Вестник Кольского научного центра РАН № 3, 2019 г.

Содержание незамерзшей влаги в сезонно мерзлом деятельном слое болот Кольского полуострова Содержание незамерзшей влаги при отрицательных заданных температурах образца определяют методом калориметрирования. Для этого образец торфа помещают в специальную тонкостенную латунную бюксу и выдерживают его в термостате [7] в течение 2-3 сут. Лабораторным путем установлено, что за этот период времени все фазовые превращения влаги оканчиваются. После чего бюксу перемещают в стационарный калориметр и, используя методику, изложенную в работах [8, 9], определяют содержание незамерзшей влаги в образцах торфа. Результаты определения содержания незамерзшей влаги в деятельном слое при отрицательной температуре Отличительной особенностью почвенной влаги, в том числе и воды в деятельном слое болот, является способность части ее не замерзать при отрицательных температурах. Установлено, что структура влаги, находящейся в почве, формируется под действием разных по характеру сил [10]. К ним относятся дальнодействующие силы взаимодействия между молекулами воды с активными центрами поверхности почвы и короткодействующие силы взаимодействия между молекулами воды. При положительной температуре доминируют дальнодействующие силы. При некоторой температуре ниже 0 °С короткодействующие силы восстанавливают структуру, свойственную свободной влаге, что и приводит к образованию кристаллов льда. Процесс при понижении температуры происходит до тех пор, пока не останется некоторая часть воды, настолько прочно связанная с частицами льда и почвы, что короткодействующие силы не в состоянии восстановить структуру воды. Остаточная часть почвенной влаги не замерзает вплоть до температуры -100 °С. Толщина пленки этой прочносвязанной влаги оценивается в зависимости от температуры в нескольких слоях молекул воды. В ряде работ показано, что содержание незамерзшей влаги (W^) определяется температурой почвы, степенью ее дисперсности, физическими характеристиками, минералогическим составом и другими факторами [11-13]. Результаты определения незамерзшей влаги в мерзлых верхних слоях торфа неосушенных болот Кольского п-ова приведены в табл. 1. Анализ полученных результатов однозначно показывает, что в образцах торфа деятельного слоя обследованных болот содержание незамерзшей влаги присутствует во всем спектре температур от 0 до -15,0 °С и ниже. Причем с понижением температуры содержание W^ уменьшается, образуя при этом две зоны: зону интенсивных фазовых превращений, где изменение содержания W^ при падении температуры на 1,0 °С составляет более чем 10-30 %, и зону затухающих фазовых переходов, где этот показатель существенно меньший и, по мере понижения температуры, приближается к нулю. Таблица 1 Table 1 Содержание незамерзшей влаги (% от массы сух. вещ.) при различной температуре и плотности неосушенных мезоолиготрофных болот Кольского п-ова The content of unfrozen moisture (in % by weight of dry matter) at different temperatures and densities of undrained mesooligotrophic bogs of the Kola Peninsula Глубина слоя, см Depth of the layer, cm Плотность, г/см3 Density, g/cm3 Температура / Temperature, °С -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 -3,0 -5,0 -7,0 -10,0 -15,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Мезоолиготрофное болото, г. Мурманск / Mesooligotrophic swamp, Murmansk 0-11 0,06 203 192 183 180 177 165 157 149 143 11-22 0,11 165 155 144 133 122 124 119 113 106 22-33 0,16 138 124 118 111 104 96,4 93,2 92,1 88,2 33-77 0,145 146 133 124 119 118 114 108 106 103 77-99 0,19 118 110 97,7 97,4 95 95,8 95,5 91,8 87,8 99-110 0,39 90,3 73 72,3 65,5 62,1 65,4 51,2 53,3 50,1 ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 3/2019 (11) 57