Академик Евгений Сергеев: об инженерной геологии и не только
Прогресс пришел на планету инженерными сооружениями: городами, дорогами, каналами, искусственными морями, карьерами, шахтами.
Им отведено восемь процентов земной суши. По данным ЮНЕСКО, уже к 2000 году территория инженерной цивилизации увеличится в два раза.
Человеку многое под силу. И если бы он поставил задачу обжить дышащие зноем зыбучие пески пустыни, горные кручи и вечные льды, то в конце концов он смог бы сделать это. Но какой ценой? Потребовались бы десятки лет немыслимо больших затрат, упорного, гигантски энергоемкого труда. Можно идти и сравнительно легким путем, расширяя зоны обитания человека за счет сельскохозяйственных угодий, лесов. Но к каким последствиям это может привести – представить несложно. Вот пример. Первые строители города Верного (так сто с лишним лет назад называлась Алма-Ата) вырубили на ближайших горных склонах леса. Вслед за ними исчезла и другая растительность, укреплявшая корнями податливый грунт. Со временем отроги стали селеопасными. Алма-Ате угрожало разрушение селевыми потоками. Спасти город удалось с помощью инженерной геологии.
Бережно использовать обжитые пространства, отыскивать рациональные пути освоения новых территорий – в этом и состоит главная задача молодой науки.
Один из основателей инженерной геологии в нашей стране – лауреат Ленинской и Государственной премий СССР, президент Международной ассоциации инженерной геологии, ректор Академии народного хозяйства при Совете Министров СССР, заведующий кафедрой МГУ, академик Евгений Михайлович Сергеев.
Академик Сергеев шел к своему главному труду «Инженерная геология СССР» через много жизненных и научных ступеней: походная жизнь на Дальнем Востоке, куда он отправился после окончания топографического техникума, сделала его романтиком, привила вкус к «полевой» работе.
В первой послевоенной экспедиции в Каракумах самостоятельные теоретические разработки обретали практическую жизнь. И, наконец, Западная Сибирь, исследованию инженерных грунтов которой он отдал почти два десятилетия…
– Евгений Михайлович, вам, по-видимому, не раз приходилось сталкиваться со следами неразумного отношения человека к природе. Люди веками строили «не по науке», руководствуясь сиюминутными экономическими выгодами...
– Примеров таких, к сожалению, немало. Ныне точно известно, что сели, оползни и другие стихийные бедствия в семидесяти случаях из сотни спровоцированы деятельностью человека. Под его влиянием даже земля перестает оставаться «твердью». Помните сравнительно недавний случай с «провалами» почвы в Туле, о котором сообщалось в газетах? Преобладающее движение воды миллионы лет было направлено здесь снизу вверх. Стоило только строителям откачать воду, как она переменила привычный маршрут и увлекла за собой водонасыщенные пески в карстовые провалы...
С каждым годом обживаются новые территории. Но земной шар не «расширишь». На примере только нашей страны видно, как много построено за последние десятилетия. Но требуется еще и еще... Каков же выход? Во имя каких бы грандиозных целей природа ни осваивалась, надо помнить древнее правило из клятвы Гиппократа: «Не повреди!» В природе, как и в любом живом организме, все взаимосвязано. И перед тем, как что-либо сделать, семь раз отмерь. Я, например, в работе да и в жизни вообще всегда стараюсь придерживаться этой пословицы. Прежде чем строить, нужна обстоятельная инженерно-геологическая разведка территорий. Методы инженерной геологии позволяют разработать научно обоснованные маршруты, чтобы новые сооружения не вызвали вредных, необратимых экологических процессов.
Инженерно-геологические исследования у нас используются в крупных масштабах. Они, например, предшествовали освоению Западной Сибири, определяли стратегию ее развития. Месторождения сибирской нефти сосредоточены на территории, восемьдесят процентов которой покрыто множеством рек, речушек, мелководных озер и болот. Как строить на таком пространстве?
Технологию инженерно - строительного освоения месторождений пришлось создавать постепенно, вместе с возведением сооружений. Совместными усилиями строителей и геологов была освоена универсальная методика использования биогенных пород: торфов и заторфованных грунтов – в качестве оснований для строящихся объектов. Не пришлось завозить из-за пределов области 35 миллионов кубометров песка и гравия. Прогрессивные методы строительства, например, в Нижневартовске, поднявшемся из болот, сэкономили более 60 миллионов рублей.
– Значимость инженерной геологии будет возрастать, по-видимому, и в дальнейшем. Какие, на ваш взгляд, перемены ожидаются в этой области знаний, скажем, в канун XXI века?
– Думаю, что наука в отдаленной перспективе, как и в настоящее время, будет идти, с одной стороны, к изучению микромира, с другой – к познанию макромира. Естественно, что в эти два термина – «микромир» и «макромир» – астрономы будут вкладывать одно понятие, а микробиологи – другое. Для нас, специалистов в области инженерной геологии, понятие «микромир» связано с познанием взаимодействия между компонентами, составляющими горные породы и приближающимися по своим размерам к молекулярному уровню. Например, взаимодействие между коллоидами горных пород и микроорганизмами, содержащимися в них, взаимодействие между молекулами и ионами природных вод с минералами, газами – все это микромир грунтов.
Часто геологические процессы, которые носят катастрофический характер (оползни, сели, обвалы, просадки в лёссах), имеют в своей основе взаимодействия, происходящие на микроуровне. Поэтому их прогноз и развитие в крупных масштабах никогда не будут точными, если не учитывать особенности процессов на микроуровне.
Что мы понимаем под макроуровнем? Строение целых массивов горных пород, их состав, особенности тектонических складок; напряженное состояние этих массивов, возникающее под воздействием движения земной коры. Сюда же следует отнести и климатическое влияние, охватывающее огромные территории.
В перспективе изучение микроуровня будет все время углубляться с помощью современных физико-химических методов. Наряду с этим продолжатся исследования общих закономерностей строения литосферы – твердого, верхнего слоя Земли. Сочетание этих направлений даст возможность решать многие задачи, в частности, предсказывать возникновение природных и техногенных геологических процессов во времени, в пространстве и по степени их интенсивности.
Чтобы представить, насколько важна эта проблема, достаточно вспомнить высказанную академиком Вернадским идею о роли человека в природе. В небольшой статье «Несколько слов о ноосфере» он писал об этом в таких выражениях: «исчезает девственная природа», «человек становится важнейшей геологической силой». Эта мысль полностью подтверждается деятельностью людей в настоящее время. Все глубже проникает человек в недра Земли. Отдельные шахты доходят до километра и более. Карьеры имеют глубину в несколько сотен метров, а рекордная скважина на Кольском полуострове уже прошла отметку 12 тысяч метров.
Со временем возрастут масштабы освоения полезных ископаемых, станет более совершенной технология их добычи. Те месторождения, которые сейчас считаются бросовыми, непригодными, в XXI веке, безусловно, будут разрабатываться. И даже среди отвалов, которые образовались после разработки месторождений, начнутся вновь поиски полезных ископаемых. Технология извлечения полезных элементов будет совсем иной.
В ближайшие десятилетия инженерная геология займется не только вопросами рационального использования грунтов при строительстве различных сооружений. Охрана геологической среды как составной части всей экологической системы – вот что предстоит изучать в будущем.
В 11-м номере читайте о видном государственном деятеле XIXвека графе Александре Христофоровиче Бенкендорфе, о жизни и творчестве замечательного режиссера Киры Муратовой, о друге Льва Толстого, хранительнице его наследия Софье Александровне Стахович, новый остросюжетный роман Екатерины Марковой «Плакальщица» и многое другое.
Близорукость: причины и последствия
Рассказ
Окончание. Начало в № 2.