Оазисы на океанском дне. Исследования российских геологов открывают перспективы освоения недр
Реналь Казанцев — известный в стране геофизик, посвятивший геологии более 50 лет. В его багаже — десятки научных статей и монографий, в которых зафиксирован ряд важных открытий, а также авторские заключения по геофизическим проектам. И еще он мастер спорта России по заочным шахматам, двукратный чемпион страны среди ветеранов в этой дисциплине. Взрослел он в Зеленогорске, а профессию получил в Горном. Карьеру начинал в Западном геофизическом тресте, находившемся в Ленинграде. А потом где только ни работал: от Арктики до южных морей… Полвека — целая эпоха не только для человека: сама отечественная геология изменилась за это время кардинально.
ФОТО: пресс-служба Росгеологии
Палатки среди сугробов
— Реналь Александрович, откуда увлечение шахматами?
— После войны, в 1947‑м, отец уволился из армии, и мы обосновались в Зеленогорске. Здесь я прожил 16 счастливых лет. Именно это место считаю своей малой родиной. А интерес к шахматам привил мне талантливый тренер — фронтовик Александр Моисеевич Бернштейн, автор учебника по шахматам для детей. Его друзьями были многие знаменитые шахматисты, и он часто приглашал их к нам в Дом пионеров на сеансы одновременной игры.
А в Горный институт решил поступать из‑за одноклассницы. Увлечение девушкой прошло, а вот к будущей профессии, поверьте, ничуть не охладел.
ФОТО: пресс-служба Росгеологии
В Горном учили основательно. Выпускники ЛГИ всегда высоко ценились. Первым местом моей работы в 1958 году стал Западный геофизический трест. И я сразу попал в Арктику, на Кольский полуостров. Эта земля — настоящая геологическая энциклопедия. Перед геофизиками тогда поставили задачу — провести гравиметрическую съемку всего полуострова для картирования в масштабе 1:500 000. Таких исследований здесь никто еще не проводил. Полученный нами результат позволил по‑новому взглянуть на некоторые закономерности геологического строения региона.
— А почему из Западного вы перешли в Восточный геофизический трест?
— Опять‑таки любовь виновата. Во время своей последней студенческой практики в Иркутске познакомился с симпатичной девчонкой. В тот же вечер сделал ей предложение… Что тут добавить? Нынче мы отметим с женой 68 лет счастливой совместной жизни. Но юной супруге северный климат не подошел, потому отправились в Сибирь, где она чувствовала себя намного лучше.
В Восточной Сибири прожили десять интереснейших лет. Вели работы в окрестностях великих сибирских рек Лены и Ангары, а также в районе их притоков Илима и Витима. Это была и рудная гравиметрия при разведке железорудных месторождений севернее поселка Нижнеилимск (сейчас там город Рудногорск), и региональное изучение территорий. А потом мне предложили перейти в сейсморазведку — освоить совершенно иной геофизический метод поиска полезных ископаемых.
— Трудно было?
— Работа в Сибири идет в основном зимой, когда замерзают заболоченные места, ручьи и реки. Мороз — минус 50 градусов по Цельсию или около того. Палатка на десять — двадцать человек с нарами из жердей или досок, посередине — железная печь. Со стороны печки жарко, а к стенкам палатки примерзают спальные мешки. Прокладывали просеки-дороги в тайге, чтобы мог пройти автотранспорт, бурили для взрывных работ скважины, промывая их ствол водой. Ее приходилось подогревать, чуть зазевался — все замерзло, шланги разорвало…
Башенки, столбы и холмы
А в 1975‑м мне предложили заняться морскими геолого-геофизическими работами, перебравшись в компанию «Южморгеология».
Возможно, многие слышали о грязевых вулканах Таманского полуострова, но мало кто знает, что аналогичные вулканы расположены и на дне Черного моря. Своим происхождением они обязаны глубинным скоплениям газа, который, находясь под большим давлением, находит ослабленные зоны в перекрывающих породах и прорывается по ним наружу через такие естественные «скважины». Газ, поднимающийся к поверхности дна, при низкой температуре и определенном давлении замерзает, образуя газогидраты. Нам удалось поднять их образцы для детального изучения. Считается, что газогидраты — это топливо будущего.
— Что вообще ищут геологи в далеких морях-океанах?
— Основными направлениями наших работ были поиск и разведка железомарганцевых конкреций, сульфидных руд, кобальто-марганцевых корок. Мы изучали гравитационные, магнитные поля, глубинное геологическое строение. А в Северном Ледовитом океане выполняли важнейшие для страны геолого-геофизические исследования, связанные с обоснованием внешней границы континентального шельфа России.
— Вы упомянули термин «конкреция». Что это такое?
— Определенный тип руды с высоким содержанием железа, марганца, никеля, меди, кобальта и множества других элементов. Залегают они в основном на глубине пять-шесть километров. А внешне напоминают булыжники разного размера. Усеянные ими поля на морском дне занимают сотни тысяч квадратных километров! Мы подняли небольшую конкрецию, в центре которой оказалась… современная металлическая пробка от пивной бутылки. Вот и судите, какова скорость их образования. А в районе Восточно-Тихоокеанского поднятия наблюдали за так называемыми черными курильщиками. Около десятка из них обследовали, отобрали пробы.
— Курильщики на дне океана?
— Это излияния похожей на дым черной или темной горячей воды (температура ее колеблется от 30 – 40 до 370 – 400 градусов), перенасыщенной соединениями серы, железа, марганца и других химических элементов. Они наблюдаются в зоне раздвигания мощных литосферных плит, являясь продуктом геологического разлома.
По трещине в дне океана на его поверхность периодически поднимается магма, образующая молодую земную кору. По трещинам молодой коры воды проникают в недра, насыщаются там минеральными веществами, разогреваются и возвращаются в океан через гидротермальные источники, постепенно остывая. В результате этого процесса на глубине вырастают «постройки» в виде башенок, столбов и холмов высотой до сотни метров и двухсотметровым диаметром основания, сложенные из полиметаллических руд с высоким содержанием рудных компонентов.
«Трубы» курильщиков растут очень быстро, иногда по несколько метров в месяц.
Креветки с «огородом»
— А чем еще они интересны?
— Любопытно, что на них и около них живут буквально мириады бактерий. Гидротермальные источники на дне Мирового океана и связанная с ними экзотическая фауна — одно из самых грандиозных открытий ХХ века. Это фантастический мир, в котором воды океана, соприкасаясь с раскаленными недрами Земли, дают начало богатейшей жизни и создают оазисы среди пустынных ландшафтов морских глубин.
На гидротермальных месторождениях синтез органического вещества основан только на энергии химических связей. Эта «другая жизнь» получила название хемобиоз. Только за первые 20 лет изучения гидротермальной фауны, начиная с 1977 года, было обнаружено более 450 видов живых организмов, 97 % из которых оказались новыми для науки.
Удивительно, как приспособлены эти организмы к жизни вблизи черных курильщиков. Первичные бактерии и другие существа обитают в полной темноте и способны процветать при температурах от плюс 2 до плюс 110 градусов по Цельсию, и даже более. Там есть креветки, создающие у себя в жабрах «огород»: выращивают бактерии и потом поедают их. Для этого им надо всего лишь держаться вблизи курильщика, где бактерии будут кормиться соединениями серы, чтобы размножаться и «жиреть».
Поверхность курильщика покрыта морскими трубчатыми червями (вестиментиферами) с ярко-красными щупальцами. Длина их может достигать 2,5 метра. Трубки отдельных особей нередко срастаются, образуя разветвленные «деревья».
При изучении образцов на электронном микроскопе было обнаружено, что различные минералы избирательно замещают определенные органические ткани, причем процесс замещения биологической ткани металлами идет по живым организмам. Вестиментиферы в верхней своей части еще развиваются, а их нижняя часть уже превращена в твердую минерализованную субстанцию.
Хемобиоз исследован еще недостаточно, но уже очевидно, что его роль в жизни Мирового океана значительна. Думаю, еще не одно поколение исследователей будет разгадывать эти тайны…
— А каковы практические результаты исследований?
— Геологи, изучавшие сульфидные руды древних месторождений суши, отмечали их необычную текстуру, но не могли ее объяснить. Теперь же, после многолетних наблюдений за процессом образования месторождений, все встало на свои места.
Геологи изучили также возможность создания новых образцов аппаратуры для поиска конкреций и курильщиков (во всем мире их считают месторождениями будущего), отработали методики анализа, взяли образцы сульфидных руд. А все выявленные объекты нанесли на подробную карту с указанием их координат.
МЕЖДУ ТЕМ
Одна из петербургских компаний представила недавно свою новейшую разработку: интеллектуальный программно-аппаратный комплекс для автоматизированной разведки морского дна на довольно больших глубинах, его картирования и поиска полезных ископаемых.
Это оборудование с элементами искусственного интеллекта оснащено компьютерным зрением, адаптированным к высокоточной и быстрой (до 60 кадров в секунду) съемке в условиях мутной воды и слабого освещения. Электронный «мозг» системы различает основные геологические объекты, обнаруженные на дне (железомарганцевые конкреции, полиметаллические сульфиды, медные, цинковые руды и др.). Мало того: он ускоряет процесс анализа данных и устраняет влияние человеческого фактора, снижая риски ошибок, что очень важно при подобных исследованиях.
Комплекс представляет собой герметичный глубоководный бокс, который подключается к судну через кабель, обеспечивающий качественный и мощный видеопоток. Внутри бокса — камера с профессиональной оптикой, блоком оцифровки видеосигнала и модулем передачи данных. Система сама определяет координаты, глубину и плотность залегания полезных ископаемых, строит карту-схему распределения ресурсов и формирует экспедиционные отчеты.
Большинство подводных рудных полей с колоссальными запасами марганца, кобальта и никеля (там имеются также молибден, ванадий, цирконий, мышьяк и теллур) расположено на очень больших глубинах и находится за пределами национальных территориальных вод — в Тихом океане и Атлантике. Их поиском и исследованиями занимается и Россия, действуя в соответствии с требованиями Международного органа по морскому дну (МОМД), который был создан при ООН для охраны окружающей среды и распределения контрактов на подобные виды работ.
Сотрудники ВНИИОкеангеологии уже разведали крупнейшие в мире подводные залежи полиметаллических руд с высокой концентрацией меди и золота. Работы по этим проектам продолжаются, но морским геологам требуется более совершенное оборудование, способное работать устойчиво и надежно в самых сложных условиях.
Современные подводные аппараты имеют ограничения по времени и глубине погружения. А чтобы анализировать придонные геологические структуры, приходя к обоснованным выводам, нужно иметь как можно больше полевых данных и опираться на разного рода косвенные признаки. Огромный массив таких данных способна представить качественная фото- и видеосъемка, выполняемая в автоматическом режиме благодаря программному комплексу, который создали петербуржцы.
Этот «электронный океанолог» прошел испытания на борту научно-исследовательских судов, подтвердил свою эффективность и готов к работе в рамках международной программы МОМД. По мнению геологов, его использование может в корне изменить подходы к морской геологоразведке, особенно в условиях ужесточения экологических требований при освоении океанских ресурсов.
Читайте также:
Стратегия обновления: воплотить в жизнь её положения помогут энергия и знания молодых
Очень ценные крупицы. Петербургские геологи стояли у истоков открытия «редких земель»
Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 143 (7965) от 07.08.2025 под заголовком «Оазисы на океанском дне».
Комментарии