Preview

Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева

Расширенный поиск

Исследование микростроения мерзлых почв и дисперсных пород с помощью рентгеновской компьютерной томографии: методы, подходы, перспективы

https://doi.org/10.19047/0136-1694-2016-83-103-117

Полный текст:

Аннотация

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

Об авторах

К. А. Романенко
Почвенный институт им. В.В. Докучаева
Россия


В. В. Рогов
Институт криосферы Земли СО РАН
Россия


А. В. Юдина
Почвенный институт им. В.В. Докучаева
Россия


К. Н. Абросимов
МГУ им. М.В. Ломоносова
Россия


Е. Б. Скворцова
Почвенный институт им. В.В. Докучаева
Россия


А. Н. Курчатова
Институт криосферы Земли СО РАН
Россия


Список литературы

1. Губин С.В. Динамика структурообразования в тундровых криогенных неглеевых почвах (Тундровые криоземы) // Почвоведение. 1993. № 10. С. 62-70.

2. 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.

3. 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.

4. Жангуров Е.В., Лебедева (Верба) М.П., Забоева И.В. Микростроение генетических горизонтов автоморфных таежных почв Тимана // Почвоведение. 2011. № 3. С. 288-299.

5. Жесткова Т.Н., Заболотская М.И., Рогов В.В. Криогенное строение мерзлых пород. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1980. 137 с.

6. Качинский Н.А. Замерзание, размерзание и влажность почвы в зимний сезон в лесу и на полевых участках. М., 1927. 168 с.

7. 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.

8. Конищев В.Н., Рогов В.В. Микроморфология криогенных почв и грунтов // Почвоведение. 1977. № 2. С. 119-125.

9. Коннова О.С. Некоторые результаты исследования строения мерзлых пород // Мат-лы по лаборат. исслед. мерзлых пород. 1957. Вып. 3. С. 195-226.

10. Кошелева И.Т. Микроморфология тундровых почвогрунтов как возможный индикатор их генезиса // Изв. АН СССР. Сер. Географическая. 1958. № 3. С. 25-30.

11. 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.

12. Микростроение мерзлых пород / Под ред. Ершова Э.Д. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. 183 с.

13. 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.

14. Парфенова Е.И., Ярилова Е.А. Руководство к микроморфологическим исследованиям в почвоведении. М.: Наука, 1977. 198 с.

15. 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.

16. Рогов В.В. Основы криогенеза. Новосибирск: ГЕО, 2009. 203 с.

17. Роде А.А. Дисперсность твердой массы почвы, химический и минералогический состав ее и отдельных ее компонентов // Почвоведение. 1938. № 2. С. 181-230.

18. 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.

19. Турсина Т.В. Микроморфологическая диагностика криогенных признаков в почвах // Тез. докл. IV Всес. конф. Сыктывкар, 1985. С. 32-33.

20. Шумский П.А. Основы структурного ледоведения. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 491 с.

21. 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.

22. 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

23. 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.


Для цитирования:


Романенко К.А., Рогов В.В., Юдина А.В., Абросимов К.Н., Скворцова Е.Б., Курчатова А.Н. Исследование микростроения мерзлых почв и дисперсных пород с помощью рентгеновской компьютерной томографии: методы, подходы, перспективы. Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2016;(83):103-117. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2016-83-103-117

For citation:


Romanenko K.A., Rogov V.V., Yudina A.V., Abrosimov K.N., Skvortsova E.B., Kurchatova A.N. Frozen soils and sediments microstructure x-ray tomography study: methods, approaches, perspectives. Dokuchaev Soil Bulletin. 2016;(83):103-117. (In Russ.) https://doi.org/10.19047/0136-1694-2016-83-103-117

Просмотров: 32


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0136-1694 (Print)
ISSN 2312-4202 (Online)