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
-
зав. лабораторией, д.б.н. (минералогия почв, оксид железа и магнитные свойства почв, биогеохимия), главный научный сотрудник
ведущий научный сотрудник, к.б.н. (минералогия почв, глинистые минералы, биогеохимия)
ведущий научный сотрудник, к.т.н. (математическое моделирование)
старший научный сотрудник, к.г-м.н. (литология, геохимия почв)
научный сотрудник, к.б.н. (геохимия почв)
Инфракрасная спектроскопия- FTIR, электронная микроскопия
Осина Галина Михайловна
главный специалист подразделения (химия почв, XRD)
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. 18-48Татьянченко 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.