Поиск - новости науки и техники

Недра в цифре

Ученые Института экспериментальной минералогии РАН моделируют историю Земли

Здесь в мизерных объемах ампул и ячеек высокого давления вскипает магма, бурлят флюиды, формируются руды. Здесь ученые вот уже полстолетия колдуют над установками, которые, как машины времени, позволяют перенестись в любой геологический период.
Сотрудники Института экспериментальной минералогии имени академика Д.С.Коржинского Российской академии наук (ИЭМ РАН) в подмосковном наукограде Черноголовка моделируют процессы, протекавшие в глубинах Земли миллионы лет назад и происходящие сегодня. О том, как это у них получается, «Поиску» рассказал директор института доктор геолого-минералогических наук, профессор РАН Олег САФОНОВ.
– Олег Геннадьевич, как возник институт? Почему он был организован именно в Черноголовке?
– Официальная дата создания института – 1 августа 1969 года: в этот день вышло распоряжение Президиума Академии наук СССР. Однако история научного направления, которое стало для ИЭМ основным, началась на несколько лет раньше, когда в московском Институте геологии рудных месторождений, минералогии, петрографии и геохимии возникла экспериментальная лаборатория под руководством Вилена Андреевича Жарикова. Он был учеником академика Дмитрия Сергеевича Коржинского, выдающегося ученого в области наук о Земле. Академик Д.С.Коржинский открыл многие особенности термодинамики природных систем и заложил основы физико-химического подхода к изучению геологических явлений.
Для физической геохимии, начавшей бурно развиваться в середине прошлого века во всем мире, необходимы были экспериментальные исследования. Процессы в земных недрах идут при высоких давлениях и температурах, их моделирование требует серьезных мер безопасности, специально оборудованных помещений. В Президиуме Академии наук решено было построить институт для развития данного направления в Черноголовке, где в то время возводился научный центр физико-химической специализации и уже имелась передовая инфраструктура.
Директором-организатором нового института стал Д.С.Коржинский. Мы гордимся, что сегодня ИЭМ РАН носит его имя. Директорами института были академик В.А.Жариков и член-корреспондент РАН Ю.Б.Шапо-валов. У истоков важнейших направлений стояли такие видные ученые, как А.А.Маракушев, И.П.Иванов, Л.Л.Перчук, Г.П.Зарайский, И.Я.Некрасов, Ю.Е.Гор-батый, и другие выдающиеся исследователи, работы которых составляют золотой фонд экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии.
– Какое знание извлекают геологи из экспериментов?
– Долгое время геология была описательной наукой. Исследователи накопили много информации о составе и свойствах минералов, горных пород и руд, условиях их залегания. На основе анализа изученных закономерностей ученые предлагали модели, описывающие возможные пути формирования различных природных объектов, их эволюцию, характеристики расплавов и флюидов. Но проверить правильность гипотез, расшифровать и оцифровать информацию, записанную в камне, стало возможно только с развитием экспериментального моделирования.
В ходе экспериментов мы получаем значения температур, давлений, активности компонентов в системах, имитирующих природные. Найденные константы используются для термодинамических расчетов, которые, в свою очередь, позволяют количественно оценить физико-химические параметры, динамику и кинетику процессов, протекавших и протекающих во всех геосферах Земли, – от мантии до приповерхностных слоев.
– Используются ли получаемые фундаментальные результаты при решении практических задач?
– Конечно. Зная условия формирования того или иного объекта, можно предсказать области концентрации рудных компонентов, что облегчает поиск месторождений. Например, группа под руководством Виталия Чевычелова изучает процессы экстракции редкоземельных металлов из гранитных расплавов и эволюции редкометальных месторождений, находящихся в Забайкалье. Николай Горбачев по договору с горно-металлургической компанией «Норильскгеология» исследует генезис месторождения сульфидных руд, богатых элементами платиновой группы.
Развиваются в институте и направления, связанные с разработкой методов и технологий получения синтетических минералов с заданными свойствами. Этим занимается лаборатория Владимира Балицкого, где растят кристаллы различных разновидностей кварца, в том числе с уникальными физическими свойствами, а также турмалина, топаза, замечательные по красоте «почки» малахита. Дмитрий Чареев совершенствует методики синтеза кристаллов полупроводниковых халькогенидов.
– Успехи экспериментальных работ во многом определяются качеством используемого оборудования. Как в институте налажена техническая сторона дела?
– Лаборатории ИЭМ РАН оснащены установками для работы в широком диапазоне параметров. В основном это оригинальные и даже уникальные приборы, которые были сконструированы и собраны специалистами института, часто в кооперации с производственными предприятиями. Благодаря высококвалифицированному инженерному и техническому персоналу оборудование поддерживается в хорошем состоянии. Экспериментальные методики постоянно совершенствуются. Конечно, есть потребность в новых приборах, оборудованных по последнему слову техники. Хотелось бы заполнить пробелы по параметрам. Так, нам остро необходим многопуансонный пресс, позволяющий создавать давления, соответствующие условиям глубокой мантии. Нужно модернизировать и имеющееся оборудование.
К сожалению, новые аппараты можно купить только на Западе – у нас такие установки практически не производятся. Мы знаем, как их сделать, в институте есть специалисты, которые могут справиться с этой задачей, используя материалы отечественного производства, привлекая российских партнеров. Эта работа потребует не таких огромных средств, как покупка готового агрегата. Но и на это у нас нет денег.
Аналитическое оборудование тоже не помешало бы обновить. Правда, здесь все немного проще: при необходимости измерения можно проводить в центрах коллективного пользования.
– Идет ли в институт молодежь?
– Да, в ИЭМ РАН делают курсовые, дипломные и аспирантские работы талантливые ребята из ведущих вузов, в которых преподают наши сотрудники. Некоторые остаются работать, тем более что в Черноголовском научном центре неплохо обстоят дела со служебным жильем.
Институт ежегодно проводит летнюю практику для студентов двух кафедр МГУ им. М.В.Ломоносова – петрологии и вулканологии и кристаллографии. Молодых ученых мы ежегодно собираем на Всероссийскую школу «Экспериментальная минералогия, петрология и геохимия».
Растим смену со школьной скамьи: при институте действует Геошкола, которой руководит Татьяна Ковальская. Каждое лето она с юными геологами выезжает в экспедиции. Сотрудники института помогают ребятам в обработке результатов, реализации проектов.
– Вы – молодой директор. Столкнулись ли с неожиданностями, когда заняли этот пост? Какие проблемы особенно усложняют жизнь?
– ИЭМ РАН для меня – родной дом. Пришел сюда в 1992 году стажером-исследователем после МГУ, прошел все научные ступени. Так что особенных сюрпризов мне новое назначение не принесло, разве что добавило ответственности.
Институт готов решать на мировом уровне многие фундаментальные и прикладные задачи современной геологии. Мы знаем, куда двигаться, у нас сильный и дружный коллектив. Есть задумка создать Центр коллективного пользования для экспериментов в науках о Земле.
К сожалению, недостаточное финансирование сдерживает развитие. Если проблема с оплатой труда научных сотрудников как-то решается, то низкие зарплаты технического персонала – просто беда для института, которому необходимо поддерживать и развивать серьезную аппаратурную базу.
Стараемся зарабатывать – в той мере, в какой это можно делать, занимаясь фундаментальными исследованиями. Сотрудники получают гранты РНФ и РФФИ, работают по договорам с производственными организациями.
Тревожит и смущает отношение к нашей работе со стороны научных чиновников. Складывается впечатление, что их интересуют только формальные показатели. Мы непрерывно пишем отчеты – забиваем одни и те же цифры в разные базы данных. При этом нам даже не объясняют, зачем придумана очередная безумная таблица, их просто спускают с требованием заполнить «вчера».
Эти проблемы постоянно обсуждаются, но, увы, решаются весьма медленно. Надеемся, что накопленный бюрократический багаж позволит чиновникам, наконец, сформировать какие-то рациональные управленческие подходы.

Надежда ВОЛЧКОВА

Нет комментариев