Магнитная восприимчивость отражает способность почвы намагничиваться под действием магнитного поля Земли. Ее величина зависит от присутствия магнитных минералов, прежде всего содержащих железо, таких как гематит и магнетит. Этот показатель давно применяется для изучения изменений в грунте, вызванных природными факторами и деятельностью человека. Для областей с многолетней мерзлотой выводы пока делаются с осторожностью, тогда как для территорий с обычным температурным режимом его информативность подтверждена.
Магнитная восприимчивость может указывать на возраст и стадию развития почвы. Например, гумусовый горизонт чернозема часто демонстрирует повышенные значения, что связывают с образованием биогенного магнетита благодаря деятельности микроорганизмов. Разные типы магнитных профилей и конкретные численные значения рассказывают о процессах в почве. Снижение показателей характерно для заболоченных или подзолистых почв, где магнитные частицы разрушаются. Наибольшие значения наблюдаются в почвах с активным накоплением железа, таких как черноземы, а максимальные — у субтропических желтоземов и красноземов, где объемная магнитная восприимчивость может достигать 500-600 единиц СИ.
До недавнего времени никто серьезно не изучал магнитные свойства мерзлотных почв Сибири. Лишь иногда проводили отдельные измерения, но целостных исследований не было. Важно не просто замерять магнитную восприимчивость, а увязывать ее с особенностями самих почв, искать закономерности. Мы занимаемся этим вопросом, потому что в Якутии, где распространены мерзлотные почвы, действуют особые процессы: накопление солей, карбонатных соединений и специфического железистого вещества. Именно магнитная восприимчивость позволяет увидеть структуру и оценить происхождение этих почв.
Ученые сравнили магнитные профили обычных европейских черноземов, промерзающих почв Западной Сибири и мерзлотных почв Якутии. Европейские черноземы показали ярко выраженный гумусо-аккумулятивный тип профиля с накоплением магнитных минералов. Мерзлотные черноземы Якутии проявили смешанный регрессивно-аккумулятивный характер с более высокими значениями восприимчивости. Предполагается, что это связано с процессом криогенного ожелезнения, но гипотеза требует дополнительной проверки. Для измерений использовались каппаметры КМ-7, позволяющие оперативно определять объемную магнитную восприимчивость прямо в поле. Ученым также удалось впервые вычислить удельную магнитную восприимчивость с помощью этого прибора, используя специальные контейнеры, напечатанные на 3D-принтере. Новый метод запатентован, а его погрешность составила 5-15%.
Для полного анализа почв требуется комплексный подход, выходящий за рамки одного метода. Несмотря на имеющиеся технологические ограничения, исследователи уже применяют полученные данные на практике, составляя карты загрязнения городских территорий. Следующим этапом станет масштабное изучение магнитной восприимчивости основных мерзлотных почв Якутии по статистически значимым выборкам. Важной задачей также остается сравнение этих данных с характеристиками немерзлотных грунтов.
Ранее геохимики исследовали наночастицы тяжелых металлов в городской пыли.
