Salin.Al.Ru
Биография
Публицистика
Беллетристика
Учебная литература
Наука
Фотоработы
МЫ ИЩЕМ ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ

Мне повезло. После окончания института я получил направление на Камчатку, правда, только на временную работу, коллектором на полевой сезон. После поля меня зачислили в штат Института вулканологии, присвоив титул сначала старшего лаборанта, а потом заменив его на эквивалентный по окладу и положению на низшей ступени должностной иерархии, но более пышный, - "старший научно-технический сотрудник". То есть не совсем технический, как, например, уборщица ("техничка"), а что-то все же этакое... Конечно, от переименования почти ничего не изменилось. "Почти" приходится добавлять потому, что на конюхов, с которыми требовалось вести дипломатические переговоры об аренде лошадей, новое чинонаименование производило-таки впечатление. Когда эпитет "старший" соседствует с упоминанием о науке и технике, это звучит!

...Уж повезет - так повезет. Успевай хотя бы удивляться, если не радоваться. Как в докамчатский период жизни повезло мне со сказочным родственником-геологом, необыкновенными друзьями, распределением, так и дальше фортуна продолжала улыбаться - с районом работ и темой, с начальником... За что?

Камчатка - земля контрастов. Западное ее побережье болотистое, однообразное, унылое. Восточная Камчатка - загадочная, неисследованная горная страна, настоящая terra incognita. Тут все не понарошку, если пропадать будешь, телеграфный столб случайно не подвернется.

"Ой, какое поле, какое поле чудесное выдалось в этот сезон, - делилась однажды своими радостями моя однокурсница Оля Коновалова, - в доме жили!" Не всех жизненных удобств была она лишена в путешествии, для нее многотрудном и опасном. В нашем же районе домов насчитывалось не больше, чем телеграфных столбов. Излишне, наверное, уточнять, что попал я на Восточную Камчатку. Разве поверил бы я любой цыганке, нагадай она мне такое, когда мы с Вовкой караулили капусту в Чириково?

И начальник отряда... Правда, "отряд" звучит слишком громко. С моим появлением он увеличился ровно вдвое. Если бы я выбирал сам из всех геологов, с которыми был знаком, которых знал и о которых слышал хотя бы краем уха, никого другого не выбрал бы в начальники, кроме Николая Храмова. Если бы надо было выдумать идеального старшего товарища, все равно у меня получился бы Коля Храмов.

Попадись Коля на глаза Васнецову, когда тот искал натуру для своих "Трех богатырей", вся Россия теперь знала бы его в образе Ильи Муромца. Длань у Коли такая - медвежий след закроет. Пожать ему руку невозможно - кончики пальцев едва дотягиваются до края его ладони. Но Коля всегда здоровается аккуратно, бережно, он лишь обозначает рукопожатие, осторожно пригибая пальцы. Только с Артемом у него однажды случилось недоразумение.

Артем жмет руку энергично, давая почувствовать стальную мощь натренированной кисти. Так же поприветствовал он в один прекрасный день и Колю. Ну, Коля и решил, что совсем не ответить было бы невежливо, и пожал... Нет, не в полную силу, максимум вполсилы... Любой другой на месте Артема взвыл бы от боли, но не может же позволить себе такое бывший разведчик! Артем озлился и вдруг резко заломил Колину руку "на ключ". Не расходись, дескать, у меня всегда есть контрприем на любой прием. А Коля долго и простодушно хлопал глазами, ничего не понимая.

Колина фигура, улыбка так и излучают спокойствие, уверенность, доброту. Крестьянский сын из пензенской глубинки, он держится с достоинством аристократа крови, которому и в голову не приходит, что о нем кто-то может плохо подумать. Оттого и доброжелательность...

Но главное, чему у него можно поучиться, - несокрушимая верность своей идее, умение не обращать внимание на конъюнктуру, карьеру, престиж, выгоды и удобства. Вот в чем мне повезло больше всего и больше всех, - в то самое время, когда у меня только формировалось отношение к делу, я встретил сначала Артема, а потом Колю. В главном они были очень похожи... Согласно формулировке темы, мы с Колей должны заниматься стратиграфией и перспективами нефтеносности Восточной Камчатки. Что такое нефтеносность, пояснений не требует, а вот со стратиграфией дело обстоит сложнее...

Однажды я присутствовал на докладе, посвященном применению математических методов в геологии. Доклад назывался "Алгоритмы поисков полезной волны в сейсморазведке" или что-то в этом роде. Какие-то формулы во всю доску, ряды, интегралы и что-то еще более сложное. В общем, "чистая наука" во всем своем великолепии. После выступления докладчику стали задавать вопросы.

- Как вы считаете, если... -дальше последовал фейерверк математических символов.

- Ну что же, тогда... - и снова залихватская дробь мелом на доске минуты на полторы. Спрашивающий удовлетворен.

- Ну, а если... - продолжает он допекать докладчика какими-то каверзными многоэтажными нюансами.

- В этом случае, - снова парирует тот, - преобразуя алгоритм В в выражение вида... тра-та-та... получим следующий вывод.

Но дотошный оппонент, приятно улыбнувшись, с наивозможной любезностью задает последний вопрос. И вдруг я услышал простой и очень нематематично звучащий ответ:

- Ну что ж, тогда - бурить надо.

Для меня эта дискуссия навсегда осталась ярким примером, как за деревьями не терять из виду леса.

Аргументы, убеждающие в том, что желание объяснить всем любые сложности и тонкости собственной научной работы полезно прежде всего для самого себя, приводит Петр Леонидович Капица. Ломая голову над тем, как бы понятнее изложить престарелым чиновникам - была такая программа ликбеза в Российской империи в начале XIX века - постулат о параллельности прямых, построил неевклидову геометрию Николай Иванович Лобачевский. Чиновникам такая популяризация помогла мало, а вот науке сослужила полезную службу. Дмитрий Иванович Менделеев и Эрвин Шрёдингер тоже сделали главные свои открытия, стремясь донести до публики основы химии и квантовой механики. Принцип тут простой: если очень захочешь объяснить другим, то, возможно, и сам в конце концов что-то поймешь.

Есть еще более жесткий критерий достаточности популяризации. Его предложил, кажется, Александр Иванович Опарин: объяснять надо так, чтобы даже каждому академику было понятно.

Итак, геологи ищут полезные ископаемые. Прежде всего - а что же это такое? Понимание термина "полезные ископаемые" меняется с течением времени. Пересматривается перечень веществ, необходимых для хозяйственной деятельности человека, совершенствуется технология извлечения полезных компонентов из горных пород, многие пустые породы переводятся в разряд руд. Некоторые породы, кстати говоря, полезны именно тогда, когда их не выкапывают, а оставляют в недрах. Таковы пористые песчаники, способные служить вместилищем для подземного хранения газов и жидкостей. Правильнее, видимо, говорить о поисках геологических объектов с заданными свойствами. Тогда и участки земной коры, пригодные для строительства домов, заводов, тоже можно представить полезными ископаемыми. Практической целью геологии становится выявление свойств в каждой точке земной коры.

Но ведь полезные ископаемые искали и до появления науки геологии. И находили! С незапамятных времен дошли до нас развалины рудников, карьеров, каменоломен. Многие из них выработаны без остатка.

Дело здесь в том, что искать можно по-разному. Существуют прямые поиски и поиски по косвенным признакам. Можно ходить по земле и всматриваться до боли в глазах, пытаясь опознать в каждом куске породы мрамор, самородок золота, малахит. Именно таким способом и были открыты практически все месторождения в "догеологическую эпоху". Но к настоящему времени все, что валялось под ногами, если не выработано, то, по крайней мере, давно открыто. Это, например, донецкий уголь, апшеронская нефть, тихвинские бокситы, испанское серебро, золото Клондайка, алмазы Африки. И все же прямые поиски не сданы в архив. Этому способствует мощное развитие физико-химической базы геологии. Например, железо можно искать по результатам аналитического определения Ре в отдельных точках земной коры. Наибольшие надежды на успех порождает массовое опробование образцов методами спектральной химии. Сжигая миллиграммовую навеску, по спектрам излучения можно установить микроколичества многих элементов, например, сотые и тысячные доли процента золота. Спектральный анализ отличается от "мокрой химии" дешевизной, производительностью, "экспрессностью". Тысячи и тысячи анализов позволяют строить карты содержаний золота для любых территорий. На карте оконтуриваются изолиниями области пониженных, "фоновых" или средних содержаний и, естественно" выявляются участки с аномально высокими содержаниями золота. Конечно, это еще не месторождении. Часто "аномально высокими" оказываются содержания, катастрофически недостаточные для промышленной разработки. Кроме того, драгоценный металл здесь чаще всего образует примеси к кристаллической решетке других минералов и может быть выделен из "чужих" кристаллов с большими затратами. Но благоприятные для образования промысловых концентраций области, на которые надо обратить наиболее пристальное внимание при дальнейших поисках, таким образом выделить можно.

Прямыми можно назвать и шлиховые поиски. Идет по ручьям и рекам отряд, оснащенный лишь промывочными лотками да ситами для выделения тех фракций в разнозернистых песках, в которых наиболее вероятна концентрация искомых минералов. Чаще всего так ищут золотые россыпи. Если в песке спрятались маленькие золотинки, то отсортировать их в струе воды под силу даже неопытному студенту.

Лоток с насыпанной в него порцией песка опускается в воду, встряхивается, так чтобы весь песок перемешался с водой, и быстрым движением, пока не все песчинки осели на дно, взвесь выливается обратно в реку. Большинство частиц имеет удельный вес 2,5-2,7 г/см3 (от более легкого ортоклаза до немногим более тяжелого кальцита), а золото - 19,3 г/см3! Раз за разом встряхивая лоток и сливая взвесь, оставляешь на дне только шлих - скопление наиболее тяжелых частиц. Если в песке было золото, можно не сомневаться - оно останется в шлихе! Для его поисков не нужен даже специальный лоток - промывать песок можно в миске, на лопате, чуть ли не в пригоршне, в которой мужик, как известно, суп варил.

На глаз выявить, есть ли золото в шлихе, возможно только в случае очень высоких концентраций. Обычно тяжелый остаток высушивают и отправляют в "камералку", где. минералоги устанавливают под микроскопом его состав. Если под сильным освещением в поле зрения сверкнет золотинка - ничего особенного, заурядный случай. Две, три, четыре золотинки на стандартную навеску - тоже не сенсация, всего лишь "знаковое золото". Вот если песчинок наберется столько, что их можно взвесить, - это уже "весовое количество", мимо таких содержаний геолог не пройдет!

Итак, вместе с прочим песком золото выносится по реке откуда-то сверху. Шлиховой отряд поднимается до первого притока, берет пробы и в нем, ив самой реке выше слияния. Если ручей "золотит", а река нет, преследование продолжается по притоку, и так далее, во многих случаях вплоть до коренных, жильных месторождений, за счет размывания которых и накопился золотоносный песок. Шлиховой метод до сего дня остается основным при поисках месторождений золота.

Намного сложнее искать в речном песке алмазные россыпи. Алмаз лишь немного тяжелее заурядных минералов - 3,5 г/см3 против 2,5-2,7 г/см3. Он сходит с лотка вслед за кальцитом, и нужно большое искусство, чтобы получить шлих, обогащенный алмазами, даже если их в песке - хоть лопатой греби. К тому же необработанный алмаз размером меньше миллиметра (а попадаются в песке только такие) совершенно неотличим по внешнему виду от кварца, кремня - то есть от крупинок булыжника.

Когда я работал в междуречье Лена - Оленек, по всем геологическим партиям, проводившим поиски алмазов, ходила легенда (а может, быль?) про доцента Саратовского университета, который, едва ступив с подножки самолета на речную косу, принялся с энтузиазмом ползать по песку и отбирать приглянувшиеся крупицы. "Вот это условные алмазы, - протянул он через несколько часов местным коллегам скромный, с кулачок, кулечек, - а это - безусловные". Второй мешочек был, конечно, еще поменьше, но все же, если считать не на килограммы, а на караты...

Отличить алмазное зернышко от булыжника можно под рентгеном - драгоценный камень начинает мерцать, прочие минералы остаются серыми, невзрачными, безжизненными. Большие экспедиции доставляют прямо в район полевых работ рентгеновскую установку, но ее не пустишь в маршрут, приходится собирать шлихи по всем партиям, свозить на экспедиционную базу и здесь анализировать. Знаки алмаза отмечаются в пробах довольно часто, но все же этот прямой, лобовой метод поисков оказывается слишком громоздким и неэффективным.

Здесь удобно перейти к описанию главного геологического поискового метода - по косвенным признакам. У алмаза есть минералы-спутники, входящие вместе с ним в состав материнской породы и сопровождающие его во всех путешествиях по ручьям и рекам. Среди таких спутников есть, к счастью для поисковиков, яркие кристаллики, резко отличающиеся от однообразной массы песка. К тому же они гораздо многочисленнее алмазов. Это гранаты - кроваво-красные пиропы, сиреневые альмандины, зеленоватые гроссуляры. В промывочном лотке они выглядят гораздо привлекательнее своего благородного собрата. Мыть шлих до гранатового остатка так увлекательно!

Легонько встряхнул лоток - и не мешкая сливай взвесь. Чуть промедлишь - и вместе с гранатами оседает на дно вся масса заурядного песка. Поторопишься - гранаты с алмазами не успеют утонуть и уйдут в реку вместе с песком. Чем меньше остаток в лотке, тем пристальнее вглядываешься в шлих. Но вот еще несколько легких движений - и песок на дне начинает краснеть. А это - прежде всего -показатель класса, артистизма работы: гранаты, как и алмазы, лишь чуть тяжелее обычного песка. Какое же это приносит удовлетворение, когда видишь, что один из двух минералов, которые и прибор-то различает с трудом, ты сам, своими закоченевшими от ледяной воды руками, сумел слить в реку, а другой - сохранить для анализа! И потом - если оставил в шлихе гранаты, то и алмазы-все здесь.

А гранаты хороши и сами по себе. Не зря их считают полудрагоценными камнями. Когда среди красного или сиреневого песка на дне лотка блеснут вдруг несколько кристалликов пиропа чуть покрупнее (размером всего-то в пару миллиметров!), они кажутся украшением царской короны, ну ничем не хуже какого-нибудь хваленого рубина. Даже обидно становится - почему это по красавцам пиропам ищут булыжники алмазы, а не наоборот?

Для опробования большого района по гранатам не нужно громоздкой аналитической базы. Поиски проходят быстро и уверенно. Если поднимаешься вверх по реке и раз за разом видишь на дне лотка радующий глаз и сердце красный остаток, значит - алмазы еще не упустил. И где-то на границе, где начинается унылый серый шлих, и нужно искать источник, питающий реку драгоценными россыпями. Здесь надо бить шурфы, канавы, проводить более тяжелые работы. Здесь можно обнаружить - и так бывало много раз - коренные месторождения, алмазные кимберлитовые трубки.

Так же - по косвенным признакам - ищут и все другие месторождения. Железо часто находят по магнитным аномалиям, урановые руды - по аномалиям радиоактивности. По отпечаткам растений в слоях горных пород ищут уголь, по углям - месторождения германия. Другими словами, сначала устанавливают поисковые критерии, а затем по пространственному распределению этих критериев оконтуривают перспективные площади.

Эта задача - установление одних свойств объекта по другим, нахождение самого объекта по косвенным признакам - широко распространена во всех технических, естественных и общественных науках. Ту же задачу решает телевизионный мастер, пытающийся по характеру искажений в звуке и изображении найти вышедшую из строя деталь. То же самое делает и врач, по внешним симптомам выявляющий болезнь: это общеизвестная постановка врачебного диагноза. По аналогии с медицинским диагнозом задача нахождения любого объекта по косвенным признакам получила название диагноза. Есть у нее и другое название - распознавание образов.

Главная трудность диагноза - найти признаки, которые могли бы служить симптомами болезней, поисковыми критериями месторождений. Но мы живем в эпоху научно-технической революции. Если человеку не хватает физических сил, ему на помощь приходят многочисленные мощные механизмы. Если он не в состоянии сам обработать огромную информацию, для усиления своих возможностей он привлекает могучие ЭВМ.

Много ли симптомов может учесть врач без помощи "умных машин"? Не очень. А откуда известно, что Другие, неучтенные косвенные показатели будут для решения задачи хуже учтенных? Ниоткуда. Ведь и о тех симптомах, которыми пользуются сейчас так уверенно, когда-то ничего не было известно. А потом стало известно. Каким образом? Да очень просто: если в одном случае наблюдалось, что при гриппе повышается температура, то же самое - во втором случае, в третьем и так далее, поневоле приходилось делать вывод, что одним из симптомов гриппа является повышение температуры. А если взять другой показатель Р и попробовать установить его связь с болезнью В? Материала для выявления связи можно раздобыть сколько угодно - взять побольше историй болезни с подтвержденным диагнозом и посчитать, в скольких процентах ситуаций при болезни В наблюдается показатель Р? По такому принципу работают медицинские системы автоматической диагностики. Но ведь этот принцип можно без изменений использовать и в геологии! Есть множество детально изученных месторождений, на них наблюдены и измерены тысячи и тысячи самых разнообразных признаков. Взять первый из них и проанализировать, сколько раз он наблюдался совместно с месторождением, потом проделать ту же процедуру со вторым признаком, третьим, далее среди всех испробованных признаков выбрать самые "железные" поисковые критерии. Если признаки поодиночке не будут "работать", попробовать их комбинации по два, по три, по четыре... Уж что-то да можно подыскать, перебрав много. Ведь переборные возможности электронной техники практически безграничны в сравнении с человеческими...

Забрезжила и еще одна надежда. Летают над Землей спутники, делают фотоснимки поверхности во многих областях видимого спектра, в инфракрасных, ультрафиолетовых лучах... Если попробовать поискать "симптомы" месторождений в этих фотографиях? Другими словами, попытаться объединить мощь космической и вычислительной техники... Ведь тогда и геологов можно оставить без работы.

Однако и новый вариант студенческой песенки "Нам электричество сделать все сумеет" оказался не более серьезным, чем старый. Некоторых результатов на этом пути добиться удалось, но от ожидаемых они были еще более далеки, чем геологический молоток от быстродействующего компьютера пятого поколения. Геология должна делаться на земле, и делаться людьми, а не машинами, - таков был главный вывод из авангардистского эксперимента.

В чем же дело? А в том, что с анализом единичных признаков машина еще справлялась, но уже при первых попытках их комбинирования количество вариантов возрастало в астрономической прогрессии. Проанализировать все комбинации без исключения ЭВМ было не под силу. И тогда вспомнилось, что и в других сферах человеческой деятельности надежды на всесилие "искусственного разума" тоже сменились более уравновешенным отношением к вычислительной технике как к полезному инструменту в руках человека. Например, ЭВМ довольно быстро научилась писать стихи, причем на уровне, который сочла бы вполне приличным районная газета. А если бы к этим рифмованным строкам приписать имя известного современного автора, можно было бы рассчитывать и на доверие иного литературного редактора. Но вот чтобы писать стихи на уровне Пушкина, в память ЭВМ, оказывается, "всего-навсего" было бы необходимо ввести все сокровища мировой культуры на всем пути ее, развития, приведшем к появлению Пушкина.

И в геологии возможности ЭВМ правильнее было бы сравнивать не с памятью одного специалиста, а со всем накопленным за столетия геологическим опытом. В этом-то случае и выяснилось, что преимущества, причем совершенно безоговорочные, не на стороне ЭВМ. Частичный успех был обеспечен лишь тем, что перед машинной обработкой проводился предварительный отбор признаков: не имеющие геологического смысла выбрасывались из первоначального списка. Но для того, чтобы отделить бессмысленные от осмысленных, требовался специалист - геолог. Машина давала совершенно различные результаты в зависимости от того, кто готовил для нее материал. У хорошего геолога ЭВМ хорошо искала месторождения, у специалиста, плохо знающего геологическое строение района, слабо знакомого с традиционной методикой поисков, соответствующими были и результаты.

Итак, и в электронном варианте успех дела в конечном счете определял геолог. Ну, а при традиционном, нематематизированном подходе он вообще оставался без конкурентов.

Дальше

Оформление - Julia
наполнение - Салина Е.Ю. и Салин М.Ю.
автор материалов - Салин Ю.С.