Впервые в мире ученые Кубанского государственного университета подошли к возможности прогнозировать самую непредсказуемую и разрушительную опасность для человечества – землетрясения.
Первая создаваемая здесь система наблюдений совсем скоро защитит жителей Кубани.
Одновременно уникальные разработки ученых позволят определять все скрытые в недрах полезные ископаемые, намного увеличивая эффективность поисковых работ для нефте-газодобывающей и многих других отраслей промышленности. Недавно новые простые и дешевые методы изучили руководители кубанских предприятий и представители белорусских вузов, а осенью перенять передовой опыт приедут представители тринадцати стран Черноморского экономического сотрудничества.
О революционных переменах в науке, меняющих жизнь населения, экономику нашего края и всей страны, рассказывает руководитель исследований ректор КубГУ, академик и член президиума Российской академии наук, лауреат Государственной премии, Герой труда Кубани, доктор физико-математических наук Владимир Бабешко.
НАУКА ДЛЯ СПАСЕНИЯ ЖИЗНЕЙ
– Владимир Андреевич, никто и никогда пока не мог предсказывать землетрясения. Как вам удалось совершить открытие такого масштаба?
– Сейчас в мире самый большой ущерб и потери человеческих жизней в краткосрочный период, кроме военных конфликтов, приносят землетрясения. Вот недавно шесть тысяч людей потеряли в Иране, три тысячи – в Индонезии, триста тысяч ушло из жизни после разрушительного землетрясения цунами в юго-восточной Азии.
Попытками прогнозирования этого страшного явления заняты ученые всего мира уже десятки лет, но особого прогресса, к сожалению, до сих пор не было. Вспомните, так же еще недавно молнии убивали людей и те не знали, как к с этим бороться. Но изучив физику этого явления, все-таки нашли способы борьбы и избегают больших ущербов. Вот и для землетрясений первейшей задачей становится прогнозирование, позволяющее сохранить человеческие жизни.
В этой области работали выдающиеся ученые, например, советский математик лауреат Нобелевской премии Л. В. Кантарович. Но удалось лишь построить теорию рисков – возможных ущербов от природных катаклизмов.
Новый уровень работ в Кубанском университете стал возможен благодаря появлению новой аппаратуры в области математики, физики, для прецизионных тонких измерений в области вычислительной техники с обработкой очень больших массивов данных. Изменения в направлениях своих исследований производят ученые всего мира. Но мы наиболее глубоко привлекли к исследованиям теории, непосредственно связанные с разрушениями.
Вот попробуйте обычный металлический стержень растягивать прессом — он станет разрываться примерно при одних и тех же усилиях. Возьмите одинаковые с ним стерженьки и всегда сможете предсказать, в какой момент и при каких усилиях каждый из них разрушится. Но мы имеем дело не со стержнем, а с литосферными плитами — очень сложными громадными глубинными пластами из гранита и базальта, имеющими на своей поверхности слой земли с трещинами, горными массивами, воздействием меняющегося давления атмосферы сверху и снизу, из-под земли.
Эта очень сложная и комплексная задача потребовала решения многих теоретических проблем. Прежде всего математических: нужно было построить математический аппарат, одновременно учитывающий все многочисленные факторы. За его создание брались многие очень крупные российские математики, частично эмигрировавшие в США, но так и не справились.
Эти задачи удалось решить нам. И сейчас я могу не без гордости сказать, что такой новый уникальный аппарат разработан в Кубанском государственном университете. Он называется дифференциальный метод фактеризации, уже опубликован в десятке докладов Российской академии наук и стал известен в мире. А мы успешно применяем этот метод на Кубани.
– Вам удалось привлечь и самое передовое, мощное оборудование, не имеющее аналогов в стране?
– Реализация очень сложного метода требует большой, кропотливой работы специалистов разных направлений. Математики представляют своего рода задания для экспериментаторов. Для их выполнения необходим достаточный арсенал средств исследования глубинного строения земли: вибросейсморазведка с мощным воздействием на землю, методы магнитотеллурической разведки с проникновением электромагнитных волн на большие глубины до 120 км, гравитационные способы по изучению напряжения внутри самой земли.
Весь этот арсенал необходимых средств мы смогли приобрести, хотя давалось это непросто. Помогли администрация и Законодательное Собрание края, Министерство образования России. Университет выиграл немало российских и международных грантов на продолжение исследований. Заинтересовавшись нашим подходом, два больших вибросейсмоисточника подарили американцы. Подаренные технические средства мощнее производимых в России, и поэтому мы приглашали представителей заводов-изготовителей из России и Белоруссии для изучения американской техники.
ПРОГНОЗ НАЧНЕТСЯ С КУБАНИ
– Когда ученые Кубанского университета защитят наше население от непредсказуемой стихии?
– Каждый день мы будем получать информацию о геофизических данных сейсмических станций края, КубГУ, показаниях пятнадцати кубанских гидрогеологических скважин, а компьютер — рассчитывать и показывать зоны концентрации напряжения земной коры. В результате решения всей этой проблемы мы будем в любое время дня и ночи знать зоны, в которых концентрируется наибольшее напряжение в литосферных плитах. Обычно они происходят в области разломов этих плит — глубоких многокилометровых оврагов, точно определяемых с помощью вибраторов.
Сейчас мы уже подключаем к этой системе первые объекты Краснодарского края Установлена часть оборудования, начинаются работы на сейсмической станции Сочи в тесном взаимодействии с руководством города, Кубанским геологическим комитетом, управлением по ГО и ЧС Краснодарского края. Мы очень надеемся, что через год эта модель позволит давать точные прогнозы о состоянии сейсмичности на Кубани на сутки вперед.
Об инновационных разработках КубГУ я докладывал в Академии наук, министру по чрезвычайным ситуациям МЧС России и ученым зарубежья в университетах Карлсруэ, Берлина и Потсдама в Германии, Теннеси и Калифорнии в США, Упсала в Швеции, Брюсселя в Бельгии, Генуи в Италии… И везде они воспринимались как совершенно новые, прогрессивные и очень перспективные. Сейчас мы готовим все материалы для широкого патентования.
В нашей стране модель прогнозирования землетрясений получает поддержку на государственном уровне. Министерства образования и иностранных дел уже запланировали проведение осенью на базе КубГУ двух заседаний Ассоциации сейсмической защиты 13 стран Черноморского экономического сотрудничества. Мы продемонстрируем возможности своего подхода и предложим осваивать и приобретать эту схему.
УВИДЕТЬ ВСЕ СОКРОВИЩА ЗЕМЛИ
– Владимир Андреевич, ученые университета под вашим руководством теперь способны "видеть сквозь землю" все полезные ископаемые, которые в ней скрыты?
– Занимаясь проблемами сейсмичности, Кубанский университет параллельно разработал новые эффективные методы изучения глубинных недр и поиска полезных ископаемых. Раньше геофизики могли одновременно выполнять только один заказ – искать нефть для нефтяников или металлосодержащие руды для металлистов. Благодаря нашему подходу одна экспедиция способна сразу производить анализ и поиск широкого спектра полезных ископаемых – нефти, газа, металлосодержащих руд, возможности существования подводных резервуаров воды…
Такие методы особенно важны и актуальны для развития наших предприятий и экономики страны. У нас самая большая в мире территория, которую необходимо паспортизировать. Новый комплексный метод анализа большой зоны очень удобен и экономически эффективен. Одним из главных его преимуществ оказывается дешевизна, потому что аппаратурные средства и методы обработки намного более компактные и простые, чем традиционно используемые станции. Так, обычная отечественная станция для поиска полезных ископаемых занимает пол-КамАЗа, а наша – миниатюрна и входит в маленький прицеп. Вместе с более эффективными и информативными методами обработки сейсмической информации наш метод поиска полезных ископаемых становится в три-четыре раза дешевле традиционного.
– Как ваши уникальные разработки используются на предприятиях Кубани?
– Хорошие результаты показал опыт сотрудничества с ОАО "Роснефть" – Термнефть". На ее площадке были проведены работы параллельно с подмосковной поисковой геофизической компанией. Результаты эксперимента совпали, но затраты на наши работы оказались в три – четыре раза дешевле. А если учесть, что мы одновременно ищем нефть, металлосодержащие и другие руды, эффективность возрастает еще в несколько раз.
Сейчас разработки КубГУ начинает использовать компания "Приазовнефть", на недавнем совещании в университете руководителей нефтегазовых предприятий о своей заинтересованности заявили представители "Краснодарнефтегаза". Но, к сожалению, пока больший интерес проявляют западные компании: известная американская фирма "Тенгаско" передала нам вибросейсмические источники и теперь ждет результатов исследований.
Мы получили экспериментальные результаты и предлагаем бизнесменам вложить деньги в создание первых отечественных 20-тонных вибросейсмоисточников, способных проникать на необходимые глубины в шесть-двенадцать километров.
Новые методы помогают создавать точные прогнозы наводнений, климатических изменений в экологии и получают неожиданное развитие в других областях вплоть до микромира. Их применение в работе со сверхмалыми нано-материалами – новыми системами связи с использованием микрочипов – практически выводит на новый высокоэффективный уровень с большой степенью микроминиатюризации телекоммуникационные системы, компьютерную технику, электрические и химические микродвигатели…
Ученые Кубанского университета разрабатывают самые современные и эффективные методы и технологии практически для всех отраслей жизни и экономики родного края.