«Так из химии получается время»
Лида Соколова — молодой геолог из СПбГУ. В обычное время она анализирует возраст горных пород и продвигает науку. А в июле девушка работала в Хабаровском крае на золотом месторождении. Узнаем, что камни могут рассказать нам о планете, почему ископаемые — полезные и стоит ли геологам бояться медведей (или наоборот?)
Геология и все-все-все
— Зачем изучать геологию?
— Геологов можно разделить на теоретиков и практиков. Прикладные геологи ищут, разрабатывают и добывают полезные ископаемые. Они действительно полезные: без лития не работали бы телефоны, а без нефти или угля не было бы энергии. У теоретиков нет прямой цели найти полезные ископаемые, они занимаются фундаментальными вопросами. Казалось бы, зачем нам знать, как образовались Уральские горы или в какое время жил стегозавр? Но когда эти знания складываются в единую картину, практикам становится проще: вместо того, чтобы ходить и копать землю наугад, они могут обратиться к результатам коллег-теоретиков и вместе узнать, где искать руду. Когда я занимаюсь теоретическими вопросами, всегда стараюсь понять: «Как это поможет в поиске и добыче полезных ископаемых?»
Лида Соколова, геолог из СПбГУ
Хотя геологи изучают разные объекты, у них есть общая цель: узнать, что произошло, когда и при каких условиях. Эти вопросы помогают восстановить хронологию развития нашей планеты и составить общую картину геологического развития.
— Какие есть проблемы у современных геологов?
— Я работаю в лаборатории, и тут часто не хватает новых приборов. Запросы у ученых повышаются, требуется большая точность и чувствительность, но технологии не всегда успевают.
Мне кажется интересной проблема извлечения полезных компонентов из ископаемых. После добычи руды, промышленные геологи отправляют ее на переработку. На этом этапе основной компонент отделяется от примесей. Остаются отходы, которые называются «хвосты». В них есть небольшие частицы полезных компонентов.
Например, при добыче алмазов из кимберлитовых трубок в «хвостах» часто остаются кристаллы диаметром 1-2 мм. Казалось бы, они довольно крупные, но сейчас специалистам невыгодно и сложно добывать их.
— Топ-3 твоих любимых научных факта из геологии
— Первое — явление радиоактивного распада, мое любимое открытие в науке. С помощью этого удивительного механизма получают геологические данные о времени. Дело в том, что почти в любом минерале присутствуют нестабильные изотопы, которые со временем распадаются. Например, нестабильные ядра изотопа урана с постоянной скоростью распадаются до изотопа свинца. Если измерить их концентрации, то можно найти время, когда уран начал распадаться, и узнать возраст образования минерала. Этот метод называется радиоизотопное датирование.
Второй факты связан с симметрией. Сейчас в мире известно около пяти тысяч видов минералов. Их форму симметрии можно поделить всего на семь групп. Например, есть группы кубических минералов, тригональных, гексагональных. А вот пентагональной симметрии не существует. Оказывается, кристаллам энергетически невыгодно «складываться» в такую форму.
Третье открытие — тоже про симметрию. Историю Земли можно поделить на два эона: криптозой — время скрытой жизни и фанерозой — время видимой жизни. Раньше считали, что в криптозое не было скелетной жизни, т. к. ученые не находили останки твердых скелетов тех времен. В отложениях фанерозоя уже можно встретить полноценные скелеты организмов. Но недавно ученые обнаружили следы жизни докембрийского возраста, в том числе отпечатки живых существ. Сейчас мы живем в фанерозое, и большинство организмов зеркально симметричны. А у докембрийских особей симметрия тела была непривычной нам, например трехлучевой или скользящей. И это тоже открыли геологи.
Путь геолога
— Как ты решила стать геологом?
— В школе мне нравились и технические, и естественные науки, но я не могла решить, чем именно хочу заниматься. Проучившись год на специальности «Лазерные технологии», я поняла, что хочу поменять направление, и почти наугад поступила на факультет геологии в СПбГУ. Спустя полгода я осознала — это именно то, что мне было нужно. Если бы я объясняла будущем геологу, чем он будет заниматься на примере школьных предметов, то рассказала бы о смеси физики, математики, химии, биологии и географии. К сожалению, сейчас выходит мало научно-популярных материалов по геологии. Возможно, узнав еще в школе, чем занимаются геологи, я оказалась бы в этой сфере раньше.
Лида на месторождении Ломоносова, Архангельская область
— У тебя получается популяризировать геологию?
— Я провожу уроки в средней школе. Больше всего мне нравится рассказывать что-то о геологии пятым классым, они всегда заинтересованные и забавные. Однажды я рассказывала им про динозавров и Палеонтологический музей в СПбГУ, и один мальчик спросил: «А вас там можно будет встретить?»
Чтобы продвигать геологию, я пишу научно-популярные тексты, например на портал «Большая российская энциклопедия». С одной из статей я выиграла в конкурсе научной журналистики «Наука 0+».
— Над чем ты сейчас работаешь?
— Я занимаюсь геохронологией: определяю возраст минералов. Методы основаны на радиоактивном распаде. Внутри минерала распад происходит всегда, но когда порода достигает определенной температуры, в ней начинают накапливаться дочерние изотопы (Атомы одного элемента, у которых отличается число нейтронов — прим. авт.). Измерив соотношения дочернего и родительского, т. е. исходного, изотопа, мы узнаем, когда минерал образовался. Возраст можно определять по времени кристаллизации минерала или его остывании, например ниже 150 °C.
Моя работа состоит из нескольких этапов. Сначала я анализирую каменный материал: изучаю химический состав, структуру, минеральные включения. Следующий этап — датирование уран-торий-гелиевым методом. Для этого с помощью масс-спектрометра я измеряю концентрации изотопов в минерале: гелия, урана и тория.
Газ определяют первым, потому что он быстро улетучивается из образца: в аппарате создают вакуум, минерал нагревают, из него начинают «вылетать» атомы гелия, их концентрация подсчитывается аппаратом. Потом растворяют минерал, и на другом типе масс-спектрометра определяют содержание урана и тория. Так я получаю возраст минерала, и начинается самый времязатратный этап — интерпретация результата. Больше всего времени у меня уходит на чтение литературы и бесконечное самообразование.
— Какие навыки необходимы геологу?
— В процессе обучения надо всегда тянуться к знаниям, ведь данные в геологии постоянно обновляются. Тем, кто работает в лабораториях, нужно быть усидчивым и внимательным. Для полевых работ нужно иметь хорошую физическую подготовку: часто приходится идти 10 километров и нести с собой 20 килограммов камней. Самым неочевидным навыком для меня оказалось рисование. Когда ты приходишь на точку в поле, ее нужно зарисовать, обозначить разные породы. А я, как оказалось, плохо рисую от руки.
— Топ-3 самых красивых, на твой взгляд, минерала
— На первом месте — пирит и апатит, потому что я ими занимаюсь. У пирита — красивая кубическая симметрия, он встречается как побочный продукт во многих породах, которые, в том числе, применяют в строительстве и скульптурах. Апатит легко спутать с другими минералами из-за разнообразия внешнего вида, но он несет важную геологическую информацию. Еще мне нравится гранат — не съедобный, а кубический. У него интересная форма и симметрия.
Рисует Виктория Лихачева
Копать — не перекопать
— Как выглядит полевая работа геолога?
— Полевая работа — работа на месте природного залегания пород. Она может длиться несколько дней, недель или быть постоянной. Краткосрочные выезды актуальны для ученых, ведь они фокусируются на определенном объекте. Во время сезонных полевых работ геологи нацелены на поиск и разведку полезных ископаемых. Для этого собирают пробы пород на анализы, проводят геофизическую съемку. На разрабатывающихся месторождениях геологи работают постоянно, они следят за процессом добычи руды.
— С какими опасностями сталкиваются геологи на выездной работе?
— Современные геологи не очень похожи на первопроходцев: они почти не ходят в одиночные маршруты, у них меньше проблем с техникой и организацией поездок. Постоянны природные опасности: погодные условия, рельеф и дикие животные. На Дальнем Востоке часто встречаются амурские тигры, на Крайнем Севере — белые медведи, еще бывают опасные насекомые. Этим летом я работала в поселке в Хабаровском крае, и в него часто наведывались медведи. Несколько ночей подряд я просыпалась, когда слышала, что они пыхтят и топают по улице.
— Не считая медведей, как прошла твоя последняя поездка?
— Два месяца я работала на золотом месторождении в Хабаровском крае, где описывала керн поисковых скважин. Керн — проба камней в виде длинного цилиндра, которую достает из-под земли специальная буровая установка. Пробы добывают на глубине до 300 метров, но я получала образцы длиной полтора метра и анализировала их: описывала породы, указывала, есть ли там золото, сдавала на анализы. В будущем это поможет уточнить размеры запасов месторождения и запланировать дальнейшие раскопки.
Часть фото предоставлены собеседником, фото на обложке: unsplash.com
Еще почитать по теме
