– Это путь получения знаний о том, как эти породы были образованы: где плавились, как смешивались. В итоге мы получаем модели их формирования в определенных условиях и времени, – рассказал директор Института геологии КарНЦ РАН Сергей Светов.
При изучении осадочных пород масс-спектрометрия позволяет выяснить происхождение материала донных осадков и, соответственно, пути перемещения ледника. Это важно для реконструкции палеографической картины 7–12 тысяч лет назад, объясняющей, как образовывался современный рельеф.
В прикладной геологии масс-спектрометр используется при подготовке в лабораторных условиях концентраций чистого минерала. Например, особо чистый кварц в природе встречается редко, однако необходим в оптической промышленности, при производстве солнечных батарей и т.д. Ученые могут предложить бизнесу методику получения нужной концентрации того или иного объекта.
Геохимия минералов используется для характеристики рудных систем и горнопромышленного потенциала территории в целом.
Установленный в аналитическом центре Института геологии КарНЦ РАН масс-спектрометр является частью Центра коллективного пользования Карельского научного центра РАН. На нем будут проводить исследования сотрудники и других институтов. В частности, масс-спектрометрия широко применяется при изучении состава почв и строения почвенных разрезов: элементный анализ дает информацию о формировании субстратов.
Биологи смогут изучать состав макро- и микроэлементов в тканях организмов. К примеру, створки раковин моллюсков хранят информацию о состоянии окружающей среды в тот или иной период времени. Подобная работа по оценке и динамике химического состояния водоемов уже проводилась совместно с Институтом озероведения РАН. Масс-спектрометрия используется для проведения эколого-биохимических исследований, в том числе аквариальных экспериментов по изучению влияния различных факторов на водные организмы. Так, биохимики Института биологии КарНЦ РАН имеют опыт исследования влияния тяжелых металлов на водные организмы. Для контроля условий при проведении эксперимента необходимо в том числе отслеживать концентрацию конкретных элементов в воде и в тканях исследуемых животных.
Востребован прибор и в археологии: он позволяет изучать химический состав керамики или сплавов, из которых изготовлены находки. Примеси могут рассказать о том, где шло производство, по какой технологии, откуда брался материал. По данным геохимии можно попытаться реконструировать почерк изготовителя. Подобные исследования также проводятся в КарНЦ РАН.
Один из важных факторов успешных результатов работы прибора – высокое мастерство сотрудников лаборатории. Химики готовят пробы – с помощью кислот переводят изучаемый объект в жидкое состояние, а физики анализируют их непосредственно на масс-спектрометре.
– В нашем аналитическом центре хорошо поставлена методика пробоподготовки – разложения в кислотах и перевода материала, не важно, камень это или печень окуня, в раствор. Эта комбинация – высокое качество работы специалистов и современное оборудование – приводит к тому, что результаты наших исследований сопоставимы с мировыми и публикуются в авторитетных зарубежных журналах, – отметил руководитель аналитического центра ИГ КарНЦ РАН Сергей Бурдюх.
Аналитический комплекс ICP MS Agillent 7900 заменит устаревший масс-спектрометр X Series II (ThermoFisher Scientific). Прибор будет определять концентрации максимально полного спектра рассеянных элементов (от лития до урана) на уровне концентраций от 100 миллиардных долей грамма вещества.
– Низкий предел обнаружения, мультиэлементный и экспресс- анализ – главные преимущества нового прибора. За один раз он позволяет определять до 50 элементов. За пять часов мы можем отснять 60 проб, – рассказал Арсений Парамонов, ведущий физик аналитического центра Института геологии КарНЦ РАН.
Помимо сотрудников Института геологии и других научных подразделений КарНЦ РАН, исследования на новом приборе смогут проводить ученые из организаций других регионов. Аналитики центра активно сотрудничают с коллегами из Москвы, Коми, Мурманской области.
Новый масс-спектрометр приобретен в рамках программы обновления приборной базы, проводимой Минобрнауки России. По словам Сергея Светова, в планах Аналитического центра ИГ КарНЦ РАН – дополнить его системой лазерной абляции, которая позволят увеличить спектр выполняемых карельскими учеными задач. В частности, исследователи смогут развивать методы изотопного датирования объектов геологических объектов и запустить новое направление геохронологии. Сейчас для проведения подобных исследований пробы направляются в лаборатории Санкт-Петербурга или зарубежных стран.
