Самый твердый на Земле

Фонд «Академгородок», организатор Фестиваля науки, который пройдет осенью в рамках молодежного форума «Интерра», в качестве репетиции решил провести в школах района «Уроки академиков». Известные ученые, что называется, на пальцах объяснят ребятам суть предмета, изучению которого они посвятили свою жизнь. На первом из таких уроков в гимназии №3 выступил директор Института геологии и минералогии СО РАН, чл.-корр. РАН Николай ПОХИЛЕНКО.

– Ближайшие родственники алмазов – это сажа, графит, – объясняет доктор геологических наук. – Такой же, как в грифеле карандаша, только его атомы стоят друг к другу гораздо ближе, поэтому он настолько прочный, что им обрабатывают металл и камень. Например, детали для Большого адронного коллайдера, где точность отклонений – десятые доли микрона (микрон – 0,001 мм). Это самое твердое вещество на Земле. Так плотно атомы алмаза «упаковала» природа. Они образовывались под давлением более 40 тысяч атмосфер на глубине 100- 150 километров. При меньшем давлении углерод кристаллизуется в графит. Ближе к земной поверхности алмазы когда-то подняла вулканическая магма сотни миллионов лет назад. Но есть и более древние алмазы, к примеру, южно-африканские – им более миллиарда лет. Будущий обладатель «алмазного Оскара» (международной награды Хьюго Дамметта за выдающийся вклад в поиски и освоение алмазных месторождений), в 1997 году открывший алмазные прииски на $18 млрд, учился в школе в маленькой сибирской деревне, увлекался радиотехникой и собирался поступать в НЭТИ. В Новосибирск Николай приехал с друзьями, которые мечтали стать геологами. Поскольку в НГУ экзамены начинались раньше, за компанию пошел на геологический факультет и поступил. Хотел забрать документы, но в приемной комиссии пригрозили армией и настояли, чтобы остался. После первого курса троих получивших лучшие оценки направили в настоящую экспедицию. Там окончательно стало ясно: геология – это судьба.

После 4-го курса он оказался в Якутии. Условия – суровейшие. Сначала клялся себе, что, если выживет, больше никогда туда не вернется. Но к концу сезона наступил теплый март, и душа «оттаяла». На долгожданных проталинах геологи начали жечь костры, и интерес к работе победил – с 1968 года 26 сезонов подряд Николай Петрович работал в Якутии. К условиям со временем привыкаешь, а уникальная геология тех мест манила возвращаться туда каждый год. Потом были еще 13 сезонов в не менее суровой Северной Канаде. Там тоже ученый занимался поиском и прогнозированием алмазных месторождений, пытался выяснить, что происходило с верхней оболочкой Земли (литосферой) последние 2-3 млрд лет. Под океаном она всего 60 км, а самая древняя имеет толщину до 300 км и возраст около 2,5 млрд лет.

– Сибирской платформе не очень повезло с алмазоносными породами, – пояснил ученый. – Примерно 250 миллионов лет назад от ядра Земли через поверхность всей современной территории выплеснулся Сибирский плюм. Магма с глубины 2700 километров вышла на поверхность планеты и уничтожила 80% живых организмов. Подходя к поверхности литосферы, магма расплавила большую часть алмазных запасов Сибири. Ведь углерод отлично горит, и богатые люди теоретически могут успешно топить печь своими бриллиантами.

Едва ли кому-то придет в голову греться вышеописанным способом, но все-таки знайте: один грамм необработанного алмаза стоит около $500. А самый большой алмаз, который удалось найти Николаю Петровичу, весил 7,5 карат (карат – 200 мг) и стоил $70 тыс.

Открытие крупных месторождений ИГМ СО РАН планирует сделать в Якутии. Правда, по качеству якутские алмазы не так хороши, как их более глубоко залегающие конкуренты в Канаде. На прошлой неделе институт победил в федеральном конкурсе по оценке алмазных месторождений Сибирской платформы и стал головным предприятием в стране, которое будет определять, где и как нужно вести поисковые работы. На эту деятельность государство выделило 200 млн руб. Впрочем, по сравнению с суммами, которые получают торговцы алмазами, их добытчики имеют «сущие копейки». Например, за изделия из алмазов общей стоимостью 11 млрд руб. после обработки и продажи конечный продавец получит уже 69 млрд.

Геология и минералогия занимаются не только разведкой месторождений, но и созданием искусственных минералов. Сегодня такого высокого давления, как на глубине 150 м, можно достичь прямо в лаборатории на специальной установке. В частности, в ИГМ СО РАН получены первые фотонные кристаллы – элементы компьютеров будущего, которые позволят перейти с гигагерцовых частот на тера- и петагерцовые. На их же основе производятся сверхчувствительные элементы – сенсорные пленки, используемые для диагностики заболеваний и как детекторы различных веществ, включая взрывчатые. Алмазы, опалы, рубины и другие кристаллы по красоте порой превосходят природные, но выращивают их как элементы для лазерных установок, навигационного и другого оптического оборудования.

Николай Похиленко рассказал, что Институт геологии и минералогии участвует во многих проектах совместно с другими научными организациями Сибирского отделения. Например, в разработке технологии лечения онкологических заболеваний. Недавно вместе с учеными Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН геологи обнаружили, что если вместе с олигонуклеиновым белком в раковую клетку внедрить частицу кремнезема, она «обманывается» и пускает это соединение через свою мембрану. Большой интерес для новых технологий представляют редкоземельные металлы. Если добавить в тонну алюминия всего 3 кг скандия, его можно не склепывать, а сваривать – получается ровный корпус, например, самолета или корабля. А при добавлении ниобия резко повышается износостойкость металлических корпусов.

В конце выступления школьники поспешили до следующего звонка на урок задать пару вопросов, которые демонстрировали хорошее понимание темы. Например, почему в Канаде, в отличие от Якутии, алмазы залегают пластами, а также какие научные методы применялись для определения времени катастрофы, Сибирского плюма. Сложные подробности ничуть не смутили ребят – 3-я гимназия славится естественно-научным уклоном. Но дело не только в знаниях, но и в природном любопытстве и живом интересе к предмету, который после «потерянных 90-х» снова возвращается.

Взрослые часто любят говорить, что после школы детям сложно определиться в выборе профессии, поскольку в этом возрасте они еще не способны получить о ней адекватное представление и едва ли понимают, чем хотели бы заниматься. На вопрос корреспондента «Навигатора» одному из учеников, интересен и понятен ли был доклад, юноша кивнул: «Я давно хожу на профильные занятия по геологии и планирую поступать на ГГФ». Так что не сомневайтесь, уважаемые родители, – сегодняшние дети твердо знают, чего хотят!

Мария ШКОЛЬНИК -----------------------