Полувековое мгновение в истории планеты

В январе Институту геофизики УрО РАН исполняется 50 лет. Столько же в нем трудится старейший сотрудник ИГФ, член-корреспондент РАН, постоянный автор «Науки Урала» Владимир Иванович УТКИН. Он пришел в институт после окончания физико-технического факультета УПИ и проработал здесь всю свою жизнь. Был заведующим лабораторией, отделом, с 1999 по 2004 гг. – директором института. Сегодня мы публикуем его воспоминания — конечно, как и любые воспоминания, субъективные, но институт предстает в них живым развивающимся организмом, сообществом ярких личностей.


 

   50 лет назад нас с однокурсником Юрием Бурдиным приняли на работу в Институт геофизики Уральского филиала АН СССР (ныне УрО РАН), в лабораторию ядерных методов разведки, которой руководил организатор института профессор (с 1971 г. — член-корреспондент РАН) Юрий Петрович Булашевич.

   Нашим непосредственным руководителем был неподражаемый Георгий Митрофанович Воскобойников (1913–1990), который сразу поставил перед нами задачу создания прецизионного скважинного сцинтилляционного гамма-спектрометра для ядерно-геофизических исследований. Сегодня трудно представить, как мы тогда работали, как выдержали такой бешеный темп, но в полевом сезоне 1960 г. прибор этот был испытан. Работы Института геофизики начала 1960-х годов оказали громадное влияние на состояние ядерной геофизики. Сегодня в мире не существует скважинных приборов без прижимного измерительного блока, предназначенных для исследований скважин различными гамма-методами. Это рассматривается как классика, и я рад, что в начале своей научной деятельности принимал участие в создании этой классики.

   В начале 60-х годов нами было сконструировано несколько моделей малоканальных скважинных спектрометров. Эти спектрометры ввиду своей относительной простоты и высокой надежности использовались многими исследователями. Мы изготавливали аппаратуру для Горного Алтая, Казахстана, Узбекистана, Таджикистана. К середине 70-х годов в бывшем Советском Союзе создалась такая ситуация, что мы уже не могли контролировать применение предложенного нами метода при изучении угля в естественном залегании: наша методика и аппаратура (спасибо Киевскому заводу) применялись для разведки и доразведки угольных пластов практически на всех угольных месторождениях СССР от Донбасса до Сахалина, в Чехословакии, Польше, ГДР.
 

Начиная с конца шестидесятых в Институте геофизики стала развиваться космофизическая тематика. В 1972 г. в институте уже работала станция космических лучей, состоящая из нейтронного монитора, мезонного телескопа и ионизационной камеры. В августе 1972 г. наблюдалась одна из крупнейших серий вспышек на Солнце и соответственно магнитных бурь на Земле. Такие мощные бури в нашем столетии наблюдались только три раза. Наша станция была единственной на территории от Москвы до Иркутска, которая зафиксировала так называемый эффект Форбуша в космических лучах, что позволило более точно рассчитать структуру межпланетной ударной волны, раскачавшей нашу магнитосферу.
 

За годы, что я руководил отделом геофизического приборостроения, мы выполнили много оригинальных разработок. Наибольший интерес представляла спутниковая система сбора и передачи информации (ССПИ), которая была включена в программу «ИНТЕРКОСМОС». На основе программы ССПИ были проведены эксперименты по электромагнитному зондированию, измерению геоакустических шумов с передачей данных по спутниковому каналу связи, что показало перспективность выбранного направления геофизического приборостроения.
 

Одним из наиболее талантливых разработчиков аппаратуры в отделе геофизического приборостроения был выпускник радиотехнического факультета УПИ В.Н. Овчинников. Он активно участвовал в разработке комплексов ССПИ и приобретенный опыт использовал при создании автоматизированной аппаратуры для метода искусственного подмагничивания — МИП. Созданные в отделе макеты пользовались заслуженным успехом у геофизиков Южного Урала и Восточной Сибири.
 

Очень интересной была разработка автоматизированного протонного магнитометра, в котором использовались идеи В.М. Рыжкова. Была выпущена серия из пяти приборов, которые прошли всестороннюю проверку в полевых условиях. При использовании этих приборов был проведен уникальный эксперимент по изучению влияния приливных движений Земли на магнитные свойства железных руд.
 

Вообще идея о влиянии приливных движений на свойства верхней части земной коры была очень модной в конце 70-х — начале 80-х годов. В Институте ее активным сторонником был тогдашний директор — Б.П. Дьяконов (1976–1986). По его техзаданию в ОГП была разработана автоматизированная аппаратура для исследования вариаций электрического сопротивления верхней части земной коры. Ответственным исполнителем темы был И.М. Федоров (сейчас доктор технических наук, работает в Красноярске).
 

В 1986 г. член-корреспондент РАН Ю.П. Булашевич, бессменный руководитель лаборатории ядерной геофизики с 1958 г., подал в отставку и предложил мне заменить его на этом посту. Так я вернулся в лабораторию, в которой начинал свою научную деятельность. 1986-й был годом перестройки, и все мы питали иллюзии о повышении роли науки, изменении отношения к ней. В лаборатории появились две первые в ИГФ персональные машины Хьюллет-Паккард первого поколения. Эти простенькие механизмы совершили переворот в сознании наших сотрудников. Все, что можно было посчитать, считалось на них, машины работали в две смены, и результаты не замедлили сказаться. В.В. Бахтерев быстро обработал материал за много лет и представил докторскую диссертацию, в которой предложил использовать для каротажа обобщенные нейтронные параметры горных пород. Молодые сотрудники И.В. Шульман, И.И. Косякин, В.Ю. Давыдов быстро включились в работу. Метрологическое обеспечение для угольного гамма-гамма каротажа, разработанное И.В. Шульманом, до сих пор не имеет аналогов. И.И. Косякин окончательно разобрался в микро-гамма-гамма методе, рассмотрел все возможные ситуации с точки зрения статистики и, когда геологи дали ему для тестирования набор гранитоидов с различной структурой, он обнаружил у них ошибку при оценке структурного фактора. Это произвело такое большое впечатление на руководителя данных работ профессора В.Н.Сазонова (Институт геологии и геохимии УрО РАН), что он, по профессии геолог, пожелал быть оппонентом геофизической диссертации И.И. Косякина.
 

За пять лет было подготовлено и защищено две докторские (Ю.В. Хачай, В.В. Бахтерев) и четыре кандидатские диссертации. Вместе с традиционными направлениями в лаборатории появились новые задачи. Использование нейтронных параметров горных пород позволило не только традиционно определять содержание отдельных элементов в руде, но и исследовать околорудные интервалы, зоны измененных пород и т.п. После проведения комплекса работ по геотермике, исследованию распределения естественных радиоактивных элементов и радиогенных газов стало возможным по-другому взглянуть на проблемы геоэкологии. Мы получили заказы из-за рубежа, что позволило приобрести новую вычислительную технику. Нам казалось, что так будет всегда, но…
 

Уже в конце 1991 г. резко уменьшились ассигнования, увеличилась инфляция и в конце первого квартала 1992 г. мы оказались просто нищими. По институту прошла лавина увольнений и сокращений штатов. Выход из создавшегося положения предложил И.И. Косякин : «Надо создать свою фирму и брать любые наукоемкие заказы, зарабатывать на том, что мы умеем хорошо делать.» Фирма РИФТЕК была создана в апреле 1992 г. и просуществовала пять лет. Работы по экологической тематике начались именно как выполнение разнообразных заказов для фирмы. Однако в процессе этой работы мы столкнулись с необычными проблемами, связанными с распространением загрязнений, влиянием на эти процессы геолого-геофизической обстановки в Уральском регионе.
 

Исследование процесса переноса радиоактивных отходов старых реакторов БАЭС, которые в большом количестве были аккумулированы в Ольховском болоте, показало, что необходимо внимательно изучать гидрогеологическую ситуацию в зонах разломов, прежде чем выбирать место для депонирования радиоактивных отходов. Исследования радиоактивного загрязнения в районах подземных ядерных взрывов (Пермская обл.) показали, что кроме исследуемых обычно загрязнений подземных вод существуют и другие факторы, ухудшающие радиационную обстановку в этих районах. Землетрясения, вызываемые подземными взрывами, приводят к увеличению проницаемости земной поверхности и, как следствие, увеличению выделения радона из недр. При взрыве образуется большое количество радиоактивного газа криптон-85. Обнаруженные нами особенности распространения радиоактивных загрязнений дали начало новому направлению исследований — изучению связи распространения радиоактивных загрязнений с геолого-геофизическими особенностями среды. Эти работы легли в основу кандидатской диссертации нашего молодого сотрудника Жени Рыбакова.
 

Повышение точности измерения температуры в скважинах и расширение геотермальных исследований по нашему региону послужили основой для создания новой карты тепловых потоков Урала и сопредельных областей, а соответственно, и новых идей о влиянии морфологии блоков земной коры и петрофизических свойств горных пород на тепловое поле Урала (И.В. Ладовский, В.А. Щапов). Теоретические исследования И.В. Ладовского изменили многие уже устоявшиеся взгляды на формирование температурного поля в скважине, что позволило по-новому интерпретировать полученные за много лет результаты. Накопленный скважинный материал по распределению температур на Урале оказался хорошим фундаментом и для проведения реконструкции температурной истории региона (работы Д.Ю. Демежко по глобальному потеплению цитируются сегодня в Конгрессе США). Расчеты показали, что потепление, которым нас пугают, уже происходило в истории Земли, и оно не было связано с цивилизацией. Все эти результаты позволяют по-новому взглянуть на историю Урала, провести реконструкцию его строения, предложить новые идеи для поиска месторождений полезных ископаемых.
 

Еще в 70-е годы Ю.П. Булашевич с сотрудниками показал, что аномальные содержания гелия связаны не столько с аномальным содержанием урана или тория, сколько с разломной тектоникой верхней части земной коры. Оказалось, что изучение содержания в подземных водах аргона-40 как продукта распада естественного радиоактивного элемента калия-40 и других газов, растворенных в калийных солях, позволяет не только провести оценку целостности водозащитной толщи месторождений калийных солей, но и прогнозировать разрушение этой толщи. Сейчас газовым мониторингом на месторождениях занимается молодая выпускница Горного университета И.А.Козлова.
 

Интенсивно развиваются сегодня работы по прогнозу землетрясений на основе обнаруженного нами в шахтах Северо-Уральского бокситового рудника явления пространственной зональности выделения радона перед землетрясением, имеющего явно выраженную нелинейную характеристику.
 

Несмотря на кажущееся различие, многие геологические провинции идентичны по истории своего возникновения и развития. Законы, управляющие планетой Земля, едины. Наша планета, несмотря на свой солидный возраст (4,6 млрд лет), продолжает жить, изменять свой лик. Эти изменения мало заметны для нас: не только человеческая жизнь, но и вся тысячелетняя история нашей цивилизации – это мгновение в геологической истории планеты. Что ждет человечество в далеком будущем? На эти и множество других вопросов должно ответить новое направление исследований – геодинамика Урала. Это проблемы не только геолого-геофизические – построение моделей реконструкции Урала требует понимания физико-химических процессов, решения задач математической физики, тем более что в институте сформировалась школа математической геофизики Воскобойникова-Цирульского, «выпускником» которой является нынешний директор института, член-корреспондент РАН П.С. Мартышко, и знаний в области других наук.
 

Я рад, что сегодня в институте хотя и медленно, но происходит смена поколений. Приходят грамотные выпускники университетов (классического, горного, технического, педагогического): Алексей Коноплин, Дмитрий Кокшаров (ставший кандидатом наук в 22 года), Евгений Рыбаков, Алексей Рублев, Наталья Винничук, Лев Муравьев, Алексей Климшин, Ирина Козлова, Анна Ситникова, Дмитрий Тягунов, Слава Осипов, Артур Сарвартинов, Володя Сырчин, Дима Баландин и другие. Они более целенаправленные, прагматичные и настойчивые, чем мы в их годы. Я надеюсь, что им суждено сделать самые невероятные открытия в области истории каменного Урала, его строения и найти новые решения многих геофизических задач.
 

Фотопортрет В.И. Уткина
работы С. НОВИКОВА