Геология — это «фонарь» из далекого прошлого, который подсказывает, каким может стать наше будущее

Профессия геолога часто романтизируется: сплоченный коллектив у костра под душевные песни, виды дикой природы вдали от цивилизации, шум леса, звездное небо и потрясающей красоты восходы и закаты. Работая в условиях неизведанности, у геолога создается впечатление, что он первооткрыватель и искатель сокровищ.

Необыкновенно популярная в 50–60-е годы профессия, соединила в себе интеллектуальный труд, романтику путешествий и работу на обороноспособность страны. Это породило несметное количество песен, например, особенно популярной была «За туманом» Юрия Кукина.

Люди сосланы делами,

Люди едут за деньгами,

Убегают от обиды, от тоски...

А я еду, а я еду за мечтами, 

За туманом и за запахом тайги. 

Но в реальности после каждодневной борьбы с суровыми погодным условиями и опасными зверями на романтичное созерцание окружающего мира сил уже не остается. К тому же часть профессии — это обработка накопленного материала в лабораториях, офисах и исследовательских центрах.

Современная геология — не просто изучение горных пород и минералов, это важная научная дисциплина, влияющая на будущее энергетики, экологии и устойчивого развития человечества. Более того, в будущем геологи понадобятся для освоения других космических объектов: Луны, Марса, астероидов, где содержатся огромные запасы полезных ископаемых. 

Чем все-таки занимаются геологи, причем здесь IT-технологии и борьба с изменениями климата — рассказывает наш гость Фархутдинов Исхак, ученый секретарь Государственного геологического музея им. В.И. Вернадского РАН, вице-президент Российского геологического общества, кандидат геолого-минералогических наук.

От отца к сыну / Четыре поколения геологов

Чтобы понять, почему я решил стать геологом, придется немного погрузить вас в историю XX века. Она началась с моего прапрадеда, в честь которого меня и назвали Исхаком. Он был купцом в Томске, перед революцией год жил в Турции, где от местных узнал, что там есть месторождение меди. Как человек предприимчивый, прапрадед подумал организовать производство. Но немецкий специалист, к которому он обратился по поводу обустройства месторождения, попросил неподъемную сумму. Так, моему прапрадеду стало понятно, что геология и горное дело — перспективное направление. 

Уже в Томске он отдал своего сына (моего прадеда) Абдулхака в местный политехнический институт. Получив образование, мой прадед отправился в восточный Казахстан, на Алтай, искать месторождения золота. В этом направлении он добился успехов, его заметили и пригласили в Москву — в «Главзолото» (организация, которая курировала поиски и добычу золота в СССР, ныне ЦНИГРИ). В 1937 году многих инженеров данного предприятия вместе с руководителем А.П. Серебровским и моим прадедом репрессировали, большинство из них расстреляли. В 1956 году всех реабилитировали за отсутствием состава преступления.

У Абдулхака в Москве остались жена и двое детей, которым пришлось уехать в Казань. В этом городе на тот момент жил мой прапрадед Исхак, и здесь в столице Татарстана вырос мой дед Мурат Абдулхакович Камалетдинов. Он окончил геологический факультет Казанского государственного университета и по распределению попал в Стерлитамак. Он руководил стерлитамакской геолого-поисковой конторой, занимался поиском нефтяных месторождений. Затем он стал директором Института геологии АН СССР в Уфе. С детства я с дедом ездил в разные экспедиции, впитывал знания, поэтому на выбор геологии повлиял пример моего деда. 

В 2004 году я поступил учиться на кафедру геологии и геоморфологии Башкирского государственного университета. В конце первого курса университета мы с одногруппниками проходили геологическую практику на Южном Урале. Мне так понравились маршруты, что я захотел летом поехать в экспедицию с учеными-геологами. Мой первый рабочий день был в горах Южного Урала, в Челябинской области. Руководитель и один из наставников в геологии — Вячеслав Иванович Козлов, занимался изучением рифейских отложений (древних горных пород) вдоль трассы Уфа—Челябинск (М5), а я помогал ему в этом — брал пробы горных пород, замерял углы залегания пластов, чтобы фиксировать их в полевом дневнике, определял на карте наше местоположение и т. д. 

Кто он, современный геолог

Современный геолог — это не просто человек с молотком, в свитере под горло, бродящий по горам в поисках камней. Сегодня это высококвалифицированный специалист, работающий на стыке нескольких дисциплин: геологии, геофизики, геохимии, экологии, инженерии и информационных технологий. 

Геологи участвуют в поиске и добыче полезных ископаемых — нефти, газа, металлов, драгоценных камней, подземных вод и других природных богатств, без которых невозможно развитие нашей цивилизации. 

Элементарно вы не смогли бы прочитать этот текст, если бы не геологи: для создания компьютеров и смартфонов нужны литий, золото и редкоземельные элементы, для выработки электричества — нефть и уголь, а для его передачи — медь в проводах. 

Также геологи прогнозируют природные катастрофы, такие как землетрясения, извержения вулканов и оползни. Они в составе мультидисциплинарных научных команд занимаются решением экологических проблем: изучают изменение климата, ищут способы борьбы с глобальным потеплением. 

Отсюда и два самых распространенных стереотипа, с которыми нам, геологам, часто приходится сталкиваться: 

1. Геологи только ходят с молотком в горах и «собирают камни». 

В реальности они работают с геофизическими данными и информацией со спутниковой съемки, химическими анализами и компьютерным моделированием. Да, полевые исследования присутствуют, но это лишь часть работы. И геологи предпочитают вместо слова «камни» использовать «горные породы» или «минералы». За слово «камень» мы отчисляли студентов-геологов. Шучу, но вы поняли, что это слово у геологов не в почете!

2. Геологи работают в диких местах. 

Некоторые геологи проводят время в полевых условиях в далеких участках нашей страны — в арктической зоне, на Чукотке, но значительная часть профессии связана с работой в лабораториях, офисах и исследовательских центрах — так называемый камеральный период, когда после экспедиции геологи занимаются обработкой накопленного материала. Кроме того, сегодня многие работают с применением программногообеспечения — создают 3D модели месторождения, считают запасы и т. д. 

Чем еще занимаются геологи 

Помимо поиска полезных ископаемых и прогнозирования природных катастроф, о которых говорили выше, геологи изучают изменения климата — исследуют ледяные керны, морские отложения и палеоклиматические данные, чтобы понять, как менялась среда Земли в прошлом и прогнозировать будущее. 

Геологи оценивают воздействие промышленной деятельности на природу, создают технологии рекультивации земель, следят за загрязнением грунтовых вод и разрабатывают безопасные методы утилизации промышленных отходов. 

Геологи изучают внутреннее тепло Земли для использования в геотермальных электростанциях. С геотермией я тоже пересекался, например, в 2021 году вместе с коллегами по Государственному геологическому музею им. Вернадского РАН мы ездили на Соловецкие острова, чтобы оценить их геотермальный потенциал. Этот вид энергии — один из самых экологически чистых. 

Инженерная геология также помогает в проектировании инфраструктурных объектов — мостов, домов, дамб, туннелей, небоскребов. Они оценивают устойчивость грунтов, риски оползней и сейсмическую активность. 

Геологи, геохимики, участвуют в исследованиях Луны, Марса и астероидов. Они анализируют состав грунта, изучают процессы формирования планет и помогают разрабатывать технологии для добычи полезных ископаемых в космосе. Например, марсоход «Чжужун» нашел береговую линию древнего северного океана, который существовал около 3,5 млрд лет назад. 

Гидрогеологи изучают подземные водоносные горизонты, помогают искать новые источники питьевой воды. 

Могут ли геологи помочь в борьбе с изменением климата

Геология предоставляет нам ценную информацию для понимания процессов, влияющих на изменение климата на Земле, помогает разрабатывать решения, направленные на минимизацию воздействия человека на окружающую среду. Как сказал В. О. Ключевский «История — это фонарь в будущее, который светит нам из прошлого». Геология — это «фонарь» из очень далекого прошлого, который подсказывает, каким может стать наше будущее, в том числе климатическое. 

Вы знали, что на Земле было множество глобальных потеплений, при которых были массовые вымирания — до 90% на тот момент живущей биоты? Были и жуткие похолодания, когда Земля превращалась в буквальном смысле в снежок. 

Ученые доказали, что самому крупному в истории Земли массовому вымиранию — пермскому (252 миллиона лет назад) — сопутствовала аноксия океана, то есть резкое падение уровня кислорода в морской воде. А триггером выступила чрезвычайно высокая вулканическая активность.

За короткий по геологическим меркам промежуток времени (около миллиона лет) на территории нынешней Сибири из земных недр изверглось несколько миллионов кубических километров магмы. Климат стал более теплым, океан перегрелся.

Один из самых перспективных способов борьбы с изменением климата — это захват и хранение углекислого газа, который влияет на парниковый эффект на нашей планете. Геологи вместе с инженерами разрабатывают технологии, позволяющие безопасно закачивать углекислый газ в подземные геологические структуры. Например, в пористые слои разработанных нефтяных и газовых месторождений. Это может значительно снизить уровень CO₂ в атмосфере, и, соответственно, уменьшить парниковый эффект. 

Средняя температура поверхности планеты выросла примерно на два градуса по Фаренгейту (один градус по Цельсию) с конца XIX века из-за увеличения выбросов CO₂ в атмосферу и другой деятельности человека.

Случай из практики / Скалы возрастом миллиард лет

Когда я был заведующим кафедрой геологии в Башкирском государственном университете (ныне УУНиТ) мы вместе с французскими коллегами отправились в Пиренеи. Мы проехали более тысячи километров, знакомясь с геологией этих удивительных гор. В один из дней прибыли к горному массиву Лерц, в честь которого названа горная порода лерцолит. Я взял несколько образцов для нашего университетского геологического музея. Горная порода лерцолит встречается во многих уголках планеты, но лерцолит из массива, в честь которого эта горная порода была названа, можно найти только в Пиренеях.

Чтобы рассказать о том, как математика, IT и геология переплетаются в современном программном обеспечении, летом 2024 года мы с коллегами отправились на Южный Урал, где сняли серию научно-популярных видео. В каждом показывали выходы горных пород и объясняли, как они образовались за миллионы лет, а затем демонстрировали, как в современном программном обеспечении можно этот процесс смоделировать. 

Запомнился момент, когда мы шли до скалы, которая «показывает» один млрд лет развития Земли. Я в течение многих лет представлял ее студентам во время геологических практик. Но в этот август в Башкирии почти каждый день шли дожди, и река Белая сильно разлилась — за годы геологических практик ни разу не видел, чтобы она так вплотную подходила к скалам. 

Нам пришлось идти в кроссовках вброд вдоль скал, за час мы дошли до нужного места и сняли видео. В итоге нашей поездки получилось восемь познавательных научно-популярных роликов, которые можно посмотреть на моей странице ВКонтакте. 

Космическое будущее

Думаю через 50 лет профессия преобразится благодаря развитию технологий и искусственного интеллекта, изменению климата и новым вызовам, стоящими перед человечеством. 

Будущие геологи будут активно использовать все это для анализа огромных массивов геологических данных. Компьютерные модели смогут предсказывать расположение месторождений полезных ископаемых, прогнозировать землетрясения и моделировать климатические изменения.

Роботы и беспилотники будут исследовать труднодоступные регионы: глубоководные разломы, Антарктиду, вулканы, пустыни и, возможно, другие планеты. Геологи смогут управлять исследованиями дистанционно, поэтому количество реальных экспедиционных выездов сократится. 

А еще уверен, что появится специальность «космический геолог» — геологи будут участвовать в исследовании и добыче полезных ископаемых на астероидах, изучать недра Луны и Марса, определять места, где можно строить базы и добывать ресурсы для выживания. 

Это напомнило нам смелых героев из фильмов «Марсианин» и «Интерстеллар». Представляем, что скоро сможем увидеть таких исследователей вживую: не в фантастических фильмах, а в громких новостях по всему миру.  

Послание новому поколению   

Изучайте Python и AI — применение программного обеспечения в геологии с каждым годом все больше. Осваивайте геоинформационные системы, программы для 3D-моделирования и методы анализа данных, также погружайтесь в смежные науки.

Учите английский язык — большинство исследований публикуются на нем. Чтобы быть «up to date» английский сегодня «must have». Работа в международных экспедициях может требовать общения с зарубежными коллегами. Английский, а лучше еще несколько языков: китайский, испанский, арабский и другие значительно расширят ваши карьерные возможности. 

Учитесь учиться и переучиваться — геология очень обширная наука и специальность с множеством направлений. Вы можете менять свой профиль, работать сначала в добыче полезных ископаемых, затем — в экологической геологии, геохимии, разработке программного обеспечения для геологов, гидрогеологии, геотермальной энергетике, а можете заняться планетологией и исследовать Марс.