель, описывающая попадание бактериального магнетита в осадки, выглядит следующим образом: 1) клетки бактерий оседают на дно, 2) разрушаются, высвобождая магнитные частицы,
3) частицы выстраиваются по направлению внешнего магнитного поля,
4) такая полная намагниченность должна сохраняться в процессе захоронения, уплотнения и литификации осадков. Если эта модель в общих чертах справедлива, она скорее всего применима для всех морских и неморских обстановок, в которых были обнаружены магнитные бактерии (Moench, Konetzka, 1978). Это означает, что бактериальный магнетит может частично вносить вклад в намагниченность мелководных морских, речных и озерных осадков. Кроме того, Киршвинк отметил, что, поскольку бактерии являются одной из наиболее древних форм жизни, бактериальный магнетит может присутствовать даже в докембрийских осадках.
Расчеты показывают, что даже один бактериальный магнетит может давать измеримые величины естественной остаточной намагниченности (Kirschvink, Lowenstam, 1979; Towe, Moench, 1981). Магниточувствительная клетка характеризуется магнитным моментом порядка 1,3 х х 10-12ед. СГСМ (Frankel et al., 1979). При известных естественной плотности популяции (Blakemore, 1975; Moench, Konetzka, 1978) и времени жизни одного поколения (Blakemore et al., 1979) популяция постоянного размера может дать естественную остаточную намагни-
ченность (NRM) от 4,75-10-7 до 1,2* 10~2 ед. СГСМ/см2 в год. Реальные величины NRM будут варьировать в зависимости от размера популяций и изменения скорости осадконакопления, но приведенные цифры еще раз подтверждают потенциальное значение биогенного магнитного компонента. Однако присутствие в осадках бактериального магнетита как возможного носителя остаточной намагниченности остается недоказанным.
3. Методы исследования
3.1. Описание места отбора образцов и методика получения кернов
Образцы, отобранные в двух прибрежных морских маршах, расположенных близ Вудс-Хола, шт. Массачусетс, по определению Блейкмора (личное сообщение), содержали популяции магнетитовых бактерий. В обоих болотах во время отбора образцов присутствовали живые бактерии.
Ил-Марш-солоноватое болото, глубина воды в нем достигает примерно 30 см, имеет сильный запах сероводорода. Осадок в основном состоит из богатого органикой перегноя, серой глины и красновато-коричневого торфа. Седар-Марш представляет собой залив лимана Ойстер-Понд, описание которого приведено в монографии Эмери (Emery, «А coastal Pond», 1969). Поскольку образцы из Седар-Марша характеризовались более низкой остаточной намагниченностью, чем образцы из Ил-Марша, им в настоящем исследовании уделено мало внимания.
Ориентированные керны диаметром 6,7 см и длиной около 1 м отбирались вручную с помощью трубок Лукита. Керны высушивали непосредственно в трубках под нагревательной лампой (36°С) до уменьшения их веса до 85—74% от первоначального веса в мокром виде, затем разрезали пополам и упаковывали в ориентированные пластиковые ящики для образцов.
3.2. Методика проведения магнитных и термомагнитных измерений
Измерения естественной остаточной намагниченности проводились в Калифорнийском технологическом институте на образцах из обоих маршей с помощью криогенного магнитометра SCT в комнате, экранированной мю-металлом. Измерение остаточной намагниченности насыщения (SRM) и размагничивание в переменном поле проводились в Принстонском университете на спин-магнитометре фирмы «Шонстедт» (Shonstedt), модель DSM-1.
Для измерений SRM образцы помещали между полюсами электромагнита в поле 8000 Гс, в течение 10 с доводили до насыщения и сразу измеряли. Для размагничивания в переменном поле образцы помещали в соленоид, максимальное поле в котором составляло 1000 Гс. Соленоид находился в скомпенсированном магнитном поле; компенсация обеспечивалась катушками Гельмгольца с точностью ± 100 нТл.
Измерения намагниченности насыщения проводились в Принстонском университете на магнитных весах, с помощью которых можно определять интенсивность намагниченности образца J как функцию приложенного поля Н.
Измерения температуры Кюри проводились на таких же магнитных весах в палеомагнитной лаборатории Геологической службы США в Менло-Парк, шт. Калифорния.
3.3. Магнитная сепарация
Подготовка к сепарации ила из Ил-Марша осуществлялась с помощью мокрого просеивания через стандартное лабораторное сито № 14 (1,4 мм) с последующим разбавлением дистиллированной водой для получения жидкой суспензии. Никакие другие способы обработки образцов не применялись. Первоначально предпринимались попытки повышения эффективности сепарации путем обработки суспензии
0,5%-ным раствором гексаметафосфата натрия (калгон), ультразвуком и хлорной известью, однако лучшие результаты были получены на необработанных илах (рис. 35.1).
Рис. 35.1. Сравнение SRM несепари-рованных исходных и сепарированных образцов с использованием различной техники сепарации: а -несепариро ванный исходный; б-сепарированный необработанный; «-сепарированный, обработанный ультразвуком; г-сепарированный, обработанный калгоном.
