Интервью по итогам: Институт экспериментальной минералогии им. академика Д.С. Коржинского РАН провел в Черноголовке IV Научную конференцию «В кильватере большого корабля: современные проблемы магматизма, метаморфизма и геодинамики»

Интервью по итогам: Институт экспериментальной минералогии им. академика Д.С. Коржинского РАН провел в Черноголовке IV Научную конференцию «В кильватере большого корабля: современные проблемы магматизма, метаморфизма и геодинамики»

Черноголовка, 26.11.2023 – Дом ученых НЦЧ РАН

 Участники:
Аранович Леонид Яковлевич, академик Российской Академии наук.
Главный научный сотрудник Института геологии рудных месторождений,
петрографии, минералогии, геохимии Российской Академии наук.

Перчук Алексей Леонидович, заведующий кафедрой петрологии и вулканологии
геологического факультета Московского государственного университета.

Сафонов Олег Геннадьевич, директор Института экспериментальной минералогии им. академика Д.С. Коржинского, профессор кафедры петрологии и вулканологии геологического факультета Московского государственного университета.

Плечов Павел Юрьевич,  Директор минералогического музея им. А.Е. Ферсмана Российской академии наук, профессор кафедры петрологии и вулканологии геологического факультета Московского государственного университета.

24-25 ноября 2023 г. в Большой Гостиной Дома ученых НЦЧ РАН прошла IV Научная конференция «В кильватере большого корабля: современные проблемы магматизма, метаморфизма и геодинамики», посвященная 90-летию со дня рождения заслуженного профессора МГУ Леонида Львовича Перчука.

Л.Л. Перчук — выдающийся российский геолог, получивший всемирную известность благодаря своим трудам в области общетеоретических проблем физико-химической петрологии, метаморфической петрологии, экспериментального моделирования минеральных реакций и процессов плавления, термодинамики минералов, а также численного моделирования геодинамических процессов. Сформулировал принцип гравитационного перераспределения пород в земной коре при процессах глубинного метаморфизма, который позволил объяснить широкое проявление высокотемпературных метаморфических комплексов на поверхности Земли.

Дом ученых: Уважаемые коллеги, это уже четвертая конференция, посвященная Л.Л. Перчуку и направлениям исследований, связанных с его научной деятельностью. Как меняется состав участников, содержание докладов, само наполнение конференции?

Аранович Леонид Яковлевич: Во-первых, надо отметить, что первые две конференции проводились еще при жизни нашего учителя, руководителя.  Если на первой конференции в основном обсуждались достижения в развитии его главных научных открытий, то уже в последующих двух конференциях —  методы, которые он разработал и внедрил в практику. Они стали общепризнанными, и на этой основе обсуждались представления о самых разнообразных, эволюционных процессах, связанных с эндогенной {1} деятельностью нашей планеты. 

Перчук Алексей Леонидович: В первых конференциях участвовали в основном ученики Леонида Львовича, и количество участников было небольшим. А сейчас съезжаются ученые со всей нашей страны.  Так, в рамках этой конференции у нас выступили участники от Петрозаводска до Иркутска, а также наши зарубежные коллеги из Швейцарии и США.  Если первые конференции, в основном, были посвящены метаморфическим процессам, термодинамике, то сейчас всё больше и больше уделяется внимания геодинамическим процессам, тектоническим движениям (поднятию и опусканию земной коры, складчатости, образованию крупных элементов рельефа, движению литосферных плит, землетрясениям), процессам магматизма (выплавлению, перемещению и застыванию магмы), метаморфизму горных пород и формированию месторождений полезных ископаемых.

На конференции, в частности, был совершенно выдающийся доклад, который рассматривает вероятность существования высокотехнологичных цивилизаций на экзопланетах (Геря Т.В. Continents, oceans and plate tectonics shape the planetary conditions for the development of advanced life: quest for the missing extraterrestrial civilizations). Кроме того, у нас все больше появляется тем,  посвященных исследованиям глубинных оболочек Земли. Примерами могут служить доклады «Экспериментальное изучение индикаторных реакций модального мантийного метасоматоза» (Бутвина В.Г., Лиманов Е.В., Воробей С.С., Якушик М.А., Голунова М.А., Сафонов О.Г., Ван К.В.), «Эволюция магматизма в островодужных системах» (Плечов П.Ю. Минералогический музей им. А.Е.Ферсмана РАН, Москва). То есть спектр исходных интересов и тем расширяется во всех направлениях, но так или иначе это связано с основными идеями Леонида Львовича в направлениях исследований метаморфизма, магматизма и геодинамики.

Дом ученых: Очевидно, что тематика конференции очень актуальна для сегодняшнего дня. Мы наблюдаем, что меняется поведение земной коры. Разрушительных землетрясений и извержений вулканов стало больше за последние годы… 

Сафонов Олег Геннадьевич: Действительно, у нас происходят ежечасно какие-то изменения в коре, мы их можем наблюдать.  Но проблема в том, что много процессов происходило давным-давно и на больших глубинах. На конференции были доклады, в которых говорилось про породы, которые формировались миллиарды лет назад. Про породы и минеральные ассоциации, которые мы даже не видим сейчас на поверхности, но мы можем, например, их изучать, опять же, благодаря экспериментам, на что направлена деятельность Института экспериментальной минералогии. Мы можем воспроизвести те процессы, те минеральные реакции, те преобразования, которые происходят на глубине.

Дом ученых: Каким образом вы находите предмет для такого воспроизведения-изучения?  Вы извлекаете образец породы, изучаете его, а потом уже пытаетесь воспроизвести в лаборатории?

Сафонов Олег Геннадьевич: В первом приближении — да. Я всегда в своём институте настаиваю на том, чтобы природные данные и эксперименты шли совместно.  То есть, мы съездили «в поле», собрали какой-то материал по какому-то комплексу, а потом воспроизвели эти процессы, которые проходили в этом комплексе миллионы, а то и миллиарды лет назад, в эксперименте — это очень интересно.

Плечов Павел Юрьевич: Я вспоминаю, что Леонид Львович Перчук, памяти которого посвящена эта конференция, оставил после себя много ярких фраз. Две фразы очень актуальны. Первая — «Главное метод, а объекты приложатся». Мы —  наследники  развития этого метода, в первую очередь количественного метода – петрологии {2}, который позволяет находить все больше и больше объектов, которые мы можем изучать. Вторая —  «Не бывает законов геологии, бывают законы физики». Поэтому вот такой стык, когда мы работаем между геологией, разнообразными, очень интересными объектами, но которые очень трудно объяснить, и  физикой —  базовыми  методами,  собственно, и дает нам направление движения. 

Сафонов Олег Геннадьевич: …И это во многом объясняет присутствие Института Экспериментальной Минералогии среди физиков и химиков в Черноголовке. ИЭМ вышел из ИФТТ. Идея образования Института экспериментальной минералогии состояла в том, чтобы работать в тесной кооперации с физиками и химиками. 

Дом ученых: Можно ли говорить о том, что те исследования, которые сейчас проводятся (тех пород и процессов, которые происходили миллиарды лет назад) имеют какую-то цикличность, и мы можем на основании этих данных уже предсказывать развитие определённых процессов в коре в сегодняшний день?

Сафонов Олег Геннадьевич: Безусловно. Наука должна иметь предсказательную функцию. Более того, в геологии даже есть такой термин “принцип актуализма”. То есть те процессы, которые мы наблюдаем сейчас, могли происходить и происходили миллионы, миллиарды лет назад, и наоборот, те процессы, которые происходили миллиарды, миллионы лет назад, должны происходить и сейчас. Конечно, с какими-то вариациями, зависящими от длительной эволюции планеты Земля. 

Перчук Алексей Леонидович: Я бы лишь отчасти согласился с этим утверждением. Наша планета на самых ранних стадиях развития была совершенно другой, не похожей на ту, на которой мы живем сейчас. Раньше был огромный магматический океан и не было континентов.  То есть, вы интересуетесь корой, на которой мы сейчас живем, а был период, когда континентальной коры не было вовсе. Кора, которая называется океанической, имела другой состав слагающих пород. Когда зародилась тектоника плит —  до сих пор предмет дискуссии. Появились плиты, началось движение, начались тектонические процессы, они были совершенно другими. Образовывались породы, которые сейчас уже не образуются, появлялись структуры, которых сейчас уже нет. Собственно, поэтому, когда мы наблюдаем породы и магмы, которые образуются сейчас, далеко не всегда можно уйти вглубь веков, чтобы понять, как выглядела планета. То есть это скорее эволюция, а не цикличность.

И как один из инструментов изучения этой древней Земли применяется геодинамическое моделирование. То есть мы берем ту физику, ту механику пород, ту химию пород, и закладываем в мощные суперкомпьютеры, которые нам показывают, как  развивался процесс, и уже в этой модели мы закладываем другие температуры мантии. Таким образом, мы можем увидеть, какой эта планета была в то время, и сравнить с теми породами, которые изучают сейчас. Так мы познаем, что такое Земля.

Дом ученых: Если говорить о докладах на этой конференции, что бы Вы выделили из результатов, которые действительно стали новым словом в минералогии? 

Плечов Павел Юрьевич: Мне кажется, на каждой секции были какие-то доклады, то, что называется breakthrough, новые горизонты, новые направления. При этом они уже подтверждены публикациями в ведущих журналах и открывают большие перспективы. 

Аранович Леонид Яковлевич:  На мой взгляд, очень интересным был доклад профессора МГУ Алексея Арискина на тему унаследования элементами платиновой группы интрузий (Re-Оs изотопная систематика довыренских ультрамафитов, Сu-Ni-сульфидных руд и ЭПГ-анортозитов Арискин А.А. 1, 2, Тессалина С.Г. 3, Кислов Е.В. 4, Пшеницын И.В. 2, Николаев Г.С. 2, Соболев С.Н. 2 1МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, ariskin@rambler.ru 2ГЕОХИ РАН им. В.И. Вернадского, Москва 3Центр изотопных исследований университета Кертина, Перт, Австралия 4Геологический институт им Н.Л. Добрецова СО РАН, Улан-Удэ).

Плечов Павел Юрьевич: Нужно в целом подчеркнуть очень хороший уровень конференции, несмотря на то, что она небольшая, уровень вполне отвечает международному. И скорее стоит выделить актуальные, прорывные направления исследований, а не только конкретные результаты.  

Перчук Алексей Леонидович: Из того, что может быть было бы интересно жителям Черноголовки, можно выделить доклад, посвященный Камчатке. Это область активного вулканизма. Нам рассказали о том, какие глубинные процессы формируют три основные вулканических центра. И насколько непохожей еще 5 млн лет там была обстановка.

Также мы узнали о вулканах на Кавказе. По природной логике там не должен быть вулканов с таким типом лавы, а вот геофизическое моделирование и использование тонких геохимических методов датирования раскрыли перед нами «все карты».  Предсказано, что в достаточно обозримом будущем здесь могут снова начаться катастрофические извержения. 

У нас была замечательная экскурсия в одном из докладов в Южную Африку. В свое время Леонид Львович восстанавливал вполне определенный характер метаморфической эволюции древнейших пород, развитых там. А сейчас было проведено более детальное обобщение всех данных, и выяснилось, что даже классик в чем-то ошибался. Там были показан принципиально иной характер  метаморфической эволюции, которая открывает перспективы для несколько иной интерпретации геодинамических условий на границах небольших континентальных блоков,  существовавших почти 3 млрд лет назад. 

Коснулись  проблемы зарождения микро- и наноалмазов.  Один из докладчиков рассказал, что в складчатых областях Урала, в породах, в которых никто никогда и не предполагал наличие алмазов, они нашлись (Постмагматическая стадия формирования алмазов в кимберлитах Симаков С.К. 1, Стегницкий Ю.Б. Вилюйская ГРЭ, АК «АЛРОСА» (ПАО)191036, г. Санкт-Петербург).

Были  и изумительные доклады о  лаве.  Мы привыкли, что продукты застывания лав похожи на обычное стекло, но если посмотреть более внимательно, то можно увидеть что это субстанция, которая по структуре напоминает «авоську». Она переполнена очень изящными красивыми порами, через которые выходил наружу флюид. И продуктом эволюции этих структур являются очаровательные агаты, которые формируются и живут при вполне определенных условиях. Буквально в каждой секции, каждый доклад действительно заслуживает внимания.

Плечов Павел Юрьевич: Очень активные дискуссии идут и на докладах, и в кулуарах, потому что это всё живые темы, это всё новое для науки, и все очень горячо, это обсуждают между собой. Это не дежурные доклады на заданную тему.

Дом ученых:   Олег Геннадьевич, чему были посвящены доклады сотрудников  Института экспериментальной минералогии в Черноголовке? 

У нас было много докладчиков. Был доклад о взаимодействии магматических расплавов с водородом, например, по метаморфической петрологии, опять же про Южную Африку. От нашего института принимают участие 10 сотрудников.

Если брать спектр научных учреждений, принимавших  участие в конференции  — то он очень внушителен.  Это МГУ, ИЭМ, ИГЕМ, ГИН, Санкт-Петербургский университет, Институт геологии и геохронологии докембрия, Карельский научный центр, институты из Иркутска, Новосибирска, Петрозаводска, Высшая технологическая школа в Цюрихе, Университет Оригона..  У нас очень широкая география! 

Дом ученых: Что касается полезных ископаемых. Эти исследования помогают каким-то образом анализировать, находить, предполагать, где могут быть месторождения. Это возможно?

Плечов Павел Юрьевич: Да, но это не прямой путь, мы не занимаемся конкретно поиском и разведкой полезных ископаемых, но именно петрология дала очень много полезных практических методов по поиску. Алмазы в Сибири, например, были предсказаны «на кончике пера», именно благодаря петрологическим исследованиям.

Аранович Леонид Яковлевич: Был также важный доклад по возможной эволюции флюидных включений в минералах. А флюидные включения в минералах рудных месторождений — это один из главных методов поиска и оценки перспективных рудных залежей.  И без понимания этой эволюции невозможно интерпретировать те или иные факты.

Прямой связи с поиском месторождений нет, но косвенная – очень важная, и результаты, которые мы получаем, будут использоваться уже теми компаниями, которые непосредственно занимаются разведкой и добычей. 

Сафонов Олег Геннадьевич:  Я бы еще добавил,  что в исследовании Арискина с соавторами говорится о моделировании (создана термодинамическая программа, которая моделирует кристаллизацию минералов, в том числе и рудных, из магматического расплава)  образования расслоенных плутонов. Самые крупные сульфидные медно-никелевые месторождения, хромититы, минералы элементов группы платины и палладия —  находятся именно в таких крупных магматических комплексах.

Плечов Павел Юрьевич: У нас и по Норильскому месторождению много работают людей. Понятно, что Норильское месторождение уже известно и разведано. Это позволяет строить некие модели и предсказывать, где еще можно искать такие месторождения. 

Дом ученых: Если сравнивать российскую школу петрологии и минералогии с мировыми школами, как бы вы ее оценили?

Я бы не выделял лидеров в других странах, наша школа петрологии всегда была на высоком уровне. В России работают признанные корифеи этой науки. Наука интернациональна. И дружеские контакты играют очень важную роль, сейчас это особенно сильно проявляется.  Дружба в науке побеждает все. 

Примечания:

1. Эндогенные процессы — процессы, связанные с энергией недр Земли.
2. Петрология — наука, предметом изучения которой являются процессы формирования магматических и метаморфических горных пород, их минералогический и химический состав, структурно-текстурные особенности, условия залегания.