<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Environmental Dynamics and Global Climate Change</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Environmental Dynamics and Global Climate Change</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Environmental Dynamics and Global Climate Change</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">2218-4422</issn><issn publication-format="electronic">2541-9307</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Yugra State University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">6394</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.17816/edgcc3354-63</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Articles</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Mechanism of methane bubble transport from peat layer</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>К вопросу о механизме выхода пузырьков метана из торфяника</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Glagolev</surname><given-names>M V</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Глаголев</surname><given-names>М В</given-names></name></name-alternatives><email>m_glagolev@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/><xref ref-type="aff" rid="aff4"/><xref ref-type="aff" rid="aff3"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Kleptsova</surname><given-names>I E</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Клепцова</surname><given-names>И Е</given-names></name></name-alternatives><email>m_glagolev@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff4"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en"></institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff2"><aff><institution xml:lang="ru">Югорский государственный университет (г. Ханты-Мансийск)</institution></aff><aff><institution xml:lang="en"></institution></aff></aff-alternatives><aff id="aff3"><institution>Институт лесоведения РАН (пос. Успенское, Московская обл.)</institution></aff><aff id="aff4"><institution>Югорский государственный университет (г. Ханты-Мансийск)</institution></aff><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2012-12-15" publication-format="electronic"><day>15</day><month>12</month><year>2012</year></pub-date><volume>3</volume><issue>3</issue><issue-title xml:lang="en">VOL 3, NO3 (2012)</issue-title><issue-title xml:lang="ru">ТОМ 3, №3 (2012)</issue-title><fpage>54</fpage><lpage>63</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2017-05-18"><day>18</day><month>05</month><year>2017</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2012, Glagolev M.V., Kleptsova I.E.</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2012, Глаголев М.В., Клепцова И.Е.</copyright-statement><copyright-year>2012</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Glagolev M.V., Kleptsova I.E.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Глаголев М.В., Клепцова И.Е.</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://edgccjournal.org/EDGCC/article/view/6394">https://edgccjournal.org/EDGCC/article/view/6394</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>Ebullition is an important mechanism of biogenic methane liberation from the peat into the atmosphere. However, at the present time we have a lack of information about formation and movement of the gas bubbles within the surface peat layer (&lt; 1 m depth). As a result, some Russian scientists raise a question about the existence of the ebullition phenomenon at all, despite the multiple field observations. They suggest that the gas transport through the dense peat is physically impossible. In this paper, we substantiate following mechanism of methane bubble transport: under the positive pressure the channel in the peat is formed and serves as a track for methane bubbles into the atmosphere. To model the physical process of the bubble formation and movement we fill the transparent vessel by mesotrophic peat which was recently sampled from Bakchar Bog, Tomsk region. A bent tube was sticked into the central part of peat layer. The syringe with the air was connected to the upper end of the tube putting a pressure on the peat. As a result, we observed a gas discharge which visually confirm theoretical possibility of the process. It was calculated that the bubble of 1.3·10 -3 m in radius emitting from 3 cm depth has ability to do work of (7.6 ± 4.4) · 10 -5 J. Meanwhile, the work to track the channel in the peat (i.e. to do work against elastic forces of moss stems) was theoretically estimated at (3.44 ± 1.03)·10 -5 J (peat compressibility was estimated using results of the «compressive» experiment.). Thus, experimentally based calculations confirm the ebullition phenomenon existence. In the addition, we suggested that the first bubble track the way through the peat facilitating the transport of the rest bubbles through its mass. It was shown on the literature data that required for ebullition positive pressure can be produced by methanogenic archaebacteria and do not influence on its activity. The mechanism of the bubble transport from the several decimeters depth may be similar. In this case, large volume of methane is accumulated in the peat, emitting by considerable gas release events when during short time periods (several hours or even minutes) the flux reaches 40 gCH 4/m 2.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>В работе рассматривается следующий возможный механизм выхода пузырьков из толщи торфа в атмосферу: при возникновении избыточного давления в толще торфа, формируется канал, по которому пузырьки могут подниматься на поверхность. Экспериментально показано, что избыточное давление в пузырьке радиусом 1.3·10 -3 м, вышедшем с глубины 3 см, было таково, что могла быть совершена работа (7.6 ± 4.4) · 10 -5 Дж, а работа, которую необходимо было совершить для прокладывания канала (т.е. работа против сил упругости «мшинок»), составляла (3.44 ± 1.03)·10 -5 Дж . На основании литературных данных показано, что аналогичный механизм может быть вполне работоспособным и при выходе пузырьков с гораздо больших глубин - порядка нескольких (или даже многих) дециметров, поскольку необходимые для этого давления, с одной стороны, могут создаваться метаногенными археями, но с другой стороны, такие величины давления не влияют на их активность.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>methane ebullition</kwd><kwd>gas transport in soil</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>пузырьковый транспорт метана</kwd><kwd>перенос газа в почве</kwd></kwd-group><funding-group/></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>Воробьева Л.И. 2007. Археи. М.: ИКЦ «Академкнига». 447 с.</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>Бажин Н.М. 2004. Теория эмиссии метана из природных источников // Болота и биосфера: Сборник материалов Третьей Научной Школы (13-16 сентября 2004 г.). Томск: Изд-во ЦНТИ. С. 38-39.</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>Базин Е.Т., Копенкин В.Д., Косов В.И., Корчунов С.С., Петрович В.М. 1992. Технический анализ торфа. М.: Недра. 431 с.</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>Гегузин Я.Е. 1985. Пузыри. - М.: Наука. - 176 с.</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>Глаголев М.В. 2010. Эмиссия СН4 болотными почвами Западной Сибири: от почвенного профиля до региона: дис. … канд. биол. наук. М.: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ).</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>Глаголев М.В., Клепцова И.Е. 2009. Эмиссия метана в лесотундре: к созданию «стандартной модели» (Аа2) для Западной Сибири // Вестник Томского государственного педагогического университета. № 3. С. 77-81.</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>Глаголев М.В., Сирин А.А., Лапшина Е.Д., Филиппов И.В. 2010. Изучение потоков углеродсодержащих парниковых газов в болотных экосистемах Западной Сибири // Вестник Томского государственного педагогического университета. № 3. С. 120-127.</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>Глаголев М.В., Смагин А.В. 2006. Количественная оценка эмиссии метана болотами: от почвенного профиля - до региона (к 15-летию исследований в Томской области) // Доклады по экологическому почвоведению. Т. 3. №3. С. 75-114.</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>Глаголев М.В., Шнырев Н.А. 2007. Динамика летне-осенней эмиссии СН4 естественными болотами (на примере юга Томской области) // Вестник Московского государственного университета. Серия 17: Почвоведение. №1. С. 8-15.</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>Годнев И.Н., Краснов К.С., Воробьев Н.К., Васильева В.Н., Васильев В.П., Киселева В.Л., Белоногов К.Н. 1982. Физическая химия. М.: Высшая школа. 687 с.</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>Коронатова Н.Г. 2010. Исследование разложения торфа в болотах методом инкубации сухих и влажных образцов // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. Т. 1. № 1. С. 77-84.</mixed-citation></ref><ref id="B12"><label>12.</label><mixed-citation>Ломизе Г.М. 1951. Фильтрация в трещиноватых породах. М.-Л.: Госэнергоиздат.</mixed-citation></ref><ref id="B13"><label>13.</label><mixed-citation>Лукнер Л., Шестаков В.М. 1986. Моделирование миграции подземных вод. М.: Недра. 208 с.</mixed-citation></ref><ref id="B14"><label>14.</label><mixed-citation>Мастепанов М.А. 2004. Кинетика газообмена в профиле сфагнового болота: от метаногенеза к эмиссии: Автореф. дис.. канд. биол. наук. М.: МГУ. 25 с.</mixed-citation></ref><ref id="B15"><label>15.</label><mixed-citation>Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. 1987. Микробиология. М.: Агропромиздат. 368 с.</mixed-citation></ref><ref id="B16"><label>16.</label><mixed-citation>Сабреков А.Ф., Глаголев М.В. 2008. К математическому моделированию микробного сообщества цикла метана // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. № S1. C. 84-97.</mixed-citation></ref><ref id="B17"><label>17.</label><mixed-citation>Степаненко В.М., Мачульская Е.Е., Глаголев М.В., Лыкосов В.Н. 2011. Моделирование эмиссии метана из озер зоны вечной мерзлоты // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. Т. 47. №2. С. 275-288.</mixed-citation></ref><ref id="B18"><label>18.</label><mixed-citation>Сутин И.А., Финн Г.Р., Зеленская Л.Н. 1973. Микробиология. М.: Медицина.</mixed-citation></ref><ref id="B19"><label>19.</label><mixed-citation>Сысуев В.В. 1986. Моделирование процессов в ландшафтно-геохимических системах. М.: Наука.</mixed-citation></ref><ref id="B20"><label>20.</label><mixed-citation>Шеин Е.В. 2005. Курс физики почв. М.: Изд-во МГУ. 432 с.</mixed-citation></ref><ref id="B21"><label>21.</label><mixed-citation>Arah J.R.M., Stephen K.D. 1998. A model of the processes leading to methane emission from peatland // Atmospheric Environment. V. 32. No. 19. P. 3257-3264.</mixed-citation></ref><ref id="B22"><label>22.</label><mixed-citation>Baird A.J., Beckwith C.W., Waldron S., Waddington J.M. 2004. Ebullition of methane-containing gas bubbles from near-surface Sphagnum peat // Geophysical Research Letters.V. 31. L21505. DOI:10.1029/2004GL021157.</mixed-citation></ref><ref id="B23"><label>23.</label><mixed-citation>Bloch A. 2003. Muphy’s law. - N.Y.: Perigee.</mixed-citation></ref><ref id="B24"><label>24.</label><mixed-citation>Cao M., Dent J.B., Heal O.W. 1995. Modeling methane emissions from rice paddies. Global Biogeochemical Cycles, V. 9, No. 2, P. 183-195.</mixed-citation></ref><ref id="B25"><label>25.</label><mixed-citation>Cao M., Marshall S., Gregson K. 1996. Global carbon exchange and methane emissions from natural wetlands: Application of a process-based model // Journal of Geophysical Research. V. 101. No. D9. P. 14399-14414.</mixed-citation></ref><ref id="B26"><label>26.</label><mixed-citation>Glagolev M.V., Golovatskaya E.A., Shnyrev N.A. 2008. Greenhouse Gas Emission in West Siberia // Contemporary Problems of Ecology. V. 1. № 1. P. 136-146.</mixed-citation></ref><ref id="B27"><label>27.</label><mixed-citation>Glagolev M., Kleptsova I., Filippov I., Maksyutov S., Machida T. 2011. Regional methane emission from West Siberia mire landscapes // Environmental Research Letters. V. 6. N. 4. P. 045214. DOI: 10.1088/1748-9326/6/4/045214.</mixed-citation></ref><ref id="B28"><label>28.</label><mixed-citation>Golovatskaya E.A. 2010. Biological productivity of oligotrophic and eutrophic peatlands in southern taiga in Western Siberia // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. Т. 1. № 2. С. 6.</mixed-citation></ref><ref id="B29"><label>29.</label><mixed-citation>Happell J.D., Chanton J.P. 1993. Carbon Remineralization in a North Florida Swamp Forest: Effects of Water Level on the Pathways and Rates of Soil Organic Matter Decomposition // Global Biogeochemical Cycles. V. 7. P. 475-490.</mixed-citation></ref><ref id="B30"><label>30.</label><mixed-citation>Happell J.D., Chanton J.P., Whiting G.J., Showers W.J. 1993. Stable Isotopes as Tracers of Methane Dynamics in Everglades Marshes With and Without Active Populations of Methane Oxidizing Bacteria // Journal of Geophysical Research, V. 98. No. D8. P. 14771-14782.</mixed-citation></ref><ref id="B31"><label>31.</label><mixed-citation>Holzapfel-Pschorn A., Seiler W. 1986. Methane Emission During a Cultivation Period From an Italian Rice Paddy // Journal of Geophysical Research. V. 91. No. D11. P. 11803-11814.</mixed-citation></ref><ref id="B32"><label>32.</label><mixed-citation>Waddington J.M., Roulet N.T., Swanson R.V. 1996. Water table control of CH4 emission enhancement by vascular plants in boreal peatlands // Journal of Geophysical Research. V. 101. P. 22775-22785.</mixed-citation></ref><ref id="B33"><label>33.</label><mixed-citation>Walter B.P., Heimann M., Shannon R.D., White J.R. 1996. A process-based model to derive methane emissions from natural wetlands // Geophysical Research Letters. V. 23. No. 25. P. 3731-3734.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
