Почвоведение, 2020, № 5, стр. 535-546

ВВЕДЕНИЕ

Геофизические методы при решении задач почвоведения и агротехники используются с 70-х гг. прошлого века. На практике наиболее часто применяются электроразведочные методы, изучающие сопротивление и проводимость почв [26, 32], главным образом, для контроля и мониторинга влажности [24, 30, 33, 37]. Следует отметить труды А.И. Позднякова, который внес значительный вклад в развитие этого направления в нашей стране [12–14]. Наряду с доказанной эффективностью электроразведочных методов при изучении влажности почв, задачи по определению с их помощью таких почвенных параметров, как гранулометрический состав или степень загрязнения нефтепродуктами, окончательно не решены. Это обусловлено тем, что при насыщении водой порового пространства почвы на показатели удельного электрического сопротивления (УЭС) оказывает значительное влияние объемное содержание влаги и ее минерализация. Например, лабораторными экспериментами установлено, что параметры влажности, минерализации и выщелачивания оказывают больший эффект на УЭС по сравнению с типом и гранулометрическим составом почв [41]. Отмечается, что колебания УЭС могут фиксировать изменение почвенных признаков (например, плотности) только при относительно малом водонасыщении [36].

Цель работы – оценить информативные возможности электрометрии при картировании почвенных неоднородностей, а также предлагается использование дополнительного метода – вызванной поляризации (ВП). Как отмечается многими исследователями, этот метод обладает чувствительностью к электрохимическим свойствам грунтов, которые обусловлены химическим составом поровой влаги и кислотностью [29, 34], а также процессами выщелачивания и биодеградации [22, 39]. Кроме того, установлена зависимость ВП от сложения и гранулометрического состава [31, 40]. К преимуществам метода можно отнести то, что современная аппаратура обеспечивает синхронное измерение УЭС и параметров ВП, в результате увеличивается их информативность. Эффективность предложенного комплекса электрических методов оценивали на примере специфических шунгитовых почв Заонежского полуострова (Республика Карелия).

Основы электроразведочных методов. Электроразведочные методы основаны на изучении процессов распространения естественных или искусственно возбуждаемых электромагнитных полей в среде. Их применение позволяет наблюдать пространственное распределение геоэлектрических характеристик [20]. Теоретические основы электроразведки детально описаны в обобщающих трудах [18, 21]. В почвоведении наиболее распространен метод сопротивлений на постоянном токе, который заключается в измерении УЭС почв, т.е. их способность пропускать электрический ток [13, 26, 32]. Так как на практике происходит измерение УЭС некоторого общего объема почвы, включающего внутренние неоднородности, помехи и прочее, вводят термин “кажущееся” УЭС. Кажущееся УЭС обозначается ρ_k и измеряется в омах на метр (Ом · м). Положение точки наблюдения в пространстве определяется геометрией системы наблюдения – электроразведочной установки, представляющей собой пару питающих A–B, по которым подается ток, и приемных M–N, регистрирующих разность потенциалов в среде, электродов, распложенных на фиксированном расстоянии друг от друга [21].

При выполнении измерений электроды расставляются с определенным шагом, величина которого определяет глубину проникновения зондирующего тока. Ток подается (I) на питающую пару электродов AB, а на приемной паре MN регистрируется разность потенциалов (U). Зная I и U, можно рассчитать ρ_k, используя уравнение:

где K – геометрический коэффициент, определяющий пространственное положение области, из которой получен сигнал:

Для оценки возможностей грунта пропускать электрический ток используют параметр кажущейся удельной электрической проводимости (σ_k), обратно пропорциональный сопротивлению:

В первом приближении минеральный скелет почв сложен диэлектриками, поэтому в сухом состоянии они плохо проводит электрический ток. Однако при достаточном водонасыщении, в поровом пространстве образуется объемная электропроводность, обусловленная наличием раствора, а на границе раздела жидкой и твердой фазы – поверхностная, вызванная формированием двойного электрического слоя (ДЭС) [21]. Объемная проводимость существенно зависит от содержания ионов в электролите, а поверхностная проводимость тесно связана с глинистостью, так как мелкодисперсные частицы формируют узкие поры и капилляры, и электрический ток распространяется по границе ДЭС, а не по электролиту. Этим фактом обусловлено более низкое сопротивление глинистых грунтов, чем песчаных, при умеренном водонасыщении, при этом избыточное насыщение высокоминерализованным раствором приводит к эффекту снижения влияния ДЭС.

Следует отметить, что ρ_k определяется целым рядом факторов: гранулометрическим составом, геометрией порового пространства, концентрацией и минерализацией поровой воды, содержанием электронных проводников (углерода), химическим составом и содержанием отдельных ионов, температурой. Существуют различные модели, описывающие зависимость почвенных свойств и электрических параметров [30].

Особую роль в электрофизике почв играет повышенное содержание органического вещества – органических остатков, гумуса и бактерий, которые оказывают влияние на общую проводимость почв, как правило, увеличивая ее. Например, это обусловлено процессами насыщения порового электролита ионами из-за процессов разложения и биодеградации органического и минерального веществ почв. Или замещением объемного типа проводимости поверхностным, вызванного изменением (сужением) конфигурации порового пространства из-за заполнения пор и капилляров микрочастицами гумуса, биопленками и др., вследствие чего возрастает концентрация заряженных частиц на границе ДЭС.

Под действием внешнего электрического поля, кроме протекания тока, может проходить еще один электрический процесс – вызванная поляризация (ВП). Эффект ВП выражен накоплением в гетерогенных средах электрических зарядов, а после снятия внешнего поля, возвращением системы в состояние равновесия благодаря перемещению зарядов и протеканию вторичного тока [2]. Возникновение ВП в ионопроводящих породах, к которым можно отнести и почвы, происходит за счет двойного электрического слоя, образующегося на контакте жидкой и твердой фаз [38]. В случае наличия электронопроводящих минералов (сульфидов, графитов) интенсивность ВП резко возрастает. К факторам, влияющим на ВП, относятся крупность минеральных и органических частиц, слагающих почву, шероховатость и неровность их поверхности [28].

Метод ВП заключается в измерении электрических полей, сформированных в среде вторичными электрическими зарядами. Теоретические основы метода показаны в монографии [6], а техника полевых наблюдений полностью аналогична методу сопротивлений на постоянном токе. Величину эффекта ВП можно оценить во временной и частотной области. Временная ВП (time-domain) фиксирует значение разности потенциалов в конкретный момент времени после отключения внешнего электрического поля. Набор таких отметок (стробов) формирует кривую спада напряжения, описывающую протекание вторичных токов и разрядку (релаксацию) среды. В рамках представленных исследований эффект ВП наблюдался по фазово-частотной методике ВП (frequency-domain), когда регистрируется сдвиг фазы, который характеризует “запаздывание” фазы гармонического сигнала в приемной линии MN относительно фазы сигнала генераторного устройства, что обусловлено влиянием вторичного поля процесса ВП. Данный параметр характеризуется углом сдвига фазы (φ) и измеряется в градусах [7]. Для подавления помех Куликов [7] предложил использовать дифференциальный фазовый параметр, который можно вычислить по фазам 1 и 3 гармоник (φ₁ и φ₃) измеряемого сигнала:

Зная Δφ, возможно оценить интенсивность процесса ВП – кажущуюся поляризуемость (η_k), используя эмпирическую формулу:

Полученная величина измеряется в процентах и позволяет судить о способности среды поляризоваться под внешним воздействием. Очевидным преимуществом комплексного использования методов сопротивления на постоянном токе и ВП является возможность синхронного сбора данных.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Работы проводили на специфических шунгитовых почвах Заонежского полуострова (Республика Карелия). Территория Заонежского полуострова значительно отличается от других районов Карелии и сопредельных территорий по природным условиям почвообразования. Ее характеризует большое разнообразие форм рельефа, широкое распространение шунгитсодержащих почвообразующих пород, более мягкие климатические условия и большое количество лиственных пород в древостое [11].

Шунгитсодержащие породы сильно отличается от других материнских пород содержанием углерода и гигроскопической влаги, а также поглотительной способностью. Концентрация углерода в этих породах изменяется в интервале от 5 до 95%. При этом, чем больше углерода, тем интенсивнее протекает выветривание, и тем богаче почва элементами минерального питания [1]. Гранулометрический состав шунгитсодержащих почвообразующих пород очень разнообразен: сильнохрящеватые пески, супеси, суглинки, реже глины. Выветренные шунгитовые сланцы и их элюво-делювий занимают территории, расположенные вблизи выходов на дневную поверхность скальных шунгитовых пород. По мере удаления от них ледниковые отложения обедняются шунгитовым веществом.

В таких своеобразных природных условиях Заонежского полуострова сформировался пестрый и сложный почвенный покров (рис. S1 ). Его специфику во многом определяют шунгитовые почвы – уникальные не только в регионе, но и в мире. Эти почвы в сочетании с подбурами оглееными распространены на площадях, занятых элюво-делювием шунгитовых пород и шунгитовой мореной. По мере удаления от скальных выходов шунгитовых пород морена приобретает смешанный состав, в котором в равной мере участвуют как основные и шунгитовые, так и кислые породы. В подобных местах распространены подбуры, которые отличаются от широко распространенных в Карелии подзолов более темной окраской, пониженной кислотностью, железистостью, а также более высоким содержанием элементов минерального питания.

Первое название шунгитовым почвам дал академик Ф.Ю. Левинсон-Лессинг (1889) – “олонецкая черная почва” [9]. В XX в. исследователи [3, 4, 16] отнесли их к дерновым. В региональной классификации Р.М. Морозова относила специфические почвы на шунгитах к типу буроземов темноцветных, тогда как значительное разнообразие свойств этих почв учитывалось на более низких классификационных уровнях [10]. Согласно “Классификации почв России” [5], почвы, развитые на шунгитах, в зависимости от условий их формирования, можно отнести сразу к трем типам: литоземам, темным буроземам и дерновым.

Почвы на шунгитсодержащих породах формируются в основном под лиственными и хвойно-лиственными лесами с хорошо развитым травяным покровом. На поверхность поступает большое количество растительного опада, однако мощной лесной подстилки не образуется благодаря высокой активности почвенных животных и микроорганизмов, быстро перерабатывающих органический материал. Особенности почвообразующей породы и процессов трансформации растительного опада определили своеобразие органопрофиля, процессов гумусообразования и состава органического вещества данных почв, которое заключается в высоком содержании и однородном составе гумуса по всему профилю [1]. Несмотря на высокую щебнистость и хорошую водопроницаемость почв, развитых на шунгитовых породах, в них происходит закрепление гумусовых кислот в профиле, что связано с богатым химическим и минералогическим составом мелкозема, при выветривании которого высвобождается значительное количество железа и кальция, образующих устойчивые соединения с гумусовыми кислотами. Слабая подвижность органо-минеральных комплексов в почвах, развитых на шунгитсодержащих породах, приводит к формированию недифференцированного профиля, где процессы трансформации органического вещества, а также минеральной массы протекают на месте без миграции веществ за пределы почвенной толщи. Таким образом, основными процессами, формирующими данные почвы, являются гумусообразование в условиях нейтральной или слабокислой реакции среды, метаморфизация минеральной массы in situ с освобождением железа, кальция и других элементов. Подобные почвообразовательные процессы в целом нехарактерны для зональных почв Карелии, их проявление на территории Заонежья обусловлено специфическими природными условиями – распространением почвообразующих пород с включением шунгита, более мягким климатом и др. [23].

Несмотря на то, что почвы, развитые на шунгитсодержащих породах, привлекали внимание ряда исследователей, многие вопросы их генезиса остались не изученными. Это связано с тем, что шунгитсодержащие породы очень разнообразны по химическому составу, а кроме того, существенно различается их содержание в четвертичных отложениях. Участок исследований расположен в северо-восточной части Заонежского полуострова, где преобладают буроземы шунгитовые [11].

Полевые измерения электрофизических параметров почв выполняли методом электропрофилирования с использованием симметричной четырехэлектродной установки A-M-N-B, где расстояние между всеми электродами составляло 15 см. Постоянный разнос обеспечил картирование площадных неоднородностей и изменчивости почв на глубине 15 см. Выбор глубины исследования обусловлен несколькими причинами. Выбранный интервал попадает в область переменного увлажнения зоны аэрации, которая при отсутствии осадков имеет выдержанную влажность. Учитывали и аппаратурные возможности – щуп влагомера MS-350A, используемого для измерения относительной влажности почв, позволяет проводить замеры на глубине не более 20 см.

Сбор данных осуществляли электроразведочным комплексом, включающим генератор SGD-EGC200 SKAT II и измеритель SGD-EEM MEDUSA (СибГеофизПрибор, Россия). Комплекс позволяет регистрировать разность потенциалов и фазовое ВП на наборе из восьми частот. Так как ВП (как и УЭС) зависит от частоты (f) генерируемого тока, в рамках выполненных исследований измерения проводили на относительно высокой (f = 4.88 Гц) и низкой (f = 0.305 Гц) частотах. Съемку выполняли по регулярной сети 50 × 50 м, положение точек наблюдений фиксировали с помощью GPS (рис. 1).

В основе использования способа измерений на двух частотах лежала гипотеза о возможности выявления по показателям ВП участков повышенного содержания углерода в почвах. Выбор измерительных частот обусловлен спектральными характеристиками фазового ВП, которые были показаны в статье Куликова и Яковлева [8]. В работе демонстрируется, что шунгит имеет максимум интенсивности поляризации на низких частотах в интервале 0.3–0.5 Гц, а рудные минералы обладают максимумами на частотах более 1 Гц.

Так как влажность оказывает критическое влияние на показатели УЭС, на первом этапе работ измеряли проводимость приповерхностных вод портативным кондуктометром COM-100. Проводимость воды составила 150 мкС/см (при t = 20°С), тогда как средние значения для Карелии 60 мкС/см. Это свидетельствует о относительно высокой минерализации воды и, как следствие, низких значениях УЭС почв. Кроме того, на каждой точке наблюдений фиксировали относительную влажность, а также высотные отметки для учета влияния микрорельефа.

С целью дополнительного обоснования причин изменчивости электрофизических свойств в лабораторных условиях изучали образцы исследованных почв. Такой подход является полезным для параметрической оценки исследуемых грунтов, так как регистрируемые значения можно сопоставить с полевыми наблюдениями [19]. Всего отобрано 6 проб, 2 в зоне повышенной амплитуды ВП, 2 в зоне повышенной влажности и 2 в фоновых областях. При отборе отдельные почвенные горизонты не выделяли, а использовали общую пробу, отобранную с глубины 5–20 см, объемом до 0.5 м³. Это обусловлено интегральным характером измерений методами электроразведки, т.е. регистрируемый показатель относится к некоторому объему среды. Для выполнения анализов из каждой пробы отбирали по три навески, усредненные методом квартования.

Лабораторные измерения выполняли в ячейке размером 60 × 20 × 25 см, такой же электроразведочной установкой (A–M–N–B с разносами 15 см) и аппаратурным комплексом, описанным выше. Ячейку заполняли почвой на 2/3 от объема, что обеспечивало равномерное распределение электрического тока в объеме образца почвы при измерениях. Пробы высушивали, после добавления подсоленной воды (для достижения проводимости воды 150 мкС/см и моделирования условий полевого участка) выполняли замеры ρ_k и η_k в относительно сухом (W_отн = 20%) и относительно влажном состоянии (W_отн = 40%).

Для каждой пробы измеряли гранулометрический состав методом лазерной дифрактометрии при помощи анализатора частиц LS 13320 (Beckman Coulter, США), что позволило определить частицы от коллоидных глинистых (0.04 мкм) до грубозернистых песчаных (2 мм). Общее содержание углерода определяли методом дифференциального термического анализа на синхронном термоанализаторе STA 449 F1 Jupiter (Netzsch, Германия) в интервале температур 100–1000°C. Несмотря на недостатки метода пиролиза при определении и дифференциации педогенного и литогенного углерода [15], в почвах Заонежья отчетливо наблюдается экзотермический эффект в диапазоне температур 240–700°C для органического углерода и 500–700°C, характеризующий содержание неорганического шунгитового углерода [17].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

По итогам выполненных работ получены карты распределения параметров ρ_k и η_k на двух частотах, которые отражают изменения электрофизических параметров в почвенном слое (рис. 2). Отмечается, что значения ρ_k имеют достаточно низкие показатели вследствие минерализации воды. Фоновые показатели η_k составляют порядка 1%. По картам видно, что аномалии полей УЭС и ВП имеют разное распределение и приурочены к разным источникам.

Дополнительно, в качестве средства интерпретации выполнено сопоставление карты распределения относительной влажности (W_отн) с микрорельефом в пределах участка работ, что наглядно объясняет закономерности распределения гравитационной влаги в почвах на участке (рис. 3). Это взаимосвязь отражается и в поле УЭС, где отчетливо видно, что проводящие зоны с ρ_k = 20–150 Ом · м локализованы вдоль восточного фланга участка, в области понижений поверхности. Зоны высокого сопротивления с ρ_k = = 150–350 Ом · м расположены на вершине. По показателям УЭС выделяется два канала миграции влаги с вершины в нижнюю часть (рис. 4). В общем виде аномалии УЭС фрагментарны и имеют схожее распределение на разных частотах.

В свою очередь, характер поведения поля ВП иной. Распределение значений η_k равномерно, и только в северной части присутствует интенсивная аномалия до 4%, имеющая простирание с северо-запада на юго-восток. Отличительной особенностью является изменение показателей при уменьшении частоты: на низких частотах амплитуда сигнала в аномальной области усиливается на 0.4–0.8%, а фоновые значения снижаются на такой же уровень.

Полученные данные исследовали при помощи кросс-плот диаграмм (рис. S3 ) и расчета коэффициента корреляции Спирмена (так как зависимость была непараметрической). Такой подход наглядно показал, что высотная отметка и W_отн имеют линейную зависимость с величиной достоверности аппроксимации R² = 0.5942, а коэффициент корреляции r_s = –0.614. При сопоставлении ρ_k и W_отн отмечается отсутствие частотной дисперсии, достоверность R² = 0.3025, а r_s = –0.426 (f = = 4.88 Гц) и –0.371 (f = 0.305 Гц). Это указывает на взаимосвязь УЭС и влажности, хотя полученные значения несколько меньше показанных в литературе (r_s от –0.5 и более) [25].

Для ВП картина отлична, вычисление линейного тренда происходит с малой достоверностью R² = 0.0023, из-за дисперсии значений η_k на разных частотах при f = 4.88 Гц r_s = 0.076, а при f = = 0.305 Гц r_s = –0.069. В обоих случаях статистически значимый результат не был получен. Следует отметить, что небольшая выборка (n = 35) приводит к значительной статистической погрешности, вероятно, общие взаимоотношения при увеличении плотности измерений должны остаться неизменными. В целом, исследованиями установлено, что метод ВП является наименее зависимым от влажности, что позволяет делать выводы о его большей эффективности при изучении неоднородностей почв вещественного и структурного плана по сравнению с методом УЭС.

Связь между полями ВП и УЭС демонстрируется на рис. S3 в виде кросс-плот диаграммы плотности распределения точек. По соотношению значений ρ_k и η_k выделено три класса почв. Первый класс (диапазон ρ_k = 50–150 Ом · м, η_k = = 0.2–1.4%) интерпретируется как влажные почвы, второй класс (диапазон ρ_k = 150–250 Ом · м, η_k = 0.8–2.0%) – относительно сухие, третий класс (диапазон ρ_k = 10–50 Ом · м, η_k = 1.3–3.7%) – почвы с аномальными значениями электрофизических параметров, содержащие повышенное количество углерода. Полученные данные показывают, что ВП, как и предполагалось, несет дополнительную информацию о почвенных признаках и не зависит от влажности.

Для выявления источников аномальных изменений электрофизических полей изучали характеристики почвенных образцов. Осредненные показатели для каждой пробы приведены в табл. 1. Исследования показали, что по гранулометрическому составу в пробах преобладает физический песок (среднее содержание 85%), а в общем виде они разделяются на песчаные почвы с возвышенности и легкосуглинистые в низине. С учетом постоянных значений W_отн такие данные позволяют оценить влияние содержания физического песка.

На рис. 5 представлены графики, отражающие изменения электрофизических свойств на разных частотах для образцов, указанных выше. Во всех случаях отчетливо видно влияние влажности, ее кратное увеличение приводит к снижению ρ_k в 2–3 раза. При этом изменение рабочей частоты генерируемого тока (с 0.038 до 4.88 Гц) при относительно сухой среде не дает явных результатов (вариации ρ_k в пределах 1% погрешности), тогда как при дополнительном увлажнении проявляется незначительный линейный рост ρ_k (≈10 Ом · м), в сторону высоких частот. В свою очередь, показатели η_k демонстрируют иную картину, с меньшим диапазоном изменений, однако с более проявленным эффектом частотной дисперсии. Примеры возникновения дисперсии значений ВП при выдержанных показателях УЭС при изменении частоты тока можно найти и в литературе [27, 35], это позволяет сделать вывод, что такое распределение для дисперсных грунтов нормальное.

Рассмотрим несколько проб более детально. Проба 1 характеризуется относительно низкими значениями электрофизических параметров в сухом состоянии, тогда как при смачивании ρ_k и η_k возрастают в 3 раза. При этом показатели η_k увеличиваются в область высоких частот, а увлажнение пробы приводит к общему смещению уровня значений на 0.7%. Эффект повышения интенсивности ВП при увлажнении обусловлен увеличением поверхностной проводимости, которая пропорциональна содержанию мелких частиц (т.е. увеличению содержания физической глины в почве) [19, 40]. Этот факт подтверждается результатом анализа гранулометрического состава пробы 1 (легкий суглинок). Для пробы 6 характерно такое же распределение ρ_k, как и в пробе 1. На параметр η_k изменение влажности влияние практически не оказывает, а частотная дисперсия носит линейный характер (уменьшение f приводит к уменьшению η_k). Показатели гранулометрического состава пробы 6 соответствую песку, эффект ВП, в котором определяется размером составляющих его частиц, а насыщение водой не приводит к изменению характера проводимости.

Отдельно следует рассмотреть пробу 3, где обнаружен интересный эффект, выраженный нелинейным изменением частотного спектра фазового ВП, а также резким повышением η_k при увлажнении до 2.8% в области частот менее 0.1 Гц. С одной стороны, примеры спектра ВП для шунгитовых пород [8], а также данные о повышенном содержании общего углерода в пробе 3 (в 2 раза больше фоновых значений), свидетельствуют о верности предположения о влиянии содержания углерода в почве, в том числе и шунгитового, на спектральные характеристики фазового ВП. К дополнительным доказательствам присутствия шунгитового вещества можно отнести и более низкий уровень УЭС в пробе 3 по сравнению с пробой 6.

С другой стороны, это может являться и следствием изменения соотношения песок–глина. Выявленный эффект повышения уровня ВП на частотном интервале 0.01–0.1 Гц может происходить за счет влияния размеров минеральных частиц и связанной с этим пористостью. Характеристики порового пространства пропорциональны времени релаксации (разрядки) среды и, как следствие, при увеличении размеров пор происходит увеличение интенсивности низкочастотной составляющей электрического сигнала [31]. Этот тезис согласуется с результатами определения гранулометрического состава (рис. S4 ). Установлено, что проба 3 содержит большее количество физического песка по сравнению с пробой 6, тогда как проба 1 отличается повышенным содержанием физической глины.

Анализируя полученную информацию с учетом полевых наблюдений, следует предположить большую вероятность существования первого варианта, так как класс III аномальных значений ρ_k и η_k (рис. S3 ) приурочен к некоторой линейной зоне (рис. 3), которая наблюдается в условиях пространственной изменчивости гранулометрического состава и влажности грунтов. Кроме того, в пробах 2 и 3, отобранных в пределах указанной зоны прослеживается повышенное содержание общего углерода. Так как отобранные образцы почв находятся в пределах единого биоценоза с выдержанными условиями, можно предположить приуроченность обнаруженной зоны к маломощному шунгитовому слою в кровле подстилающих материнских пород (явление характерное для геологического строения Заонежского полуострова), который служит источником поступления углерода в почву.

Обобщив результаты исследования проб, можно сделать вывод о том, что в значениях ρ_k отражается в первую очередь содержание влаги в почве. Тогда как смещение частотного распределения η_k можно связать с крупностью частиц и содержанием шунгитового вещества. Благодаря этому по частотному спектру η_k можно делать прогноз о гранулометрическом составе почвы и присутствии в ней электронопроводящих минеральных включений, таких как шунгит.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований шунгитовых почв методами сопротивления и вызванной поляризации сделаны следующие выводы.

Показатели поля УЭС тесно связаны с распределением влаги в почвах, особенно в случае относительного объемного содержания менее 30–40%, поэтому иногда могут быть малоинформативными при описании почвенных признаков. Например, проведенный анализ выявил приуроченность наблюдаемых показателей УЭС и влажности, главным образом, к микрорельефу исследуемого участка, и в значительно меньшей степени к типу почв. Следовательно, для корректного использования метода сопротивлений на постоянном токе для решения почвенных задач необходимо учитывать значения влажности почв, ее динамическое изменение и общую минерализацию воды, а также гранулометрический состав.

Использование метода ВП продемонстрировало меньшую связь регистрируемых показателей с содержанием воды в почве и обеспечило выявление на исследуемом участке аномальной области, обусловленной повышенным содержанием углерода. Лабораторное изучение образцов показало, что формирование аномалий ВП в почвах может происходить как за счет изменения гранулометрического состава почв, так и содержания шунгитового вещества. Такие изменения находят отражение в эффекте частотной дисперсии – образования максимумов интенсивности сигнала на определенном диапазоне частот.