Изучая недра. В Томском политехе отметят юбилей горно-геологического образования первым тематическим форумом

Томск известен не только как студенческая столица страны, но и как средоточие блестящих научных школ. Один из центров инженерной мысли — Горный корпус Томского политеха.

Именно здесь 125 лет назад зародилось горно-геологическое образование в Сибири. Чем примечательна томская научная школа рудознатцев, какие вызовы стоят перед ней сегодня и что предстоит обсудить самым опытным исследователям недр, «Томскому Обзору» в преддверии первого «Геофорума» в год 130-летия вуза рассказал профессор отделения геологии ТПУ Максим Рудмин.

Максим Рудмин — молодой ученый, доктор наук — в свое время сделал ставку на изучение Бакчарского железорудного месторождения. Тогда он рассчитывал найти материал для диссертации, а получил тему на годы вперед.

— В геологии нельзя сказать, что объект изучен вдоль и поперёк. Вы же не можете сказать, что Марс изучен, если там ходят марсоходы, снимают спутники, есть зондирование, — говорит учёный. — С тех пор у нас вышло больше десятка статей, посвящённых этому месторождению, этим рудам, этим породам, в том числе в журналах Science и Nature. Бакчарские руды занимают свой временной период в большой линейке подобных пород, по ним можно установить химию древнего океана.

Но это только одно из множества направлений, которые сегодня исследуют геологи-политехники, используя возможности сильного технологического университета.

— Я люблю говорить, что нам могут позавидовать коллеги из профильных институтов и организаций: жить геологу в среде сильного политехнического университета очень интересно и очень комфортно. Отдельные методы, которые редко применялись в геологии, минералогии или геохимии, оказываются доступны в соседнем корпусе, — говорит Рудмин.

Он приводит пример. Коллеги собрали химико-технологический реактор Фишера-Тропша: на входе газ, на выходе нефтепродукты. Для процесса нужны катализаторы, зачастую импортные.

— В беседе с коллегами я предложил: давайте попробуем в качестве катализаторов необычные минералы, алюмосиликатные нанотрубки. Если нужен алюмосиликатный скелет, почему нет. Попробовали, получили прекраснейшие результаты, конверсия продуктов увеличилась. Это новый вариант использования минералов из природного сырья, синтез не нужен, а значит, это всегда дешевле. Использование нетрадиционных минералов в разных сферах деятельности — одно из направлений современной геологии, — рассказывает учёный.

Ещё одно направление — прикладные исследования по запросам промышленности.

— Когда у предприятия есть сырьё, я могу сказать, как его можно использовать. Или наоборот: у отрасли есть запрос, и мы подбираем сырьё. Например, на Бакчарском месторождении есть залежи глауконита, который можно применять в подкормке для крупного рогатого скота или как минеральное удобрение. Наши коллеги подобрали технологию лёгкого обогащения, электромагнитную сепарацию: из глауконитового песка с кварцем отделили минералы друг от друга и начали тестировать, — говорит Рудмин. — Имея знания о недрах, о минералах и о том, что с ними может происходить, мы можем предлагать более технологичные и осязаемые вещи. Например, в слоистый минерал мы предложили помещать питательные вещества, которые при определённых режимах будут высвобождаться в почву, — поясняет он.

Классическая геология при этом тоже меняется. Томские ученые обрабатывают огромные массивы геохимических данных, чтобы выделять перспективные площади, и уже создали собственные большие языковые модели. Для промышленных заказчиков делают концептуальные геогенетические модели месторождений.

— Заказчик по такой модели понимает, что на фланге, на контуре ещё есть перспектива, а на глубине, может быть, её нет, — уточняет Рудмин.

Геология, подчёркивает Рудмин, охватывает очень много направлений. Одни исследователи определяют абсолютный возраст пород по изотопам и изучают магматические очаги. Другие работают с мультиспектральными снимками Земли: по ним определяют обводнённость, типы почв и горные породы. Третьи занимаются космогеологией и морской геологией. В ТПУ есть коллектив, который участвует в экспедициях по российским арктическим морям и изучает просачивание метана со дна. По одной из теорий, оно может заметно усиливать потепление климата.

— Геология — наука широчайшая: от классики, где копать, чтобы что-то выкопать, до изучения природы магматических очагов. Нужно найти минерал, отправить на анализ, посчитать отношение изотопов, способных к радиоактивному распаду, и назвать абсолютный возраст. Мы должны понимать, какие там были процессы и в какое время, потому что одно время отвечает за полезные ископаемые, другое — за магматические процессы, например, которые помогают предсказывать активность вулканов, — говорит учёный.

Прикладные задачи не отменяют фундаментальных, уверен учёный. Вопросов остаётся много: как движутся тектонические плиты, как устроена земная толща на больших глубинах, как это отражается на поверхности, почему материки сформировались так, а не иначе.

— На помощь приходят очень объёмные цифровые модели: суперкомпьютеры, цифровые двойники, нейронные сети. Может быть, это приведёт к ускорению развития геологии и появятся новые громкие открытия, — полагает учёный. — Казалось бы, было клише: всё изучено, минералогия примитивная. А там куча минералов, которые ещё не были описаны. Аналитика и техника шагают вперёд, у нас университет станции на «Скифе» проектирует, томографы продаёт. И в геологии находятся новые данные.

По словам Рудмина, практикующие на производстве геологи похожи на мини-директоров без бизнес-перегрузок. Они держат в голове множество проблем и гипотез, которые часто не успевают оформить в научные публикации. И чтобы коллеги могли поделиться ими, обсудить и, возможно, инициировать совместную работу над ними в Томском политехе решили организовать первый «Геофорум» к юбилею сибирской геологической школы. Он проходит 12–14 октября и соберет более 100 участников из разных регионов России и Казахстана. В нем примут участие учёные, популяризаторы науки, студенты и представители индустрии. Они обсудят стратегические вызовы и перспективы развития геологической отрасли.

А еще в рамках форума откроется выставка «В объективе исследователя: Сибирь и Азия на фотопластинах В. А. Обручева». На ней покажут 20 оцифрованных копий стеклянных фотопластин из экспедиций учёного, который стоял у истоков сибирской геологической школы.

Все началось 3 июня 1901 года — с открытия горного отделения в Томском технологическом институте. Эта дата считается днём рождения высшего горного образования в Сибири. Томск стал третьим в стране центром подготовки инженеров для горной промышленности, после Петербургского горного института и Екатеринославского высшего горного училища.

У истоков сибирской геологической школы стоял Владимир Афанасьевич Обручев, первый декан геологоразведочного факультета. Чтобы готовить будущих геологов к работе в поле, он первым в России начал читать курс практической геологии с подробным разбором методов полевых наблюдений. Среди его учеников был Михаил Антонович Усов, позднее ставший одним из крупнейших представителей школы.

В 1904 году на горном отделении впервые в России ввели «Золотое дело» как самостоятельный курс. Он включал характеристику золотых приисков и рудников Сибири и Урала, методы разведки и разработки россыпных месторождений, промывку песков и обработку руд.

В 1908 году ТТИ выпустил первых 20 сибирских горных инженеров: девять по горнозаводской специальности, шесть по разведочно-геологической и пятеро по рудничной. За «обручевский» период (1901–1912) подготовили 119 горных инженеров, положивших начало сибирской горно-геологической школе.

В 1901–1930 годах горных инженеров готовили по трём направлениям: разведочно-геологическому (поиски и разведка месторождений), рудничному и маркшейдерскому (разработка месторождений) и горнозаводскому (металлургическому). При этом студенты любой специальности обязаны были проектировать паровые машины, двигатели внутреннего сгорания и электродвигатели, а также уметь строить жилые и производственные здания.

В само отделение входили три лаборатории (металлургии цветных металлов и пробирного искусства, металлургии чёрных металлов и топлива, обогатительной) и пять кабинетов: минералогический с лабораторией, геологический, палеонтологический, маркшейдерский и горного искусства.

В 1930 году открыли геологоразведочный и горный институты, позднее ставшие факультетами. Они существовали параллельно до 1962 года, а затем их перевели в Кузбасс.

С учениками томской горно-геологической школы связано освоение Кузнецкого и Канско-Ачинского угольных бассейнов, Кузнецкого и Норильского горно-металлургических комбинатов, Западно-Сибирского нефтегазового комплекса.

К началу XXI века из более чем 105 открытых в Томской области нефтяных и газовых месторождений 67 нашли при участии геологов-нефтяников ТПУ. Больше всего открытий сделали выпускники кафедры геологии горючих ископаемых, созданной в 1952 году.

Всего за столетие первооткрывателями месторождений в России и ближнем зарубежье стали 567 представителей сибирской горно-геологической школы, из них 464 окончили ТТИ (ныне ТПУ).

Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».