Лаборатория геохимии и минералогии почв

Руководитель д.б.н., главный научный сотрудник А.О. Алексеев

В лаборатории развивается оригинальное научное направление по разработке систем минералогических, геохимических и петрофизических индикаторов состояния почвенных минеральных компонентов. Проводится изучение почвенно-геохимических процессов на различных уровнях организации природных систем - почвенный покров (ландшафтный), почвенный профиль, почвенный горизонт, почвенный агрегат, минерал - кристаллические структуры, молекулярный уровень. При этом исследования включают набор минеральных компонентов с различными характерными временными трансформациями в современной обстановке, а также сопутствующее изучение природных и антропогенных процессов.

Тематика исследований в лабораториях на 2013-2015 гг. : «Биогеохимические процессы трансформации минеральных и органических веществ в экосистемах, включая почву в различных геологических и исторических эпохах, эволюция биосферы»

Основные научные задачи связаны с изучением биогеохимических процессов трансформации минеральных и органических веществ в открытых экосистемах, включая почвы различных геологических и исторических эпох. В лаборатории разработан оригинальный комплексный подход к изучению палеопочвы с использованием методов и подходов почвоведения, минералогии, магнетизма окружающей среды, геохимии, микробиологии. Это позволяет получать принципиально новую информацию об эволюции почв, динамике климата и палеоэкологических условиях в целом. В настоящее время созданы уникальные комплексы оборудования для исследований минеральных веществ и геологических пород. Последние годы лаборатории активно занимаются изучением дочетвертичных ископаемых почв, в первую очередь палеопочв карбона и девона.

История создания лаборатории

Лаборатория организована в 1986 году и объединила специалистов-геологов, геологов, геофизиков и почвоведов с целью поиска и разработки систем геохимических и минеральных индикаторов состояния почвенных минеральных компонентов для анализа направленности почвенных и ландшафтно-геохимических процессов, восстановления условий окружающей среды. В настоящее время созданы уникальные комплексы оборудования для исследований минеральных веществ (рентгеновская дифрактометрия, рентгеновский и флуоресцентный анализ, мессбауэровская и ИК-спектроскопия, масс-спектрометрия, термовесовой анализ, геофизические и прямые химические методы). Благодаря этой работе Институт занимается разработкой технологий минерально-геохимических почвенных исследований и занимает лидирующее положение в этой области.

Лаборатория подготовленных и защищенных диссертаций на соискание степени кандидатов наук: А.О.Алексеев «Состояние соединений железа в почве степенных образований» 1992 г; Алексеева Т.В. «Геохимические закономерности формирования состояния или нестандартного компонента почвенных степеней» 1992 г .; Рысков Я.Г. «Реконструкция истории развития почвенной и природной среды степенного предопределения в голоцене (с использованием методов геохимии стабильных изотопов)», 1997; Олейник С.А. «Закономерности фракционирования изотопов серы в степных почвах» 1999; Калинин П.И. «Вещественный состав лессово-почвенных комплексов плейстоцена и погребенных палеопочев голоцена юго-востока русской равнины» 2009 г; Алексеев А.О.«Оксидогенез железа в почве степной зоны» диссертация на соискание степени д.б.н. 2010г.

Сотрудники лаборатории

Алексеев Андрей Олегович

зав. лабораторией, д.б.н. (минералогия почв, оксид железа и магнитные свойства почв, биогеохимия), главный научный сотрудник

Алексеева Татьяна Викторовна

ведущий научный сотрудник, к.б.н. (минералогия почв, глинистые минералы, биогеохимия)

Галицкий Валерий Викторович

ведущий научный сотрудник, к.т.н. (математическое моделирование)

Калинин Павел Иванович

старший научный сотрудник, к.г-м.н. (литология, геохимия почв)

Кудреватых Ирина Юрьевна

научный сотрудник, к.б.н. (геохимия почв)

Митенко Геннадий Викторович

Инфракрасная спектроскопия- FTIR, электронная микроскопия

Осина Галина Михайловна

главный специалист подразделения (химия почв, XRD)

Пильгуй Лидия Сергеевна

младший научный сотрудник, магистр биологии (геохимия почв)

Бухонов Александр Вячеславович

научный сотрудник, к.б.н. (физика почв)

 

Научные проекты

Программа фундаментальных исследований Президиума РАН № 28 "Проблемы происхождения жизни и становления биосферы"

Название проекта: Ископаемые почвы палеозоя, как индикаторы эволюции экосистемы и палеоклимата. (2012-2015)

Программа фундаментальных исследований Президиума РАН «Природная среда России: адаптационные процессы в условиях изменяющегося климата и развития атомной энергетики».

Направление 4: Адаптационные процессы в условиях изменяющегося климата и техногенных нарушений: почвенно-растительный покров, болотные экосистемы и водные объекты.

Здоровье человека. 4.1. Изменение климата и техногенные нарушения. (2012-2015)

Гранты РФФИ

РФФИ № 12-04-00387 «Палеопочвы девона Центрального девонского поля: строение, минералогия, геохимия - ключ к познанию эволюции биосферы в среднем палеозое» (Алексеева Т.В.)

РФФИ, ​​11-04-01507-а, Биогеохимия палеопочв голоцена и плейстоцена как индикатор динамики биосферных процессов (Алексеев А.О.)

РФФИ 08-04-01552 «Палеопочвы карбоновых центральных районов Европейской России как отражение эволюции открытых экосистем и палеоклимата» (Алексеева Т.В.)

РФФИ 08-05-00562 «Палеоэкология этапов почвообразования в плейстоцене (палеотемпература, палеоосадки, аридность климата)» (Рысков Я.Г. Калинин П.И)

РФФИ 07-04-01302. «Эволюция минералогических и геохимических свойств почв, направленность и скорость их изменчивости в связи с динамической изменчивостью климата Восточной Европы в голоцене и плейстоцене» (Алексеев А.О.),

РФФИ № 06-04-49366. «Компьютерные квази-трехмерные секционные модели дерева и сообщества деревьев. Анализ динамики конкуренции в сообществе »(Галицкий В.В.)

РФФИ № 05-05-64487 «Реконструкция динамики растительности (соотношение С3 / С4 растений) и климатических параметров (среднегодовая температура, осадки, парциальное давление СО2) на Восточно-Европейской равнине в неоген-четвертичное время по данным изотопных исследований.» (Рысков Я .Г.) (2005-2007).

РФФИ №04-04-39015-ГФЕН2004 «Усовершенствование моделей и физико-химических параметров диагностики процессов деградации почв»

Руководитель Алексеев А.О., 2004-2006 гг

Научное сотрудничество

По соглашениям с соответствующими рекомендациями:

Совместные исследования с Институтом агрофизики в рамках Академического сотрудничества по теме: «Совершенствование моделей и оценка параметров физико-химических процессов деградации почв в зависимости от состояния окружающей среды» (А.О.Алексеев, Т.В.Алексеева). (1991-2013) 

Программа сотрудничества между Российской академией наук и Национальным советом исследований Италии на 2011-2013 годы Проект «Исследования стабильных изотопов и годичных колец народов Восточной Европы с целью восстановления палеоклимата и растительности» (А.О.Алексеев, Т.В.Алексеева). 

Программа CNRS (Франция) по окружающей среде. Университет Б. Паскаля (г. Клермон Ферранд) проект CNRS «Экосистемы и окружающая среда. TRANZAT; исполнитель (Т.В.Алексеева) (2001-2013) 

Совместный проект Королевского общества и России, 2004-2006. «Количественная реконструкция климатических изменений с помощью палеозольного анализа E.Europe» с проф. Б.Махером, Ланкастер, Великобритания (рук. Алексеев А.О.) 

Лаборатория проводит совместные исследования с 3 подразделениями ИФХиБПП РАН.

Многолетнее сотрудничество осуществляется с учетом требований стран: Палеонтологический институт РАН, Геологический институт РАН, Институт микробиологии РАН, Волгоградский государственный университет, Государственный исторический музей, Факультет почвоведения, Географический факультет (кафедра палеогеографии и геоморфологии) МГУ им. Ломоносова, Волгоградский гос. Университет, Белгородский ГУ, Института географии РАН, Воронежский ГУ.

Публикации

Самые значимые публикации последних лет:

Алексеев А.О., Алексеева Т.В. ОКСИДОГЕНЕЗ ЖЕЛЕЗА В ПОЧВАХ СТЕПНОЙ ЗОНЫ. М .: ГЕОС, 2012., 208 с
 П. Б. Кабанов, Т. В. Алексеева, А. О. Алексеев. Серпуховский ярус карбона в типовой местности: седиментология, минералогия, геохимия, сопоставление разрезов. Стратиграфия. Геологическая корреляция, 2012, том 20, № 1, с. 18-48

Татьянченко Т.В., Алексеева Т.В. Вещественный состав разновозрастных палеопочв курганной группы «Авилов» как отражение динамики климата на территории Русской равнины во втором свободном голоцена // Вестник ВГУ. Сер. Геология. 2012. №1, с. 38-50.

Кудеярова А. Ю., Алексеева Т. В. Трансформация соединений Al и Fe при фосфорировании кислых почв как фактора, определяющего миграцию фосфора // Агрохимия. № 2. 2012. С. 27- 38.

Кудеярова А. Ю. Изменения в структуре гуминовых кислотных почв при зафосфачивании // Экологическая химия. 2012. Том 21. № 2. С. 86-97. ,

Алексеев А.О. Магнитные свойства почв. В: Энциклопедия Агрофизики. Глински, Ян; Хорабик, Юзеф; Липец, Ежи (ред.). Springer. 2011 ,. 436-439

Алексеева Т.В. Глинистые минералы и органо-минеральные комплексы. В кн .: Энциклопедия агрофизики. Глински, Ян; Хорабик, Юзеф; Липец, Ежи (ред.). Springer. 2011, 900 р.

Алексеева Т., Прево В., Сансельм М., Форано С., Бессе-Хогган П. Усиление биодеградации атразина под действием Pseudomonas sp. адсорбция штамма АДФ на слоистых двойных гидроксидных бионанокомпозитах. Журнал опасных материалов, 2011, 191, 126-135.C. , Besse-Hoggan P. Enhancing atrazine biodegradation by Pseudomonas sp. strain ADP adsorption to Layered Double Hydroxide bionanocomposites. Journal of Hazardous Materials, 2011, 191, 126-135.

В. И. Николаев, Т. В. Кузнецова, А.О. Алексеев, А. Ди Маттео, Е. Н. Мащенко, М. Р. Паломбо, П. Якумин. Предварительные результаты изотопных и геохимических исследований позднеплейстоценовых мамонтов северной Якутии.Известия РАН. Серия географическая, 2011, № 2, с. 78-88

Калинин П.И., Алексеев А.О. Геохимическая характеристика лёссово-почвенных комплексов Терско-кумской равнины и Азово-кубанской низменности. Почвоведение, 2011,. 12, 1436–1453

Алексеева, А. Алексеев, Рен-Коу Сюй, Ань-Чжэнь Чжао, П. Калинин. Влияние подкисления почвы, вызванного чайной плантацией, на химические и минералогические свойства альфизолов в восточном Китае. Environ. Геохимия. Здоровье. 2011, т. 33. С. 137–148

Т.В. Алексеева, Б.Н. Золотарева, Ю. Г. Колягин. Фракционирование Гуминовых Кислот при взаимодействии с Глинистыми Минералами по Данному 13С - ЯМР Спектроскопия. ДАН, 2010, том434, № 5, с. 712-7173

Кабанов П.Б., Алексеева Т.В., Алексеева В.А., Алексеев А.О., Губин С.В. Палеозоли в позднемосковских (угленосных) морских карбонатах восточноевропейского кратона, раскрывающие палеоландшафты "большой кальцимагнезианской равнины". Журнал осадочных исследований, 2010, т. 80, 195–215.

Т. В. Алексеева, А. О. Алексеев, В. А Демкин, В. А. Алексеева, З. Соколовска, М. Хайнос, П.И. Калинин. Физико-химические и минералогические признаки солонцового процесса в почве нижнего голоцене. Почвоведение, 2010, 10, с. 1171-1189.

Заварзин Г.А., Алексеева Т.В. Лужа: омброфильное циано-бактериальное сообщество. Микробиология, 2009, 78 (4), 519-524.

Бессе-Хогган, Т. Алексеева, М. Сансельме, М. А. Делорт и Форано, C., 2009. Биодеградация атразина, модулируемая глинами и комплексами глина / гуминовая кислота. Загрязнение окружающей среды, 157: 2837-2844.

Алексеева Т.В., Кабанов П. Б., Золотарева Б.Н., Алексеев А.О., Алексеева В.А .. Гуминовые вещества в составе палыгорскитового органо-минерального комплекса из ископаемой почвы верхнего карбона южного Подмосковья. ДАН, 2009, 425 (2), с. 265-270).

Алексеева Т. В., · Сапова, Е. В. Герасименко Л. М., · Алексеев А. О .. Преобразование глинистых минералов под воздействием алкалофильного циано-бактериального сообщества. Микробиология, том 78, № 6, 2009. С. 816-825.

Алексеев А. О., Алексеева Т.В., М. Хайнос, С.Соколовская, Калинин П.И., Борисов А.В. Изменения минеральных и поверхностных свойств. Eurasian Soil Science, 2008, Vol. 41, № 13, с. 1424–1432

Рысков Я.Г., А.А. Величко, В.И.Николаев, С.А. Олейник, С.Н. Тимирева, В.П. Нечаев, П.Г. Панин, Т.Д. Морозова. Реконструкция палеотемператур и осадков в плейстоцене по изотопному составу гумуса и карбонатов лосьсов русской равнины. Почвоведение. 2008. №9. С. 1062-1070.

Алексеева Т., Алексеев А., Махер Б. А., Демкин В. В. Реконструкция климата позднего голоцена для русской степи на основе минералогических и магнитных свойств погребенных палеозолей. Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология, 2007, т.249,103–127

Алексеева Т.В .. Микроструктурная организация почв и факторы ее формирования. Почвоведение. 2007. N 6. C 721-732

Кудеярова А. Ю. Приложение фундаментальных положений химии к пониманию образования и трансформации гумусовых веществ. Почвоведение. 2007. № 9. С. 1048─1063.

Алексеев А.О. Алексеева Т.В., Махер Б.А. Магнитные свойства и минералогия соединений железа степных почв. Почвоведение 2003 № 1, с 62-74

А. Алексеев, Т. Алексеева, В. Остроумов, С. Зигерт, Б. Градусов. Минеральные превращения в почвах, подверженных вечной мерзлоте, Северная Колымская низменность, Россия. Soil Sci Soc Am J. 2003; 67: р. 596-605

Махер Б.А., Алексеев А., Алексеева Т. Магнитная минералогия почв по российской степи: климатическая зависимость образования педогенного магнетита. Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . ( 2003 ), т.  201 , N  3-4 , с. 321-34

Рысков Я.Г., Демкин В.А., Олейник С.А. Рыскова Е.А. Ковалевская И.С. Динамика изотопного состава педогенных карбонатов и гумуса как индикатор условий почвообразования в голоцене. Почвоведение. 2000. № 6. С. 692-700.

Кудеярова А. Ю. Фосфатогенная трансформация почв. М .: Наука, 1995. 288 с.Кудеярова А. Ю. Педогеохимия орто- и полифосфатов в условиях применения удобрений. М .: Наука, 1993. 240 с.

Оборудование

Лаборатория имеет для проведения исследований современный комплекс приборов и оборудования:

Рентгеновский (XRF) спектрометр «Спектроскан МАКС-GV» предназначен для определения концентраций совокупностей макро- и микроэлементов (от Na до Pu)

Дифрактометр ДРОН-3 с компьютерной системой управления, сбора и обработки данных. Система автоматизации имеет пакет программ, обеспечивающий широкий набор операций для качественного и количественного минералогического анализа.

ИК-Фурье спектрометр Nicolet 6700 XT, (Thermo Electron Corp.)

TESCAN VEGA 3 LMU производства фирмы Tescan (Чехия) и системы энергетического использования микроанализа INCA Energy 350 / X-max 80 производства фирмы OXFORD Instruments NanoAnalysis (Великобритания).

Магнитные измерения: лабораторный магнитометр Kappabridge KLY-2, позволяющий определять значения и анизотропию магнитной восприимчивости. Полевые измерители магнитной восприимчивости КТ-5.