В настоящее время можно вычленить ряд новых направлений развития биогеохимических исследований на стыке фундаментальных и прикладных исследований. Формируется новая область исследований – инженерная биогеохимия, в рамках которой происходит развитие инновационных биогеохимических технологий и технологических процессов, основанных на моделировании и управлении экосистемными биогеохимическими циклами. Рассмотрено применение этих инновационных технологий для восстановления нарушенных и загрязнённых импактных экосистем, в частности, полярных экосистем в зонах работы газодобывающих предприятий. Даны технологические примеры расчётов геоэкологгических рисков, а также рисков микробного загрязнения. Показан пул разработанных биогеохимических технологий и их связь с другими инновационными технологиями в рамках газодобывающих компаний.

В работе установлено авторство термина «элювий» и прослежена его эволюция в геологических и почвенных науках. Исследование доказывает приоритет Г.А. Траутшольда (1817–1902) как автора термина, что подтверждается анализом его работ 1870-х гг. Впервые термин был предложен Г.А. Траутшольдом в 1872 г. Исследование показывает, что современная трактовка термина «элювий» демонстрирует высокую степень корреляции с классическим определением Г.А. Траутшольда. Развитие понятия «элювий» и представлений об элювиальных процессах прослеживается в трудах классиков отечественного почвоведения – Н.М. Сибирцева, В.В. Докучаева, В.И. Вернадского, Б.Б. Полынова, В.Р. Вильямса и Н.П. Ремезова. В.В. Докучаев систематизировал понятие элювия в последовательную схему: определение элювия → элювиальные процессы → стадии и фазы элювиальных изменений породы. Особое значение имеет включение биогеохимического аспекта в понятие элювия благодаря работам Н.П. Ремезова, который установил, что биологическая аккумуляция элементов превышает их вынос в результате элювиальных процессов. Это позволило рассматривать формирование элювия не как чисто абиотический процесс, а как явление, в котором принимают участие живые организмы. Работа раскрывает историческую преемственность научных идей в гипотезе происхождения Русской равнины: Г.А. Траутшольд → В.В. Докучаев → Б.Б. Полынов → В.А. Ковда. Г.А. Траутшольд первым высказал идею о том, что равнина России образовалась из осадков, которые лежали сверху и на которые тысячелетиями влияли атмосферные осадки, положив начало концепции элювиального происхождения равнин. Это положение в дальнейшем нашло своё отражение в работах В.В. Докучаева и Б.Б. Полынова, а затем и в гипотезе В.А. Ковды о водно-ледниковом происхождении Русской равнины. Анализ подтверждает, что термин «элювий» является фундаментальным понятием, объединяющим геологию, геоморфологию, геохимию и почвоведение, а его эволюция отражает развитие представлений о генезисе поверхностных отложений и почв.

Эта статья о единственном в мире кабинете-музее великого мирового учёного Владимира Ивановича Вернадского. Музей в 2023 г. (год 160-летия учёного) отмечает своё 70-летие. В музее находятся вещи, которые сопровождали В.И. Вернадского и его супругу Наталию Егоровну (урожд. Старицкую) от момента венчания до последних дней, много фотографий и портретов родственников и друзей семьи. Библиотека Вернадских насчитывала около 7000 книг, часть из них находится в музее; здесь много книг самого В.И. Вернадского. Экспозиция и библиотека музея подробно рассказывают о творческом пути учёного. Начав как минералог, он создал физическую (энергетическую) кристаллографию, генетическую минералогию, радиогеологию; изучение живого вещества, сравнение его свойств и состава со свойствами и составом косного вещества позволили учёному создать новую науку – биогеохимию. В своей научной деятельности В.И. Вернадский много внимания уделил разработке учения о биосфере, о переходе биосферы в ноосферу.

Приведены краткие сведения об авторском цикле занятий – дополнительной общеобразовательной программе «Минералогическое путешествие вглубь Земли и обратно», посвящённой минералам, характеризующим основные гео­сферы: земную кору, верхнюю, нижнюю мантию и ядро. Учебная программа даёт общее представление о строении Земли и минералах, их основных свойствах, о способах образования в природе. Рассматриваются как основные минералы земной коры – кварц, драгоценные камни – рубин, сапфир, изумруд и т. д., так и минералы мантии, такие как алмаз. Представлена информация о применении этих минералов в технике и ювелирной промышленности. При подготовке и проведении онлайн-курса автором реализован индивидуальный подход, что позволяет повысить уровень усвоения знаний и удовлетворённость слушателей. Рассматриваемый курс разработан автором и апробирован в Музее землеведения МГУ имени М.В. Ломоносова. Для удобства восприятия большого количества информации цикл разделён на четыре занятия и чётко структурирован в рамках каждого из них. Онлайн-формат преподавания позволяет лектору полноценно взаимодействовать с аудиторией в удобное для слушателей время.

Рассмотрены особенности распространённости кадмия, свинца, частично Ag, Bi, In, Hg, Tl в составе взвешенного вещества р. Ока в районе Приокско-Террасного природного биосферного заповедника (ПТЗ), в период 1983–2018 гг. на участке реки, удалённом от зоны формирования техногенного потока рассеяния. Для оценки общей направленности изменения концентрации элементов за период проведения эксперимента предложено рассматривать результаты о их распространённости в составе взвешенного вещества, полученного в промежуточной гидрологической фазе реки между весенним половодьем и летней меженью. В этом заключаются особенности и суть предлагаемого подхода с целью исключить влияние значительных сезонных изменений макро- и микрокомпонентного состава взвесей. Показано, что 35-летний временной интервал можно разделить на два периода: первый характеризуется уменьшением концентрации тяжёлых металлов (Cd, Pb), второй – отсутствием какого-либо тренда, относительно слабыми флуктуациями значений. Направленность изменения концентрации элементов в первый период коррелирует с литературными данными о динамике уменьшения поступления антропогенных стоков в поверхностные воды в последние десятилетия и с результатами оценки снижения загрязнённости речной воды выше по течению реки от района проведения эксперимента.

В работе исследована металлоносность горючих сланцев Кашпирского месторождения (Волжский бассейн) с использованием метода линейных геохимических спектров. Проанализированы образцы из шахтных выработок и естественного обнажения методами энергодисперсионой рентгенофлуоресцентной спектрометрии, рентгенофазового анализа и растровой электронной микроскопии. Установлено повышенное содержание Ca (27,5–38,6 %) и Fe (20,3–24,3 %), что отражает карбонатно-глинистый состав с присутствием пирита, характерный для восстановительных условий седиментации. Выявлены превышения кларковых значений для Ba, Co, Sr, Ni и Mo, подтверждающие промышленный потенциал сланцев как источника редких и цветных металлов. Разработанный авторами метод анализа по опорным содержаниям (максимальным и минимальным) позволил оценить металлоносность без выделения основного рудообразующего элемента, что особенно актуально для полиэлементных систем. Наблюдаемые различия между шахтным и поверхностным образцами связаны с постседиментационными процессами (выщелачивание, окисление). Результаты свидетельствуют о единстве литолого-геохимического типа сланцев и перспективности их комплексного освоения.

Обсуждаются вопросы единства происхождения дисциплин почвоведения и геохимии ландшафта. Их близость заключается в общих объектах исследования (почвы и ландшафты) и общем методологическом подходе, основанном на системном анализе, эволюционно-историческом принципе и приоритете научного подхода при решении практических задач, заложенных В.В. Докучаевым. Выдающиеся естествоиспытатели А.Е. Ферсман и В.И. Вернадский подчёркивали генетическую связь и взаимное обогащение этих наук теоретическими положениями и экспериментальными данными. Рассмотрены общие проблемы двух дисциплин; показано, что особое значение принадлежит биологическому круговороту как основному закону функционирования экосистем. При классификации почв и почвенно-геохимических катен особое значение имеет их позиция в системе географических ландшафтов. В настоящее время приоритетными являются проблемы антропогенного воздействия и мониторинга окружающей среды, включающие исследования миграции элементов в биосфере, а также стремление к математическому моделированию.

В развитие фундаментальных идей профессоров МГУ В.И. Вернадского, В.А Ковды и М.А. Глазовской в области биосферы и её биогеохимической организованности предложено использование биогеохимических стандартов для параметризации техногенного воздействия на различные экосистемы. С целью количественной оценки этих стандартов показано применение методологии критических нагрузок. Даны методики расчёта величин критических нагрузок, в частности, для кислотообразующих и эвтрофирующих соединений серы и азота, эмитируемых при работе различных отраслей промышленности, включая нефтегазовую. На примере импактной зоны проектируемого к реконструкции магистрального газопровода «Средняя Азия–Центр» приведены картосхемы величин критических нагрузок и дана оценка экологического риска в прибрежной зоне Каспийского моря.

На территории города Вольск (Саратовская область) два основных водотока в течение многих десятилетий выполняют функции транзита канализационных стоков в Волгоградское водохранилище. По длине водотоков (Верхняя и Нижняя Малыковка) проведён отбор проб донных осадков с целью анализа специфики химического состава аллювиальных образований в условиях техногенного воздействия. Доля техногенных частиц (пластик, уголь, краска, синтетические волокна и прочее) составляет 4–20 %. По химическому составу аллювий представлен силицитами разной степени глинизации. На участках поступления в водотоки сточных вод донные осадки характеризуются как глинистые силициты, отмечается максимальное содержание тяжёлых металлов и органического вещества (по величине потерь при прокаливании). Наиболее характерно загрязнение цинком, свинцом и барием. Общий уровень техногенного загрязнения донных осадков высокий и лишь в верховье Нижней Малыковки значительный. В целях улучшения экологического состояния водотоков необходим комплекс мероприятий, в т. ч. реконструкция и создание новых инфраструктурных объектов городской среды.

Рассмотрены особенности распространённости растворённых форм Cd и Pb в воде участков р. Ока и других рек Русской равнины. Влияние антропогенных сточных вод, содержащих тяжёлые металлы (промышленных, коммунально-бытовых, сельскохозяйственных, поверхностных с урбанизированных территорий) ярко проявляется лишь на отдельных участках рек средней России (Ока, Волга, Москва) на фоне природных ландшафтно-геохимических процессов. Предпринята попытка развить подходы к оценке степени антропогенного влияния на состав воды различных участков рек, в т. ч. удалённых от зон загрязнения. Предложен эколого-геохимический свинцово-кадмиевый индикатор, позволяющий сделать оценку антропогенного влияния и разделить участки рек на 3 категории: сильного, среднего и слабого загрязнения. Участки рек слабого антропогенного загрязнения имеют высокие значения этого индикатора, соответствующие водам с фоновой или близкой к фоновой концентрации. Уменьшение значений индикатора означает увеличение роли антропогенных стоков в составе воды, и оценки средних концентраций элементов являются техногенно-зависимыми.

В МГУ имени М.В. Ломоносова к 160-летию со дня рождения В.И. Вернадского организована выставка на основе тематики «живого вещества», в той или иной степени пронизывающего все геосферы планеты, обеспечивающего многие механизмы взаимодействия геосфер и связи планеты с космосом. В структуре выставки – ряд специальных блоков, содержащих оригинальные экспонаты и сведения: «Кабинет учёного» с информацией о жизненном пути, научных направлениях и некоторых учениках и последователях В.И. Вернадского (связанных с ним посредством Московского университета); кластер «Коэволюция биосферы и литосферы»; кластер «Университетское Лукоморье», отражающий для широкой общественности особенности прибрежных геоэкосистем (на примере палеоцена Поволжья). Большая часть экспонатов выставки получена в ходе научно-просветительской экспедиции «Флотилия плавучих университетов» (2015–2022) с территории Поволжья, Прикаспия, Подонья и Приуралья и рассматривается в перспективе как основа развития модельного полигона «Молодёжного музея МГУ».

Сформулирована новая трёхступенчатая методика расчёта влияния лесов на баланс С-СО₂ в атмосфере Земли. Методика включает не только учёт поглощения С-СО₂ при вегетации насаждений, но и процессы, происходящие при использовании древесины. В модельных экспериментах изучались затраты технической энергии, её энергетическая эффективность и потоки С-СО₂ в плантациях природной и генетически модифицированной формах осины PopulustremulaL. Использование генетически модифицированного клона осины значительно повышает продуктивность и поглощение СО₂ из атмосферы по сравнению с его природной формой. В управляемых лесах при расчёте баланса СО₂ необходимо учитывать не только прямые, но и косвенные вложения технической энергии при закладке плантации, выращивании деревьев и рубке главного пользования. Окончательные размеры стока из атмосферы под влиянием лесов зависят не только от площади насаждений и их продуктивности, но и от способов использования древесины. Основное значение леса в регулировании содержания углекислого газа в атмосфере, на который мало обращают внимания, – так называемый эффект замещения. Замена энергоёмких материалов (железобетона, кирпича, металла, пластика) на древесину будет одним из главных путей положительного влияния лесов на содержание С-СО₂ в атмосфере. Использование биомассы древесины рубок ухода, отходов деревопереработки, лесов с короткой ротацией для получения тепла и выработки электроэнергии является большим резервом для замещения ископаемых углеводородов. Необходимо расширять площадь лесов для увеличения производства древесины с целью замены энергоёмких строительных материалов и выработки биотоплива.

Обобщена информация о кристалломорфологических особенностях циркона из метаморфических пород, его внутреннем строении, химизме кристаллической матрицы, распределении редкоземельных элементов. Эти данные позволяют выявить дискриминантные признаки циркона в зависимости от природы кристаллизуемого вещества и условий его преобразования в ходе метаморфизма. Для достоверной оценки содержания элементов в цирконе необходимо опираться на комплекс аналитических методик, поскольку концентрация примесей значительно варьирует даже в выборках из одной и той же породы. Это позволяет определить диапазон вариаций и оценить динамику распределения элементов в цирконах из метаморфических пород различного генезиса.