Занимательная геофизика [Григорий Сергеевич Франтов] (pdf) читать онлайн

ГСФРАНТОВ Ю.СГЛЕБОВСКИЙ

Занимательная

ЕОФИЗИКА

г. с. ФРАНТОВ
Ю.С.ГЛЕБОВСКИЙ

Занимательная
ГЕОФ И ЗИ КА
I

■'?v

%

МОСКВА "Н Е Д Р А " 1987

Ь Ь К 526+551.42
Ф83
У Д К 550.8 (0 2 3 )

Ф 83

Франтов Г.С., Глебовский Ю.С.
Занимательная геофизика. — М.: Недра, 1987, — 128 с.,
35 к.
Живо и ув лек ательн о рассказано об одной из наук о З ем ле - геоф изике,
основанной на изучении электрических, мш'нитных, радиоактивны х, уп руги х
и др уги х свойств горн ы х п ор од и имеющ ей важ ное значение д ля изучения
строения З ем ли, поисков и разведки п о лезн ы х ископаем ы х, решения научных
и производственны х задач. П оказано, что геоф изика проникла сегодня практи­
чески во все сферы деятелы ю сти человек а - от изучения к осм и ч еск о го прост­
ранства д о инженерной гео л о ги и , ар хеологи и, п ои сков утерянных сокрови щ .
Hjm ш и рок ого к р уга читателей и проф ессионалы ю й ориентащ 1 и м о л о ­
дежи.
,
Т абл. 4. ил. 18, список лит. — 14 назв.
Р е ц е н з е н ! : Л И. Х ол и н , д-р геол.-м инер, наук
нефти и газа нм. И.М. Гу бк и н а )

(М ос к ов с к и й институт

1903010000 - 057
®

В Б К 526+551.42

Н А У Ч И О -П О И У Л Я Н Ю ] И З Д А Н И Е
Григорий Сергеевич Ф])аитов
Юрий Сергеевич Г л еб о в с к и й
ЗАН И М АТЕЛЬН АЯ П ОФИЗИКЛ
Редактор издате.'1ь л в а И Л И ночкина
О ф орм ление лудож ии ка Ю.Г. Черт анова
^Судожестиепный редактор В.В. Шутько
Технический редактор //.Г. А наш кина
К ор р ек торы И.А. Г р ом ова . К. И. С авенкова
Оператор И.В. В ол к ова
ИБ № 4529
Подписано в печать 2 6 .i 1.86. Т -1 3 0 4 6 . Ф орм ат 60x90 '/ i6 - Бум ага офсетная № 2.
Набор выполнен на наборно-пиш ущ ей машине. Гарнитура ’ ’Пресс-роман” . Печать
офсетная. Уел. печ. л. 8,0. У ел. кр.-отт. 8,37. Уч.-изд. л. 9,66. Тираж 102700 экз.
2-й з а в о д

(50 000-102700) эк з.

Заказ /М

/ 8 593-3. Цена 35 коп.

Ордена ’ ’ Знак Почета” издательство ’ ’ Н едра”
125047, .Москва, пл. Б е л о р у с с к о го в окзала, 3.
М осковская типография № 6 С ою зполиграф пром а при Государствен ном к ом итете
< ССР по делам издательсгв, полиграфии и книжной торговли .
109088, М осква, Ж 88, Ю жнопортовая ул., 24.
© И з д а т е л ь с т в о ’ ’ Недра” , 1987

ГЕОФИЗИКА-ПОЭЗИЯ НЕДР

Геофизика — детище XX в.
Геология, физика, математика —
основы геофизики
Физические свойства недр
раскрывают секреты природы
Геофизика содействует охране недр

Д ля шготовления автомобилей, кораблей, самолетов, приборов, различ­
ных металлических конструкций, строительства зданий и дорог, выращи­
вания сельскохозяйственных культур из недр Земли ежегодно добывают
миллионы тонн полезных ископаемых. Энергетика, химическая промыш­
ленность, космическая техника, электроника - все отрасли народного
хозяйства нуждаются в разнообразных ввдах минерального сырья. Поиски
месторождений полезных ископаемых — это огромный труд многих лю­
дей различных специальностей. Первооткрывателями месторождений
обычно являются геологи и геофизики.
Геологи, чтобы заглянуть в недра, широко используют естественные
выходы различных горных пород в ущ ельях, обрывах, оврагах, горах,,
сложенных гранитами, известняками, глинами, песчаниками и другими
образованиями. Если естественных обнажений нет, создают искусствен­
ные — копают канавы и ямы. По стенкам их видны вскрьшаемые породы.
Чтобы увеличить глубину исследований, бурят скважины и вьшимают
из них кусочки породы, так называемый керн. Области распространения
различных горных пород наносят на специальные шины. Так получают
геологическую карту, поясняющую строение земных недр и позволяющую
искать месторождения. Лю дям надо знать, что находится в недрах Земли,
но добиться этого нелегко.
Наша планета формировалась в течение нескольких миллиардов лет
в условиях разнообразных физико-химических процессов. До сих пор
недра, несмотря на усилия геологов и геофизиков, хранят в секрете как
многие этапы истории своего развития, так и особенности глубинного
строения. Проходят годы напряженного труда, прежде чем на карту удает­
ся нанести контуры рудных тел и нефтяных запежей, после чего начинает­
ся разработка месторождения. А это — множество буровых скважин,
горных выработок, химических проб . . . И все для того, чтобы заглянуть
в глубь Земли. Сложно, не правда ли?
Есть возможность ускорить и облегчить процесс поисков подземных
кладовых. Геолог не видит месторождений, находящихся под землей.
В его распоряжении имеются в основном данные бурения, которое очень
дорого и позволяет изучить последовательность залегания горных пород

лишь в одном месте, там, где пробурена скважина. Как же увидеть, что
находится под землей? В этом геологам помогает техническое ’’дальнови­
дение” сегодняшнего дня - различные геофизические методы разведки.
Врач не может увидеть скелет человека невооруженным глазом, но, при­
меняя рентгеновские лучи, он его видит. То, что в недрах скрыто от глаз,
’ ’видят” сложные геофизические приборы. Может показаться, что геоло ­
гия и физика далеки друг от друга. Но это не так. Именно физика помогла
геологам найти большое число месторождений меди, железа, нефти, угля,
воды, соли, строительных материалов и других полезных ископаемых.
Многих из тех, кто знакомится с книгами по геофизике, поражает
одно обстоятельство. В них рассказывается о процессах и явлениях, к о ­
торые наблюдаются геофизиками не в физической лаборатории, а в при­
родных условиях, где различные явления часто происходят одновременно
и затейливо взаимодействуют друг с другом. Здесь встречаются и загадки,
которые нужно отгадьшать.
Оказалось, что валуны и горы, скопления нужных человеку минера­
лов, трещины (разломы ) земной коры, различные геологические слои,
на первый взгляд немые, проявляют себя физическими полями и процес­
сами. Землю окружают магнитные, электрические, радиоактивные, тепло­
вые, акустические, гравитационные поля, которые, если их изучить и пра­
вильно истолковать, расскажут о строении земных недр. История естест­
венных наук говорит о том, что изучение минерала магнетита позволило
создать теорию магнетизма; янтарь рассказал людям об электричестве,
а урановая смолка — о радиоактивности, сульфидные минералы — об
интересных электрических свойствах горных пород и т. д. В природе
существуют и такие явления, о которых сегодня мы еще ничего не знаем,
но с ними можно столкнуться при изучении неживой природы, что, конеч­
но, очень интересно. В этих сложных природных загадках, таинственном
океане неизвестною, окружающем нас, — своеобразная научно-техничес­
кая поэзия и своя романтика.
Геофизика — молодая наука, изучающая физические свойства Земли
и процессы, происходящие в ней. Геофизики в своей работе используют
приборы, отмечающие различие в магнитных, электрических и других
свойствах горных пород и руд, сочетания знанш! геологии и физики с
точным математическим расчетом. Но самые сложные математические
уравнения пока еще не описали полностью распределения физических по­
лей Земли и происходящие в ней процессы.
Чтобы стать геофизиком, нужно не только хорошо знать геологию,
физику и математику, но и быть самоотверженным, влюбленным в свою
профессию, постоянно стремящимся познать неизведанное. Необходима
убежденность в пользе своего дела для того, чтобы работать, например,
в шахте, в тайге, кишащей гнусом, во льдах Антарктиды, терпеть качку
на корабле, болтанку в самолете, жару и жажду в пустыне. Причем в этих
сложных условиях все время нужно работать — вести наблюдения, ремон­
тировать аппаратуру, обрабатывать результаты. Зато Вы становитесь ис­
следователем, получаете важные результаты, приносите пользу своим тру­
дом. Кроме того, Вы складываете полученные факты в копилку челове­

ческих знаний, ввдите вечные и незабываемые по красоте картаиы приро­
ды, становитесь первопроходцем и первооткрывателем. Если почва на­
копленных фактов будет богатой, на ней со временем вырастут новые
обобщения, теории, закономерности и открытия. Физика и романтика в
геофизике сливаются в единый сплав, приводящий в действие и мысли,
и чувства. Сегодня можно уверенно говорить, что геофизика — это поэзия
земных недр. О ней и пойдет разговор в книге.
В 20-е годы нашего столетия в связи с индустриализацией народного
хозяйства, созданием новых промьпиленных районов и реконструкцией
старых, развитием сельского хозяйства, подъемом всех отраслей эконо
мики нашей страны потребовались полезные ископаемые в большом и все
увеличивающемся количестве. Искать новые месторождения нужно было
быстро и экономично. На помощь пришла геофизика, ускоряюи(Дя все ста­
дии геологических работ. Она позволяет сокращать расходы на бурение,
при аэросъемке — в десятки раз по сравнению с затратами на наземные
работы и т. д. Сокращение затрат получается по многим причинам. Во-пер­
вых, в неизученных районах по различным значениям физических полей
геофизики могут выявить геологические объекты и быстро составить
предварительную геологическую карту. С ее помощью геолога получают
представление о том, где в районе имеются участки, перспективные д;ш по­
исков месторождений, и там концентрировать работы. Кроме того, обес­
печивается возможность проводить поиски в любых районах и средах.
Все это делает геофизику незаменимой при геологических исследованиях.
Скважина глубиной в сотни метров стоит десятки тысяч рублей, а глуби­
ной в несколько километров - сотни тысяч. Бурят их долгие месяцы, а
иногда и годы. Просвечивая недра, например, электрическими сигнала­
ми, можно вместо пяти - семи скважин пробурить одну. Используя дейст
вие физических полей на чувствительные элементы геофизических прибо
ров, горные породы можно распознавать на расстоянии, поэтому геофизи­
ческие методы иногда называют дистанционными.
Не только поиски полезных ископаемых являются областью примене­
ния геофизики. Инженерная геология, археология, военное дело и многие
другие сферы человеческой деятельности не обходятся без геофизики. Изу­
чение физических свойств недр и обусловленных ими физических полей
будет необходимо людям всегда. Постоянно развиваются и новые облас­
ти применения геофизики. Одна из жизненно важных проблем, стоящих
перед человечеством, — охрана окружающей среды. Геофизика способст­
вует охране недр, поскольку без нарушений среды горнобуровыми работа­
ми помогает найти в земле тот или иной объект. Геофизические приборы
позволяют наблюдать физические поля, связанные с природными процес­
сами, следовательно, могут помочь при решении экологических задач.
Д ля решения геологических задач геофизиками используются пракгичееки все известные физические явления, связанные с естественными и
искусственно создаваемыми в Земле электромагнитными полями, грави­
тационным полем Земли, радиоактивностью горных пород, упругими
волнами, тепловыми полями. Зародившись в X IX в., геофизика динамич­
но развивается в X X в., проникая со своими приборами всюду.

2 — З а к . !Ю

S

МАГНИТ ИЩЕТ СОКРОВИЩА
НЕДР И РАЗГАДЫВАЕТ
ЗАГАДКИ
Полным-полна чудес природа
А началось все с простого компаса
Маяковский — магниторазведчикам
Ковер-самолет и волшебная палочка
Три революции в магниторазведке
Каков фундамент этой башни?
Как это делается?
Что может магниторазведка?

В магнитных явлениях еще ^лнoгo тайн, много непонятного, и вместе с
тем, как это ин удивительно, мш'ниторазведка помогает открьшать тайны
строения Земли. Эго утверждение совершенно точно отражает факты.
Ведь магниторазведка основана на изучении магнетизма Земли, однако
само явление магнетизма и многие свойства магнитного поля изучены
еще недостаточно. Очень многое еще совершенно неясно и, видимо, будет
установлено только следующими поколениями исследователей.
Так, например, мы еще не знаем с полной уверенностью, как возникло
магнитное поле Земли и почему оно практически отсутствует на некото­
рых других планетах. Мы твердо установили, что земное магнитное поле
очень сильно изменялось с момента образования нашей планеты, причем
северный и южный полюсы многократно менялись местами (зтн явления
называются инверсиями), но причины инверсий точно не известны; есть
лишь гипотезы. Существует несколько гипотез и о происхождении гигант­
ских, так называемых материковых магнитных аномалий и удивитель­
ных отрицательных аномалий над железорудными месторождениями Ан­
гаро-Илимского и некоторых других районов (обычно аномалии над та­
кими месторождениями положительные); какое из существуюшда пред­
положений верно, пока еще не доказано. Уже делаются удачные попытки
предсказывать землетрясения по записям магнитометров, установленных
в сейсмически опасных районах: незадолго до начала землетрясений маг­
нитометры отмечают небольшие характерные изменения магнитного поля
(так называемые магнитные вариации). Однако о механизме этой связи
землетрясений с магнитными явлениями мы лишь догадываемся. И уж сов­
сем неясно, какой механизм воздействия магнитных вариаций на живые
организмы, хотя можно считать доказанным, что вариации сказываются и
на росте растений, и на здоровье человека, и на состоянии его психики.
Статистика показала, что с изменениями магнитного поля во времени чет­
ко связаны обострения сердечноч:осудистых и некоторых инфекционных
Раздел написан Ю.С. Глеб о в ск и м .

заболеваний, глаукомы, эпилепсии. Факты свидетельствуют, что огромные
полчища страшного сельскохозяйственного вредителя — саранчи — появ­
ляются в определенные периоды так называемого одиннадцатилетнего
цикла изменений земного магнетизма.
Эти пока непонятные воздействия магнитного поля на биосферу пред­
ставляют большой интерес не только для медиков и биологов, но и для
геологов, юучающих биогенные ropiaie породы, поскольку некоторые
из мельчайших существ, из карбонатных оболочек которых состоят
известняки (в том числе всем известный м е л ), м огли цымирать во время
инверсий магнитных полюсов, что должно было сказаться на мощности
(толщине) слоев и составе осадочных горных пород. Тайны, тайны, тай­
ны. . . . О них написано уже немало книг и статей. И очень возможно, что
разгадка этих тайн гораздо важнее для человечества, чем мы сейчас счита­
ем. Высказывалось же некоторыми исследователями предположение,
что с перемещением магнитных полюсов Земли связана гибель гигантских
ящеров мезозойской эры. Ученые уже задаются вопросом, как повлияет
на само человечество следующая инверсия, которую ожидают не в столь
уже отдаленном будущ ем — через несколько гысяч лет.
Перечень подобных, непознанных до конод, явлений мог бы быть
продолжен, но и сказанного достаточно, чтобы понять, что магнитные яв­
ления пока еще во многом загадочны. В этой области возможны интерес­
нейшие открытия. Гипотез же существует немало, но от гипотезы до стро­
гой теории дистанция огромна. Ученые спорят, идеи сражаются друг с
другом, накапливаются новые факты.
Все эти споры не смущают врачей; они все шире разрабатьшают и ус­
пешно внедряют методы магнитной терапии, т. е. лечение некоторых
болезней воздействием магнитов, например лечат радикулиты с помощью
намагниченных пластинок (м агнитоф оров). Широко используется маг­
нитное поле и в технике (динамомашины, электродвигатели, для умень­
шения накипи в паровых котлах и д р .). Д ля магниторазведчиков же маг­
нитное поле (проявление магнитных с ш в пространстве) является надеж­
ным средством изучения недр Земли.
С помощью специальных приборов (магнитометров) из года в год
в различных уголках Земли выполняются магнитные съемки разной де­
тальности, в результате их корректируются геологические карты, отыски­
ваются месторождения полезных ископаемых, в том числе весьма слабо­
магнитных. Решаются и другие интереснейшие задачи, о которых мы еще
скажем. Съемки выполняются на поверхности Земли, с самолетов, с
кораблей и спутников. Устройство современных магнитометров отражает
новейшие достижения физики и технологии. Точность магнитных измере­
ний удивительна — совсем недавно, лет 10 назад, мы даже не мечтали
о таких точностях; к этому вопросу мы еще вернемся.
А началось все с простого компаса . . . Да, магниторазведка началась
с компасов, а точнее - с сильномагнитной железной руды - магнетита.
Д ело в том, что первые компасы представляли собой куски магнетита,
подвешенные так, чтобы они м огли поворачиваться и устанавливаться по
направлению магнитного меридиана; да и первыми объектами поисков

были магнетитовые месторождения, магнитные аномалии над которыми,
часто очень интенсивные, м огли выявляться самыми простыми средствами.
Появились же первые компасы очень давно. По данным археологов, они
были известны уже в Древнем Египте и Древнем Китае. Так, первые све­
дения о компасах найдены в летописях, написанных почти 4000 лет назад!
Есть данные, что простейшие компасы применялись в Южной Америке
в древних государствах инков, ацтеков и майя.
В Европе компасы известны с X II в. и сыграли огромную роль в эпоху
великих географических открытий*. Это были более надежные устрой­
ства, со стальными стрелками и усовершенствованным подвесом. Без
них не состошшсь бы ни путешествия Колумба, ни Маге.члана. Хотя моря­
ки еще в глубокой древности умели ориентироваться по Солнцу и звез­
дам, это не помогало, когда тучи закрывали небо. Таким образом, вполне
уместно сказать, что компас открыл европейцам немало стран. Уже в этот
период великих географических открытий в результате сличения астро­
номических определений стран света и показаний магнитных компасов
было установлено, что магнитная стрелка указывает неточно на географи­
ческий Север и это откло 1£ение в разных точках Земли неодгааково.
Так были открыты несовпадение географических и магнитных полюсов
и крупные аномалии магнитного склонения. Вначале это путало и даже пу­
гало моряков, о чем свидетельствует, например, описание знаменитых
путешествий Христофора Колумба. Считалось, что северный конец стрел­
ки компаса притягивает Полярная звезда, а отклонение горизонтально
подвешенной стрелки от этого направления (это и есть магнитное склоне­
ние) воспринималось как угроза каких-то таинственных сил.
Отмеченные К олум бом ’ ’странности” в поведении компасов заставили
ученых той далекой эпохи заняться изучением магнетизма — это было
насущно необходимо д.ш мореплавателей. Уже тогда изготовлялись маг­
ниты самой различной формы, а в конце X V в. английский врач В. Ги ль­
берт сделал даже модель Земли в виде намагниченного шара и написал
свой знаменитый трактат ” 0 магните, магнитных телах и о больш ом маг­
ните Земли” **. Утверждение В. Ггаьберта о том, что Земля является намагничешшш телом, было гениальным открытием. Говоря о цели своей ра­
боты, он писал, что собирается ” . . . при помощи наглядных опытов с маг­
нитами . .. впервые проникнуть во внутренние части Земли” . Поразитель­
ная для его времени мысль! Ведь это было сказано почти 400 лет назад
(1600 г . ) .
В 1701 г. Э. Галлей (А н гли я) построил первую карту магнитного
склонения. Приблизительно в это же время измерения склонения в раз­
ных точках земного шара, а также повторные и длительные стационарные
* Магниты б ы ли известны здесь гораздо раньше - ещ е в Д ревней Греции и Риме.
О них рассуж дали и Ф алес, И Э м п едокл, и П латон, а Тит Л укр ец и й Кар (9 9 - 5 5 гг.
д о н. э.) писал о них в стихах.
* * П о д таким названием эта книга издана в переводе на р усский я зы к в 1956 г.
П одлинное наименование трактата - "Н о в а я ф изи ология магнита, магнитных т ел и
б о ль ш о го зем н ого магнита, доказанная м ногим и аргум ентами и опы тами” .

наблюдения с магнитными стрелками показали, что магнитное поле м е­
няется не только в пространстве, но и во времени; так было ош ры то
переменное магнитное поле Земли. В X V I1 I-X IX вв. изучением магнит­
ных явлений и магнитными измерениями занимались выдатп^иеся уче­
ные и путешественники многих стран мира, например великий немещ^ий
математик К. Гаусс, русский ученый Н.М, Симонов, предвосхитивший
некоторые идеи К. Гаусса, М.В. Ломоносов, а позднее и Д.И. Менделееь.
М.В. Ломоносов занимался улучшением компасов; под его руководством
был, в частности, создан самопишущий компас. Он же предложил opi .i u h зовать в России магнитные обсерватории для стационарного изучения
магнитного поля. Д.И. Менделеев был инициатором первых магт'итных
съемок для геологических целей в нашей стране, в перв>то ' ’чередь на
Урале.
Кто первый и когда именно установил, что с по.мощью магнитного
компаса можно находить железные руды, мы не знаем и, вероятно, никог­
да не узнаем. Не знаем же мы, кто изобрел колесо, хотя это, несомненно,
было гениальным изобретением. Первые описанные в литературе опыты
поисков руд с помощью магниторазведки относятся к X V II в. и проводи­
лись в Швеции. Начиная с 1760 г. такие же работы выполнялись в США.
В России применение магниторазведки было начало на Урале в районах
месторождений Магнитная, Благодать, Высокая и в Бакальском районе.
Мы не будем здесь описывать историю магниторазведки в дореволюци­
онной России; отметим лишь, что уникальная Курская .магнитная анома­
лия (К М А ) была открыта еще в 1778—1779 гг. академиком Н,Б. Инозем­
цевым и что все дореволюционные съемки выполнялись грубыми, иногда
громоздкими приборами с магнитными стрелками.
Сразу же после Великой Октябрьской социалистической революции
по инициативе В.И. Ленина была создана Особая комиссия по Курской
магнитной аномалии (О К К М А ). Это является свидетельством пирачитель
ной способности предвидения, свойственной Владимиру 1-1льичу Ведь
ныне во всем мире известно, что Курские месторождения имеют уию-;а;1ьные запасы железа, в совокушюсти оцениваемые триллионами тонн .
А тогда шла гражданская война, не было самого необходимого, работы
проводились в зоне боевых действий, буквально под обстрелом белог­
вардейцев. Какое мужество требовалось для выпо 1шения этих работ'
Несколько сотрудников О ККМ А погибли, а руковол,ители и о р гани зато­
ры съемок сталкивались и с прямым саботажем, и с недоверием. Ведь
первая руда была добыта на КМ А только в 1923 г., вначале же было л и т ь
научное предвидение того, что магнитные аномалии связаны здесь с желез
ной рудой.
Работами О ККМ А руководили замечательные ученые 11.11, Лазарев,
И.М. Губкин, А.Д. Архангельский. Академик А.П. Крылов помог экспе­
диции получить компактные и легкие, удобные в работе отечественные
магнитометры, которые магнитологи окрестили ’ ’котелка.ми” . Работы
О ККМ А не только привели к открытию Курских месторождений, но и
дали мощный толчок развитию магниторазведки в Советской России,

He случайно В.В. Маяковский воспел участников Курской эпопеи в
стихах* , которые знают и часто цитируют все магниторазведчики:
Двери в славу двери узкие,
Но к ак бы ни бы ли они узки,
навсегда войдете
вы,
к то в К урске
добы в а л
железные куски.

По окончании гражданской войны объем и эффективность магнито­
разведочных работ резко возросли, и в Петроградском горном институ­
те по инициативе проф. В.И. Баумана была начата подготовка ипженеров-геофизиков (до революции они не выпускались ни одним высшим
учебным заведением России). Этот исключительно одаренный человек
внес огромный вклад не только в подготовку кадров геофизиков, но и
в технику и методику магнитной разведки.
Трудно, а практически и невозможно перечислить советских специ­
алистов, которые существенно способствовали развитию магниторазвед­
ки в последующие годы, но нельзя не назвать Александра Андреевича
Логачева, человека, с именем которого связана подлинная револющш
в магниторазведке.
Впрочем, сначала нужно сказать о первой революции в магниторазвед­
ке. Она произошла тогда, когда немецкий ученый Адам Шмидт разработал
высокоточные магнитные весы (1910 г .). С появлением этого прибора,
который в нашей стране именовался магнитометром М-2, стало доступ­
ным изучение магнитных аномалий, связанных не только с железными
рудами, но и со слабомагнитными породами. Тем не менее более простые
приборы еще выпускались в нашей стране до 40-х гг. Не следует пренеб­
регать ими и сейчас, — даже с самой простой аппаратурой возможно полу­
чение весьма важных результатов. Так, по отклонениям стрелки обычной
топографической буссоли удается зафиксировать и железорудные место­
рождения, и даже менее магнитные объекты, например дайки (ж илы)
диабазов, что иногда бывает крайне необходимо. Еще интереснее тот факт,
что крупное Соколовско-Сарбайское железорудное месторождение бьшо
открыто не с помощью специальных приборов и съемок, а летчиком
М. Сургутановым, который обратил внимание на то, что в одной из точек
его маршрута стрелка авиациошого компаса отклоняется от обычного
направления. Он сообщил об этом геологам и указал соответствующее
место на карте. Теперь там добывают железную руду, а первооткрьшатель получил Ленинскую премию. Нам кажется, что этот факт и интере­
сен, и поучителен.
Наземные магнитные съемки треблтот больших затрат времени и
средств, а в ряде случаев крайне трудны ?щя исполнителей, например в
* ’ ’Рабочим К урска, добы в ш и м первую р уду, временный памятник работы Вла­
димира М а я к о в с к о го ” .

пустьшях, в горах, в очень удаленных и заболоченных районах. Поэтому
не удивительно, что специалисты давно задумывались над тем, как облег­
чить и ускорить изучение магнитного поля. Вторая революция в магнито­
разведке и произошла с появлением аэромагнитной съемки.
Когда-то, сотни лет назад, народ придумал сказку о волшебной палоч­
ке, которая позволяла ее счастливому владельцу обнаруживать спрятан­
ные сокровища. Геофизические приборы можно рассматривать как свое­
образную реализацию этой сказки; ведь они помогают отыскивать сокро­
вища, спрятанные природой. Давным давно появились и сказки о ков­
ре-самолете. Это тоже была мечта — мечта о возможности полетов челове­
ка над землей. А.А. Логачев, который изобрел первый аэромагнитометр
и первым применил его в 1936 г. в районе Старой 1^ссы, на многие годы
опередив американцев, по существу объединил волшебную палочку и ко­
вер-самолет. С этого времени началась совершенно новая эпоха в магнито­
разведке. Теперь аэромагниторазведкой изучен уже весь Советский Союз.
Аэромагниторазведка вошла в арсенал геофизиков всех стран и дает
замечательные результаты. С ее помощью сделано много геологических
открытий. Первая магнитная съемка в движенш!, выполненная с самоле­
та, предопределила возникновение и гидромагнитной съемки, при кото­
рой специальный магнитометр буксируется за кораблем. Она обусловила
появление аэроэлектроразведки и аэрогамма-съемки. Теперь в ряде слу­
чаев выполняются комплексные аэрогеофизические исследования, они
дают богатейшую геологическую информацию.
Первые аэромагнитометры представляли собой в сущности малень­
кие динамомашины. Основной частью такого прибора была катушка из
многих витков тонкого провода, в которой при вращении в земном маг­
нитном поле возникает электрический ток; измерение этого тока позво­
ляло установить напряженность магнитного поля в каждой точке марш­
рута самолета.
■.
Естественно, что с течением времени наземные и аэромагнитометры со­
вершенствовались. Требовалась все большая точность, так как это расши­
ряло возможности метода — круг решаемых геологических зардч — и по­
вышало надежность их решения. Поэтому на смену оптико-механическим
магнитометрам с магнитными стрелками и индукционным аэромагнито­
метрам с вращающейся катушкой пришли новые приборы. Так, в 60-х гг.
появились протонные магнитометры; в них чувствительный элемент
(датчик) представлял собой сосуд с жидкостью (водой, керосином, спир­
т о м ), содержащей протоны. С помощью специальной обмотки, в кото­
рую подавался ток, содержимое сосуда подвергалось воздействию силь­
ного магнитного поля. При этом протоны ориентировались в одном нап­
равлении, а после отключения тока начинали препессировать (прашаться)
вокруг направления магнитного вектора, причем частота этой процессии
(ее нетрудно измерить) пропорциональна магнитному полю, в котором
находится датчик. Приборы, основанные на этом принципе, оказались
очень точными и стабильными. Но еще более точными и к тому же наибо­
лее быстродействующими оказались магнитометры, в которых использу­
ется сложное явление ’ ’ оптической накачки” . Оби'П!о ш назьшают кваи-

товыми магнитометрами. Мы не будем описывать, как действует этот
!!риГюр, отметим лишь, что в данном случае магнитное поле определяется
уже не г помощью явлений, связанных с поведением протонов в магнитн >м n^огда произошло землетрясение (год, месяц, число, час, м и н уты ); где
его наблюдали (республика, область, город, п оселок). При вьшснении
Характера его проявления (г у л под землей, толчки или колебания почвы)

—Зак. 116

нужно записать, не было ли трещин в земле или обвалов, а также трещин
в стенах здания или их разрушения. Внутри помещения нужно отметить
дребезжание стеклянной посуды, покачивание лампочек, падение мебе­
ли и т .д .
Расскажем еще об одном открытии — о сложном источнике электро­
магнитного поля. Геофизики изучают и грозовые явления. Молнии все
время привлекают их внимание. Электромагнитные поля молний являют­
ся основой ряда методов электроразведки. Д ля них не нужно батарей - !
источников тока, текущего в Земле. Профессор А.С. Семенов часто наб­
людал молнии в грозу, когда лил проливной дождь. Длинные ш нуры ;
электрических разрядов рисовали на небе затейливые узоры. Описывая
эти наблюдения, А.С. Семенов отмечает, что он видел различные по интен­
сивности и знаку грозовые разряды. ’ ’ Каждый вид молнии сопровожда­
ется характерным для него импульсом тока. Например, наиболее резкие
импульсы тока наблюдаются при вертикальных молниях (разряд на зем­
лю ) , значительно меньшие — при горизонтальных (разряд в пределах об­
л а к о в )” . (Семенов А.С. Электроразведка методом естественного электри­
ческого поля. Л., Недра, 1980.)
Дальнейшие наблюдения и анализ многочисленных данных показали,
что эти два источника действуют одновременно, а не по очереди. Этот фак­
тор оказался достаточно важным. Примерно так бьш установлен новый
тип источника, состоящий из одновременно действующих электрического
и магнитного диполей. Оказывается, что он встречается в неживой и , ,
по-видимому, в живой природе. Однако в каждом конкретном случае
его надо суметь обнаружить. Один из авторов и его коллеги обнаружили
сложный источник электромагнитной энергии в грозовых разрядах. Но ,
это далеко не все. Можно отметить, что сейчас начинают изучать электри­
ческие разряды, происходящие в недрах Земли, - и там можно встретить
сложный источник электромагнитного поля.
Еще одна загадка для геофизики — шаровая молния. Ее природа
исследуется с помощью различных наблюдешй, в числе которых боль­
шое место занимают и случайные встречи с ней людей самых разных спе-1
циальностей. Люди, которые видели шаровую молнию, должны описать то, ^
что они заметили. Литература о шаровых молниях полна сведений о раз- i
нообразных ее проявлениях. Так, в августе 1976 г. в Ленинграде на Ва- i
сильевском острове во время грозы из облака на мостовую упал красньй :
шар, имеющий диаметр около 50 см. Он покатился, подпрьп'ивая, по доро­
ге. Но его жизнь продолжалась всего 5—6 с — с легким хлопком шар
исчез.
Далеко не каждому ученому, изучающему эту загадку природы, удается
видеть шаровую молнию. Поэтому исследователей интересуют наблюдения
за шаровыми молниями, описанные не только спещилистами, но каждым,
к о м у удастся увидеть это интересное явление природы. Если Вы увидете
шаровую молнию, не приближайтесь к ней, не старайтесь ее потрогать —
только смотрите и запоминайте. А потом все, что Вы увидете или ощути­
те, запишите, пожалуйста. Эти сведения нужно передавать в организаций
Академии Наук СССР или союзных республик или в ближайший геофизи­
ческий институт.

Т а б л и ц а 1. Характеристика шаровых молний по 45 наблюдениям
(по М.Т. Дмитриеву, 1971 г.)

Характеристика

Число наблю­ Д оля от обще­
давшихся
го числа наб­
случаев
людений, %

Наблюдалась в теплове время года

37

80

Проявляла свойства автономности

33

75

Наблюдалась при грозе

31

70

Наблюдалась при дожде (вместе с грозами)

36

80

8

20

17

40

Быстро опускалась на землю

7

15

Резко взмывала вверх

4

10

Двигалась горизонтально

38

85

Свободно плавала в воздухе

29

65

Возникла при ударе линейной молнии
Наблюдалась в городских условиях

Вращалась
Отскакивала от поверхностей

4

10

12

30

5

10

Притягивалась к проводникам

16

35
70

Прочно оседала
Время жизни 1 - 2 мин

32

Размеры 1 0 -3 0 см

34

75

(Скорость движения меньше 2 м/с

30

70

9

20

Излучение молнии пульсировало
Молния исчезла незаметно

13

30

Молния взорвалась

24

55

Была источником звука

28

60

6

15

Произвела разрушения

23

50

Поражала людей или животных

13

30

Влияла на радиосвязь

Ученые обрабатывают имеющуюся информацию, стараясь получить
обобщенные сведения о шаровой молнии. Таблищ 1 построена по данным
многих разрозненных единичных наблюдений. Так были определены сред­
ине характеристики шаровой молнии, позволяющие получить представ­
ление об этом явлении природы.
Немагнитное судно ’ ’ Заря” , не содержащее намагничивающихся дета­
лей, предназначено для проведения высокоточных магнитных наблюде8ий на территории морей и океанов. По результатам наблюдений строят
Магнитные карты, которые используются в различных областях народ­
ного хозяйства. Они же помогают прогнозировать экологическое равноЬесие.

зв

Сверхглубокие скважины, сеть геофизических станций, самолеты и ко­
рабли с геофизическими приборами, спутники и космические лаборато­
рии — это сложнейшая техническая система позволит нам понять строение
Земли и в будущем углублять и расширять наши представления об ее
устройстве. Физические исследования ведутся и при изучении других пла­
нет. Галилео Галилей в 1610 г. писал, что он считает Землю в высшей сте
пени совершенной именно ввиду происходящих на ней перемен, то же
самое относится и к Луне, Юпитеру и другим небесным светилам.
Советский ученый Н.А. Козырев, наблюдая спектры газов Луны,
отметил изменения в них, аналогичные изменениям спектров земных зем­
летрясений. На этом основании он высказал гипотезу о том, что Луна не
является ’ ’ мертвой” планетой и что на ней идут сейсмические процессы.
У американской экспедиции ’ ’А поллон” (1969 г.) в числе важнейших за­
дач исследований была установка сейсмографов на Луне. Эти сейсмогра­
фы позволили изучить сейсмичность Луны и ее строение, подтвердить
высказанную советским ученым гипотезу о сейсмичности Луны. В числе
первых астронавтов, посещающих другие планеты, всегда будут специ­
алисты, изучающие недра.

МЕСТОРОЖДЕНИЯ
МОГУТ ЗВУЧАТЬ
Взрыв и удар — источники сейсмических
колебаний
Неоднородность Земли
по упругим свойствам
Волны на воде и в земле
Сюрпризы упругой модели среды
Сейсморазведка ищет самые различные
полезные ископаемые — нефть, кварц,
руду,соль
Что такое вибросеис?
Пьезоэлектрический эффект
наблюдается в природе
Казалось бы, что все стало ясно, но .. .

У Бернарда Шоу есть такой афоризм: ’’ Наука всегда оказывается неправа.
Она никогда не решит вопроса, не поставив при этом десятка новых” .
Это высказывание как нельзя лучше характеризует процесс, происходя­
щий в сейсморазведке.
Развитие сейсмологии обусловило создание и развитие ее прикладного
ответвления — сейсморазведки. После достижения успехов в изучении
естественных сотрясений почвы были предприняты попытки с помощью
сейсморазведки изучить природу колебаний почвы под воздействием
искусственных взрывов, этих маленьких ’’фонариков” , освещающих
недра.
В начале X X в. были созданы портативные приборы - сейсмографы,
которые дали возможность проводить полевые исследования колебаний
горных пород от искусственных землетрясений, вызванных взрьшами
(подробнее о конструкции сейсмографов рассказано в разделе ’ ’Наша
планета Земля все время прослушивается геофизиками” ) . Геологами
были сделаны первые шаги в изучении горных пород с целью поисков мес­
торождений полезных ископаемых по характеру колебаний поверхности
земли, вызванных искусственно возбужденными упругими волнами.
В 1917 г. в США американский геофизик Л. Минтроп предложил пере­
носную сейсморазведочную аппаратуру для изучения колебаний почвы,
возникающих при взрывах. С помощью этой аппаратуры был открыт
ряд нефтяных месторождений. В 20-х гг. сейсморазведочная аппаратура
начала широко применяться при поисках нефтяных месторождений, но
работы Л . Минтропа держались фирмой в секрете.
Независимо от исследований Л . Минтропа в это же время в СССР про­
водились опыты в области сейсмической разведки. В 1922 г. инженером
B.C. Воюцким был предложен новый способ разведки, получивший назва­
ние метода отраженных волн. Академик П.П. Лазарев и профессор А.И. ЗаЬЬровский заложили основы теор 1ш сейсморазведки. С тех пор в СССР

■ • - - З а к . 116

Рис. 5. Пример
сейсмограммы.

интерпретации

а — горизонтально-слоисты й ге­
ологически й разрез; б — сей­
см ограм м а;
в —д
— разрезы,
построенные по данным сейсм о­
грам м ы б разными специалиста­
м и д л я одн ого и того же райо­
на — зоны сочленения Аф рики
и
А зи и
( ’ ’ Знание — сила” ,
1981, № 7)

широко Применяются сейсморазведочные работы — вначале при поисках
нефтяных, а сейчас и рудных месторождений. В настоящее время сейсмо­
разведка используется и для различных инженерных изысканий. Большой
вклад в развитие отечественной сейсморазведки внесли акад. Г.А . Гам­
бурцев и его ученики.
Уравнения математической физики описывают связь между упругими
свойствами среды и наблюдаемыми характеристиками волн, например
амплитудами колебаний частичек среды. При решении теоретических задач
сейсморазведки строится сейсмическая модель геологической среды.
В сейсморазведке считается, что Земля состоит из слоев, имеющих плос­
кие и параллельные друг другу границы (рис. 5, д ) . Такой слой обладает
своими упругими свойствами и от каждой его границы происходит отра­
жение волн, которые, дойдя до поверхности земли, возбуждают сейсмо­
приемник и регистрируются на фотопленке, фотобумаге или магнитной
ленте-сейсмограмме (рис. 5, б ) . Пользуясь записями на сейсмограммах,
инженеры-геофизики проводят интерпретацию, вьщеляя из кажущегося
хаоса волны, связанные с конкретными геологическими слоями.
Горизонтально-слоистая модель Земли успешно используется при по­
исках нефтяных месторождений. Геологические структуры, связанные
с наличием нефти и газа, часто имеют плоскопараллельные или приближа­
ющиеся к ним границы. Примеры таких вариантов разрезов показаны на

ряс. 5. Один из них (см. рис. 5, d ) близок к случаю плоских геологичес­
ких границ. А другие (см. рис. 5, в и г ) имеют границы, существенно
отличающиеся от плоских. Особенно сильно геологические разрезы отли­
чаются от горизонтально-слоистых в районах рудных месторождений ме­
ди, никеля, серебра, золота, вольфрама, молибдена и других металлов.
Иными словами, в природе существуют и геологические структуры,
отличающиеся от горизонтально залегающих плоских слоев. В этом случае
теория пока не может полностью учесть все действующие факторы, свя­
занные с искривлением границ раздела. В сейсморазведку не пришел
еще ученый, который просз^мировал бы накопленные практикой факты
в форме математических уравнений, дающих гениальный прогноз и позво­
ляющих описать все особенности упругих свойств геологических разрезов.
Распространение колебаний почвы несколько напоминает распростра­
нение волны на поверхности воды, когда в воду брошен камень. Если к о­
лебания частиц горных пород происходят перпендикулярно к линии,
вдоль которой распространяется волна, она называется поперечной. Если
колебания частиц и распространение волны происходят в одном горизон­
тальном направлении, то волна назьшается продольной. Частицы воды,
участвующие в образовании поверхностной волны, перемещаются не толь­
ко вверх и вниз по прямолинейному пути, а совершают более сложные
круговые или эллиптические движения. Смещение частиц горных пород
при взрыве происходит преимущественно в направлении радиусов, исхо­
дящих из центра - точки взрыва. В этих радиальных направлениях рас­
пространяется упругая волна и в этих же направлениях происходит смеще­
ние частиц горных пород. Следовательно, взрыв приводит к распростра­
нению в среде продольной волны. Применяя оптические построения,"
можно охарактеризовать распространение волны лучом. Сейсмический
луч характеризует направление распространения упругой волны. Он под­
чиняется законам геометрической сейсмики. При соприкосновении сейс­
мической волны с границей двух сред, имеющих разные упругие свойства,
она частично проникает из одной среды в другую, а частично отражается.
В сейсморазведке изучают отраженные и преломленные продольные
волны, которые образуются при действии волны от излучателя на встре­
ченные по пути распространения препятствия. Это явление очень сходно
с процессом образования эха, которое объясняется отражением звуковой
волны от препятствия и возвращением отраженной волны к источнику
звука. Упругие колебания, частота которых располагается в диапазоне
от 16 до 20000 Гц, называются звуковыми, поскольку вызывают спе­
цифическое ощущение звука. Измеряя время прохождения звуковой
волны от источника до препятствия иобратно и зная скорость распрост­
ранения
волны в воздухе, можно определить расстояние до отражающей
Поверхности. Вот простой пример. Скорость звуковой волны в воздухе
330 м/с. Если мы сльшшм эхо через 1 с, то путь волны равен 330 м, а рас­
стояние до отражающего препятствия 165 м. Этот принцип лежит в ос­
нове эхолокаторов летучих мышей и дельфинов, и он же слухсит человеку.
Распространяясь в воде, упругие волны также отражаются от неви­
димых препятствий - дна и геологических слоев с различными упругими

ftic. 6. Вид эхограм м ы

свойствами. Геологические объекты, до которых дошла упругая волна,
как бы сами начинают ’ ’звучать” , проявляя себя отраженными волнами.
Это свойство реализуется в конструкции эхолота, который использует
ультразвуковые колебания (с частотой выше 20000 Г ц ). Эхолот устанав­
ливают на корабле. Он состоит из измерительного устройства с самопис­
цем, источника и приемника ультразвуковых колебаний. Источник распо­
лагают в воде и включают периодически на небольшое время.
Посмотрим, как человек через непрозрачные и мощные толщи воды
’’ видит” то, что находится на дне. Сигналы, прощупывающие (зондирую­
щие, как говорят геофизики) дно, посылаются так часто, что судно проп­
лывает всего десятки метров между двумя звуковыми сигналами. И злу­
чаемый источником сигнал отражается от дна и приходит к приемнику
в течение всего времени, пока судно плывет вдоль линии наблюдения.
Поступление каждого сигнала отмечается в виде штриха на ленте самопис­
ца. Штрихи, в свою очередь, образуют эхограмму — рисунок, на котором
показан рельеф дна (рис. 6 ). Происходит локация дна, по принципу по­
хожая на локацию объектов, производимую в воде дельфином, а на су­
ше - летучей мышью - на работу ’ ’живого” геофизического прибора.
Эти животные обладают своеобразным ’’звуковым видением” предметов,
основанным на тех же принципах отражения и рассеяния звуковых волн.
Мы уже говорили о скорости распространения упругих волн. В горных
породах она различна: для нефти 6 - 7 ; для каменной соли 4,5-5,5; для
глины 1,8—2,4; для известняка 3,2—5,5 км/с и т. д. Упругие волны, рас­
пространяясь в толще горных пород, отражаются от границ с различными
упругими свойствами и достигают поверхности земли. Зная время обра­
зования волны в источнике и время прихода ее в различные пункты
поверхности земли, можно вычислить скорость распространения волны и
расстояние до отражающей границы. С помощью сейсмостанщш (рис. 7)
можно и зм ер т ь скорости распространения упругих колебаний через гор­
ные породы, находящиеся в естественном залегании. Значения скоростей
распространения волн связывают с теми или иными горными породами.
Из бионики известно, что рыбы ощущают упругие колебания своими
чувствительными органами, например боковой линией и пузырем. Эле-

Рис. 7. Схема проведения сейсмической разведки.
П В — пункт взры ва; 1 — сейсмостанция; 2 — сейсмоприемники; 3 — усилители;
4 — осц и ллогр аф ; 5 — лучи прям ой волны ; 6 — лучи отраженной волн ы , I — п ески;
и — известняки (п о В.К. Х м ел ев с к о м у )

ментом, преобразующим упругие колебания в электрические, в сейсмо­
станциях является сейсмоприемник (рис. 8 ), обладающий очень высокой
чувствительностью к колебаниям почвы. Сейсмоприемники реагируют
на колебания почвы с амплитудами до нескольких микрометров. В их
конструкцию входит преобразователь механи­
ческих колебаний в электрические, содержа­
щий магниты, катушки и инертную массу.
Когда поверхность земли колеблется, вместе
с ней совершает колебания сейсмоприемник..
При этом инертная масса сейсмоприемншса
не успевает следовать за колебаниями зем­
ли. Между инертной массой и корпусом сей­
смоприемника возникают относительные сме­
щения. П оскольку к инертной массе прикреп­
лена катушка с проводом, а к корпусу - маг­
нит, силовые линии магнита будут пересекать
провода катушки в такт с колебаниями почвы.
При этом на концах проводов катушки наво­
дятся электрические напряжения, величина к о ­
торых зависит от амплитуды колебаний по­
верхности земли. Эти напряжения невелики.
Поэтому их усиливают и далее записьшают
с помощью регистратора на сейсмограмме.
Наиболее широко для записи сейсмических
колебаний используется магнитная пленка.
Сейсмоприемник, усилитель и регистратор
составляют канал се11смостанции. Число кана-

р„е. 8. Портативный сейс
приемник

лов в сейсмостанции, применяемых при решении геологических задач, дос­
тигает 240.
Как и при работе с эхолотом на воде, на суше с помощью сейсмостан­
ции можно получить отражение упругих волн от месторождений нефти и
соли, песчаников, глин и других горных пород. Схема работы сейсмостан­
ции показана на рис. 7.
С помощью сейсморазведки выявляют структуры, благоприятные для
образования ловуш ек, содержащих нефть или газ. Такие ловуш ки харак­
теризуются своеобразными перегибами горизонтов, выявленными по
сейсмограммам. В ряде случаев перегибы на сейсмограммах обусловле­
ны тем, что месторождения нефти и газа приурочены к структурам в ви­
де куполов. Нефть и газ собираются в верхней части купола, а вьпие него
лежат непроницаемые горные породы, скрьшающие местонахождения
нефти и газа, и определить их можно с помощью сейсморазведки. Поэто­
м у считается, что каждая вторая структура, перспективная для поиска
месторождений нефти или газа, обнаружена геофизиками.
Стоимость работы одной сейсмической партии за 3 года равна стои­
мости одной скважины глубиной 3 км . Поэтому опережающее примене­
ние сейсморазведки для предварительного выявления структур, перспек­
тивных на нефть или газ с целью передачи этих структур для последующе­
го бурения, дает большую экономическую выгоду. С целью повьш1ения
эффективности поиска используются также результаты электро-, магнито- и гравиразведочных съемок.
Отраженный сигнал не всегда отчетлив, часто бьшает размыт. Высоко­
частотные сейсмические шумы, или микросейсмы, имеют очень неболь­
шую амплитуду колебаний (не более тысячной доли микрометра). Прибо­
ры регистрируют их даже при отсутствии всяких причин для сотрясения
почвы. Это постоянный ’’голос” недр. Природа шума долгое время была
тайной. Тридцать с лишним лет назад на этот шум, как на источник инфор­
мации, указал акад. Г.А . Гамбурцев.
Ученые пришли к выводу, что источник сейсмических шумов — посто­
янно происходящие на больших глубинах перемещения огромных масс
вещества, сопровождаемые вьщелением значительной энергии. На своем
’ ’языке” шумы как бы рассказывают о постоянно изменяющемся внут­
реннем состоянии Земли. В шуме обобщается энергия всех подземных
толчков в окружающее пространство. Шум, идущий из глубин, — след­
ствие устойчиво повторяющихся воздействий на планету ее внутренних
потрясений. На сейсмические волны, вызванные землетрясением, оказа­
лись наложены собственные колебания, свойственные нашей планете;
шумя. Земля сама рассказывает о себе, нужно только научиться интер­
претировать шумы.
Ученые разработали комплекс приборов высокой чувствительности,
которые позволят фиксировать слабые колебания грунта в доли микро­
метра. Сейсмологи А.Н. Рыкунов, В.В. Цыплаков, О.Б. Хаврошкин сдела­
ли, таким образом, открытие, которое может бьггь перспективным для
развития сейсморазведки.
Сейсморазведка тесно связана с вопросами экологии. Звуковые виб­

раторы не должны нарушать жнзнь обитателей моря, сила звука, как опре­
делили ученые, не должна быть выше установленных норм. Люди борют­
ся даже за сокращение мирных взрывов, чтобы сохранить окружающую
нас природу для последуюшда поколений. В сейсморазведке в качестве
источника упругих волн часто используется взрыв, нарушающий ок р у
зкаюпхую среду. Есть даже такая специальность ’ ’ взрывник” . Это чело
век, работающий с взрывчаткой, подготавливающий взрыв. Особен
но красочно сейсморазведочный взрыв показан в кинофильме ” Бо
гатству недр - ращюнальное использование” (Леннаучфильм, 1982 г.)
Люди укладывают пакеты с взрывчаткой в яму. А недалеко сидят птицы
У них своя жизнь. И вот рука взрьшника щелкает тумблером. Взрыв
С тревожным криком взлетают птицы. Надо видеть эти искусно снятые
кадры режиссера Ф.И. Якубсона, чтобы глубже понять трагедию даже
мирного взрыва.
Люди создали безвзрывную сейсморазведку — вибросейс. Здесь взры­
ва нет, его заменяет удар металлической болванки о землю. Используе­
мый источник без взрыва не нарушает состояние окружающей среды.
Источник работает непрерывно, возбуждая в горных породах упругие
волны, имеющие форму, приближающуюся к синусоиде. Частота волн
плавно изменяется. П оскольку не нужно делать взрьта, то такой метод
можно применять в населенных районах, что расширяет возможности
сейсморазведки.
Источником упругой волны являются также вибраторы, устанавли­
ваемые на автомашинах или тракторах. Сам удар возникает при вращении
спещштьно сделанного груза. Д ля современной сейсморазведки вообще
характерен переход к невзрьшным способам возбуждения упругих к оле­
баний.
Преимущества сейсморазведки с вибрационным способом возбужде­
ния упругих колебаний состоят в возможности генерирования их с задан­
ным частотным спектром. Управляя частотой упругих колебаний, можно
подобрать ее так, чтобы изучать небольшие глубины, например до 1,52 км , и именно на этих глубинах часто находят месторождения рудных по­
лезных ископаемых. В СССР создатель вибросейсмического метода д-р
геолого-минералогических наук Ю.П. Лукашин разработал специальную
аппаратуру ВСК — вибросейсмический комплекс, широко применяемый
в практике производственных работ.
Еще о свойствах окружающих нас горных пород. Из физики известно,
что пьезоэлектрические кристаллы изменяют свои электрические свойства
При механическом изменении длины. В 1880 г. братья Кюри установили,
что если сдавливать кристалл кварца, то на его поверхности образуется
электричество. Это физическое положение стали применять к горным по­
родам. Впервые пьезоэлектрический эффект на образцах горных пород
был обнаружен Н.П. Воларовичем и Э.И. Пархоменко в 1954 г. В горных
Породах под воздействием упругих колебаний, которые возбуждаются
Взрывами или ударами, появляются своеобразные электрические эффекtbi. Они связаны с электризащ!ей (поляризацией) пород, а также с измене­
нием их удельной электропроводности, магии гной и диэлектрической

Рис. 9. Г рафик изменения отношений амплитуд пьезоэлектрического (пьезоэффект)
и сейсмического полей.
I — делювий; 2 — кварцево-серицитовые сланцы; 3 — зеленые сланцы; 4 — жильный
кварц; 5 — кварциты (по Н.М. Нейштадту)

проницаемости. В зависимости от наблюдаемого эффекта можно вы­
явить как сейсмомагнитные, так и сейсмоэлектрические его проявления.
Свойства пород, изученные в лаборатории на образцах, становятся
основой для создания будущего метода поисков. Дня пьезоактивных
горных пород характерно упорядоченное расположение минералов-пьезоэлектриков. Д ля изучения пьезоэлектрических свойств непосредственно
из обнажения вырезают кубик горной породы так, чтобы его ребра были
параллельны падению и простиранию природной жилы, — это позволит
потом точно привязать результат измерения к геологическому разрезу.
Образец подвергают действию упругих колебаний, создаваемых специ­
альным источником — вибратором. Возникающую при этом пьезоэлектри­
ческую поляризацию изучают, измеряя электрический сигнал, снимаемый
с образца с помощью электродов, например в виде щупов. Так, для одно­
го из месторождений хрусталеносных пегматитов на образце полупроз­
рачного кварца получено среднее значение пьезомодуля 17 ед. СИ, для
пегматита без кварца - 0,1 ед. СИ, полевого шпата - около нуля. Одна­
ко эффект этот обратим. Например, если образец поместить в переменное
электрическое поле, то можно измерить интенсивность упругих колеба­
ний на гранях образца. Это — обратный пьезоэффект.
Успешное изучение образцов позволило провести полевой экспери­
мент на кварцевых жилах. С кварцами и содержащими их пегматитами
часто совмещены месторождения золота, олова, вольфрама, молибдена
и горного хрусталя. На рис. 9 показан график отношения амплитуды
пьезоэффекта к амплитуде сейсмического поля упругих волн. График
получен на одном из месторождений кварца. Кварцевые жилы залегают
среди мраморов и сланцев и сверху закрыты рыхлыми отложениями —
наносами мощностью до 6 м. Такие работы проведены в различных райо­

нах страны. При проведении полевых работ делают взрыв и наблюдают ха­
рактеристики электрического поля, которые получаются при пьезоэлек­
трическом преобразовании упругой энергии, произведенном расположен­
ной в земле кварцевой жилой. Причем если регистрировать только ампли­
туду сейсмического поля упругой волны, то жила не вьщеляется. П осколь­
к у удельное сопротивление вмещающих пород и жилы одинаково, пред­
посылок для применения электроразведки нет. Так действуют законо­
мерности физики ’ ’камней” , расположенных вокруг нас, в данном случае
кварцевой жилы. Удалось определить возможности совместного исполь­
зования сейсмических и пьезоэлектрических явлений. Так, где наблюда­
ются пьезоэлектрические явления, на графиках, аналогичных рис. 10,
видно превышение амплитуды пьезоэлектрического поля над амплитудой
сейсмического поля.
В результате применения пьезоэлектрического метода при поисках
хрусталеносных пегматитов на одном из месторождений на площади в
3 км^ вьшвлено около 100 рудных тел. От применения пьезоэлектричес­
кого метода получен эффект в 3 млн. руб. за счет сокращения объема гор­
ных и буровых работ. За использование сейсмоэлектрических и пьезоэ­
лектрических явлений в разведочной геофизике группе геофизиков во
главе с Н.М. Нейштадтом и М.П. Воларовичем в 1973 г. присуждена Госу­
дарственная премия. Изучение пьезоэлектрических свойств горных пород
и руд продолжается. Сейсмоэлектрический эффект связывает сейсмо- и
электроразведку. По образцам выявлен сейсмомагнитный эффект, кото­
рый может применяться более щироко, существует и сейсмоэлектрохимический эффект. Наверное, должен быть и общий, суммирующий ряд
действий одновременно. Ведь физики ишут общие взаимосвязи между
физическими полями. А в природе эти общие взаимосвязи есть, их нужно
только научиться наблюдать, изучать и понимать. Но вот при исследовании
Кольской сверхглубокой скважины не были встречены границы различ­
ных слоев, которые намечались интерпретаторами. Это еще одна загадка
теории - оказьшается, что реальные среды реагируют на упругие вотаы
более сложно, чем представляется в соответствии с разработанной тео­
рией.
На рис. 5 показана сейсмограмма. После обработки ее разными прие­
мами на электронной вычислительной мапшне получено три варианта
разреза (см. рис. 5, в - д ) . Теория допускает неоднозначность толкования
исследовательских данных. Теоретики создают модели сейсмической
среды. Но сама реальная Земля отличается от этих моделей, чем и объяс­
няется полученная неоднозначность решений. Составление реальной моде­
ли упругой Земли, выявление ее новых упругих свойств и закономернос­
тей перемещения масс позволит в перспективе создать и более точный
"сейсмический” портрет богини Земли Геи. Это дело будущего. Но уже
сегодня теоретики добились больших успехов. Так, группа ученых, руко­
водимых проф. Г.И. Петрашенем, в 1982 г. была удостоена Государствен­
ной премии за многолетний цикл работ, в которых решались задачи о
распространении упругих волн в сложных, приближающихся к реальным
моделям, средах с упругими свойствами.

Рудные месторождения по своей геометрической форме часто близки
к таким фигурам, как сферы, цилиндры, диски и вертикальные пластины.
Создание теории, учитывающей строение сложных сейсмических разрезов,
содержащих такие фигуры, — одна из актуальных задач сегодняшней сей­
сморазведки. В зависимости от соотношения длины упругой волны и раз­
мера объекта мы можем или ’ ’уввдеть” скрытый в земле объект, или
нет. Вот что говорит по поводу актуальных проблем сейсморазведки
д-р физ.-мат. наук Н.А. Караев: ’’Детальность наших знаний о Земле рас­
тет, но еще быстрее возрастает число вопросов, на которые все труднее
находить ответы. А с чем сравнивать сейсмический ’ ’портрет” ? Ведь имен­
но он - основа наших знаний о глубинном строении Земли” . Д ля сейсмо­
разведки это почти то же, что сказал Бернард Шоу о науке вообще.

СИЛА ТЯЖЕСТИ РАССКАЗЫВАЕТ
О ГЛУБИНАХ ЗЕМЛИ
Обыденная и непонятная гравитация
Человечество мож ет все
Вездесущие маятники и весы
Детективная история

В данной главе мы рассказыъаем о гравиметрии - об изучении силы тя­
жести Земли для решения геологических задач (гравитас - по латьши
тяжесть). Это очень эффективный и во многом похожий на магнитораз­
ведку вид геофизических исследований.
Мы еще вернемся к вопросу о сходстве указанных методов, тем более
что оно позволяет нам сократить рассказ о гравиметрии, а пока отметим,
что поле силы тяжести подобно магнитному во многих отношениях не поз­
нано; при изучении его физики столкнулись с многими ’’ тайнами” , кото­
рые предстоит разгадать.
” Ну, это уж слишком! — может сказать кто-либо из читателей. — А в­
тор говорит это для красного словца. Уж что-что, а силу тяжести мы зна­
ем отлично - со школьных лет помним простой и ясный закон притяже­
ния масс И. Ньютона, знаем о том, что гравитационные силы во многом
определяют всю окружающую нас Вселенную, в том числе и пути планет
нашей Солнечной системы. Более того, мы постоянно видим влияние
гравитации на все окружающее нас. Это она — ’ ’благословенная” сила
тяжести - ориентирует по вертикали и деревья, и цветы, и отвес, и самих
нас — людей, управляет движением капель дождя, стоком речной воды и
образованием различных осадков, удерживает на Земле атмосферу и во­
ду, не дает нам улететь в пространство под влиянием центробежной силы,
связанной с вращением Земли. Это она - "проклятая” сила тяжести —
создает опасные лавины, камнепады, управляет движением грозных се­
левых потоков, мешает спортсменам делать невиданные прыжки, мешает
взлету самолетов и ракет и отнимает у человечества огромные энергоре­
сурсы на преодоление сил притяжения Земли. Все эти лифты, лебедки,
подъемные краны и многие другие механизмы работают для преодоле­
ния силы тяжести. В то же время она частично и восполняет нам энер­
гию; ведь без нее вода не вращала бы турбины гидроэлектростанций” .
Все это верно, дорогой читатель. Мы хорошо знаем силу тяжести и
Понятно почему: она непохожа на магнитное поле, присутствие которого
Мы не чувствуем. Силу тяжести мы постоянно ошущаем, а иногда и очень
болезненно, если какой-либо предмет падает на нас с высоты (какое счасРаздел написан Ю.С. Глебовским.

тье, что геофюики првдумали иные способы юмерения гравитационного
п о л я ). Однако если отбросить шутки и попробовать ответить на некото­
рые коренные вопросы, то сразу возникают затруднения и наши житейс­
кие представления о силе тяжести уже не м огут нам помочь. Вот некото­
рые из таких ’ ’проклятых” вопросов: 1) как возникает гравитационное
поле, во всех ли уголках вселенной оно существует, имеются ли в природе
отрицательные массы? 2) как оно распространяется — в виде гравитаци­
онных волн или особых частиц (гравитонов) * мгновенно или с опреде­
ленной скоростью? 3 ) как зависиг гравитация от среды? 4 ) возможно ли
экранирование гравитационного поля?
Классическая теория Ньютона не дает ответа на эти и многие другие
вопросы. Отвечает на них релятивистская физика, а точнее, общая тео­
рия относительности (О Т О ) А. Эйнштейна, которая определяет поле гра­
витационного притяжения как функцию геометрии пространства — време­
ни. К сожалению, ’ ’пространство” данной главы не позволяет нам разъяс­
нить эту формулировку и другие положения ОТО, касающиеся гравита­
ции. Отметим лишь, что экспериментальная проверка общей теории от­
носительности как раз по ее ’ ’гравитационному разделу” оказалась весьма
затруднительной. Исследователи столкнулись здесь с очень тонкими явле­
ниями и высоким уровнем помех, мешающих получению надежных ре­
зультатов.
Упомянутые тайны гравитации не имеют прямого отношения к грави­
разведке и мы кратко рассказали о них лишь для того, чтобы показать
сложность этого явления и относящихся к нему теоретических построе­
ний, а также тонкость тех экспериментальных работ, которые ведут уче­
ные для изучения гравитационного поля. Действительно, ’’человечество
может все” , как сказал Р. Роллан об успехах науки.
Эту до конца не познанную силу тяжести геофизики и геодезисты уже
многие годы используют для изучения Земли — ее строения и формы и в этом нет ничего странного. В обычной-то нашей жизни всегда ли мы
всесторонне знаем то, чем пользуемся? Разве мы всегда знаем состав
лекарств, которые принимаем, лаков и красок и многого другого, что
находит применение в бьггу. Они исправно служат нам и этого достаточно.
Так и гравитационное поле.
Д ля использования измерений силы тяжести при изучении Земли раз­
работаны и теория гравиметрии, и методика работ, соответствующая ап­
паратура, причем эта аппаратура очень точная. Измерения ведутся сейчас
с точностью до стомиллионной доли среднего значения ускорения свобод­
ного падения на Земле. Эта удивительная точность достигается не в лабо­
раторных, а в полевых условиях. Как тут не вспомнить приведенные вьпие
слова Р. Роллана!
Первые измерения вьшолнялись с помощью специальных маятников.
Маятники — замечательные приборы, существующие во множестве вари­

• Вероятная масса гравитона составляет 10
г. Нетрудно представить себе,
как сложно экспериментально обнаружить такие частицы.

антов. Мы применяем их, например, в часовых механизмах и для дока­
зательства вращения Земли (маятники Ф у к о ), а гравиметристы использу­
ют ту их особенность, что периоды колебания маятников зависят от ус­
корения свободного падения g , что было установлено X. Гюйгенсом еще
в X V II в. Период колебания маятников Т — это то время, которое затра­
чивается маятником на полное колебание — от нейтрального положения в
сторону, затем в противоположное положение и до начальной точки. Если
точно измерить Т и знать длину маятника, то можно установить величи­
ну g . Практически все, конечно, не так просто, поскольку на маятник
действуют внешние факторы, например температура, а точно определить
длину маятника и период его колебания крайне трудно. Но ведь ’ ’челове­
чество может все” . Поэтому точные маятники были созданы, в том числе
и такие, которые позволяют вести измерения не только на суше, но и на
кораблях и подводных лодках, т. е. на подвижном, качающемся и вибри­
рующем судне. Конечно, эти приборы весьма мало похожи на маятники
часов.
Маятниковые измерения не применяются для геологических целей,
так как наблюдения с ними на каждой точке занимают несколько часов,
однако ранее выполненные наблюдения до сих пор сохраняют свое значе­
ние для астрономо-геодезических исследований, а некоторые из них —
и как главные опорные пункты гравиметрических съемок.
Следующий шаг в развитии технических средств гравиметрии был
сделан талантливым венгерским геофизиком Р. Этвешем. Он предложил
измерить градиенты силы тяжести и создал для этих целей особый при­
бор — гравитационный вариометр. Д ля геологических исследований из­
мерения градиентов в ряде ситуаций давали некоторые преимущества.
Однако крупным недостатком этих приборов также была и остается,
несмотря на ряд последующих усовершенствований, малая производи­
тельность — на одно измерение затрачивается слишком много времени.
Поэтому на первом этапе гравиметрических наблюдений детальные съем­
ки площадей были дороги, а в больших объемах просто невозможны.
Революция наступила с появлением гравиметров, современные вари­
анты которых имеют малую массу и габариты, причем позволяют вьшолнять наблюдения за считанные минуты. При разработке гравиметров изо­
бретатели использовали самые разнообразные принципы измерений, но
на практике применяются в основном приборы, по принципу действия
Напоминающие пружинные весы. В самом деле, ведь даже обычные пру­
жинные весы могут служить для измерения силы тяжести. Они не годятся
для этой цели на Земле, где изменения силы тяжести очень малы, но гру­
бо зафиксировать ее изменения на различных небесных телах ими можно
бьшо бы. Подвесив на них какой-либо груз, мы увидели бы, что на Юпи­
тере или на поверхности С олнщ пружина заметно растягивается и вес
Нашего груза по шкале оказался бы иным, чем на Земле. На нашей же пла­
нете ускорение свободного падения меняется от 983 Гал (9,83 м/с^) на по­
люсе до 978 Гал (9,78 м/с^) на экваторе, в пределах же одного геологи­
ческого района не более чем на 500 м Гал (0,005 м /с^). Поэтому для грави­
метрических целей пришлось создавать особо точные весы, в которых

используются специальные, например кварцевые, пружины, помещенные
в вакуум, защищенные от влияний температуры и различных других ис­
точников погрешности.
Интересно, что один из вариантов гравиметров был разработан еще
М.В. Ломоносовым, однако массовое применение гравиметров началось
лишь в 30-е гг. нашего столетия. Первые точные широкодиапазонные
и получившие массовое распространение в нашей стране гравиметры
СН-3 были созданы замечательным советским геофизиком С.А. Поддубным, который возглавил коллектив талантливых гравиметристов и ме­
хаников. В создании приборов этого типа участвовали многие крупные
ученые — В.В. Федьшский, Н.Н. Самсонов, К.Е. Веселов, М.М. Молоденский, П.И. Лукавченко, А.М. Лозинская и многие другие. В основу же
многих конструкций были положены принципы вертикального сейсмог­
рафа, разработанные русским академиком Б.Б. Голицьшым — основопо­
ложником сейсмологии.
Сейчас в нашем распоряжении имеются гравиметры разного типа, в
том числе и специальные — для скважинной, шахтной, морской гравимет­
рии и даже для аэрогравиметрических измерений. А между тем измерение
ускорения свободного падения на движущемся или качающемся носителе
очень сложно. Ведь самолет или корабль, на котором установлен грави­
метрический прибор, все время подвергается ускорениям иного проис­
хождения, и от их влияния нужно освободиться.
Следует сказать, что разработка и изготовление таких точных прибо­
ров, как кварцевые гравиметры, — дело исключительно сложное. Д ля это­
го необходимо иметь высочайшую подготовку в области теории, техноло­
гии, материаловедения, нужно манипулировать тончайшими нитями, пок­
рытиями, сложной оптикой, вакуумными изделиями. Здесь речь идет о
долях микрометров и миллиграммов. Кварцевый, да и любой другой
точный гравиметр - подлинное чудо техники. Не удивительно, что созда­
ние таких приборов — это научная драма со сложной завязкой, взлетами
и падениями, надеждами и разочарованиями, бесконечными эксперимен­
тами, с кульминациями (когда ведутся последние решающие опыты) и с
далеко не всегда счастливой развязкой. Главных действующих лиц (изо­
бретателей) мучают сомнения, как датского принца Гамлета (бьпъ прибо­
ру или не бы ть). Изобретатель, как Шейлок над золотом, трясется над
запасами дефицитных деталей и, как лесковский Левша, делает чуде­
са — кварцевые нити. В самое неподходящее время противники вызывают
его на споры — турниры. Как храбрый рыцарь Айвенго, дерется он с ними
на этих турнирах, пробивает щиты равнодушия и, что греха таить, подчас
ревнует как Огелло, видя успехи других. Трудное это дело - изобретать!
Но как счастливы они, изобретатели, когда разработанные ими серийные
приборы работают в тундре и степях, в горах, пустьшях и на океанах,
собирая урожай информации о Земле, приносят пользу людям. Вот поче­
м у творцы современных точнейших приборов, в том числе гравиметри­
ческих, вызывают огромное уважение. А говорим мы об этом потому,
что настало время переходить к новым принципам создания гравиметри­
ческих приборов, и решать эту задачу придется молоды м новым исследо-

ватепям, может быть кому-либо из читателей данной книги. Этот путь
увлекателен и требует подлинной одаренности, остроты ума, упорства,
силы воли. Здесь нужны энтузиасты. Ну, как читатель? Не заинтересует
ли это Вас?
На чем же основано применение гравиметрии в геологии?
Она дает ответы на многие вопросы, связанные с изучением формы и
строения Земли, уже по одному тому, что сипы гравитации в значительной
степени определяли всю геологическую историю нашей планеты на всех
этапах от зарождения ее как небесного тела до настоящего времени. Не­
сомненно, что и ядро Земли, и мантия, и кора возникли при активном
участии гравитационных сил. Эти силы определяют давление в глубинах,
тектонические движения и накопление осадочных пород. Многие рудные
образования возникли под влиянием гравитационного разделения магмы.
Эти силы повлияли и на изменения мощности земной коры, на процессы
складкообразования, на возникновение гор, на вулканические явления.
На фоне нормального распределения силы тяжести на Земле, связан­
ного с ее формой, общей массой и вращением, существуют гравитацион­
ные аномалии, которые зависят от состава горных пород, слагающих зем­
ную кору. Породы разного состава имеют различную плотность. Над плот­
ными (тяжелыми) породами сипа тяжести повьииена, над легкими, менее
плотными она уменьшается. Следовательно, по гравиметрическим картам
можно определять строение Земли, искать полезные ископаемые. Так,
над породами основного и ультраосновного ряда — диабазами, габбро,
перидотитами, пироксенитами — и над тяжелыми рудами наблюдаются
положительные аномалии силы тяжести, над более легкими отмечаются
относительные понижения. Например, в Карелии над гранитами рапакиви
(которые можно видеть в Ленинграде, так как ими облицованы многие
набережные и дома) обычно наблюдаются понижения поля, а над магнетитовыми телами (богатая железная руда) - локальные положительные
аномалии.
Съемки вьшолняются примерно так же, как магнитные - по точкам про­
филей (см. рис. 1 и 2 ). Расстояния между пунктами выбираются в зави­
симости от масютаба сьемки, который устанавливают с учетом задачи
и условий работ. Некоторые отличия от магнитных съемок определяются
тем, что вариации поля силы тяжести не измеряются с помощью вариа­
ционных станций: длиннопериодные вообще не учитываются — их только
начали изучать, а те, которые связаны с влиянием притяжения Солнца и
Луны, малы (то, что портфель с книгами, который утром кажется нам
легким, а в конце рабочего дня — значительно тяжелее, как ни странно,
не противоречит этому утверждению). При вьшолнении особо точных
съемок лунно-солнечные вариации силы тяжести могут быть учтены по
специальным таблицам.
Другая особенность гравиметрических съемок связана с непостоянст­
вом (изменчивостью) нулевого отсчета гравиметров во времени. Поэтому
При выполнении точных измерений приходится часто проводить наблюде­
ния на опорных пунктах, измерения на которых для повышения точности
Осуществляют по особой методике.

Обработка полевых материалов ведется вручн)то или на ЭВМ. Резуль­
таты измерений отражают не только интересующие нас аномалии, но и нор­
мальное распределение силы тяжести на Земле, которое известно д ля каж­
дой точки и без особого труда может быть учтено, если координаты точек
измерений известны. Однако полученные данные зависят еще и от высоты
пункта наблюдения, и от влияния рельефа земной поверхности. В связи
с этим приходится вводить спещ1альные поправки - так называемые ре­
дукции. Они предложены в разных вариантах и дают неодинаковые ре­
зультаты. В зависимости от условий и задач применяют те или иные спосо­
бы редуцирования. Отметим, что вопрос о поправках еще требует допол­
нительной разработки; нужны новые идеи. Эту сложную проблему придет­
ся решать следующим поколениям геофизиков. Задача о редукциях име­
ет исключительное значение, очень сложна и интересна.
По исправленным (редуцированным) результатам гравиметрических
съемок строят карты аномалий силы тяжести, и наступает этап интерпрета­
ции - геологического истолкования полученных результатов. Работа
интерпретатора во многом напоминает работу следователя, раскрьшающего запутанное преступление. Следователю приходится выяснять причины
преступления, выявлять роль и связи его участников, искать улики, прив­
лекать различные технические средства, использовать дедуктивные и ин­
дуктивные методы анализа установленных фактов, изучать досье с описа­
нием аналогичных преступлений. Интерпретатор старается установить при­
чины, вызвавшие аномалии, роль и связи различных факторов, опреде­
ливших характер гравитационного поля, тоже применяет дедуктивные и
индуктивные приемы анализа, ищет и использует доказательства своих
выводов (данные о плотностях горных пород, математические расчеты),
применяет' технику (например, ЭВМ) и пользуется методом аналогий.
Методы анализа гравиметрических и магнитных аномалий весьма схожи.
Сложность интерпретации аномалий силы тяжести связана с тем, о
чем мы уже говорили по поводу геологического истолкования данных
магниторазведки. К том у же в процессе интерпретации приходится учи­
тывать, что плотность горных пород в значительной степени зависит от
истории их образования. Так, при одинаковом составе пород их плот­
ности могут варьировать в зависимости от того, образовались ли эти по­
роды на глубине или вблизи поверхности, подвергались ли различным
воздействиям или почти не менялись с момента образования. Кроме то­
го, на поле силы тяжести влияет мощность (толщина) земной коры,
которая, в свою очередь, отражает ее историю; речь идет о явлении изостазии, которое было открыто на основе изучения уклонений отвеса.
Как-то в одном из журналов мне попалось забавное двустишие-ак­
роним: ’’направление отвеса не меняется от веса” . На первый взгляд,
это двустишие отражает объективную истину, но с научной точки зре­
ния оно сформулировано неточно. Во-первых, неясно, о каком весе идет
речь. Если имеется в виду вес грузика, подвешенного на нити отвеса,
то сказанное не совсем точно, так как при очень малом весе грузика
отвес может отклоняться движением воздуха. Но ведь можно допустить,
что речь идет о весе окружающих предметов. Тогда это совершенно невер-

цое утверждение, что подтверждает опыт геодезистов. Вблизи Гималайс­
кого хребта они установили аномальное уклонение отвеса, причем совер­
шенно неожиданное. Грузик отклонялся не в сторону огромных гор, а в
противоположном направлении. На этом основании бы ло высказано пред­
положение, что в области Гималайского хребта сравнительно легкая зем­
ная кора под влиянием мощных процессов горообразования утолщена,
а поскольку земная кора как бы плавает в подстилающем более плотном
слое, то горный хребет имеет ’ ’корпи” , вытеснившие подкоровое вещест­
во. При этом отвес будет отклоняться от гор, а хребту должна соответст­
вовать региональная отрицательная аномалия силы тяжести. В общем
эта гипотеза подтвердилась, хотя само явление оказалось значительно
более сложным, чем предполагали вначале.
Вот так и оказалось, что по гравитационным аномалиям можно судить
о том, что происходили ли в прошлом горообразовательные процессы и
каковы их особенности. Если вспомнить то, что мы рассказали о палеомагнитном методе определения возраста пород, то выходит, что геофизи­
ческие поля и физические свойства пород доносят до нас следы давно
угаснувших процессов преобразования Земли, следы истории ее развития.
Итак, поле силы тяжести отражает и строение Земли, и ее историю.
Разобраться в информации, которую содержат гравиметрические данные,
непросто, но результаты м огут быть исключительно ценными и для науки,
и для практики. Так в колесницу геологических исследований ученые
запрягли силу тяжести, такую обыденную и сложную, вездесущую и все­
могущую, крторая и управляет нами и нами же используется для раскры­
тия многих тайн природы.

СЕКРЕТЫ ГЕЛИЯ
И ЯДЕРНАЯ ГЕОФИЗИКА

Все минералы радиоактивны
Предвидение В.И. Вернадского
А том ны е часы
Зарегистрированные открытия
Летающий "гамма-разведчик"
Космические весы

В.И. Вернадский писал, что можно и нужно говорить о новой науке — о
радиогеологии, науке о радиоактивных свойствах нашей планеты, о про­
исходящих в ней, ей свойственных, особых радиоактивных явлениях.
Радиоактивность - свойство атомных ядер отдельных элементов самопро­
извольно переходить в атомные ядра других элементов, разрушаясь по
определенным законам. Эти свойства проявляются у ядер, содержащих
большое число протонов. Такие ядра неустойчивы и распадаются. Особен­
но интенсивен распад у элементов с порядковыми номерами в таблице
Менделеева, равными или превышающими 92, т. е. начиная с урана. При
переходе в другие элементы наблюдаются ядерные излучения, которые
в природе являются признаком наличия радиоактивных элементов.
В 1909 г. В.И. Вернадский организовал первую экспедицию, изучав­
шую радиоактивные свойства горных пород, и эта дата считается началом
радиогеологических работ в нашей стране. В.Й. Вернадский понял значе­
ние атомной энергии в геологии, высказался за широкое развитие радио­
геологических исследований и организовал первые экспедиции для поиска
месторождений урана.
Ядерная геофизика зародилась в сфере действия ядерной геологии
или, как говорят, радиогеологами. Она использует ядерные превращения,
которые происходят при взаимодействии элементарных частиц и атом­
ных ядер.
Открьггие радиоактивности обусловлено наблюдениями за неживой
природой.
Супруги П. Кюри и М. Склодовская-Кюри, изучая радиоактивные
свойства различных минералов, обнаружили, что уран засвечивает фото­
пластинку, а в минералах, обладающих излучением, нашли_д)адиоактивные элементы (полоний, радий). Они присутствуют в минералах в неболь­
ших количествах, но обладают резко выраженными свойствами испускать
излучения. Эти свойства позволили создать ряд теорий атомной физики.
Приведенные факты изложены в школьных курсах физики. Но значе­
ние сделанных супругами Кюри открыгий каждый раз наполняется новым
содержанием. Фактически здесь мы столкнулись с исследователями не­
живой природы, которых можно назвать не только физиками, но и, по
аналогии с бионикой, геониками. Геофизики также немного геоники -

они находят новые явления неживой природы, которые могут модели­
роваться людьми для решения самых разнообразных задач.
Со времени первых экспедиций В.И. Вернадского можно считать ус{ановленным, что все горные породы в большей или меньшей степени
радиоактивны и вьщеляют тепло. Сегодня радиоактивные свойства гор­
ных пород изучены довольно хорошо. Горные породы имеют различную
радиоактивность — от высокой до низкой. Наиболее высокая радиоак­
тивность характерна д ля руд урана, радия и тория, например для урано­
вой смолки. Менее высокой радиоактивностью обладают отдельные гор­
ные породы, например граниты. Такие породы, как песчаники, глины,
известняки, соли, характеризуются низкой радиоактивностью.
В начальный период изучения радиоактивности горных пород были
сделаны расчеты, которые показали следующее: в приповерхностном
слое энергия радиоактивного распада такова, что ее хватит для покрытия
расхода на излучение тепловой энергии Земли. И не только на юлучение
тепла, но и на покрытие расхода энергии, затрачиваемой на геологические
процессы.
Горные породы имеют интересные радиоактивные свойства. Очень
важным из них является постоянство скорости распада радиоактивных
элементов и ее независимость от внешних условий. Радиоактивный распад
можно использовать в качестве эталона времени. Эта догадка была выс­
казана 3. Резерфордом и П. Кюри еше в начале X X в. На ее основании
В.И. Вернадский и английский естествоиспытатель А. Х олм с приступили
к изучению возраста горных пород и минералов. Постоянство скорости
распада радиоактивных элементов легло в основу изучения возраста гор­
ных пород - абсолютной геохронологии. Имеющиеся в горных породах
радиоактивные элементы подчиняются закономерностям распада. Изото­
пы урана, калия, тория, радия, постепенно распадаясь, превращаются
в другие элементы — свинец и гелий. Так, изотоп урана-235 превращается
в изотоп свинца-207, изотоп урана-238 переходит в изотоп свинца-206.
Длительность этого процесса очень велика, например, половина атомов
урана распадается за 700 млрд. лет.
Если сделать очень точный анализ химического состава минерала, то
можно установить, сколько в нем находится свинца или гелия, появив­
шегося после образования минерала, а также выяснить, каков остаток
неразложившегося элемента. Установлено, что 1 г свинца получается ю
100 г урана за 79 млрд. лет. Пусть, например, химический анализ минера­
ла показал, что в нем присутствуют 8,7 г урана и 1,125 г свинпа, тогда
возраст минерала определится в 100 млрд. лет.
В зависимости от конечных продуктов распада вьщеляют свинцовый,
гелиевый, аргоновый, кальциевый и другие методы абсолютной геохро­
нологии.
Д ля определения возраста образования горных пород в СССР широко
Применяется калий-аргоновый метод. Он основан на изучении изотопов
Калия с атомной массой 40, который превращается при радиоактивном
распаде в газ аргон, имеющий ту же атомную массу 40.
Нужно отметить, что геологи, используя палеонтологические находки.

могут определить только относительный возраст пород: установить, какие
породы более молодые, а какие образовались раньше.
Выясненная последовательность напластования горных пород позволя­
ет создать пшалу для оценки последовательности отрезковвремени.
Установленная палеонтологами шкала относительна и свидетельствует
только о последовательности, с которой одни виды животного мира сме­
няли другие. Сами палеонтологи говорят, что они очень похожи на истори­
ков, которые могут доказать совершенно точно, что за Юлием Цезарем
следовал Август, потом Карл Великий, Карл V, Фридрих II, Наполеон I
и Вильгельм I, но не обладают никакими средствами, чтобы установить,
сколько лет протекло со времени начала идрствования одного правителя
до воцарения другого*.
Данные радиоактивного анализа позволили определить возраст самых
разнообразных горных пород (табл. 2 ). Так установили, что возраст по­
род докембрия на Кольском полуострове составляет 2 млрд. лет, для
земной коры — 3—4 млрд. лет, а для нашей планеты Земли — около
6 млрд. лет. Перепады в миллиарды лет человеку сложно ощутить. В ста­
ринных книгах есть небольшая легенда, посвященная восприятию време­
ни. Согласно легенде, в дальнем иарстве есть алмазная гора. Раз в тысячу
лет на эту гору прилетает птица чистить клюв. Когда кора будет сточена
клю вом - пройдет первое мгновение вечности. Цифры, характеризующие
периоды полураспада радиоактивных элементов, являются своеобразным
мгновением вечности. Французский естествоиспытатель Ж. Ламарк писал
в начале X IX в.: ’’Д ля природы время ничего не значит и никогда не пред­
ставляет затруднений, она всегда имеет его в своем распоряжении, и для
нее это средство не имеет границ” . Тем не менее геофизики напряженно
трудятся в лабораториях, определяя время образования разнообразных
горных пород, расширяя представление человека о времени.
Создание по инициативе В.И. Вернадского и П.Н. Тверского радиомет­
рических методов поисков месторождений в нашей стране относится к
20-м гг. нашего столетия. В этой работе приняли участие как физики, так
и геологи. Предназначены эти методы для поисков радиоактивных, осо­
бенно урановых руд, а также для геологического картирования горных
пород с различными радиоактивными свойствами и основаны на выяв­
ленных закономерностях радиоактивного распада. Известно, что аль­
фа-частицы легк о экранируются даже листом тонкой алюминиевой фоль­
ги и представляют собой положительно заряженные ядра атома гелия:
бета-частицы являются потоком электронов, от которых можно защи­
титься тонкой алюминиевой пластиной толщиной 0,5 см, а гамма-излуче­
ние обладает самой большой проникающей способностью, но не несет элек­
трических зарядов и представляет собой очень короткие электромагнит­
ные волны. Длина волны гамма-излучения, испускаемого естественными
оадиоактивными элементами, лежит в диапазоне 1,2-10” ®-4,7 10” “ см.

* Вальтер И. История Земли и жизни. - С.П.Б., 1914.

Т а б л и ц а 2. Стратиграфические подразделения вместе с ориентировочной
шкалой основных событий в развитии жизни и их датировки

Стратиграфические
подразделения
Эра

Характерны е ф орм ы органического
м ира (п о данным палеонтологии)

||||н

Период
о s ct с s а

Кайнозойская
%твертич(продолжительный (антность 67 м лн лет) ропогенный)

Появление человека. Расцвет млекопитающих, птиц, рыб, насекомых. Развитие
современного растителы«ого мира

Неогеновый Человекообразная обезьяна

42

Цветковые растения

70

Расцвет динозавров. Появление птиц

58

Триас

Динозавры. Появление млекопитающих,
хвойные

35

Пермь

Пресмыкающиеся, подобные млекопи­
тающим

№ зозойская
Мел
(продолжитель­
ность 163млн.лет)
Юра

Докембрий

23,5

Примитивные млекопитающие, выми­
рающие к неогену. Динозавры исчезают

Палеоге­
новый

Палеозойская
(продолжительnlXTTb
340 млн. лет)

1,5

55

Каменно­
угольный

Пьшшая древовидная растительность,
амфибии (земноводные)

Девон

Появление предков папоротников, появ­
ление амфибий (земноводных)

60

Силур

Наземные растения и животные

30

Ордовик

Примитивные рыбы

60

Кембрий

Водоросли, бактерии, трилобиты

70

Примитивные морские животные
Зеленые водоросли
Бактерии, сине-зеленые водоросли

7 5 -6 5

1000
1000
1000

в практике геофизических работ часто используется гамма-излучение,
которое поглощается слоем наносов в 1 -2 м.
Используя основные закономерности, люди все время выявляют но­
вые. Вот два открытия, которые связаны с наблюдениями за неживой
природой — с изучением природного гелия.
В Государственный реестр открытий СССР (1968 г .) записано откры­
тие под названием ’ ’ Закономерность распределения концентраций гелия в
земной коре” . Это открытие сделано группой ленинградских и московс­
ких геофизиков: B.C. Глебовской, А.Г. Граммаковым, В.П. Якуцени,
Г.П. Т а л е в ы м , А.Н. Еремеевым, Д.М. Щербаковым и их коллегами.
Другое открытие зарегистрировано в реестре под названием ’ ’Законо­
мерности распределения концентраций изотопов гелия Земли” (1974 г.)
и сделано ленинградскими учеными Б.А. Мамыриным, И.Н. Толстихиным
и другими.
Гелия очень мало на Земле. Его даже меньше, чем золота. Оказьшается, что знание закономерностей распределения гелия может играть роль
ключа к самым различным кладовым полезных ископаемых. Это связано
с тем, что с древнейших времен существования нашей планеты в тектони­
ческих нарушениях — разломах и о к оло вулканов скапливаются самые
разнообразные руды. Основная часть гелия образуется в недрах Земли за
счет альфа-распада радиоактивных элементов, входящих в состав минера­
лов. После вьщеления из кристаллических решеток минералов легкий
гелий устремляется через толщи горных пород к поверхности Земли и
далее - в космос. Это и есть гелиевое дыхание планеты, о котором гово­
рил В.И. Вернадский. Гелий — ’’ солнечный газ” — бы л открыг на солнце,
которое все время излучает в космос потоки частиц, получивших назва­
ние ’ ’солнечного ветра” . Гелий - инертный газ и не вступает в естествен­
ных условиях в реакцию ни с одним из элементов таблицы Менделеева.
’ ’Вырьшаясь” на поверхность, гелий идет наиболее легким путем. Такой
дорогой для него являются трещины и разломы. К последним часто при­
урочены рудные тела, поэтому геологи говорят, что разломы контроли­
руют руды. Дальше все ясно: наблюдая на земной поверхности повы­
шенные концентрации гелия, можно выявить тектонические нарушения,
перспективные для поисков руд. Эта идея появилась в 40-х гг. нашего
столетия, но прошло довольно много времени до той поры, когда она
получила признание. Пришлось сделать много анализов, прежде чем
окончательно утверждать, что действительно повьппенные концентрации
гелия, выносимые глубинными водами или газами, находящимися в
недрах Земли, контролируют разломы. Д ля проведения исследований
разработаны методы гелиевой съемки и высокочувствительная аппарату­
ра для анализов.
Залежи редких элементов, золотоносных и медных руд тяготеют к
разломам, выявленным при гелиевой съемке. Да и сам гелий нужен
народному хозяйству. Месторождения природного газа с большим содер­
жанием гелия — большая редкость и найти их очень трудно. С помощью
гелиевой съемки на территории СССР открыты месторождения гелияНо точку в изучении гелия ставить еще рано. Оказьшается, что гелий таи!

в себе еще один секрет, который связан с соотношениями в нем изотопов.
В конце 30-х гг. нашего столетия з^еные установили, что и гелий име­
ет два изотопа — гелий-3 и гелий-4, отличающиеся друг от друга одним
нейтроном. Гелий-4 имеет на нейтрон больше, чем гелий-3. В то же время
было установлено, что гелия-3 очень мало, существенно меньше, чем его
более тяжелого родственника. Однако изучить соотношение тяжелого и
легкого гелия не удавалось до тех пор, пока не был создан специальный
прибор. Он называется магнитным резонансным спектрометром и позво­
ляет среди миллиардов атомов одного вещества определить наличие нес­
кольких тысяч атомов другого. В результате экспериментов удалось ус­
тановить важную закономерность: в атмосфере Земли легкого гелия
меньше, чем тяжелого, в 700 раз, а в земной коре - в 30000000 раз.
Считалось, что чем глубже, тем легкого гелия меньше. Но на практике
оказалось, что это не так. Еще раз вспомним, что Земля — шар со сло­
истой структурой: тонкая земная кора — оболочка, дальше мантия и,
наконец, ядро.
Ленинградские физики установили, что соотношение изотопов гилия-3
и гелия-4, к о тор ьп ^ насыщена мантия и земная кора, различно; в гелии
мантии содержится в 1000 раз больше изотопов легк ого гелия, чем в ге­
лии земной коры. Между тем ученые предполагали, что ближе к центру
Земли преобладают изотопы тяжелого гелия, причем с глубиной их содер­
жание постепенно растет. Но оказалось, что в пределах мантии соотноше­
ние изотопов сохраняется постоянным.
Сделанное открытие проясняет отдельные моменты истории образо­
вания Земли. Так, наличие гелия в мантии свидетельствует о том, что при
образовании нашей планеты ее температура была не очень высокая, иначе
бы гелий улетучился. Следовательно, наша планета не была расплавлен­
ным шаром. То обстоятельство, что содержание гелия в мантии постоянно,
говорит о ее довольно однородном составе. Среди частиц ’ ’солнечного
ветра” очень много гелия-3. Этот солнечный гелий, как предполагают уче­
ные, пропитьшал первичный материал — космическую пыль и метеориты,
из которых образовалась наша планета. Так, 4,6 млрд. лет назад гелий-3
оказался законсервированным в глубине планеты — в мантии.
Гелий-4 имеет так назьшаемое радиогенное происхождение. Он обра­
зуется при распаде ядер, находящихся в недрах радиоактивных минера­
лов — урана и тория, наибольшее количество которых содержится в зем­
ной коре. В ней все время появляется гелий-4, но здесь в большей степени
проявляется и ’ ’гелиевое дыхание” планеты: отсюда гелию довольно лег­
ко попасть в окружающую атмосферу и поэтому здесь происходит изме­
нение соотношений легк ого и тяжелого гелия. В то же время из мантии
гелию-3 выбраться на поверхность значительно сложнее. И к имеющемуся
в мантии гелию-3 также добавляется гелий-4 от распада радиоактивных
минералов. Так объясняется установленная закономерность.
Соотношение изотопов легкого и тяжелого гелия используется геоло­
гами — гелий контролирует разломы. Но вьщелить среди них более г л у ­
бинные помогает соотношение изотопов. Разработаны специальные крите­
рии, связывающие изото 1шый состав гелия с наличием в земле тех или

Порода

Базальт
Гранит
Известняк
Нефть

и, г/т

0,9
3 -5
1,3
100

Th, г/т

4,2
13,0
1,1
0,0005

0,75
4,4
-

полезных ископаемых. Пришлось организовать большое число экс­
педиций, отобрать сотни тысяч образцов с разных глубин во всех уго л­
ках нашей планеты, сделать анализ вулканического материала и метеори­
тов. Через все это прошли исследователи, сделавшие открытие. Так, неп­
рерывно шаг за шагом углубляется представление о гелии и его роли в
природе. И, по-видимому, это только бусинки из ожерелья природных
секретов.
А теперь поговорим о недрах и космических лучах, о том, как косми­
ческие лучи помогают определять плотность горных пород без отбора
образцов, в естественном залегашш. Космические лучи больших энергий
попадают в землю, проникают в нее на значительные глубины — сотни
метров и более. Чем плотнее горная порода, тем сильнее поглощаются ею
космические лучи. Поэтому, если поместить прибор, позволяющий реги­
стрировать интенсивность космических лучей, в горной выработке, можно
получить представление о плотности перекрьшающих выработку пород.
С помощью космических лучей можно вьщелить более и менее плотные
породы. Знание плотности пород облегчает интерпретацию гравиметри­
ческих аномалий.
Радиоактивные минералы, которые находятся в Земле, имеют гам­
ма-излучение. Из табл. 3 видно, что радиоактивность базальтов, гранитов,
нефти значительно различается. Это используется в практике поисковых
работ.
Определенное развитие радиометрические методы получили в связи
с необходимостью поиска урановой руды. Были разработаны методы
исследований, обеспечивающие поиски урановых руд и оказывающие по­
мощь в составлении геологической карты, на которую наносились кон­
туры распространения горных пород различной радиоактивности, скон­
струированы приборы,
которые регистрируют гамма-излучение, су­
ществующее в природе. Крайне важно знать сочетание характеристик
для отдельных видов горных пород, для того чтобы изучить виды геоло­
гических объектов. Иными словами, нужно знать энергетический спектр
гамма-излучения - гамма-спектр. Вначале эти измерения делались с из­
вестными из курса физики счетчиками (датчиками) Гейгера. Но вот
в конце 50-х гг. появились так называемые сцинтилляционные датчикиОни стали использоваться для регистрации гамма-излучения от тория,
урана и калия. Сегодня сцинтилляционные счетчики изготовляют из са­
мых разнообразных кристаллов; сернистого цинка, вольфрама, кальция,
йодистого натрия, йодистого цезия и др. Эти кристаллы обладают замеИНЫХ

чательным физическим (и ли минералогическим) свойством - под действи­
ем гамма-излучения в этих веществах возникают вспынжи, называемые
сцинтилляциями. Их сверкание улавливается чувствительным фотодатчи­
ком, превращается в электрический ток и далее усиливается фотоумножи­
телем. Такие приборы бьтаю т в различных вариантах: наземные для
перешеходов-съемщиков, автомобильные, вертолетные и самолетные.
Кристаллы йодистого натрия испохьзуются в качестве сцинтшшяционных
датчиков в вертолетной и самолетной аппаратуре. Сам кристалл прозра­
чен. Кажется, что это вода, но поднять его нельзя - настолько он тяжел.
Каждый кристалл-датчик подстраивается по своим характеристикам та­
ким образом, чтобы регистрировать определенное излучение- Новый при­
бор имеет физическое название - аэрограмма-спектрометр, только в гео­
логическом производстве к его названию добавляется приставка ’ ’поле­
вой” , так как он предназначен для работы в экспедициях. Аэрограм­
ма-спектрометр позволяет измерять энергию гамма-излучения, по кото­
рой можно определить усредненные по площади содержания урана, тория
и калия в приповерхностном слое горных пород.
В 1979 г. за создание полевого аэрограммач;пектрометра группа уче­
ных была удостоена высокого звания лауреатов Государственной пре­
мии: А.В. Матвеев, В.Б. Филимонов, П.Н. Фогт и В.Б. Степанов. Когда
В.В. Филимонова спрашивают про этот ’ ’летающий гамма-разведчик” —
аэрогаммач:пектрометр, он говорит: ’’Что это такое? - Это прибор, к о ­
торый, если можно так выразиться, один в трех лицах. Прежде всего,
это прибор для геофизических измерений. Но в то же время это и ядерно-фюический прибор и, кроме того, сложнейшее радиотехническое уст­
ройство” .
Радиоактивность можно измерять, используя горные породы, выхо­
дящие по стенкам скважин. К методам радиоактивного каротажа отно­
сятся гамма-каротаж и нейтронный гамма-каротаж. Гамма-каротаж был
предложен советскими геофизиками В.А. Шпаком, Г.В. Горшковым,
А.Г. Граммаковым и Л.М. Курбатовым в 1933 г. В.А. Шпак писал, что до
создания счетчиков Гейгера не было удобной аппаратуры для изучения
радиоактивных элементов в скважинах. Только после появления этих
счетчиков удалось сделать применимую для наблюдений в скважинах
аппаратуру. А поскольку изучалось гамма-излучение, то метод получил
Название гамма-каротаж. При гамма-каротаже естественная радиоактив­
ность горных пород, вскрытых скважиной, исследуется с помощью датчи­
ка гамма-излучения, перемещаемого по скважине, и регистратора, нахо­
дящегося на поверхности земли и входящего в состав каротажной аппара­
туры. Слои горных пород различной радиоактивности выделяются на по­
лученных диаграммах гамма-каротажа. Повьппением радиоактивности
отмечаются глинистые породы, так как они абсорбируют радиоактивные
элементы. Понижение радиоактивности характерно для песчаных и кар­
бонатных пород.
Есть методы, основанные на искусственном облучении горных пород
и изучении поглощения и рассеяния гамма-лучей, и нейтронов. С этой
Целью в скважину в специальной гильзе скважинного снаряда спускают

источник гамма-лучей или нейтронов. В гильзе находится также датчик
гамма-излучений или нейтронов. Чтобы исключить прямое действие ис­
точника на датчик, между ними помещают экран из свинид или парафи­
на. Этот принцип лежит в основе гамма-гамма-каротажа, нейтрон-нейтронного каротажа, нейтронного гамма-каротажа. Например, в гамма-гамма-каротаже чем больше плотность облучаемой породы, тем сильнее про­
исходит фотоэлектрическое поглощение излучаемых гамма-квантов ато­
мами вещества и, следовательно, рассеянное излучение будет слабым.
Поэтому с помощью гамма-гамма^саротажа можно разделять горные по­
роды по плотности. Нейтронный каротаж был впервые предложен в 1941 г.
акад. Б . Понтекорво.
В случае рентгеноструктурного анализа с радиоактивными источника­
ми имеется возможность определить вещество по характеристическим
рентгеновским спектрам возбуждаемых элементов.
Датчики ядерной геофизической аппаратуры позволяют без непосред­
ственного контакта с рудой оценить состав полезного ископаемого, конт­
ролировать его в движущихся вагонетках, на транспортерных лентах в
рудниках, в автомашине и в месте складирования. Такие быстрые ’ ’экс­
прессные определения” позволяют следить за составом горного сырья,
так как на обогатительные фабрики должно поступать сырье с определен­
ным содержанием полезных компонентов. В недрах Земли ядерные ме­
тоды позволяют изучать состав рудного тела без какого-либо его разру­
шения и непосредственно на месте залегания. Иными словами, с их по­
мощью решаются важные для народного хозяйства задачи — полной комп­
лексной и экономной добычи руд из недр. При этом резко сокращается
необходимость проведения химических анализов. Д ля определения ве­
щественного состава пород, слагающих поверхность Луны, также прибег­
ли к ядерным методам.
Из отчета о научных исследованиях на станции ” Салют-7” известно,
что космонавты наблюдали процесс формирования изотопов гелия в не­
весомости. Эти наблюдения позволят более точно разгадьшать загадки
природы и, возможно, приведут к установлению новых закономерностей,
дополняющих уже сделанные открытия.

СВЕРХГЛУБОКИЕ СКВАЖИНЫ«КОСМОС НАОБОРОТ»

Тайны больших глубин
Что такое каротаж
Поправки в градиент температуры
Геофизики ищ ут "бесплатную печку"

В научно-фантастическом романе А.Н. Толстого ’ ’Гиперболоид инженера
Гарина” инженер Гарин пытался добраться до золота Оливинового пояса,
расположенного глу бо к о в недрах, с гхомощью гиперболоида, выжигающе­
го отверстие в Земле. Сегодня еще нет такого устройства и для изучения
недр по-прежнему широко используется бурение.
В Кольской сверхглубокой скважине были выполнены физические
наблюдения. Человек не может спуститься с прибором в скважину как в
шахту. Поэтому в сверхглубокой скважине был проведен каротаж. Назва­
ние каротаж происходит от фран1;(узского слова ” карот” ,что значит ’ ’мор­
ковка” . На морковку похож столбик горной породы — керн, поднятый
т скважины при бурении. Скважинные снаряды имеют вид трубок, на­
чиненных различными датчиками характеристик физических полей: нап­
ряженности электрического или магнитного, радиоактивного, акустичес­
кого, теплового полей. В скважинных снарядах размещаются и блоки
электронной аппаратуры. Такая трубка опускается в скважину на специ­
альном тросе, внутри которого проходят жилы кабеля. На земле стоит
лебедка, на которую наматывается этот трос-кабель, и рядом располага­
ются регистрационные приборы.
С помощью специальных датчиков следят за состоянием скважины —
искривлениями ее стенок и пористостью горных пород, слагающих стен­
ки скважин. По тросу-кабелю датчики передают на землю сигналы, кото­
рые на земле после усиления регистрируются стрелками самописцев на
диаграммных лентах. Сигналы, зависящие от характеристик физических
Полей, рассказывают о свойствах окружающей скважину среды, размерах
И форме встреченных пластов.
Различные физические свойства горных пород - электрические, маг­
нитные, радиоактивные и другие привели к созданию разнообразных
Вариантов исследования скважин. При бурении детально изучаются вскры­
ваемые скважиной горные породы, фиксируется последовательность и
глубина залегания геологических пластов, устанавливаются их вещественйьш состав и физические свойства. Делается это по образцам горных по­
род, поднятым из скважины (к ер н у). Но не всегда удается отобрать
•^ерн, кроме того, есть свойства, которые лз^чше изучать непосредственно
® скважине, в массе горных пород в их естественном залегании, а не на

отдельном кусочке. Есть физические характеристики, такие как темпера­
тура, которые необходимо, да и возможно наблюдать только в скважине,
удельное электрическое сопротивление горных пород сильно зависит от
естественной влажности. Физические исследования электрического удель­
ного сопротивления, радиоактивности, температуры, магнитной воспри­
имчивости можно вьшолнять только непосредственно в скважине. Такие
измерения, кроме того, позволяют существенно сократить отбор керна,
что экономически выгодно и удобно.
/
Например, электрический каротаж состоит в измерении вдоль скважи­
ны удельного электрического сопротивления. Теория электрического ка­
ротажа была разработана В.А. Фоком, Л.М. Альпиным, А.И. Заборовским
и С.Г. Комаровым. Слово ’ ’каротаж” кажется многим недостаточно точно
отражающим суть дела, поэтому часто используется название ’ ’геофи­
зические методы исследования скважин” , или ’ ’промысловая геофи­
зика” .
Установка, применяемая в каротаже, в принципе не отличается от той,
которая используется при наземных съемках для изучения удельных
сопротивлений, и рассмотрена в разделе об электромагнитных волнах,
просвечивающих недра. Но по конструкции вьшолнена она иначе — разме­
щена в гильзе, предназначенной для спуска в скважину. Аппаратура для
измерения напряжения и силы тока находится на поверхности земли
(рис. 10).
Удельное электрическое сопротивление при геофизических исследова­
ниях в скважинах измеряется с помощью четырехэлектродной установки.
Измерительные электроды находятся о к оло одного питающего и опуска­
ются в скважину вместе с ним. Второй питающий электрод и источник
тока расположены на земле. Измеряя силу тока и напряжение, можно оп­
ределить удельное сопротивление тех горных пород, около которых на­
ходятся электроды.
Но вернемся к Кольской сверхглубокой скважине. При ее бурении
первые 40 м бурили диаметром 920 мм, затем диаметром 214 мм. Обьино
диаметр скважины редкЬ превьпшет 30 см, а глубина скважины составля­
ет в среднем один или несколько километров (про бурение написано мно­
го научно-популярных книжек, частично они приведены в списке лите­
ратуры) . Применение алмазного бурового инструмента значительно
уменьшает диаметр скважин. Сегодня бурят скважины диаметром 76 мм,
а завтра этот диаметр скважины составит 59 и 46 мм. И вот в этом огра­
ниченном пространстве размешаются разнообразные физические датчики,
дающие информацию о свойствах пластов горных пород.
Геофизические наблюдения за температурой Балтийского щита, вы­
полняемые геофизиками, также дали новые результаты. Предполагалось,
что геотермический градиент составит 1 °С примерно на 100 м. До глуби­
ны в 3 км температура росла, как и предполагалось, а дальше она начала
резко расти и на глубине 10 км составила 180 °С.
Бурение Кольской сверхглубокой скважины производится в районе,
где открыты залежи никеля, построен город, который так и назьшается "
Никель. Этот район хорошо изучен геологами и геофизиками. Здесь про­
водилась аэроэлектроразведка,* наземная электроразведка, грави-, маг-

кл

.А
-и
N

Рис. 10. Схема электрического исследования скважин гося удельного сопротивления.

алд|^ т

каротажа методом кажуще­

А — разрез скважины; Б — диаграм м а к аж ущ егося удельного сопротивления; I —
глины; 2 — пески водоносны е; 3 — пески нефтеносные; 4 — песчаники плотные;
S — гипсы; К Л — каротаж ная лаборатория, К — к аб ел ь. А, В, М и N — электроды .
в - т — вьзделенные слои п ор од (п о материалам В.Н. Д ахн ов а)

сейсморазведка. По геофизическим данным пробурено много
скважин. Предполагалось, что руда здесь залегает не очень глубок о - г лу ­
бина сотни метров. Однако при бурении сверхглубокой скважины на глу ­
бине 1600—1800 м было встречено никелевое рудное тело, которое в перс­
пективе может стать объектом промышленной добычи никеля.
В ряде лабораторий мира изучают физические свойства образцов,
Доставленных с Луны советскими космическими аппаратами ’ ’Луна”
И американским кораблем ’ ’А поллон” . Но только в отечественных лабо­
раториях сейчас изучают образцы горных пород, поднятые с глубин бо­
лее 10 км.
НИТО- И

Такие образцы вчера еще были фантазией, а сегодня - реальность, но
этим не исчерпываются все возможности изучения недр.
В ближайшем будущ ем могут появиться новые буровые установки,
являющиеся своеобразным батискафом для подземных операщш. Такие
установки будут оснащены разнообразными геофизическими приборами.
Советский изобретатель А.И. Треблев еще перед второй мировой войной
сконструировал машину для бурения, названную ’ ’механическим кро­
том” . Он, подобно бионикам, наблюдал за кротами во время передвиже­
ния в земле. А потом сделал ’ ’механического крота” со стальными зуба­
ми, который передвигался в грунте со скоростью 10 м/ч. Передав всю ге­
офизическую информацию о физических свойствах, такой геокорабль
раскроет секреты устройства Земли. Д ля такого устройства нужны спе­
циальные сплавы, особая технология, более точные приборы.
Читатель может сказать, что все равно это не те проблемы, которые
возникают при строительстве ракет. Не спешите с вьшодами. Другой со­
ветский изобретатель М.И. Циферов сделал своего ’ ’крота” в виде особо
прочной трубы - конуса с соплами, связанными с реактивными двига­
телями, работающими от пороховых зарядов. Получилась ракета, кото­
рая может работать и на жидком топливе. Такой реактивный снаряд
сможет проникнуть в породу на глубину 1 км за несколько минут. Запус­
кается в глубины недр — ’ ’космос наоборот” — ракета со специальной
платформы, имеющей направляющие (выражение ’ ’космос наоборот”
ввели геологи, подчеркивая большую важность этой проблемы для чело­
века). Ракета, возвращаясь на дозаправку, будет привозить большой
объем научной информации. Можно будет увидеть тайны недр на экранах
телевизоров. А со временем специально подготовленные геофизикич^пелеологи, возможно их назовут ’ ’земленавтами” или ’ ’недронафтами” ,
расскажут нам об увиденных там красках, электрических разрядах, из­
лучениях и других открытиях. В будущем лучшие умы человечества
будут заняты созданием сплава, вьщерживающего различные сложные
космические условия. Но сегодня уже очевидно, что овладеть ’ ’космо­
сом” недр, его неизведанными глубинами не менее сложно, и сюда придут
самые способные. Э.А. Новиков в своей книге ’ ’Таинственность очевид­
ного” (Л ., Недра, 1983), пишет, что задачу создания такой земной раке­
ты решит содружество ракетчиков-автоматчиков, горняков и физиков-материаловедов. А глубинный каротаж недр обеспечат геофизики.
В зоне Кольской сверхглубокой скважины нужно создать полигон,
природную геофизическую лабораторию, в которой будут проводиться
постоянные многовековые наблюдения за недрами.
Идея бурения сверхглубоких скважин с научными целями была выдви­
нута советскими геологами в 30-х гг. В 1961 г. была разработана специ­
альная программа сверхглубокого бурения. Она являлась коллективным
творчеством геолога Н.А. Беляевского и геофизика В.В. Федьшского,
Н.А. Беляевский возглавлял геологическую, а В.В. Федьшский — геофизи­
ческую службы Министерства геологии СССР. Хорошо зная геофизичес­
кую изученность СССР, они предложили пробурить пять сверхглубоких
скважин, чтобы встретить осадочный слой и нижнюю границу земной ко­

ры — базальтовый слой. Скважины размещались по всей территории Со­
юза — от Карелии до Курил. Предполагаемые глубины скважин — до
15 км . Скважины должны выяснить поведение вод и водных растворов
(включая рудоносные), газовое дыхание планеты - характер и состав
поднимающихся газовых эманаций, обеспечить получение уникальных
геологических разрезов различных типов, изучение физических свойств
горных пород на глубине и уточнить на этой основе представления о ба­
зальтовом слое и связанных с ним выявленных по геофизическим дан­
ным границах с изменениями скоростей упругих волн на глубинах от
нескольких до 70 км , названных границами Конрада и Мохоровичича,
я, кроме того, о процессах метаморфизма на глубине, строении области
зарождения гранитов, а также должны обеспечить проверку данных гео­
физической интерпретации. Все это позволит накопить сведения о глубин­
ных процессах и строении земной коры.
В начале 60-х гг. были разработаны рекомендации по бурению скважин
глубиной до 15 км. Сначала пробурили Аралсорскую сверхглубокую сква­
жину в Прикаспийской впадине. Ее глубина составила 6806 м. Скваж 1ша
получила название первой сверхглубокой или сокращенно СГ-1. В этом
же районе потом пробурили вторую сверхглубокую скважину Биикжальскую (С Г -2 ). И вот в 1970 г. приступили к бурению Кольской сверхглубо­
кой скважины СГ-3. Сегодня руководит программой глубинного изуче­
ния недр министр геологии СССР Е.А. Козловский. Он возглавляет науч­
ный совет по проблеме ’ ’Изучение недр Земли и сверхглубокое бурение” .
За открытие месторождения олова в Хабаровском крае ем у и группе ге­
ологов была присуждена Ленинская премия. Одним словом, Евгений
Александрович прошел все ступеньки от студента до министра. Вот что
он говорит о раскрытии секретов недр на глубине: ’’Уникальный материал
о состоянии и характеристиках вещества земной коры на больших глуби­
нах позволяет более уверенно прогнозировать дальнейшее развитие ми­
нерально-сырьевой базы СССР. Технико-технологические средства и на­
копленный опыт отечественной ш колы сверхглубокого бурения являются
хорошей основой для дальнейшего повышения эффективности проход­
ки глубоких скважин на нефть, газ и твердые полезные ископаемые.
Сверхглубокое бурение в комплексе с аэровысотными космическими,
геофизическими, геохимическими исследованиями, поисковыми и разЬедочными работами на суше и на море обеспечивают ускоренное разви­
тие работ по геологическому изучению территории и увеличению разведан­
ных запасов минерально-сырьевых ресурсов СССР” *. Очень высокую оцен­
ку получили работы по сверхглубоком у бурению на Х Х У П Международ­
ном геологическом конгрессе, проходившем в Москве в 1984 г.
Согласно многолетней программе, будет пробурено около двадцати
сверхглубоких скважин на глубину 7—12 км на территории Урала, в Крас­
ноярском крае, на территории Украинской ССР, Узбекской ССР, в Запад­

На)

* Коновалов Б. В глубь земли (одиннадцать километров через царство Плуто- Известия, 1982,19 февраля, с. 6.

ной Сибири, в Печерской низменности, в Краснодарском крае, в Прикас­
пийской низменности. В Азербайджане бурится еще одна сверхглубокая
скважина - Саатлинская для изучения нефтегазоносности Куринской
депрессии. Эта программа затрагивает фактически все районы страны,
рассчитана на длительный период и здесь будет много работы для всех.
В значительной части скважин, а может быть и во всех в обозримом бу­
дущем будут установлены длительные периодические наблюдения за про­
цессами, происходящими в недрах, будут созданы уникальные геофизи­
ческие обсерватории.
Сверхглубокая скважина СГ-3 внесла поправки в температурный гра­
диент. С поверхности Землю нагревает Солнце, а внутри проявляется соб­
ственное тепло Земли. Его давно стали замечать в шахтах, скважинах
и горячих источниках вод. Температура - первый физический параметр,
исследованный по скваяшне.
Ученые считают, что в среднем температура поднимается на 1 °С че­
рез каждые 33 м глубины. Выясняли этот факт долго. В 1744 г. М.В. Л о ­
моносов в своем труде ” 0 вольном движении воздуха, в рудниках при­
меченном” отметил повьппение температуры в рудниках в зависимости
от земного и солнечного тепла и высказал соображе 1шя о влиянии земного
тепла на геологические процессы.
Люди сталкивались и с многолетней мерзлотой, и с горячими источни­
ками в удаленные от нас годы и века. В 1731 г. С.П. Крашенинниковым
была измерена температура воды в источниках на Камчатке. В 1768 г.
П.С. Паллас, измеряя температуры в нефтяных источниках Поволжья,
открыл связь подземного тепла с составом пород и показал тем самым
возможность расчленения геологических слоев разреза по данным наблю­
дений температуры.
Д.В. Голубяттшков — видный русский геолого-нефтяник — впервые
обратил внимание на то, что измерение температуры помогает изучению
геологических разрезов скважин из-за различной теплопроводности гор­
ных пород. В 1908 г. Д.В. Голубятников провел впервые измерения тем­
пературы по скважинам нефтяного района на Апшеронском полуострове.
Это позволило узнать температуру геологических слоев, содержащих
нефть, пустых слоев и притекающей к забою скважины воды. Проведя
измерения в 327 скважинах, Д.В. Голубятников установил, что средняя
величина геотермической ступени составляет здесь 24,8 м/°С. Вместе с
тем были выявлены отклонения от среднего значения до 16,5 м/°С в одну
сторону и до 48,3 м/°С в другую. Д.В. Голубятников связьшал эти изме­
нения с притоком вод.
На основании большого числа измерений температуры водоносных и
нефтеносных горизонтов Д.В. Голубятников выявил следующую законо­
мерность — температура нефтеносного горизонта при одинаковых усло­
виях всегда ниже температуры водоносных горизонтов. Это открытие явление из мира неживой природы — получило название ’ ’эффект охлаж­
дения” . И сейчас им пользуются при определении местоположенйя нефтя­
ных пластов.

рис. 11. Ртутный термометр для измерения температу­
ры в скважинах.

1 ~ термометры ; 2 - латунны й цилиндр; 3 - гильза;
4 — пружинные амортизаторы; 5 — ф онари; б — груз
(п о Д .И . Д ья к он о в у, В.Н. Д а х н о в у )

Измерять
температуру можно простым
ртутным термометром, опускаемым в скважи­
ну в специальной гильзе. На практике широко
используются электрические термометры, ос­
нованные на измерении зависимости удельного
электрического сопротивления медной, желез­
ной или никелевой проволоки от температуры.
Такой термометр тоже размещают в сква­
жинном снаряде (рис. 11). Учеными составлены
карты температур как для всей страны, так и
для отдельных ее районов (табл. 4 ). Но ученые
считают, что измерений температуры сделано
еще недостаточно. Вместе с тем при бурении
скважин, проектировании глубоки х карьеров и
подземных горных выработок необходимо знание термических харак­
теристик горных пород.
Выявленная особенность использования геотермических исследований
скважин сегодня широко применяется для изучения глубинного строения
Земли. Однако параллельно встает и другой вопрос - о связи теплового
режима и радиоактивности планеты. По данным исследований, вклад
составляющей, связанной с радиоактивным распадом, в общий тепловой
поток составляет от 60 до 10 % и ниже.
Человечество ищет новые источники топлива. В последнее время боль­
шое внимание уделяется так назьшаемым возобновляемым источникам
тепла, таким как ветер, солнечная энергия, морские приливы и глубинное
Т а б л и ц а 4. Средние геотермические ступени
в отдельных районах СССР (по И.М. Дворову)

Район

Геотермичес­
кая ступень, 1
м/°С

Северный Кавказ (Гроз­
ненский район)
Ддгестан

12,0
21.4

Западное Предкавказье
(Майкопский район)
Апшеронский полуостров
Западное Предкавказье
Донбасс
Эмба

25,1
27,4
31,6
32,2
33,3

Район

Украина, западная часть
Нижнее Поволжье
Карагандинский бассейн
Самарская Л ука
Башкирская АССР
Ьелорусская ССР
Камское Приуралье
Балтийский щит
Кривой Рог

Геотермичес­
кая ступень,
м/^С
42,2
49,5
62,0
64,3
82,6
86,5
88,2
92,5
112,5

тепло Земли. Некоторые ученые считают, что овладение солнечной энер­
гией и глубинным теплом Земли — проблемы, не уступающие по значению
управляемой термоядерной реакции.
Изучение геотермических режимов в различных районах земной коры
используется для геолого-геофизического обоснования выделяемых теп­
ловы х зон - термальных месторождений, которые представляют интерес
для использования тепла Земли при теплофикации и выработке электро­
энергии. В ряде мест созданы геотермальные системы коммунального
теплоснабжения. В таких городах не будет сажи и копоти, в домах, оран­
жереях, бассейнах используется термальная вода. В различных районах на­
шей страны имеются месторождения термальных вод. Их ищут и изучают
с помощью геофизики.
Особенно актуальна эта проблема для Северо-Востока нашей страны.
В этом регионе имеются месторождения алмазов, золота, олова, вольфра­
ма. Но здесь холодный, суровый климат с коротким летом. Доставлять
сюда топливо дорого. Поэтому на Северо-Востоке нужно искать как мож­
но больше источников тепла. И они уже есть. На Чукотке известно 13
источников с температурой воды до 90 °С. ■
Сибирский геолог, ученый и поэт П. Драверт описал такой источник
в стихах:
Близ Ледовитого седого океана
В Колымском крае есть горячие ключи.
Зимой красуется над ними шлем тумана,
А выше - сполохов чеканятся мечи.
Но, в почве ледяной дорогу пролагая,
По-прежнему, ключи, как в летний день, бурлят
И, влажной теплотой снега уничтожая.
Потоки вод живых в расселинах струят.

В ЭТИХ краях геофизиками ведется большая работа по поиску и изучению
термальных вод. Особенно велико будет значение термальных вод по мере
уменьшения запасов нефти, газа и угля. Сегодня запасы энергии термаль­
ных вод оцениваются по скважинам глубиной в несколько километров.
Развитие сверхглубокого бурения на глубины до 10-15 км откроет но­
вые перспективы по увеличению запасов источников тепла, так как на та­
ких глубинах температура повьплается до 200-350 °С.
Геологи и геофизики считают, что на глубине 50 км температура м о­
жет достигнуть 1500 °С , поэтому там все породы и минералы расплавле­
ны! А если это так, то запасы энергии станут еще больше. Вот почему
так важно сверхглубокое бурение и геофизическое изучение скважин.
А сколько можно взять тепла от Земли? Ученые приблизительно под­
считали, что если взять 1 % тепла, то ничего не изменится в процессах
Земли, а если взять 5 или 10 % — сегодня это неизвестно. Но завтра ученые
ответят и на этот вопрос. А сколько можно взять руды с поверхности и
из глубины Земли? Ведь Земля — это наш космический дом. Не нарушим
ли мы его ’ ’заклепки” и ’ ’ опорные рамы” , вьшув весь металл в виде руды
из Земли? Может быть брать можно только часть? Какую? Это тоже вопро­
сы, на которые ученым-геофизикам предстоит ответить. А чтобы отвечать

на них, необходимо изучать пространство между скважинами геофизи­
ческими методами.
Вся территория СССР будет пересечена профилями для глубинного
изучения строения Земли. На этих профилях в первую очередь будут про­
водиться измерения магнитных и электрических полей, а также сейсмо­
разведка и гравиметрия. Все это позволит Ь конце концов узнать, как
устроена наша планета и как она ф)шкционирует, а отсюда станет ясным,
как ее лучше эксплуатировать.
Перед выбором места для Кольской сверхглубокой скважины (как
говорят геологи, перед ее ’ ’закладкой” ) в районе были проведены реги­
ональные геофизические исследования. По данным, полученным на сейс­
моразведочном профиле, оказалось, что одна из глубинных границ земной
коры должна находиться на глубине 7 км. Там должно быть резкое изме­
нение упругих свойств, которое можно интерпретировать как нижнюю
границу земной коры, переход к мантии. Но такой границы сверхглубо­
кая скважина не встретила. Приборы работали надежно. В чем же дело? —
В секретах распространения сейсмических волн или новых свойствах
глубин недр? Наука ждет ответа.
И еще раз подчеркнем; мы получаем сейчас сведения об удаленных
от нас планетах Луне, Марсе, Венере, Юпитере . . . Мы заглядываем в глубь
атома, но о Земле — планете, на которой человечество живет и по которой
ходит, знаем очень немного.

ГЕОФИЗИКЛ«ВСЕВИДЯЩИЙ ГЛАЗ»
АРХЕОЛОГИИ
Золото Минской дамбы
Гончарные печи притягивают магнитную
стрелку
Электроразведчики составляют карту
древнеримской виллы до раскопок
Эхолоты рисуют планы затопленных
городов
Археологические объекты различных
районов страны ж дут геофизиков

Немецкий археолог Г. Шлиман поверил в легенду и, используя описания,
прочитанные в Илиаде, нашел руины Трои.
Если за дату рождения современной археологической разведки при­
нять 1870 г. - начало раскопок Шлимана, то оба вида разведок (геофизи­
ческая и археологическая) оказьшаются почти современниками. В геофи­
зической и археологической разведках есть много общих задач. Прежде
всего, они ставят перед собой сходные цели поиска объектов в недрах
Земли. Правда, если перед геофизикой в основном стоит задача поисков
месторождений полезных ископаемых, залегающих обычно на больших
глубинах и имеющих значительные размеры, то археологическая разведка
направлена на обнаружение памятников минувших веков, которые распо­
ложены на небольшой глубине и очень малы.
Основным и, пожалуй, решающим преимуществом, благодаря которо­
му геофизические методы завоевывают все большее и большее признание
и начинают применяться при поискахархеологических объектов, являет­
ся то, что они позволяют выявлять различные погребенные сооружения,
не нарушая поверхностного слоя почвы и самого объекта поисков. Приме­
нение геофизических методов в несколько раз сокращает объем земляных
работ, а следовательно, снижает стоимость археологической разведки.
Вторым существенным преимуществом геофизических методов раз­
ведки является глубинность. Практически при решении археологических
задач геофизическими методами глубина исследований не ограничивает
исследователя. В ряде случаев археолог может сам задавать глубину поис­
ка, что приобретает чрезвычайно важное значение при разработанном со­
ветскими археологами послойном методе изучения археологических па­
мятников. С помощью геофизических методов можно вести обследование
значительных площадей в сжатые сроки и с достаточной степенью надеж­
ности.
В древних летописях бьши найдены сведения о том, что летом 1216 ганглийский король Иоанн Безземельный отправил королевскую казну
из замка Кингс Линн в столицу Англии Йорк. Последний раз обоз с коро­

левскими сокровищами видели на берегу залива Уош, но больше его уже
никто не видал . . . Обоз исчез. Остались только списки того, что хранилось
в королевской казне, да время от времени на берегу находили золотые
монеты старинной чеканки. Эта легенда о пропавших сокровищах дошла
до наших дней, и в 1906 г. на основании изучения исторических материа­
лов было сделано предположение, что обоз был затоплен большой прилив­
ной волной во время передвижения по дороге - древней дамбе через д о­
лину реки Нин. Прежде чем искать пропавшие сокровища, следовало най­
ти дамбу, которую за столетия занесло песком. На месте залива появи­
лись поселки, сады и огороды. Где проходила древняя дамба, можно бы­
л о только предполагать, но для поисков сокровищ это следовало знать
точно.
В 50-х гг. нашего столетия за проверку высказанной гипотезы взялись
геофизики. Были применены приборы для измерения среднего удельного
сопротивления почвы при протекании электрического тока. Эти приборы
аналогичны тем, которые используются в геологии при поисках месторож­
дений полезных ископаемых (см . разд. ’ ’ Как электромагнитные волны
просвечивают Землю” ) . Сквозь почву, которая,естественно,непрозрачна,
с помощью таких приборов можно ’ ’видеть” то, что находится в недрах,
и до начала раскопок составить план этого объекта, в нашем случае — дам­
бы. А потому около нее можно начать поиски сокровищ. Геофизики счи­
тали, что глиняная дамба, по которой передвигался обоз с сокровищами,
должна быть более электропроводной, чем пески, засыпавшие дамбу.
Д ля проверки гипотезы в лаборатории провели модельные работы. Из
алюминиевой фольги сделали модель дамбы, а налитая сверху подсолен­
ная вода играла роль влажного песка. Измерения на модели показали,
что дамбу можно найти. После этого была снаряжена экспедищ 1я в доли­
ну реки Нин. Здесь были проведены измерения электрических свойств
почв и глины. Результаты оказались интересными: узкая полоса понижен­
ных сопротивлений действительно пересекает долину. Может быть это
дамба? Однако полоса проходит не там, где предполагалось. Д ля провер­
ки данных геофизиков пробурили несколько скважин. В грунте, подня­
том из скважины на поверхность, удалось обнаружить облом ки эмали,
железных предметов, крупинки золота, серебряные нити. Ученые заду­
мались, не следы ли это древней тайны — потерянного семьсот лет назад
обоза с сокровищами? Проверка еще не завершена.
Первые работы в СССР по применению геофизики в археологии бьши
проведены на неолитической стоянке Вьюн под Ленинградом. Как пока­
зали археологи, тысячи лет тому назад наши древние предки приходили
сюда охотиться из района Валдая. Сейчас от древней жизни остался лишь
культурный слой, содержащий облом ки керамики, камней и углей кост­
рищ. Культурный слой перекрыт слоем почвы. Гранищ.1 его распростра­
нения нужно было определить. С этой целью применили геофизические
приборы, в частности магнитометр, измеряющий напряженность магнит­
ного поля Земли.
Известно, что керамика магнитна вследствие содержания в глине,
из которой она изготовлена, магнитного минерала магнетита, поэтому к

керамике, даже находящейся под землей, притягивается стрелка магни­
тометра. Наблюдая отклонения магнитной стрелки, можно определить
контур слоя с керамикой. Так были обнаружены границы стоянки неоли­
тического времени.
О коло города Шепетовки имеются руины города Изяславля, сожжен­
ного при татарском нашествии. Археологи изучили часть города, ограни­
ченную городским валом. Но им не удавалось найти ремесленный приго­
род, так как на поверхности земли никаких видимых следов его не было
обнаружено. Тогда применили магнитометры, с помощью которых уда­
лось обнаружить древние гончарные печи.
О коло Одессы находятся развалины города Ольвии, где также давно
трудятся археологи. Однако часть развалин города затоплена и находится
на дне Черного моря в прибрежной части. Здесь применили акустические
методы разведки. Прибор, похожий на эхолот, был установлен на судне,
которое проплывало над затопленной частью города по параллельным
маршрутам. При этом регистрирующими приборами записывались мель­
чайшие неровности дна. На отдельных маршрутах вырисовьшались высту­
пы, свидетельствующие о наличии стен, улиц. Сопоставляя диаграммы по
параллельным маршрутам, удалось выяснить план затопленной части го­
рода. Стало ясно, куда нужно посьшать аквалангистов для подводных
исследований.
В Белоруссии археологи исследуют древние шахты наших далеких
предков, где первые горняки в толще мела добывали кремни для своих
орудий труда. Здесь с помощью измерения удельного сопротивления
пород удалось отметить засьшанные почвой входы в шахты.
В северо-западном Крыму, недалеко от древнегреческого города Калос-Лиммена, Херсонский музей проводил раскопки античной виллы.
Сотрудники Ленинградского отделения Института археологии провели
там съемку с электроразведочным прибором. В результате еще до раско­
пок удалось воспроизвести план здания, обозначить на плане комнаты и
даже дверные проемы по повышенным значениям удельного сойротивления. После этого на местности с учетом плана были вбиты кольппки и
вдоль предполагаемых стен натянуты веревки. Когда начали копать, то
к удивлению собравшихся веревки оказались точно над стенами комнат
(рис. 12).
В Крыму, на окраине Севастополя, находятся руины одного из древ­
нейших и крупнейших городов на юге нашей страны — античного Херсонеса. В окрестностях древнего города известно несколько обширных антич­
ных и раннесредневековых некрополей. Захоронения совершались в скле­
пах, вырубленных в коренных слоистых известняках. Сейчас эти склепы
с поверхности совсем не видны. ’ ’Увидеть” их удалось лишь после семи
лет совместной работы исследовательских коллективов кафедры геофи­
зики М ГУ и Ленинградского горного института. В ходе поиска были ис­
пытаны различные геофизические методы.
В рыхлой породе нашими предками вырубалась камера склепа, а плот­
ные известняки служили полом и кровлей, обеспечивая договечность со­
оружения. Этот плотный известняк кровли, плохо пропускающий элект-

рис. 12. Графики кажущегося удельного электричес­
кого сопротивления над стеной раскапываемой антич­
ной виллы.
Римские цифры — ном ера п роф илей, арабские — р аз­
носы А В в м ; А — полож ение стены, оконтуренной по
граф икам
^ ~ вскры тая ш ур ф ом часть стены

рический Т О К , И был долгое время препятстви­
ем, о которое разбивались попытки найти
склепы методами электроразведки. Бы ло оп­
робовано много различных вариантов разведки.
Остановились на так называемом методе вычи­
тания полей, позволяющем частично нейтрали­
зовать влияние верхнего, непроводящего слоя.
Данные электроразведки удалось подтвер­
дить результатами сейсморазведки — ’ ’просве­
л ш .ю
чивания” толщи известняков звуковыми в ол­
нами.
Безусловно, геофизическое картирование
археологических памятников — это важнейщая
ш.ю
задача археологической геофизики, но ее воз­
можности этим не исчерпываются. Не меньшую
2м
1
информащпо можно получить, скажем, изучая с 1
I
помощью геофизики археологический объект в
га 15 Ом м
его вертикальном разрезе. Д ля этого служит
метод вертикального электрического зондиро­
вания.
Территория Восточной Европы буквально усеяна городищами - у к ­
репленными поселениями разных времен, сохранившими до наших дней
мощные оборонительные сооружения — валы и рвы. Изучение этих укреп­
лений важно для изучения фортификационного искусства в различные
исторические периоды, реконструкции первоначального вида укреплений,
выяснения их сохранности и т. д. Однако раскопки таких гигантских
сооружений - дело трудоемкое, медленное и дорогостоящее. Городище
Луковка, возникшее в середине первого тысячелетия нашей эры, сущест­
вовало до X III в. В задачу исследования входило выяснение структуры
валов городища и их первоначальной конфигурации. Расшифровка резуль­
татов измерений показала, что конструкции северной и южной систем у к ­
реплений городища различны. Оказалось разным и время их возведения.
Северная система в том виде, в каком она дошла до нас, была сооружена
тогда, когда на городище уже существовал культурный слой, скорее
всего — эпохи Древней Руси.
Металл о к оло поверхности земли можно обнаружить миноискателем.
Верхний слой почвы часто бывает заражен металлом, не имеющим исто­
рического значения: следы войны, современной хозяйственной деятель­
ности человека. Кусочки металла мешают археологам. С помощью мино­
искателя можно быстро найти и убрать эти обломки. Но возможности ар­
хеологической геофизики использованы далеко не полностью.

в Приморье имеется много следов жизни древних людей. В частности,
здесь можно обнаружить поселения с большим количеством керамики.
Остатки кирпичных дымоходов в домах наших далеких предков можно
искать с помощью магниторазведки. Обожженные кирпичи по своим маг­
нитным свойствам близки к керамике, о которой уже был разговор. В ря­
де случаев, например на Шайгинском городище в Партизанском районе,
встречены железоплавильные печи — это тоже объект поисков, где можно
применить магнитометр.
В краеведческом музее г. Ивано-Франковска представлены памятники
старины, найденные археологами. В витринах лежат обработанные време­
нем предметы, которыми когда-то пользовались наши предки, - серпы
и кирки из железа, найденные в Сарматском могильнике в с. Островец,
керамика из трипольского поселения, обнаруженная около с. Независьк о , и другие предметы раскопок в с. Поточище, Городенко и др. Во вре­
мя таких раскопок труд археологов можно облегчить, используя геофи­
зические приборы. В краеведческом музее г. Сухуми экспонируется мно­
го старинных бронзовых предметов. Это клад бронзовых топоров, най­
денных на Сухумской горе, бронзовые слитки, предметы из погребений
эпохи бронзы. Бронзовые предметы хорошо проводят электрический
ток и их можно искать с помощью электроразведки.
Где-то на дне Сухумского залива находится затопленная часть древне­
го города под названием Диоскуриада. Найти затопленный город очень
важно для археологов. При поисках его большую роль могут сьп-рать
эхолоты.
В Пицунде есть храм, сооруженный в X —X I вв. и относящийся к ин­
тереснейшим памятникам средневекового зодчества. Сейчас там истори­
ческий музей. Но не все знают, что недалеко от храма находилось древне­
римское поселение. Часть его вьшвлена раскопками. Эти раскопки откры­
ли небольшую крепость — остатки крепостной стены и башен, древний
храм, бани, водопровод. Другая часть поселения, невидимая с поверхнос­
ти, выявлена электроразведкой. Закартированы остатки стен древнего
поселения. Эти работы проведены сотрудниками Института истории, ар­
хеологии и этнографии им. И.А. Джавахишвили АН Грузинской ССР.
О коло Бзыбской крепости по дороге на озеро Рида находится сторо­
жевая башня. Существует легенда, согласно которой от этой башни идет
подземный ход. Найти его можно с помощью геофизики - электричес­
ких и магнитных методов. От старинных крепостей или храмов очень час­
то подземные проходы вели к водоемам или пещерам. Искать эти подзем­
ные пустоты-ходы М0 Ж1Ю так же, как, например, искали древние шахты
в толще мела.
В г. Гагра есть музей старинного оружия, найденного при раскопках
на территории Абхазии. Там представлено ор)окие разных времен. Это на­
конечники для стрел, шары для пращей каменного века, боевые топоры,
шлемы, кинжалы эпохи поздней бронзы; оружие из железа — щиты,
шлемы и кольчуги. С интересом смотрится этот небольшой, но со
вкусом оформленный музей. А сколько еще таится в земле металличесбронзы хорошо проводят элекгрический ток и их можно найти с помощью

электроразведки; мечи и кольчуги магнитны и для их поисков можно
применять магниторазведку.
В Краеведческом музее г. Сочи экспонируются предметы, найденные
при археологических раскопках. Из сарматских погребений демонстри­
руется большой сосуд пифос для хранения зерна и вина. Он из керамики и
мог быть найден с помощью магниторазведки. На стендах музея размеще­
ны слитки меди и бронзы, свинцовые грузила, бронзовые браслеты и топо­
ры. Эти металлические предметы, найденные в районе г. Сочи, можно бы­
ло искать с помощью электроразведки.
Много археологических экспонатов, отражающих жизнь в Геленджикской бухте, выставлено в Краеведческом музее г. Геленджика. Интенсив­
ное современное строительство в районе Геленджика требует проверки
археологами всех строительных площадок. Это необходимо для того,
чтобы случайно строители не повредили ценные археологические объекты.
Очень много работы у археологов Геленджикского краеведческого музея.
И, конечно, им должна помочь геофизика. Стоянки неолитического чело­
века на побережье Геленджикской бухты, курганы на Толстом мысе,
древнегреческие колонны — это благодатные объекты для геофизики.
Возможно, в геофизических организациях найдутся энтузиасты, которые
помогут археологам приоткрыть здесь тайны веков. Может быть, и Вы
станете таким энтузиастом? Ведь во многих районах нашей страны ведут­
ся поиски древних и старинных объектов.
Итак, в раскрытии тайн прошлого все большая роль отводится геофи­
зическим методам исследований, и если геофизики, археологи и краеведы
станут теснее сотрудничать, дело от этого только вьшграет. Такой инсти­
тут, как Ленинградский горный им. Г.В. Плеханова, уже готовит инженеров-геофизиков с археологическим уклоном .

ГЕОФИЗИКА ПОМОГАЕТ
ПОИСКАМ ВОДЫ
И СТРОИТЕЛЬСТВУ

Про камни, с виду не проводящие
электрический ток, и фундаменты
Многолетняя мерзлота может испортить
трубопровод
Электричество помогает увидеть в земле
воду
Известняк + вода = карст

Нефтяной или газовый трубопровод, железнодорожную насыпь, гидроэ­
лектростанцию и даже дом не всегда можно построить без геофизики.
. . . Скалы и между ними река. Здесь нужно построить плотину и здание
для электростанции, в котором будут стоять турбины. Д ля таких больших
и тяжелых сооружений нужен очень крепкий фундамент. А если стройка
идет в горах, то лучше всего для фундамента использовать прочные скалы.
Оказывается, что скала скале рознь. С виду прочные и крепкие камни
могут иметь пустоты, ослабленные зоны. Даже если нарушения сплош­
ности горной породы и не заметны на глаз, они, безусловно, влияют на
ее физические свойства. В первую очередь изменяется удельное электри­
ческое сопротивление; от 5000 до 50000 0 м м для образцов без трепдан,
и от 5000 до 100 0 м м при наличии обводненных треищн. Маленькие
полости пропитываются водой, а она снижает удельное сопротивление
всего образца (все горные породы в естественных условиях пропитаны
влагой в большей или меньшей степени). Поэтому там, где планируется
строительство крупных сооружений, например гидроэлектростанций, нуж­
но проводить электроразведку. Ее результаты по изучению удельного со­
противления горных пород непосредственно в естественном залегании
помогут найти участки нарушенных ослабленных пород, где нельзя ни
возводить плотины, ни строить здания.
Очень опасны породы с включениями графита. Однажды на таких по­
родах без проверки постав1ши тяжелый фундамент. Под действием его
давления на породы по графитовым чешуйкам ’ ’заскользили” одни части
основания относительно других. А за ними стали перемещаться и блоки
фундамента. Графит действовал в данном случае как смазка. Построен­
ный дом стал двигаться и дал трещины. Но так было раньше. Сейчас
на крупных стройках работают геофизики и выявленные участки ос­
лабленных горных пород проверяют бурением скважин или шурфами.
В сл)Д1ае необходимости переносят сооружение в новое место либо при­
нимают специальные меры для укрепления фундамента.
Строится железная дорога. Рельсы укладываются на насыпь. Железно­
дорожные пути подходят к станции. На станции должна быть вода. Д ля

насыпи нужен песок и щебень — строительные материалы. Все это должны
найти геологи и геофизики. Эти объекты - вода и песок — обладают раз­
личным удельным электрическим сопротивлением. Вода имеет невысокое
удельное сопротивление, приблизительно 150 Ом-м, сухие песчаные б ло ­
ки — более высокое, до тысяч Ом-метров. Поэтому, измеряя удельное
сопротивление горных пород в районе стройки, можно вести поиск песча­
ных зон и обводненных участков. Площади, где выявлено высокое удель­
ное сопротивление можно интерпретировать как места предполагаемых
скоплений уплотненного песка. На участках с аномалиями пониженного
удельного сопротивления предполагается наличие обводненных зон. П о лу­
ченные данные передаются для дальнейшей проверки геологам и буро­
викам. Сюда привозят буровые установки, но бурят только в пределах
выявленных геофизиками зон, что резко сокращает расходы.
. . . Сибирь. Мороз. Участок с многолетней мерзлотой. Красные вагон­
чики строителей и звездочки аппаратов сварщиков. Здесь в сжатые сроки
строится трубопровод. Но что будет летом? Оттаят замерзшие болота и
участки многолетней мерзлоты, поэтому трубопровод может просесть:
провалятся в оттаявший грунт опоры, а за ними начнут изгибаться и л о ­
маться трубы. И здесь тоже нельзя обойтись без геофизиков. С помощью
приборов выбирают наиболее прочные, не оттаивающие летом участки.
Д/1я них характерны высокие удельные сопротивления, которые связаны
со льдом.
На трассах нефте- и газопровода и на других строительных площад­
ках выявляют локальные талые зоны (талики) на фоне больших масси­
вов мерзлых пород. Делают это с помощью электроразведочных методов
зондирования и профилирования (рис. 13). Зоны повышенных значений
удельного сопротивления свидетельствуют о наличии в земле мерзлых
пород. Ведь если построить дом прямо на талике, который летом растает,
работа строителей пропадет - дом рухнет. Перед строительством также
очень важно выявить трещиноватые зоны - и здесь электроразведка иг­
рает большую роль. Особенно эффективны здесь методы бесконтактной
электроразведки, так как электроды в условиях замерзшего грунта до­
вольно трудно устанавливать. А всего в нашей стране 47 % территории
относится к зоне многолетней мерзлоты.
. . . Вот трубопровод построен. Сразу же под действием различных
физико-химических факторов он начинает подвергаться коррозии. Тру­
бопровод сооружен из металла и имеет низкое удельное сопротивление.
Поэтому в него стекаются все токи, тем или иным путем попавшие в поч­
ву за счет утечек от высоковольтных линий, электрифицированных желез­
ных дорог и т. д. По трубопроводу токи текут до участка, где окружаю­
щие грунты имеют очень низкое удельное сопротивление, и там вытекают
в землю, унося с собой ионы металла. Так происходит электрохимическое
разрушение металлического трубопровода. Поэтому трубопровод надо
прокладывать там, где нет участков грунта, активных в коррозионном от­
ношении. А как видно из действующих норм, такие участки почв харак­
теризуются высоким удельным сопротивлением.
В нашей стране имеется ряд районов, где широко развиты оползни.

Рис. 13. Типичная кривая ВЭЗ на участке сильно трещиноватых карбонатных пород
(по А .А . Огильви).
1 — повы шение удельны х сопротивлений в связи с уменьшением выветрелости п о­
р од ; 2 — понижение удельны х сопротивлений под влиянием грунтовы х в о д ; 3 — п о ­
выш ение удельны х сопротивлений, об условленное влиянием плотны х неразруш ен­
ны х пород

В первую очередь к ним огаосятся Поволжье и Крым. Расположенные на
правом берегу Волги города Горький, Саратов, Ульяновск и другие сис­
тематически страдают от оползней, и там ведутся противооползневые
работы. Электроразведка находит применение и при изучении оползней.
В комплексе с высокоточной магниторазведкой и микросейсморазведкой
можно закартировать оползни - определить направление и скорость их
перемещения, а также исследовать ложе, по которому двигается оползень.
Очень часто объектом поиска являются грунтовые воды в виде под­
земных потоков или линз пресной воды. Вода обладает пониженным
удельным сопротивлением, что позволяет искать ее с помощью электро­
разведки, например методом вертикальных электрических зондирований.
В пустынях поиски воды можно вести электроразведкой с аппаратурой,
установленной на самолете — пики на диаграммных лентах укажут на на­
личие воды в песках. Артезианские, трещинные, тектонические и карсто­
вые воды можно искать с применением электроразведки.
Не только поиск, но и изучение движения подземных вод доступно
геофизике. Д ля этого воду искусственно подсаливают, при этом изменя­
ется в сторону понижения удельное сопротивление водного горизонта.
Задача состоит в прослеживании зоны пониженного удельного сопротив­
ления — горюонта подсоленной воды. Засолонение воды производится
через скважину.

. . . Вода замерзла. Ее удельное сопротивление резко возросло. Поэ­
тому увеличилось удельное сопротивление горных пород, содержащих
влагу. Так, если песчаники с природной влагой имеют удельное сопротив­
ление 200-400 Ом-м, то в мерзлом состоянии их удельное сопротивление
возрастает более чем в 10 раз и составляет 3000-5000 Ом-м.
Способы поиска и разведки подземных вод изложены в вьпиедшей
в 1979 г. в издательстве ’ ’Недра” интересной книге А.К. Ларионова ’ ’Зани­
мательная гидрогеология” . Автор уделяет внимание и геофизике, говоря
об электроразведке методом ВЭЗ и профилировании, а также о сейсмо­
разведке.
Широко применяется сегодня для поисков воды метод радиоэлектромагнитного профилирования. Он разработан советскими учеными А .Г. Тарховым, Э.С. Седельниковым, А.В. Вешевым. Электропроводный слой
воды отражает радиоволны. Поэтому на поверхности земли оператор
с прибором наблюдает аномальные отсчеты ЭДС, пропорциональной нап­
ряженности поля радиоволн. В месте аномальных отсчетов можно встре­
тить воду.
На 40 % территории Советского Союза развиты карбонатные породы.
Они растворимы и поэтому под действием вод происходит их разруше­
ние с образованием различного рода плоскостей, пещер и трещин. Вследст­
вие этого закарстованные горные породы обладают уже др)тим и физичес­
кими свойствами, это обстоятельство нужно учитывать как в инженерной
геологии, так и при разведке месторождений полезных ископаемых.
Карстовые пещеры часто встречаются в СССР в Крыму, на Кавказе,
на Алтае и в Приуралье. От просачивания поверхностных вод в пещерах
появляются натечные формы — сталагмиты (от пола) и сталактиты (от
п отолк а ). Карстовые пещеры имеют очень сложные формы с ветвящими­
ся галереями. На дне галерей могут быть озера. При гидротехническом
строительстве карстовые полости могут стать путями утечки вод из во­
дохранилища или создать путь для водных потоков в обход плотины.
В случае работы на шахтах карстовые нарушения препятствуют проходке
шахт или могут быть каналом, по котором у происходит приток воды
в шахту вплоть до ее затопления. Так, в Кизеловском и ряде других рай­
онов, где добывают каменный уголь, некоторые перспективные месторож­
дения не разрабатывают только потому, что нет возможности остановить
подток воды через карстовые полости в горные выработки.
При изучении карста можно применять различные геофизические ме­
тоды. Комплексное исследование будет наиболее полным. Однако самые
эффективные результаты можно ожидать от электроразведки: трещины,
полости и вода обусловливают резкое изменение электрических свойств
закарстованных районов.
Практически все методы геофизической разведки находят примене­
ние в инженерной геологии. Так, радиоактивный каротаж используется
При расчленении глинистых пород: на диаграммах гамма-каротажа против
Пластов, сложенных глинами, наблюдаются повышенные значения гам­
ма-излучения.

Чтобы шучить основание для закладки фундамента здания, нужно
обследовать совсем небольшие глубины. В этом случае используют пере­
носные сейсмостанции. Аппаратура такой сейсмостанции может быть ус­
тановлена в чемодане. Источник упругой волны — кувалда, которой
ударяют по земле. В самой простой переносной сейсмостанции — один
канал и поэтому один сейсмоприемник. Такая сейсмостанция позволяет
выявлять наличие скального основания под песками, рассортировывать
грунты, обследовать трассы для прокладки трубопроводов и даже искать
археологические объекты на глубинах до десятков метров. Оператор
смотрит на экран прибора и считывает с него скорость распространения
упругой волны, вызванной ударом, - показатель, характеризующий гео­
логическую среду. Переходя с точки на точку, оператор изучает профиль и
получает представление о геологической среде на исследуемом участке.
Трещиноватость горных пород, поверхностные песчаные слои, карст,
водоупорные и водопронидаемые горизонты, оползни, ледники — это
краткий перечень обьектов, изучаемых геофизическими методами. И се­
годня во многих организациях, занятых строительством электростанций,
водопроводов, железных дорог, заводских корпусов, в гидрогеологичес­
ких и инженерно-геологических экспедициях работают геофизики.
Начатые в 20-х и 30-х гг. нашего столетия А.С. Семеновым и Л.Я. Нес­
теровым инженерные применения геофизики сейчас превратились в самос­
тоятельную ветвь геофизических исследований. Сегодня это направление
развивают А.А. Огильви и В.К. Хмелевской и другие видные геофизики.

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ

Органы чувств животных
и геофизические приборы
Рыбы, собаки, овцы
и муравьи предчувствуют землетрпсения
'Теологические"собаки ищут руду
Бионика — один из элементов
геофизики будущего
Возможные причины биогеофизического
эффекта и перспективы его
использования

Геофизики все время ищут принципы создания новых приборов для поис­
ка полезных ископаемых. Одним из путей научного поиска технических
решений является изучение особенностей строения живых организмов.
Это направление называется бионическим. Применительно к будущим ме­
тодам геофизики, рассмотрим возможные решения, подсказьшаемые жи­
выми организмами.
На живые организмы действуют все исследуемые в геофизике поля магнитные, электрические, гравитационные, сейсмические и др. Кроме то­
го, имеются живые системы, сами создающие электромагнитные и акус­
тические поля, а также реагирующие на запахи. В природе у живых систем
имеются аналоги почти всех устройств, которые используются геофи­
зиками.
Эхолокационные системы летучих мышей выдерживают сравнение с
изготовленными человеком радио- и эхолокаторами. Тропические рыбы
имеют органы, которые аналогищхы по функции устройствам, применя­
емым в электроразведке. У гремучих змей есть орган, который чувствует
Ничтожно малые изменения температуры. Медузы ощущают инфранизкоЧастотные звуковые колебания, связанные с приближением шторма. Это
чудесные органы и их сравнение с геофизическими приборами сделано
в нашей книге ’ Т е о л о ги я и живая природа” .
Известно также, что некоторые насекомые имеют органы, позволяю­
щие им реагировать на очень слабые механические колебания и малые пе­
ремещения среды — до миллиардных долей сантиметра. К таким насеко­
мым относятся водяные жуки; пауки чувствуют малые вибрации паути­
ны. У змей поверхность кожи играет роль мембраны, тоже очень чувстви­
тельной к колебаниям. Эти устройства не уступают сейсмографам и могут
Подсказать варианты конструкций новых приборов.
У живых систем имеются органы, позволяющие делать физико-хими^ к и й анализ весьма небольших концентраций веществ. Некоторые ры­
бы очень чувствительны к запахам и способны реагировать на пахучее

вещество при слабой концентрахцш. В будущ ем органы чувств некого,
рых живых систем — биологические детекторы — могут послужить про­
образами новых технических датчиков.
Вот рассказ, относящийся к 323 г. до н. э.: ” 3а несколько дней до зем­
летрясения, разрушившего город Геликос (Греция), кроты, ласки, ехид­
ны и сороконожки вышли из своих норок, обратившись в беспорядоч­
ное бегство” . Эта запись в античном источнике привлекает сегодня вни­
мание ученых.
Одним ю первых ученых, обратившим внимание на странное поведе­
ние животных перед землетрясением в г. Верный (ньше Алм а-Ата), был
наш соотечественник И.В. Мушкетов. По современным данным А .А . Ни­
конова, изучившего много источников отечественной литературы, с
1972 г. до сегодняшнего дня отмечено по крайней мере 25 землетрясе­
ний, перед которыми наблюдалось поведение животных, отклоняющееся
от нормального. Поэтому важную роль в прогнозировании землетрясе­
ний могут сьп"рать наблюдения за поведением живых существ. Известны
случаи, когда пастухи за некоторое время до начала землетрясения наблю­
дали казавшееся им странным поведение животных. Поведение овщ >1 да­
же описано в стихотворении;
На рассвете с прутом и свирелью
Я на пастбище стадо повел:
Луч еще только крался к ущелью,
И резвились ягнята у ног.
Но почуяли овщ>1 несчастье,
Застучали копытами вдруг,
Ущи чуткие насторожили Покачнулись тропинка и луг . . .

Это из цикла стихов ’ ’Раненая Черногория” , написанного сербским поэтом
Иоле Станишичем, на которого произвело большое впечатление земле­
трясение 15 апреля 1979 г. в Черногории.
С точки зрения биологии, наблюдаемое поведение животных является
реакцией на некоторые еще неизвестный источник беспокойства, который
как-то ощущается ими. К сожалению, этот вопрос совсем не изучен нау­
кой. Д ля того чтобы восполнить имеющийся пробел, в нашей стране соз­
дан специальный биосейсмологический полигон. Д ля него около г. Алма-Ата вьщелен участок площадью 30 га, который заселяется животными,
предположительно чувствующими приближение землетрясения. Всего из­
вестно около 70 видов животных, которые, по-видимому, м огут быть ис­
пользованы для прогнозирования землетрясений. Среди них сурок: при
одном из землетрясений в Казахстане (1978 г.) сурки вышли на поверх­
ность за 12 ч до начала землетрясений, что заметили пастухи. В числе пресмьжающихся — змеи: на юге Казахстана в Чимкентской области зимой
видели замерзающих ползающих по асфальту змей; в эти же дни наблю­
дались сильные подземные толчки в Ташкенте. Могут чувствовать приб­
лижение землетрясений лошади, коровы, овцы, свиньи, собаки, кошки,
крысы и мьшш. Имеются сведения о том, что якобы за 1,5 ч до Ашхабад­
ского землетрясения мзфавьи покинули муравейник.

Руководитель работ на указанном полигоне — зоолог проф. П.И. Мариковский обобщ ил накопленные в этой области сведения в книге,
выпущенной в 1984 г. Он рассказывает, что уже давно известно о криках
фазанов, вое собак и о рыбах, выбрасывающихся на берег перед земле­
трясением. Но раньше ученые не обращали на это серьезного внимания.
Теперь, как мы видим, поведение животных перед землетрясением стало
предметом научного исследования.
Имеется ряд гипотез об изменениях физических полей из-за про­
цессов, происходящих в Земле перед землетрясением и влияющих на жи­
вые организмы. К числу таких полей относится и электромагнитное.
Аномалии электромагнитного поля возникают за сутки, часы и минуты
до начала землетрясения и распространяются на значительные площади.
Из биофизических исследований известно, что сильным действием на
млекопитающих обладают естественные электромагнитные поля в диа­
пазоне 0,01—20 Гц. Этот диапазон частот совпадает с биоритмами мозга,
следовательно, даже слабые естественные электромагнитные поля могут
обладать заметным действием, что и обнаружено биологами. Поэтому
изменения электромагнитных полей, опережающие землетрясения, звуки,
включая инфра- и ультразвуки, электростатические явления, вьщеления
газов и другие физико-химические явления м огут быть причиной реакщш
животных.
Ученые изучают биологическую активность организмов в связи с мете­
орологическими процессами. Имеется много примет, которые отражают
накопленные народом сведения о связи между самочувствием человека
или животных и погодой.
Возникает вопрос; нельзя ли использовать для предсказания земле­
трясений людей, например гипертоников, чувствительных к изменениям
окружающей среды. Нужно отметить, что ученые давно занимаются изуче­
нием вопроса передачи информации из внешней среды в живые организ­
мы. В процессе развития последние все время приспосабливались к внеш­
ним условиям. Отклонения характеристик внешних процессов от нормы,
особенно влияющие на жизнь организмов, связанные не только с зем ле­
трясениями, но и с тайфунами, ливнями, магнитными бурями, могут
Вызвать защитные реакции. Такие реакции иногда можно использовать
для прогнозирования природных явлений.
Сейчас ведется большая разъяснительная работа среди населения, жи­
вущего в сейсмоактивных районах. Внимание людей обращается на необ­
ходимость наблюдения за животными, особенно в случае их необычного
Човедения. Такие сведения рекомендуется сообщать в научные центры.
Где ученые обрабатывают все материалы для прогнозирования землетря­
сений. Это полезно, хотя животные не могут считаться абсолютно надеж8Ь1ми ’ ’ прогнозистами” .
Землетрясение 1975 г. в Китае было предсказано в значительной стеЧени по сведениям, полученным от населения, о поведении различных жи­
вотных, в частности, бьшо отмечено, что до его начала змеи вьшолзали на
^Нег. Когда таких наблюдений набралось довольно много и их обработали

специалисты, бы ло сделано предположение о возможности землетрясения
и этот прогноз подтвердился.
Может быть, этот вопрос заинтересует и кого-то ш читателей. В таких
массовых наблюдениях, помимо специалистов - биологов, зоологов,
геофизиков, работников заповедников и ферм, могут принять участие
и юные натуралисты. Изучение вопроса с н а з ^ о й точки зрения начинается
только сейчас.
При изучении запахов большой интерес представляют собаки. Из мине­
ралогии известно, что издаваемый отдельными минералами запах является
одним из признаков, указывающих на их присутствие. Запах особенно
сильно подчеркивается при ударе. Так, мышьяк и арсенопирит издают
при ударе запах чеснока. Д ля сульфидных руд типичен запах сернистого
газа. Нефтяные газы также имеют характерный запах. Поэтому геологи
из Карелии стали использовать собак для поисков месторождений.
Собаку приучают к запаху образцов руды, поощряя ее лакомством.
Затем образец руды прячут под траву, а собака его ищет. Так ее дрес­
сируют. А затем уже в полевых условиях геолог берет собаку на поводок,
подает команду ’ ’нюхай” и собака ищет образцы руды. Однахсды один
парфюмер написал книгу про запахи, к которой были приложены фла­
кончики духов для иллюстрации и обучения. Ю1ига про запахи минералов
должна содержать страницы с наклеенными на них пластинками минера­
лов для того, чтобы можно было научиться их различать. Сейчас ученые
изучают строение органов обоняния и уже создают приборы — ’’ электри­
ческие носы” , используя рецепты природы.
Изложенное показывает, что, анализируя устройство органов чувств
живых систем, можно создавать полезные приборы для геологической
разведки. И в будущем элементы бионики наверняка помогут расширить
арсенал средств, используемых для геофизики. А иногда, как в случае
обучения собак, можно и непосредственно использовать органы чувств
дрессированных животных.
В связи с этим полезно рассказать и о . .. волшебной палочке. Герб
г. Петрозаводска тесно связан с горным делом. На нем — скрещенные
молотки, но помимо этого в соответствии с указом Екатерины П об уТ'
верждении герба г. Петрозаводска от 16 августа 1798 г. на гербе изобра­
жена рудоискательная лоза. Об этом написано в книгах по истории Каре­
лии и в прилагаемых к ним документах. Рудоискательная лоза в те вреMelfta считалась необходимым атрибутом горняка, однако о ней говорят
и пишут и в наше время.
С давних времен существуют рассказы о людях, на организм которых
влияет строение земной коры, в частности наличие рудных залежей или
воды. Известная реализация этого действия состоит в следующем: чело­
век, взявший в руки рогульку-прут и исхаживающий для поисков учас­
ток, над обьектом поиска чувствует, что прут наклоняется к объекту■
Такой процесс поисков с помощью прута, или, как его чаще называю!»
лозы — получил название лозоискательства (в последнее время — биогеофизического эффекта), а человек, занимающийся лозоискательством»
называется искателем. Описания этого явления встречаются как в дреВ'
них рукописях, так и в книгах наших дней.

h ic. 14. Старинная гравюра, на к ото р о й показан м ом ен т р абот на месторождении аоэонскатель ищет рудны е ж илы ( А ) , а р уд о к оп ы их разрабатывают ( Б )

Литературные источники, описьшающие данное явление, доиши до нас
из глубины веков (рис. 14). Интересно, что в те времена для людей этот
вид поисков считался столь же привычным, как для нас геохимия или
•лектроразведка. Тогда лозоискательство находило, конечно, чисто мисти­
ческое объяснение.
Появление литературы по лозоискательству можно отнести к 1500 г.
Так, в курсе горного дела Агрикола — крупнейший естествоиспытатель
своего времени — характеризует лозоискательство как применимый на
Практике метод. Однако уже тогда начали накапливаться сведения о том.
Однако уже тогда начали накапливаться сведения о том, что эти поис­
ки не всегда удачны, поэтому Агрикола рекомендует осторожность и со­
ветует обращать внимание прежде всего на изучение геолого-минералогической обстановки.
В книге нашего великого соотечественника М.В. Ломоносова ’’ Первые
основания металлургии или рудных дел” , напечатанной в 1763 г., также
упоминается о лозоискателях. Так, в параграфе ” 0 рудоискательских вил­
ках” можно прочесть следующее: ” К прииску рудных жил употребляют
Иекоторые горные люди прут, наподобие вилок на два отростеля раздвоен­
ной, которой перстами наизворот берут. Сей прут ежели ком лем к ка­
кому-нибудь месту повернется сам собою, то показывает будто там руду

или металл, а особливо серебро или золото. Однако сему сколько надоб­
но верить, всяк разумный человек рассуждать может. Некоторые сие
почитают за натуральное действие, и приписьшают металлам силу, кото­
рую будто бы они рудоискательный прутик к себе тянут. Но повседнев­
ное искусство и здравый разум учит, что такой притягивающей силы в
металлах быть нельзя: ибо помянутые вилки не у всякого человека и не
на каждом месте к металлам и рудам наклоняются и, наклонившись
больше к ним не тянутся. И так ежели бы сие действие было вправде,
то бы ненарушимые натуральные законы, не взирая ни на время ни на че­
ловека, всегда сие, и на всяком месте производили” .
Из этих высказываний видно, что в те далекие времена еще не имелось
четкого мнения о том, существует ли эффект лозоискательства. Одним
из факторов, который поддерживал (и поддерживает) отрицательное
отношение к лозоискательству, была нечеткая воспроизводимость резуль­
татов и зависимость их от того, кто именно работает с лозой.
Вопросы, связанные с научным объяснением лозоискательства, иссле­
дуются учеными и в HaiHH дни. Однако до сих пор нет единого мнения не
только о причинах этого явления, но и о том, существует ли оно вообще.
Одна группа ученых считает, что биогеофизический эффект чувстви­
тельности человека к изменениям физических полей существует, и это
позволяет судить о наличии неоднородностей в строении приповерхност­
ной части земной коры. Реакщш человека проявляется в том, что происхо­
дит судорога мьшщ и соответствующее отклонение палочки. Какое имен­
но поле оказывает.такое действие на органы чувств — еще не ясно и этот
вопрос остается пока открытым.
Другая группа ученых отрицает наличие биогеофизического эффекта
и объясняет отклонение лозы психологическими и физиологическими
особенностями человека. Они считают, например, что у человека, который
несет лозу (теперь ее часто заменяют рамками из согнутой п роволоки ),
в силу нервного напряжения могут возникнуть самопроизвольные сокра­
щения мьшщ и, как следствие, колебания рамки. В ряде случаев могут
быть случайные совпадения отклонений рамки и местоположения искомо­
го объекта.
Ученые, считающие, что биогеофизический эффект существует, ут­
верждают, что эффект кручения рамки наблюдается лишь у 7—10 % людей.
Предполагается, что эта чувствительность относится к разряду таких, ко­
торые сейчас утрачиваются человеком в силу развития цивилизации и
которые в более значительной степени были развиты у наших предков.
Есть данные о том, что различные искатели ощущают этот эффект в раз­
ной степени. Одна и та же зона у искателей с более высокойчувствитель­
ностью вызывает более интенсивную реакцию и на большем удалении от
центра зоны по сравнению с искателем, имеющим меньшую чувствитель­
ность. После съемки искатели испытывают усталость и их чувствитель­
ность к возмущающим зонам на некоторое время ослабевает.
Наиболее часто в литературе встречаются упоминания о поисках воды
искателями, причем не только о положительных результатах поисков,
но и об убытках, которые появляются при этом. Приводятся примеры

г

Рис. 15. Схема, иллюстрирующая
положение водного горизонта.

поиски неглубокого колодца и показывающая

1 — к о л о д е ц с в одой; 2 — к о л о д ец , не встретивш ий в о д у ; 3 — почва; 4 — водный
горизонт; 5 - подстилающие водны й гори зонт водопроницаемы е горн ы е породы

работы некоторых искателей, систематически приносящей убытки, напри­
мер, когда из нескольких скважин, заложенных в выбранных местах,
лишь одна давала воду.
В ряде случаев к искателям обращаются, когда вьшопан глубокий
колодец (д о 20—30 м ) и вода не встречена. Часто рядом с таким неудач­
ным колодцем они находят удачное д ля заложения колодца место, что
приносит экономию средств (рис. 15).
Один из авторов участвовал в проведении опытов под Львовом с
целью выяснения действия магнитного поля на искателей. Искатели не
почувствовали действия поля от рамки из изолированного провода с то­
ком, зарытой в земле. Искатели были спещилистами-геофизиками. Ис­
следование биогеофизического эффекта — их увлечение, которым они
занимаются в свободное время. Опыт проводился следующим образом.
Ток пускали так, что искатели не знали, когда ток течет по петле, а к ог­
да — нет.
Ученые продолжают поиски с целью расшифровки биогеофизического
эффекта. Сейчас основная задача состоит в научном исследовании этого
явления, для чего необходимо наладить биофизический контроль за сос­
тоянием организма искателя, а также применять точные геофизические
приборы для установления характера физического воздействия на орга­
низм. Только после решения данной задачи можно будет говорить о про­
мышленном использовании этого эффекта.
В литературе описаны случаи, когда искатели выявляли самые разно­
образные объекты: водные горизонты, контакты различных горных по­
род, тектонические нарушения, пустоты, железные предметы, провода с
током и т. д. Эти объекты настолько различны по своей физической при­
роде, что их выявление нельзя объяснить влиянием какого-то одного по­
ля. По-видимому, искатели ощущают суммарное действие различных
физических полей.
Сам по себе факт чувствительности некоторой группы людей к физи­
ческим полям удивления не вызывает. П оскольку живые клетки во все
Периоды развития природы подвергались воздействию внешних физичес­

ких полей, они так или иначе могут реагировать на эти поля. Именно в
силу того, что на органш м должно воздействовать лю бое аномальное по.
ле, становятся возможными поиски разнообразных объектов, создающих
неоднородности в распределении полей (железные предметы, пустоты,
археологические памятники и т. д . ) .
Влияние сильных полей - магнитных бурь, сильных доз радиации и
др. - изучено хорошо. Так, магнитные бури ведут к существенному нару.
шению сердечно-сосудистой деятельности. Слабые поля, по-видимому,
оказывают слабые сигнальные воздействия на организм. Во всяком случае, зафиксированы некоторые изменения характеристик кардиограммы
искателя во время съемки.
Нужно отметить также, что сама лоза (рамка) является не обязатель­
ным атрибутом лозоискательства. Имеются данные о том, что можно ид­
ти с вытянутой рукой/а отдельные искатели ощущают внешнее воздей­
ствие всем телом.
Одному из авторов довелось беседовать с человеком феноменальных
способностей — М. Куни. Он сказал, что м ог бы найти предмет в земле за
счет ’ ’настройки” на решение этой задачи так же, как он ищет иголку,
спрятанную в кармане зрителя во время своего представления.
В связи с изложенным весьма важно уточнить минимальные действу­
ющие на человека значения различных полей, контролируя работу иска­
телей био- и геофизической аппаратурой.
Хочется еще раз обратить внимание на то, что первоочередной задачей
является научное исследование биогеофизического эффекта, пока же
преждевременно говорить о методе и его производственном применении.
Опыты с кручением рогульки вызывают ряд вопросов, о которьи мы
говорим и на которые трудно ответить без строго биологического конт­
роля. Возможным производственным использованием биогеофизическо­
го эффекта может быть техническое устройство, сделанное на его основе.
Вице-президент А Н СССР Ю.А. Овчинников отмечает* что применение
лозоискательства дает заметную экономию в народном хозяйстве, необ­
ходимость его изучения сомнения не вызьшает.
Бионика повлияла на развитие локации, на выбор формы корпуса
быстроходных судов, на решение ряда архитектурных задач, она должна
сказать свое слово и в геофизике.

*Сочеванов Н .Н ., Стеценко B.C., Чекунов А.Н. Использование биолокационного
метода при поисках месторождений и геологическом картировании. - М.: Радио
и связь, 1984.

НУЖНО ли СОХРАНЯТЬ
УЧАСТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ!

Мерка силы тяжести
Природные лаборатории геофизиков
Полигоны по всей стране
Много ли мь! тратим на сохранение скал?
Каждый может принять участие
в сохранении памятников природы

В 1975 г. был принят Закон СССР ” 0 6 утверждении Основ законодатель­
ства Союза ССР и союзных республик о недрах” и постановление Верхов­
ного Совета СССР ” 0 мерах по дальнейшему усилению охраны недр и
улучшению использования полезных ископаемых” . Этот закон и постанов­
ление направлены на оказание всемерного содействия развитию народно­
го хозяйства СССР и повышению благосостояния советского народа. Но
здесь нам важно подчеркнуть, что в этих законодательных актах проявля­
ется забота о будущих поколениях. Геофизические методы разведки,
с помощью которых ведутся не нарушающие окружающую среду поиски,
уже сами по себе являются средством, содействующим охране недр.
Новая современная техника. Она воплощает самые современные дос­
тижения физики и чудеса электроники. Всякий новый прибор должен
Пройти тщательные испытания. У геологов приборы очень точны, но с
ними приходится работать не под стеклянными колпаками в лаборатории,
а в тайге, степях, горах, под снегом, тропическими ливнями или при обжи­
гающем ветре. О таких приборах говорят, что они предназначены для ра­
боты в полевых условиях. Поэтому основные испытания приборы должны
проходить также в полевых условиях, например на месторождениях.
Очень точные приборы — магнитометры проходят проверку и ведут
непрерьшные записи в геофизической обсерватории. Ценность проводи­
мых наблюдений над вековыми характеристиками магнитного поля Зем­
ли чрезвычайно велика, ими все время пользуются при разработке и про­
верке новых теорий.
Случилось так, что к месту, где ведутся наблюдения, подвели элект­
ричку. Вместе с проводами электроли н ж сюда пришли электрические по­
мехи. Обсерваторию пришлось перенести. Согласовали перенос с Минис­
терством путей сообщения, однако на новое место тоже пришла электрич­
ка. Станщпо пришлось переносить вторично. А ведь она является своеоб­
разным эталоном. Она обеспечивает точные проверки магнитометров —
Приборов, по показанию которых составляют геологические карты, ищут
руду. От переносов будет страдать качество приборов, их будет труднее
Градуировать, они будут давать ошибки при поисках руды. Поэтому в
Генеральных перспективных планах строительства нельзя не учитывать

потребности геологов. Правильно рассуждать так: у геофизиков небольшие дома, начиненные различного рода приборами, но эти дома с приборами - эталоны, они имеют государственную важность. И отношение к
дом у с геофизическими приборами должно быть такое же внимательное,
как и к тем эталонам, которыми меряют длину или массу.
Кстати, об эталонах массы. Есть специальные профили, на которых
проверяют гравиметры - приборы, которыми измеряют силу тяжести
Земли. Оценить количественно эту силу, познать действие закона Нью­
тона в нашей жизни позволяют только приборы.
Геофизики обнаружили, что в направлении на аэропорт под Ленингра­
дом имеется такой перепад силы тяжести, выше которого при геологи­
ческих сьемках не встречается. Этот естественный перепад играет роль
’ ’ природного эталона” , и здесь по дороге в аэропорт находится про­
филь-эталон для всех гравиметров Советского Союза. Он начинается в го­
роде там, где производят гравиметры, а кончается в районе Красного
Села.
Внешне природный эталон силы тяжести — пункт для наблюдений
выглядит так; эхо бетонированная площадка, на которой производятся
измерения в одной и той же точке. В ней очень точно измерено значение
поля силы тяжести, которое позволяет градуировать гравиметры.
Самые последние проверки приборов проводятся на месторождениях,
на рудных жилах. Здесь на одной и той же жиле, как на одном и том же
эталоне, сравниваются приборы с различными техническими характерис­
тиками. По результатам работ выбирают приборы, которые подходят для
поиска рудных жил в данном районе. Такие сравнения проводятся из
года в год. Нередко бывает так, что вы приезжаете, чтобы сделать сравне­
ние, а жила, специально подобранная для опытных работ, уже выработа­
на — эталон исчез. При этом пропадают накопленные сравнительные гео­
физические материалы. Они не могут применяться при опробовании но­
вых приборов, так как уже нет эталона-жилы.
Вот и встает вопрос о том, что нужно выбирать и сохранять небольшие
части типичных месторождений д ля опытных научно-производственных
исследований, чтобы учиться искать аналогичные месторождения и разра­
батывать методику поиска. Например, большое число испытаний разнооб­
разной геофизической аппаратуры проводится в Карелии на месторожде­
нии Парандово. Это месторождение представлено в основном пиритом соединение серы и железа и не имеет промышленного значения. Но как
эталон для опробования и сравнения аппаратуры оно играет немаловаж­
ную роль.
Кроме всего прочего, рудные жилы — это такие же неповторимые
уникальные творения природы, как и цветы, дивной красотой которых
мы любуемся. У многих в доме есть те или иные изделия из камня деко­
ративного характера. Некоторым удалось увидеть прожилки пирита>
кварца, слюды или других минералов непосредственно в природных
условиях, или, как говорят, в естественном залегании, и восхишаться
ими. Но все это богатство не вечно. И мы, и те, кто будут жить после
нас, должны иметь возмож-ность как просто любоваться жилами руД>

laK и вести свои научно-производственные исследования. Поэтому надо
обдумать, какие участки каких месторождений следует сохранить, т. е.
сделать заповедниками.
Советское правительство уделяет большое внимание работам, связан­
ным с развитием сети заповедников. Основные положения о заповедниках
и их охране находят отражение в советском законодательстве.
Принятие Верховным Советом СССР 7 октября 1977 г. Конституции
СССР — Основного Закона СССР — оказывает большое влияние на дело
охраны природы. В ст. 67 Конституции прямо записано, что ’ ’граждане
СССР обязаны беречь природу и охранять ее богатство” .
В ’ ’ Основах законодательства Союза ССР и союзных республик о нед­
рах” имеется статья 35: ’’ Охрана участков недр, представляющих особую
научную или культурную ценность” , в которой, в частности, отмечено:
’Тедкие геологические обнажения, минералогические образования, пале­
онтологические объекты и другие участки недр, представляюшие особую
научную или культурную ценность, могут быгь объявлены в установлен­
ном порадке заповедниками, либо памятниками природы или культуры” .
Все это позволяет геологам и геофизикам проводить работы по сохра­
нению ценных научно-производственных объектов.
Советский географ Д .Л. Арманд писал: ’ ’Культурное человечество
свято бережет памятники истории; на их реставрацию тратятся громадные
деньги. Д ля хранения лучших произведений искусства построены много­
численные музеи. В оборудова 1шых по последнему слову техники, обслу­
живаемых большими штатами архивах заботливо оберегаются миллионы
документов. Но все эти вещи созданы людьми, большинство из них может
быть скопировано с большой точностью и размножено по чертежам, фото­
графиям, моделям. Так почему же мы скупы на сохранение памятников
природы, предметов, даже отдаленное подобие которых воссоздать мы не
в состоянии. Ведь уцелевшие уголки девственной природы и отдельные
ее .составляющие, сохраняющиеся в условиях разумного использования,
тоже являются памятниками и музеями, архивами и эталонами, лабора­
ториями и энциклопедиями, из которых человечество еще тысячелетия­
ми сможет черпать нужные ему знания и удовлетворять неугасимую пот­
ребность во все более глубок ом понимании окружающего мира” (А р ­
манд Д .Л. Нам и внукам. М., Мысль, 1968).
Остановимся еще на одном вопросе, который имеет отношение к рас­
сматриваемой теме. Число геологических наук растет. Их дробление чре­
вато тем, что решаются только отдельные частные вопросы. Но чем боль­
ше дифференциация наук, тем необходимее становятся обобщающие
теории. Они появятся быстрее, если на одном геологическом участке
Удастся работать в течение длительного времени. Тогда могут быть созда­
ны фундаментальные обобщения — ведь в геологии пока больше неизвест­
ного, чем известного. Детально изученные участки, находящиеся под пос­
тоянным наблюдением, по\шмо сверхглубоких скважин, — это тоже сво­
еобразные ’ ’ окна” в недра Земли.
Сейчас над созданием системы геолого-геофизических полигонов и за­
поведников работают геологи разных районов страны. На Северо-Западе

РСФСР выявлены типичные геологические объекты, ведется их учет, на
часть объектов оформляются специальные паспорта и каталоги, они берут,
ся под охрану действующих в нашей стране законов. К числу таких геологических объектов относятся: обнажения в районе реки Оредеж, вькодц
гранитов в районе г. Выборга, участки месторождений янтаря, фосфори­
тов и пегматитов, гравиметровый полигон, отдельные скважины, гранито-гнейсы Лапландского заповедника и др.
Из других районов поступили предложения сохранить; участки в пре­
делах хр. 1Саратау на месторождениях полиметаллов, ванадиевых руд и
фосфоритов (Казахстан), массив гипербазитов Крака и Баранчинский
на Южном Урале, участок полиметаллического месторождения гидротермально-метасоматического происхождения, сверхглубокую скважину
и др.
А север Забайкалья, к котором у теперь подходит трасса БАМа? До
начала интенсивной разработки месторождений в районе следует поду­
мать, какие части этого уникального района нужно сберечь. Вдоль всей
трассы БАМа были вьщелены геологические участки, которые требова­
лось сохранить. Так, и лес вырубают не целиком, а всегда оставляя ка­
кие-то типичные участки.
Используя богатства земных недр того или иного края, необходимо
подумать об охрш е недр и в связи с этим — о повьпиении эффективности
и качества труда геологов.
Красноярский край - это драгоценная шкатулка нашей страны с
месторождениями железа, никеля, полиметаллов, бокситов. На основа­
нии анализа всех типов месторождений, которыми богат край, целесооб­
разно наметить те участки, которые нужно будет сохранить для науч­
но-производственных исследований. На юге края есть магнетитовые мес­
торождения ’ ’Самсон” , вкрапленных сульфидных руд Алексеевское,
медное Посельщук. Эти месторождения не имеют промьпиленного значе­
ния, но на них пробурены скважины и проложены штольни, которые мож­
но использовать для опробования приборов, сравнения новых методик
и обучения. Университеты региона создают в этом районе геофизические
полигоны.
На юге края расположена группа озер. Это озеро Шира с соленой,
как в море, водой. Иткуль с пресной водой и Беле - одна половина кото­
рого соленая, а другая — пресная. На озере Шира находится молодой и
быстро растуш1ий курорт Шира. На для геофизиков эти озера — прежде
всего природные модельные установки. В геофизических лабораториях
часто можно увидеть баки с водой, в которые опущены металлические
пластины - модели рудных тел. Большой бак сделать трудно. И вот при­
рода пришла на помощь геофизикам.
На полигоне в Красноярском крае мы встретили геофизическую стан­
цию. Геофизики рассказали, что они отрабатьшают способы полевых
наблюдений методом вызванной поляризации на магнетитовых место­
рождениях. Только здесь на полигоне, точнее, на участке полигона, где
находится месторождение ’ ’Самсон” и хорошо изучен геологический раз­
рез, можно быстро сравнить полученные результаты с особенностям)*

геоэлектрического разреза и дать им необходимое толкование, а также
настроить аппаратуру на максимальную чувствительность к рудному те­
лу. То, что здесь трудятся даже производственные организации, еще раз
убеждает в необходимости создания полигона. Разнообразные участки,
имеющиеся на полигоне, позволят изучить методы, настроенные на поиски
других месторождений. Полигон облегчает труд геофизиков и дает эконо­
мический эффект.
А если обратиться к Приморью? Специалисты-дальневосточники счи­
тают необходимым создать полигоны д ля методов аэрогеофизики, элект­
роразведки методом радиокип. Здесь на эталонных участках наблюдаются
изменения гамма-поля, не объяснимые аппаратурными неполадками. Нуж­
но подумать и о сохранении участков месторождений касситерита, изу­
ченных геофизиками.
Приморские геологи предложили создать не только небольшие гео’ лого-геофизические полигоны и заповедники, но и крупные региональные
^■равимагнитные полигоны. На территории Хабаровского края ставится
вопрос о заповедных участках в пределах Хинганского оловорудного
месторождения, где предлагают проводить длительные периодические
наблюдения естественного электрического поля, вызванной поляризации
и других характеристик пород и руд.
i
На юге страны имеются полигоны, на которых ведутся работы по пред1;Сказанию землетрясений. С помощью геофизических приборов здесь наб­
людают изменения характеристик физических полей. Их вариации, обус­
ловленные изменением свойств горных пород перед землетрясением, и
^позволяют сделать прогноз.
Предложено создать представительные заповедные участки на типич­
ных месторождениях во всех основных рудных регионах страны.
Помогать выявлять и сохранять памятники природы — интересное де­
ло для молодежи. Как к этому приступить - можно прочесть в книгах
или узнать у специалистов геолого-геодезических организаций. Может
быть, здесь, в сохранении вечных ценностей неживой природы, в наблю­
дениях за ними. Вы и найдете свое призвание, станете геофизиком.

МИНИАТЮРНЫЕ МОЛНИИ
ИЗУЧАЮТ ФИЗИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ

Фарадей установил электропроводнсх:ть
минералов
Кирлиан проложил фотопленку
на пути разряда
Что будет, если разряд пройдет через
горную породу?
Разные участки месторождений
характеризуются своими значениями
термо-ЭДС

Идет беседа с Ниной Борисовной Дортман. Нина Борисовна — доктор геолого-минералогических наук. Она всю свою трудовую жизнь изучает
физические свойства разнообразных горных пород нашей страны (Одна
из схем, составленных ею, показана на рис. 16.) Нину Борисовку просят
рассказать, как она — специалист по физическим свойствам — представ­
ляет себе, что такое месторождение.
’ ’Месторождение, — говорит она, — это геологическое образование с
ярко выраженными аномальными свойствами. Причем для одного место­
рождения характерны аномалии самых различных физических свойств:
электропроводности, намагниченности, радиоактивности и т. д. Если счи­
тать, что труд создал человека, то сделать первые орудия труда человек
смог только потому, что горные породы различаются по физическим
свойствам. Из кремней древний человек изготовил первые ножи, скреб­
ки и наконечники. Бронзовый век характерен открытием ковкости и
твердости железа и т. д.” .
Вот какие мысли о взаимосвязи металлов, различных физических
свойств и человека высказала Нина Борисовна.
М. Фарадей был одним из первых, кто убедился, что минералы суль­
фидных руд хорошо проводят электрический ток. Однако прошло почти
сто лет, прежде чем этим обстоятельством стали пользоваться геофизики.
Электрические и магнитные свойства горных пород и руд обычно
изучаются с помощью приборов серии ИЭМС (измеритель электромаг­
нитных свойств).
Расскажем об одном интересном открытии, позволившем по-новому
изучать электрические свойства горных пород.
Техник физио-терапевтического кабинета одной из клиник Краснода­
ра, а позже — заслуженный изобретатель республики С.Д. ЬСирлиан обра­
тил внимание на то, что при действии токов высокой частоты над различ­
ными участками тела наблюдается различный характер свечения: однЯ
участки остаются темными, другие светятся голубоватыми, розоватым^

я
/ л
л
л
/л
л
л ^

^

Рис. 16. Магнитная восприимчивость К гипербазитов различных формаций.
I — габбро-перидотитовая ф ормация (У р а л, массив К р а к а ); I I — щелочно-ультраосновная ф(шмация (К о л ь с к и й полуостр ов , массив В уо р в и -Я р в и ); 1 — ийолиты,
К = 12-10~
ед. СИ ; 3 — карбонатиты, К = 3-10” ^ ед. СИ; 4 — дуниты, К =
= 10“ 3 ед. СИ ; 5 - серпентинизированные пироксенты, К = (3 'b l2 )-1 0 “ ^ ед. СИ;
6 — серпентиниты, К = (8 -г1 2 )-10 "3 ед. СИ

зеленоватыми тонами. С.Д. Кирлиан решил как-нибудь зафиксировать
электрическое свечение, с этой целью между электродами и исследуемой
поверхностью кожи он проложил фотопленку. После проявления на плен­
ке можно было увидеть причудливые картинки. С.Д. Кирлиан разработал
специальное оригинальное устрсйсгво, которое позволило наблюдать за
этими интересными явлениями. Начало этих исследований относится к
1949 г.
Заглядывая в окуляр микроскопа, приспособленного для наблюдения
разрядов, можно увидеть феерические вспьиики, искры молний, распреде­
ляющиеся причудливыми узорами. П оскольку здесь фото! рафируется
электрический разряд, распределяющийся по объекту, фотографии тональ­
ностью передают характеристику электрического состояния обьекта съем­
ки. Ведь распределение разряда будет зависеть от электрических характе­
ристик поверхности объекта, будь то поверхность кожи, листа растения
или горной породы.
И

Ленинградский инженер В.И. Михалевский и один из авторов в разное
Время побывали в домашней лаборатории С.Д. 1Сирлиана, после чего стали
сами проводить исследования в этой области, стараясь расшифровать
фотографии и усовершенствовать технику эксперимента.
Оказывается, что живая и неживая природа могут исследоваться од­
ними и теми же способами. Горные породы и биологические ткани в ряде
случаев характеризуются одинаковыми физическими свойствами, напри­
мер электромагнитными. Отчего бы не применить фотографирование в
Поле токов высокой частоты в исследовании горных пород? С помошъю
специального устройства удалось получить такие фотографии, которые
Позволяют делать очень тонкие геофизические наблюдения над электричес­
кой структурой горных пород. На фотопленке после подключения к элек­

„

„

Рис. 17. Это не космическим сн и м ок дале к о й планеты. Это ф отография в п оле
т о к о в в ы сок ой частоты, полученная на

тродам высокочастотного генератора
и наложения на образец эластичного
электрода был зафиксирован электрический портрет руды.
Чтобы совершенствовать устройс­
тва, с помощью которых производит,
ся фотографирование в поле токов
высокой частоты, мы фотографиро­
вали более простые по сравнению с
биологическими объекты. На них
удалось наблюдать и зафиксировать
особенности электрических свойств
образцов. Мы фотографировали мо­
дели объектов в виде пластинок с
различным рельефом поверхности, в
сг

«ВД® наборов металлических шариК О В, объектов с различными ЭЛекЗ ем ле при изучении к усоч к а медно-ни- трическими свойствами, а затем уже
келевойруды
перешли к фотографированию гор­
ных пород. При этом было отмечено, что свечение горных пород создается
благодаря наличию неровностей поверхностей, с одной стороны, и вслед­
ствие неоднородности электрических свойств объекта — с другой. При
фотографировании биологических объектов причины свечения те же.
Лю бо 1штно, что влажность, меняющая удельную электропроводность
сухого образца горной породы, изменяет вид фотографии, полученной в
поле токов высокой частоты.
Посмотрите на рис. 17. Фотография сделана в поле токов высокой час­
тоты. На ней зафиксированы пути этих токов через фотопленку, лежав­
шую на поверхности образца. А ток высокой частоты подводился к плен­
ке через металлический шшстинчатый электрод. Таким образом, на фо­
тографии, полученной без фотоаппарата, остаются следы прохождения
тока, а он протекает там, где есть электропроводные участки. Следова­
тельно, по фотографиям мы получаем представление о наличии электро1фОводных участков.
При изучении кристаллов касситерита обнаружили, что даже в одном
кристалле есть участки, которые проводят электрический ток и которые
его не проводят. Такова сложная природа электропроводности кристал­
лов касситерита.
На фотографиях отражаются структуры электропроводных частиИ
горной породы.
Если сравнивать оптическую фотографию и фотографию, вьшолненнуЮ
в поле токов высокой частоты для минерала из класса сульфидов — ар"
сенопирита, то на оптической фотографии будут видны отдельные зернЗ'
Этот минерал обладдет высокой удельной электропроводимостью. ПрИ
действии токов высокой частоты оказывается, что все зерна арсенопирит^
проводят ток одинаково. И на фотографии все зерна минерала вышли каК
один блок низкой удельной электропроводности (рис. 18).

Рис. 18. Ф отограф ии поверхности образца арсенопиритовой руды , полученны е с по­
м ощ ью фотоаппарата (в ) и в п о ле т о к о в в ы сокой частоты ( б ) .
I - к р и ста ллы п о лев о го шпата; 2 — кри сталлы арсеиопирита; 3 ~ м етк а д л я при­
в я зк и д в у х фотографий; 4 ~ к р у г , ограничивающий п оле съем ки

Много усилий приходи 1Ся расходовахь на разработку техники экспе­
римента. Например, в обычной фотографии имеется фокусное расстояние.
В фотографии в поле токов высокой частоты имеется его аналог. Это рас­
стояние между электродом и поверхностью объекта, но оно измеряется
микрометрами, и наводка на резкость очень сложна.
Все изложенное подчеркивает важность изучения физических свойств
разнообразных минералов. А сколько мы еще не знаем? Каждый год мы
находим сотни новых минералов.
Советские и болгарские ученые установили закономерности природ­
ной огранки кристаллов, которые также зарегистрированы как открытие.
Один и тот же минерал может иметь форму призмы, пирамиды или иглы,
меняя эти формы в процессе своего развития. Тонкие наблюдения над
кристаллами касситерита позволили одному из авторов открытия Н.З. Евзиковой установить взаимосвязь между формой кристалла и местом на­
хождения его в месторождении в краевой или центральной частях его.
Наиболее хорошо ограненные кристаллы определенного типа появляют­
ся в центральной части месторождения, где у них есть все условия для
нормального роста. В краевых частях кристаллам не удается приобрести
такой формы. Этот признак, полученный из наблюдений за неживой при­
родой, имеет сейчас важное значение; если в найденном месторождении
кристаллы имеют форму одного типа, значит, можно искать дальше это центральная часть месторождения. Фактически здесь идет речь о разви­
тии формы кристалла. Но установить эту закономерность удалось только
при изучении тысяч проб и образцов с различных месторождений.
Кристаллы разных форм могут иметь и разные физические свойства.
Оказывается, кристаллы из различных участков месторождения не только
неодинаковы по форме, но и обладают различной термоэлектродвижущей
силой. Измерения этой силы на образцах — увлекательнейшее занятие.
Методику и технику таких наблюдений разработали читинские ученые под
руководством В.И. Красникова. Среди них есть геофизики, радиофизики,
минералоги — представители разнообразных геологических специаль­

ностей. Они изучили тысячи образцов и установили закономерности
распределения термоэлектродвижущей силы на различных месторож­
дениях. А это дало геологам важные сведения для оценки исследуемых
месторождений.
А иногда изучение физических свойств только на образцах пород
позволяет открыть месторождение. Один геолог изучал в геологическом
музее с помощью радиометра радиоактивность образцов горных пород,
хранящихся в музее. При этом он нашел образец с повыщенной радиоак­
тивностью. Выяснили, где он был отобран, выехали на место. При бурении
там было обнаружено большое месторождение урановых руд.
Итак, знание физических свойств полезных ископаемых помогает
выявить месторождения. Если Вы нашли какие-нибудь образцы, которые
могут говорить о наличии месторождений, их нужно показать специалис­
там территориальной геологической службы. В ряде случаев так обнару­
живают важные для промьпиленности руды. Но иногда бывает и так, что
кусочек горной породы ставит больше вопросов перед специалистом,
изучающим его физические свойства, чем дает ответов. А может быть
в будущем удастся найти какую-то более общую характеристику горных
пород, связанную, например, сразу с несколькими физическими свойства­
ми и взаимодействиями, — своеобразную ’ ’полифонию” недр или обнару­
жить неизвестные сегодня параметры горных пород и руд?
Напомним еще раз, что при изучении физических свойств минералов
сделано много открытий, таких как магнитные явления — при изучении
минерала магнетита, электрические - при изучении янтаря и т. д. Но есть
минералы, физические свойства которых еще недостаточно изучены, а
ведь и минералы еще не все открыты, каждый год находят новые.

НРАВИТСЯ ЛИ ВАМ ХОДИТЬ
В МУЗЕИ И БИБЛИОТЕКИ?

Эрмитаж и геофизика
Где будет музей истории геофизики?
Кукольный театр и модели гор
Геофизическая библиотека
Художники, библиотечные
и музейные работники в геофизике

Директор Государственного Эрмитажа акад. Б.Б. Пиотровский, всемир­
но известный археолог, хорошо знаком с возможностями геофизики.
Когда Б.Б. Пиотровский был директором Ленинградского отделения ин­
ститута археологии А Н СССР, он содействовал проведению первых в на­
шей стране геофизических работ на неолитической стоянке Вьюн под
Ленинградом. Один из авторов книги руководил геофизическими работа­
ми для археологов. С тех пор Б.Б. Пиотровский убедился в эффектив­
ности геофизики, и даже в Эрмитаже имеются геофизические приборы,
используемые археологами.
Понятие красоты у человека фор\шровалось под влиянием природы.
И сегодня природа все теснее связьшается с этим понятием. Не последнее
место здесь занимают кристаллы, минералы и горные породы разнооб­
разных цветов, форм, размеров. Убедиться в этом можно, осмотрев спе­
циальные коллекции.
В нашей стране находится один из самых полных и старинных в мире
геологических музеев. Это - длинные коридоры, анфилады залов, за­
полненных витринами с камнями. Здесь собраны образцы со всех типич­
ных месторождении свинца, олова, железа, бора, асбеста и многих других
вместе с окружающими их горными породами, картины древней жизни,
скелеты вымерших животных В залах всегда много посетителей.
При учреждении Горного училишд в 1773 г. был основан Кабинет
’ ’Российских и иностранных минералов и ископаемых тел” для студентов,
преподавателей и ’ ’любогшпньгх посетителей” . Уже в прошлом столетии
Кабинет занимал видное место среди европейских собраний минералов.
Этому содействовало предписание всем рудникам, копям и горнозавод­
ским предприятиям доставлять в Кабинет Горного училишд самые инте­
ресные образцы. Кабинет вырос в современный Горный музей. Сегодня
в отдельных залах размещены интересные выставки по геологии, минера­
логии, палеонтологические коллекции, экспонаты по таким геологичес­
ким разделам, как вулканизм, землетрясение, тектоника. Музей дает
представления о происхождении солнечной системы.
Д ля нас наибольший интерес представляют минералы с изученными
физическими свойствам»!. И в музее есть специальная экспозиция ” Маг­

нитные свойства минералов” и отдел диэлектр»!Ков, охарактеризованы
пьезоэлектрические снойства кварца, кроме того, имеются экспозиции
’ ’Что такое минерал?” , ’ ’ Абсолютный возраст” и т. д. Рядом 246 метеори­
тов. В их числе железный Сихотэ-Алиньский метеорит массой 450 кг.
В музее находятся такие редкие образцы, как кристалл берилла длиной
1,5 м, коллекция образцов асбеста и ю делий из него, коллекции образ­
цов самородной платины и золота, кристалл оптически прозрачного го­
лубого флюорита массой 330 кг, кристалл кварид массой 300 к г, искусно
выполненные модели алмазов. Многие образцы музея еще ждут своих
исследователей физических свойств. Ведь всего в музее более 20000 об­
разцов различных минералов. Части месторождений сегодня уже нет,
но минералы из них сохраняются в коллекциях.
Как и многие музеи Ленинграда, Горный музей пострадал в блокаду.
В него попали пять снарядов. Как и в художественных музеях, полуго­
лодные сотрудники Горного музея сохраняли экспонаты — скелеты древ­
них животных, макеты шахт, минералы и картины, чтобы уберечь их от
взрывов. Осколками снаряда был разорван уникальный кристалл берилла
в Колонном зале музея. (Раньше именно в этом зале выпускники Горно­
го института приносили клятву в том, что будут проявлять усердие к ус­
луге Отечеству.) Сразу же поспе реэвакуации началась работа по восста­
новлению музея.
Один из лучших экскурсоводов Горного музея — проф. Д.П. Гри­
горьев. Его пояснения увлекательны тем, что в них говорится о жизни
минералов — их ’’рождении” из кристаллизационных растворов, ’ ’ жиз­
ни” и разрушении. Больш ое внимание Д.П. Григорьев уделяет физичес­
ким свойствам минералов и влиянию на рост минералов различных фи­
зических полей.
Очень важное направление работ музея - изготовление макетов от­
дельных геологических объектов; Хибиногорского и Ловозерского
массивов, Баженовского асбестовою месторождения и др. Казалось бы,
что все типичные исчезающие при промышленной выработке месторож­
дения должны сохраняться в виде макетов; должны храниться материа­
лы с огшсанием этих месторождений, включая данные по изученным фи­
зическим свойствам. При изготовлении макетов месторождений трудятся
спегщалисты-художники, знающие палитры красок и формы объектов,
скрытых в недрах.
В январе 1882 г. вновь образованному Геологическому комитету
было предписано: ’’ Геологическому комитету поручается . . . собирание
горных пород и полезных ископаемых и составление из 1шх системати­
ческих коллекций” . Так была заложена основа Центрального научно-ис­
следовательского геологоразведочного музея имени акад. Ф.Н. Черны­
шева (ЦНИГР м у з е й ). Сегодня это крупнейший в мире г е о л о г и ч е с к и й
музей. Он содержит 11961 коллекцию с числом образцов 1300000. Из
них 88000 образцов выставлено в витринах. Сюда сдали свои коллекций
горных пород и минералов знаменитые естествоиспытатели С.Н. Ники­
тин, А.II. Карпинский, Ф.Н. Чернышев.

в Москве HKiepeton Минералогический муаей АН СССР. Но в нем,
как и в ЦНИГР музее, практически не првдь1 ав;)сны oSptoiutl с Изучен­
ными фиЭическими свойствами. Имеются скелеты древних животных,
макеты карьеров, месторождений, шахт и горных машин.
И нигде почему-то нет музея, даже отдела геофизических приборов.
В ближайшее время музей геофизической техники будет, конечно, соз­
дан. Уже сейчас отдельные приборы экспонируются в музеях. Первый
советский гравиметр системы С,А. Подцубного бьи выставлен в Музее
истории Ленинграда, сей моэлектрическая техника Н.М. Нейштадта “ на
Выставке успехов народного хозяйства Ленингрядской области, Новые
вьшускаемые геофизи'леские приборы демонсгрируются на Выставке
достижений нар