Исследование микростроения мерзлых почв и дисперсных пород с помощью рентгеновской компьютерной томографии: методы, подходы, перспективы
Автор: Романенко К.А., Рогов В.В., Юдина А.В., Абросимов К.Н., Скворцова Е.Б., Курчатова А.Н.
Журнал: Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева @byulleten-esoil
Статья в выпуске: 83, 2016 года.
Бесплатный доступ
Процессы неоднократного (циклического) промерзания-оттаивания вносят значительные изменения в строение почв и грунтов. Метод рентгеновской томографии позволяет исследовать ненарушенные образцы пород и почв в мерзлом состоянии. Благодаря различию в рентгеновской плотности предметами анализа в образцах помимо твердой фазы могут быть ледяные включения и поровое пространство. Это существенно расширяет возможности изучения криогенных деформаций пород и почв. В работе представлены результаты изучения динамики структуры почвы и ее порового пространства при многократном промерзании и оттаивании на примере почвенного материала различного генезиса в модельном эксперименте с помощью метода компьютерной рентгеновской микротомографии. Выработана и испытана методика исследования динамики структуры и порового пространства, проведен анализ строения почвы после различного количества циклов промерзания-оттаивания. На примере смеси каолина с песком экспериментально подтверждено, что с увеличением количества циклов промерзания-оттаивания в образце происходит кольцевидная сортировка песчаных частиц и их перемещение на контакты с ледяными шлирами. Установлено, что материал почв разного генезиса по-разному реагирует на многократное промерзание-оттаивание. В порядке убывания криогенных изменений в структуре объектов можно составить следующий ряд: текстурный горизонт дерново-подзолистой почвы > гумусовый горизонт чернозема типичного > cолонцовый горизонт солонца
Сезонная мерзлота, микроморфология, минеральный скелет, лед, поры, агрегаты
Короткий адрес: https://sciup.org/14313654
IDR: 14313654 | DOI: 10.19047/0136-1694-2016-83-103-117
Список литературы Исследование микростроения мерзлых почв и дисперсных пород с помощью рентгеновской компьютерной томографии: методы, подходы, перспективы
- Губин С.В. Динамика структурообразования в тундровых криогенных неглеевых почвах (Тундровые криоземы)//Почвоведение. 1993. № 10. С. 62-70.
- Губин С.В., Лупачев А.В. Подходы к выделению и изучению погребенных почв в мерзлых толщах отложений ледового комплекса//Криосфера Земли. 2012. Т. XVI. № 2. С. 79-84.
- Давлетшина Д.А., Чувилин Е.М., Якимчук И.В., Надеев А.Н. Применение рентгеновской микротомографии для исследования микроморфологии мерзлых пород//Тр. III Всерос. конф. “Практическая микротомография”. СПб., 2014. С. 45-49.
- Жангуров Е.В., Лебедева (Верба) М.П., Забоева И.В. Микростроение генетических горизонтов автоморфных таежных почв Тимана//Почвоведение. 2011. № 3. С. 288-299.
- Жесткова Т.Н., Заболотская М.И., Рогов В.В. Криогенное строение мерзлых пород. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1980. 137 с.
- Качинский Н.А. Замерзание, размерзание и влажность почвы в зимний сезон в лесу и на полевых участках. М., 1927. 168 с.
- Конищев В.Н., Фаустова М.А. Микростроение покровных лессовидных образований Большеземельской тундры//Геология кайнозоя севера европейской части СССР. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1966. С. 167-177.
- Конищев В.Н., Рогов В.В. Микроморфология криогенных почв и грунтов//Почвоведение. 1977. № 2. С. 119-125.
- Коннова О.С. Некоторые результаты исследования строения мерзлых пород//Мат-лы по лаборат. исслед. мерзлых пород. 1957. Вып. 3. С. 195-226.
- Кошелева И.Т. Микроморфология тундровых почвогрунтов как возможный индикатор их генезиса//Изв. АН СССР. Сер. Географическая. 1958. № 3. С. 25-30.
- Мазуров Г.П., Тихонова Е.С. Преобразование состава и свойств грунтов при много кратном замораживании//Вестник Ленингр. ун-та, Сер. Геол. и геогр. 1964. № 18. Вып. 3. С. 35-44.
- Микростроение мерзлых пород/Под ред. Ершова Э.Д. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. 183 с.
- Милановский Е.Ю., Хайдапова Д.Д., Поздняков А.И., Тюгай З.Н., Початкова Т.Н., Черноморченко Н.И., Манучаров А.С. Практикум по физике твердой фазы почв. М.: Гриф и К, 2011. 64 с.
- Парфенова Е.И., Ярилова Е.А. Руководство к микроморфологическим исследованиям в почвоведении. М.: Наука, 1977. 198 с.
- Пастухов А.В. Микроморфологическое строение мерзлотных и длительно сезонно-промерзающих суглинистых почв Европейского северо-востока//Изв. Коми НЦ УРО РАН. 2012. № 4(12). С. 30-37.
- Рогов В.В. Основы криогенеза. Новосибирск: ГЕО, 2009. 203 с.
- Роде А.А. Дисперсность твердой массы почвы, химический и минералогический состав ее и отдельных ее компонентов//Почвоведение. 1938. № 2. С. 181-230.
- Соколов Л.А., Шоба С.А. Влияние промерзания и оттаивания на свойства почв в зонах рекреационных нагрузок//Науч. докл. Высшей школы. Биологические науки. 1982. № 7. С. 104-110.
- Турсина Т.В. Микроморфологическая диагностика криогенных признаков в почвах//Тез. докл. IV Всес. конф. Сыктывкар, 1985. С. 32-33.
- Шумский П.А. Основы структурного ледоведения. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 491 с.
- Taina I.A., Heck R.J., Elliot T.R. Application of X-ray computed tomography to soil science: a literature review//Canadian J. Soil Sci. 2008. V. 88. P. 1-19.
- Taina I.A., Heck R.J., Deen W., Ma Eddie Y.T. Quantification of freeze -thaw related structure in cultivated topsoils using X-ray computer tomography//Canadian J. Soil Sci. 2013. V. 93(4). P. 533-553 DOI: 0.4141/cjss2012-044
- Torrance J.K., Elliot T., Martin R., Heck R.J. X-ray computed tomography of frozen soil//Cold Reg. Sci. Tech. 2008. V. 53(1). P. 75-82.
