Охотники за магнитами

Восточно-Сибирское море, остров Генриетты. Край земли, предел. Геолог, облокотившись об скалу, отбивает кусок породы. Под ногами лед. Прилив или отлив — и он предательски трещит, порождая чувство опасности. Весьма неловкое в этих местах чувство. Удар, еще удар, все больше и больше опоры на правую ногу. Лед не выдерживает — человек в Северном Ледовитом океане. Одной рукой держится за скалу, другой — цепляется за ледяные обломки. Холод — сковывает. Что взять с обычных неутепленных болотных сапог за полярным кругом?

Остров Генриетты, взлет

На помощь потерпевшему Николаю Матушкину (ГГФ-2004) подоспевает коллега Дмитрий Метелкин (ГГФ-95). Вытащил, повезло.

Были штаны, которые не промокают, и сапоги — растянутые на всю длину. Лишь чуть-чуть вода залилась, — по-обывательски подводит итог чрезвычайному арктическому происшествию на одном из Новосибирских островов новосибирский ученый.

Полярный геолог всегда в опасности. Надежный массивный припай, по которому ходить безопасно, вдруг может обернуться тонкой коркой льда.

Каждый день — нежеланные встречи с белыми медведями, которые не боятся ничего и никого.

То и дело преграждают путь бури, шторма. Лед вздыбливается, волнуется — ледовая обстановка плохая. Шквальный ветер, сильный туман — небо закрыто.

Полярный геолог постоянно в ожидании чего-нибудь: погоды, транспорта, оказии… Когда не ждет, тогда в пути: вездеходом, вертолетом, самолетом, дизель-электроходом… Пешком, наконец. По арктической тундре, по вечной мерзлоте. Всегда в движении: ищет, бурит, отбирает, регистрирует в полевом дневнике (без подробного геологического описания ничто не имеет смысла — непреложная заповедь), мыслит в глобальных масштабах: континенты, океаны, магнитное поле Земли… Мыслит миллионами и миллиардами лет.

Первые небольшие фрагменты континентов стали зарождаться около 4 миллиардов лет назад. Спустя немногим более 2 миллиардов лет они объединились в крупные массивы, которые и составляют ядра современных материков.

Ориентация: белое пятно

Геологи Дмитрий Метелкин и Николай Матушкин побывали почти на двух десятках островов Северного Ледовитого океана. Есть среди них и совсем неизведанный — остров Жаннетты.

Остров Жаннетты

Всем давно кажется, что на Земле уже не осталось места, куда бы ни добрался человек. Ан нет! Подчас в космосе у нас больше успехов, чем на Земле, — говорит Метелкин. С Матушкиным они входят в ограниченное число ученых постсоветской России, которым посчастливилось поработать на острове Жаннетты. До них здесь был только один геолог — Михаил Ермолаев, с попутной экспедицией, в далеком 1933 году. Все, что он оставил, — лишь общие сведения об острове.

Жаннетта — остров маленький, со всех сторон скальные обрывы. Кроме того, всегда закрыт торосами — глыбами льда, нагроможденными друг на друга и, как писал Владимир Обручев в «Земле Санникова», «поставленными стоймя». Открытой воды почти нет, попасть сложно. Во многом поэтому Жаннетта столь длительное время оставалась неисследованной.

Не удалось сразу высадиться на остров и новосибирским ученым. Первую попытку предприняли в сентябре 2011-го. Несмотря на сложную ледовую обстановку к острову подошли практически вплотную, но безопасная высадка возможна только с вертолета. Крепкий ледовый припай для посадки долго найти не удавалось. Кружили-кружили — одни торосы, трещины, промоины. Наконец, нашли, стали садиться — медведи врассыпную.

Остров Жаннетты, НИС Михаил Сомов

Пилот решил, что тут не до героизма, взмыл вверх.

Улетели без проб, но с борта остров визуально, насколько это возможно, обследовали.

Спустя два года вертолет смогли посадить.

— Поработали совсем немножко, но, сколько успели, столько успели. Не для нас туда привели корабль. Все было ограничено временем,— вспоминает Метелкин остров Жаннетты — интересный с точки зрения фундаментальной геологии объект: все оказалось совсем не так, как предполагалось. Не то чтобы совсем не так, но не так.

Дмитрий Метелкин

Дмитрий Метелкин

Арктический вектор

Что столь усердно ищут геологи за полярным кругом? Одни — разрабатывают месторождения золота и алмазов, другие — ведут разведку нефти и газа (как известно, на шельфе арктических морей богатейшие запасы). Команда геологов из Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН и Новосибирского государственного университета разыскивает то, что ни потрогать, ни увидеть, ни даже почувствовать. Цель — древние магнитные векторы. Инструменты — кувалда, молоток, бур и целая лаборатория.

Николай Матушкин

Николай Матушкин

Первостепенная задача — найти нужную породу. Такую, чтобы содержала в себе информацию о древнем магнитном поле Земли. Не каждый камушек годится. Представьте себе горную породу, существующую миллионы и миллиарды лет. За это время чего с ней только не произошло! Столкнулись два континента, один надвинулся на другой — и он ушел вниз, на большие глубины. При погружении высокое температурное воздействие могло разрушить естественную намагниченность. Поэтому геологи стараются искать те породы, которые не были сильно деформированы, смещены, отклонены или подвержены аномальным температурам и давлениям.

Как же безжизненный, казалось бы, камень «запоминает» информацию о магнитном поле? «Самый стандартный пример: из вулкана изливается лава, в какой-то период застывает. Образовавшиеся в расплаве частички магнитных минералов ориентируются параллельно силовым линиям магнитного поля, после — лава окончательно кристаллизуется», — объясняет Николай Матушкин.

Такие первичные магнитные минералы, появившиеся на начальной стадии формирования породы, выступают в роли самых настоящих компасов. Хранят силу и направление магнитного поля — того, которое было в период их рождения.

Миссия ученых не только в том, чтобы найти такие «говорящие» образцы. Главное — добраться до этого самого первого магнитного вектора. Другими словами, размагнитить.

— На породу влияет любое наложенное магнитное поле, происходят переполюсовки магнитного поля, и нам, чтобы обнаружить начальную естественную намагниченность, надо уничтожить всю наложенную, — поясняет суть палеомагнитных экспериментов Матушкин.

В науке, к сожалению, почти все методы, которые позволяют что-то узнать, связаны с тем, что надо что-то сломать, — добавляет Дмитрий Метелкин, предельно просто формулируя один из главных методологических принципов.

Новосибирские геологи «разломали» немало пород, начиная с Земли Франца-Иосифа и заканчивая островами Де-Лонга. А начиналось всё почти 20 лет назад с острова Октябрьской Революции — центрального в архипелаге Северная Земля. Больше половины площади острова — ледники. Где нет льда, там камни и глина. Идешь — по колено проваливаешься в грязь, на сапогах — ком в несколько килограммов. Горные породы размываются, темная взвесь попадает в речки — они коричневые. Полное отсутствие растительности. Ландшафт предстает космический.

 — Зрелище очень неприглядное, суровое, — подбирает точное определение Метелкин. — Но и здесь все имеет свою внутреннюю красоту. Ее просто так не объяснишь — надо увидеть и почувствовать. Спустя две-три недели пребывания на острове, будучи в маршруте, случайно, под камушком, увидел вот такооой малюсенький цветочек, лег около него и долго-долго смотрел…

Поначалу пробы отбирали вручную, с помощью молотка и зубила. Из Арктики привозили огромные мешки камней. Потом изготовили буры – из обыкновенной бензопилы. Режущую часть заменили на буровую коронку с алмазным напылением. На выходе получаются аккуратные керны — цилиндры диаметром 2 см, в длину — 10 см или более. Потом их еще режут на несколько частей — держатели большинства палеомагнитных приборов принимают образцы длиной 2 см.

В ходе кропотливого анализа ученые установили положение каждого керна в пространстве. С точностью до нескольких градусов определили, где отобранный образец находился в то или иное время, как перемещался относительно других пород. Результаты такого исследования позволили сделать вывод о том, что отдельные фрагменты современного арктического шельфа: Шпицберген, архипелаги Северная и Новая Земля, Земля Франца-Иосифа, Новосибирские острова, Чукотка и прилегающие территории, — некогда составляли единое целое, формировали один континент. Ученые называют его Арктидой.

Правила континентального движения

В палеомагнитных исследованиях в российском секторе Арктики новосибирские геологи имеют мировой приоритет. Им удалось (в соавторстве с членом-корреспондентом РАН, деканом геолого-геофизического факультета НГУ Валерием Верниковским) доказать, что Арктида дважды собиралась воедино: в первый раз это было почти миллиард лет назад в составе суперконтинента Родинии, во второй раз — 250 млн лет назад в составе Пангеи.

Суперконтинент — это когда объединяются все континенты на Земле. Как сейчас бы объединились Евразия, Африка и Австралия, к ним бы присоединились Северная и Южная Америка, и Антарктида тоже. Из Новосибирска до Нью-Йорка можно было бы добраться на велосипеде. Правда, как предупреждают предусмотрительные специалисты, придется пересечь пару горных хребтов — они непременно образуются на месте столкновения крупных континентальных массивов.

Примерно через 300 млн лет такой сценарий как раз возможен. Со скоростью 10 сантиметров в год мы движемся к новой континентальной конфигурации. Суперконтиненты (в истории Земли их насчитывают не менее пяти) собираются с определенной периодичностью.

— По разным оценкам, суперконтинентальные циклы в среднем составляют 750 млн лет. Цикличность довольно четко устанавливается по геологическим фактам. Мы с вами находимся как раз посередине. Пангея распалась, появилось много океанов и относительно мелких континентов, океанические бассейны растут, еще чуть-чуть — и они начнут закрываться, континенты — сходиться, — прогнозирует Дмитрий Метелкин.

Континенты находятся в постоянном движении. Так, ни много ни мало сотни миллионов лет Сибирь была на экваторе, потом начала дрейфовать на север. Через 200-250 млн лет снова переместится на юг, в субтропики.

— Движение континентальных плит и вообще рождение океана обусловлено внутренней динамикой Земли. И магнитное поле есть не что иное как ее отражение, — добавляет Метелкин. В его ближайших планах — экспедиция в Туруханск, к Нижней Тунгуске. Геологи зачастую продвигаются именно по рекам — там вскрываются столь необходимые им скальные выходы горных пород, на языке геологов — обнажения. Матушкин готовится к экспедиции на остров Самойловский в дельте реки Лена, собирать новый материал, чтобы еще детальнее понимать, как перемещался именно этот кусочек древней Арктиды.

Как циклична жизнь континентов, так циклична и жизнь ученого. Построили рабочую модель — теперь нужно ее проверить, доказать с помощью новых данных или, наоборот, опровергнуть. Добраться до истины, которая на этот раз – в камне.

Николай Юрьевич Матушкин (ГГФ-2004) – кандидат геолого-минералогических наук, доцент Новосибирского государственного университета, старший научный сотрудник Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН.
Дмитрий Васильевич Метелкин (ГГФ-95) – доктор геолого-минералогических наук, профессор Новосибирского государственного университета, ведущий научный сотрудник Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН.
 
Источник: http://strf.ru/material.aspx?CatalogId=221&d_no=118577, автор материала – Галина Казарина (ФЖ-2006).
Метки: , , , , ,