2000 №1

Чаепитие в Академии. Академик Гурий Марчук: взгляд в будущий век

Владимир ГУБАРЕВ.

На изломах истории в человеке всегда проявляется лучшее или худшее, что есть в нем. Именно в эти мгновения рождаются герои и предатели, провидцы и негодяи, святые и злодеи. Не каждому поколению приходится переживать «дни революций», может быть, в этом их счастье. Но нам не дано судить о том, потому что один из изломов истории пришелся на годы нашей жизни, и нам суждено познать и глубину падения, и величие человеческого духа.

Один из символов эпохи для меня — академик Марчук, который не только выстоял в бурях «перестройки», но и поднялся над сиюминутными страстями и, как и предназначено ученому, смог увидеть будущее. Он попытался предупредить о надвигающейся опасности для общества, но его мнением пренебрегли. Однако это не сломило его, а, напротив, придало новые силы в борьбе за истину, которая подчас хоть и в лохмотьях, но от этого не менее прекрасна!

Я хочу рассказать о трех днях жизни Гурия Ивановича Марчука. Их разделяют многие годы, а объединяет лишь одно: в эти дни мы встречались. Первый раз — в 1975 году, когда академик Марчук возглавлял Сибирское отделение АН СССР и был ее вице-президентом. Тогда речь шла о сути той науки, которой он занимался, — это математическое моделирование… Другая встреча была в 1991 году, на Общем собрании Академии наук СССР, когда ее президент, академик Марчук произнес свое «прощальное слово». Это стало для многих полной неожиданностью, мне же показалось, что поступить иначе Гурий Иванович просто не мог… И, наконец, третий день — сегодня. Гурий Иванович любезно согласился приехать на «Чаепитие в Академии», и здесь после долгого перерыва нам вновь удалось поговорить о науке, о том, что волнует нынче выдающегося русского ученого.

Академики Гурий Иванович Марчук (слева) и Геннадий Андреевич Месяц встретились на «Чаепитии» в президиуме Академии наук РФ 3 ноября 1999 года.

Я спросил его:

— Очевидно, в 1999 году следует говорить о том, как прошлое должно отразиться в будущем, не так ли?

— Уходит XX век, начинается новое тысячелетие. Наверное, трудно представить более благоприятное время для подведения итогов и прогнозов на будущее. Каждый человек, имеющий богатый жизненный опыт, понимает роль науки в современном мире, чувствует тенденции ее развития, а потому глубоко задумывается о том, что же ждет человечество в начале третьего тысячелетия. Я хочу высказать свое мнение, потому что уже давно готов к этому…

— Новый век пришел к вам раньше?

— Как ни парадоксально, но это так! Есть проблемы, которые станут главными, есть ученики, готовые ими заниматься, есть четкие представления о том, над чем мы будем работать.

Ученые всегда идут впереди общества, в этом смысл науки.

— И в самой науке есть «передовые отряды»?

— Это те исследователи, которые занимаются самыми важными проблемами.

— И вы их можете назвать?

— Да, я считаю, что в XXI веке будут две главные проблемы… Но прежде, чем назвать их, стоит сказать о том, чем же был хорош XX век. Открытий, конечно, была тьма. Интеллектуальный потенциал человечества проявился в полной мере и особенно в теоретической физике и астрономии. Люди поняли, что макромир и микромир — две модели, которые должны сойтись. В макромире надо искать те же философские категории, которые присущи микромиру… Впервые такую точку зрения я высказал давно, и ее сразу же поддержал академик Зельдович. Был создан Научный совет по этой проблеме, однако вскоре Яков Борисович умер, и работа застопорилась. Тогда совет возглавил Андрей Дмитриевич Сахаров, но вскоре он увлекся политическими проблемами и практически отошел от дел. А жаль, потому что это направление стало бурно развиваться. Появились мощные ускорители, электроника, вычислительные машины, начали создаваться большие международные коллективы. Таким образом, физика в XX веке открыла новые пути развития цивилизации. Конечно, были великие достижения и в химии, и в науках о Земле… Безусловно, XX век ознаменовался выдающимися достижениями в космонавтике — от первого спутника и освоения околоземного пространства до полетов к Луне и в дальний космос. Но это тоже физика. Я еще не упомянул об атомной бомбе, о термоядерных исследованиях, но и это физика. Физика и физика… Так что же будет в XXI веке? Я много об этом размышлял…

Прерываю пока рассказ академика Марчука и возвращаюсь в прошлое на четверть века. Тогда в этом же здании на Ленинском проспекте мы говорили о будущем. И Гурий Иванович произнес ту же фразу: «Я много об этом размышлял…» А речь шла об одной из важнейших проблем науки, которая «переходит» в XXI век — об управлении климатом.

Итак, декабрь 1976 года. Почему журналистская судьба привела меня к академику Марчуку? Во-первых, в том году погода выдалась необычная. А во-вторых, практически все предсказания метеорологов оказались, мягко говоря, неточными. Такого конфуза ученые не испытывали очень давно… В частности, они предсказывали, что декабрь будет морозным, а на самом деле шли дожди!

— От ошибок гарантирует теория, апробированная, причем многократно, практикой, — говорит академик Г. И. Марчук. — Эту аксиому науке следует применять и к метеорологии. Ее порой сравнивают с искусством, считают, что точность прогнозов зависит от интуиции синоптиков. Группа американских метеорологов, которая провела работы по моделированию общей циркуляции атмосферы, даже пришла к выводу, что прогноз на срок более двух недель вряд ли вообще возможен.

— По-моему, такой вывод не может не вызвать у ученого протеста!

— Ученые уже не раз как бы заходили в тупик и бессильно разводили руками. Но всякий раз обязательно находились энтузиасты, которые искали и в конце концов находили выход из лабиринта.

— В этой роли выступили ученые из Новосибирска?

— Да, в Вычислительном центре Сибирского отделения АН СССР сформирована теория, которая, хотя еще и не признана всеми метеорологами, привлекает своей простотой.

— В таком случае она будет понятна каждому из нас?

— Попробую объяснить… Погода связана с облаками над планетой. От облачности зависит, в какой степени прогреются океаны и суша. Суровость или мягкость зимы, к примеру в Подмосковье, впрямую связана с очень отдаленными районами Мирового океана. Это из-за нашего незнания погода иногда приносит сюрпризы. А на самом деле они запрограммированы. Облачность над океаном регулирует поступление тепла в его поверхностные слои. Мощные течения несут прогретые воды на север. Около Исландии или Алеутских островов происходит интенсивный теплообмен между океаном и атмосферой. Именно здесь — на границе с холодной Арктикой — рождаются циклоны. Они устремляются на восток, и тепло, взятое океаном у солнца, переносится на континенты. Весь процесс продолжается примерно полгода. Значит, характер нынешней зимы во многом зависит от того, сколько тепла получил океан минувшей весной.

— Ну, а если летом в Европе стоит страшная жара, как бывало уже не раз, разве тепло не аккумулируется?

— Конечно, но оно влияет на погоду не более двух недель: ведь атмосфера Земли слишком динамична, она не может «хранить» тепло до зимы. Так что погода зависит в первую очередь от гигантской «тепловой машины», которую создала природа. А волнение в океане — своего рода «радиатор» этой машины. Во время шторма обмен между океаном и атмосферой увеличивается в десятки и сотни раз. Штормы в районе Исландии рождают мощные циклоны, которые устремляются к нашему континенту.

— Действительно, теория простая и впечатляющая! Но что мешает ею пользоваться?

— К сожалению, пока очень мало информации.

— Но ведь есть метеостанции, запускаются специальные спутники Земли — неужели этого недостаточно?!

— Из 800 метеопунктов, следящих за атмосферой, 700 находятся в Северном полушарии. Их почти нет в Мировом океане, мало на некоторых континентах. Короче говоря, две трети поверхности Земли лишены метеонаблюдений. Спутниковой метеорологии явно недостаточно. Надо знать и состояние океана. Эта задача в информационном плане еще более сложная. В целом решение одной из «проблем века» требует усилий специалистов разных профилей и широкого международного сотрудничества.

Чуть позже Г. И. Марчук поделился своими воспоминаниями о том, как появилась у него мысль заняться климатом планеты.

«Как рождаются идеи? Чаще всего они появляются неожиданно. К нам в Новосибирск из Москвы, из Института океанологии, прилетел профессор А. И. Фельзенбаум. Я попросил его сделать доклад и пригласил на семинар многих крупных специалистов в области физики атмосферы и гидродинамики. Московский гость рассказал о моделировании течений и в конце высказал суждение, которое произвело на меня исключительное впечатление. Он отметил, что проблема динамики океана очень сложна и даже специалистам она «не по плечу».

Меня это несколько задело, и после семинара, дома, я отыскал только что вышедшую книгу моего друга профессора Артема Саркисовича Саркисяна из Гидрофизического института АН Украины «Численный анализ и прогноз морских течений». За ночь я изучил ее досконально и нашел адекватную интерпретацию его теории, по форме близкую к модели атмосферных движений, к которой специалисты по динамике атмосферы всего мира привыкли и которую широко использовали в своих исследованиях.

На другой день я снова собрал семинар, пригласив на него Фельзенбаума, и изложил свою интерпретацию модели океана на основе теории Саркисяна. Фельзенбаум был откровенно поражен: миф об особой сложности задач моделирования динамики океана развеялся».

Четверть века минуло с той нашей встречи, и теперь уже работы ученых Новосибирска признаны во всем мире, а Гурий Иванович Марчук вспоминает о них лишь как об одном из эпизодов своей жизни в науке.

Впрочем, иначе и быть не может, потому что судьба академика Марчука насыщена событиями удивительными, подчас даже драматическими.

Но сначала об одном «сугубо личном» эпизоде.

Я написал пьесу «Особый полет» о космонавтах. Ее принял худсовет МХАТа, одновременно над спектаклем начал работать Театр имени Гоголя. Однако тогда не было принято говорить правду о космических полетах, и при выпуске спектакля возникли сложности из-за цензуры. После долгой борьбы разрешили сыграть в Театре имени Гоголя пять спектаклей. Главный режиссер предусмотрительно разослал приглашения на премьеру в Совет Министров и ЦК КПСС, и работники Главлита и космической цензуры побоялись, что кто-то из высокого начальства придет в театр, а спектакля нет… В общем, пять спектаклей — и не больше!

В это время на торжественном заседании, посвященном Дню космонавтики, я встретился с Гурием Ивановичем Марчуком. Он был в то время заместителем Председателя Совета Министров СССР. Мы разговорились как старые знакомые, и я предложил ему после торжественной части не оставаться на традиционный концерт, а посмотреть спектакль по моей пьесе, тем более, что он будет идти еще всего два раза… Гурий Иванович тут же согласился и приехал в театр вместе со своей супругой Ольгой Николаевной. Спектакль Марчукам очень понравился. Они подарили актерам великолепные розы, и потом мы долго беседовали о судьбе театра, об искусстве, о науке.

К концу следующего дня в Министерстве культуры и в Главлите поднялся невообразимый переполох. Дело в том, что в Театр имени Гоголя начали звонить чиновники всех рангов, прося оставить билеты на очередной спектакль. Честно говоря, я и не догадывался, откуда такой ажиотаж… И вдруг выясняется, что, выступая на заседании Совета Министров, академик Марчук посоветовал всем работникам Совета Министров чаще ходить в театры, где поднимаются актуальные проблемы современности. Гурий Иванович сказал, что сам убедился в том, какое огромное влияние может оказывать искусство, когда вчера побывал на спектакле о космонавтах и ученых в Театре имени Гоголя.

Вполне естественно, после этого выступления Марчука ни о каком закрытии спектакля не могло идти и речи. В Театре имени Гоголя побывали многие ученые и конструкторы, руководители нашей промышленности и науки.

Потом у меня были новые пьесы, спектакли в разных странах. Особой популярностью пользовался «Саркофаг», пьеса о Чернобыле. Везде, где удалось побывать на премьерах, меня спрашивали о моих учителях в драматургии. И я неизменно называл два имени: Олег Николаевич Ефремов и Гурий Иванович Марчук. Первый «заставил» меня писать пьесы, а второй помог первой из них увидеть свет…

Академик Марчук — человек не только удивительно отзывчивый, но прежде всего неравнодушный. Особенно мы почувствовали это на последнем Общем собрании Академии наук СССР, когда Гурий Иванович произнес свое «прощальное слово». Поистине это был «реквием» советской науке.

«Волею судеб мы стали не просто свидетелями, но и участниками исторической драмы, в которой многим — я не исключаю и себя — слышатся трагедийные ноты.

В чем же драма и даже трагедия момента? Сегодня прекращает свое существование Академия наук Союза Советских Социалистических Республик. Та самая Академия наук, которая в бурях века спасла и сохранила сердце и душу российской науки. Та академия, которая помогла создать сотни научных школ у себя и в братских республиках, достигла выдающихся мировых результатов практически во всех областях знаний.

Сегодня от нас уже отсечены многие плодоносящие ветви. Это — научные сообщества, органически связанные с культурой древних цивилизаций Кавказа и Средней Азии. Это — наука братской Украины и Белоруссии. Теперь эти части некогда единого организма советской науки стали научными сообществами суверенных государств, и мы должны налаживать с ними отношения в рамках международного сотрудничества.

Советская наука обнаруживала высокую эффективность и удивительную жизнестойкость в очень сложной внутриполитической и международной обстановке потому, что она была целостной системой. Несмотря на слабости и структурные дефекты, мы располагали единым фронтом научных исследований.

Сейчас наука всех суверенных государств бывшего СССР, включая Россию, скачкообразно становится структурно ущербной. Дай Бог, чтобы нам удалось компенсировать подобную ущербность интеграцией в мировое научное сообщество, достраивая недостающие звенья, но скоро и этого может не получиться, даже при самых благоприятных обстоятельствах, до которых весьма далеко.

Но главное — это процесс разрушения нашего научного потенциала как целостной системы. Надежды на то, что можно финансировать и спасти хотя бы одну ее часть (например, только фундаментальную науку), иллюзорны. Наука — единый живой организм, а не конгломерат автономных механизмов. К сожалению, концепции спасения отечественной науки, ее выживания и возрождения нет ни у политиков, ни у научной общественности. Реальные драматические процессы заслонены новыми идеологическими мифами, утопическими прожектами и абстрактными суждениями».

Президент Марчук сражался за сохранение Академии наук бескомпромиссно и до конца. Он шел против господствующего тогда мнения об «исключительности России» просто потому, что видел дальше и глубже, чем те, кто рвался любой ценой к власти.

На президиуме Академии наук он оказался в одиночестве. Академики Велихов и Макаров высказались за перевод Академии наук СССР в Российскую академию, и их поддержали все члены президиума. Но Марчук продолжал сражаться: он доказывал, что совершается огромная ошибка и он не имеет права молчать.

В зале, погруженном в столь глубокую тишину, что слышно было не только каждое слово президента, но и его дыхание, продолжал звучать «реквием» советской науке:

«Извечную проблему сочетания демократии с поиском научной истины замещают примитивной мыслью о пользе демократии в любой форме, в любой ситуации. Живой, хотя, быть может, и большой, организм приносят в жертву фантому демократии, понятию, которое и объяснить-то толком не могут. Пресса иронизирует над тем, что ученые Академии наук СССР «не определились» в понятии «демократизация». Согласно опросу, действительно 80 процентов ученых затрудняются определить понятие «демократизация» в отношении науки. И это — признак здравого смысла и ответственности, за которые общество еще будет благодарно ученым.

Научная истина не может быть найдена путем голосования, и в этом смысле ее поиск, если хотите, недемократичен. Процесс научного поиска — это почти всегда противостояние меньшинства, а то и одиночек — большинству…»

Гурий Иванович Марчук, будучи президентом Академии наук СССР, сделал очень многое, чтобы установить широкое международное сотрудничество. В своем «прощальном слове» на последнем Общем собрании АН СССР он подчеркивал:

«Лишь СССР и США обладали национальной наукой с целостным научным фронтом — а это особое качество. Многие ученые Запада понимают, что ослабление науки нашей страны — это ослабление фронта всей мировой науки и необходимо как можно скорее предложить межгосударственную программу по ее сохранению, а не просто составлять прогнозы массовой эмиграции наших ученых…

Кризис Академии наук СССР — это прежде всего кризис нашего Союза. Чтобы выйти из него, новое государство и большинство граждан должны заняться энергичным строительством общего дома. А наш гражданский долг в этой трудной работе — сохранить жизненно важный элемент общества — его науку. Не дать пресечься ее корню, ибо без науки нового дома не построишь… Нелегкий путь, полный ежечасной работы и трудного поиска, предстоит пройти нашему научному сообществу в ближайшие годы. На нем ждут нас не только успехи и обретения, но и неизбежные разочарования и утраты. Осилим ли мы его? Я думаю, осилим. Залогом тому служат интеллектуальная мощь нашего сообщества, присущее ему понимание интересов народа и стремление служить благу России, всего народа!»

Все молчали. Пауза затянулась.

Последний президент АН СССР покинул трибуну и медленно вернулся на свое место. И в этот момент зал взорвался аплодисментами…

Я успел «перехватить» Гурия Ивановича, когда он уже выходил из зала. Попросил у него текст выступления.

— Тут много поправок, — смутился он.

— Если я не разберусь, то позвоню…

— И вы это напечатаете? — засомневался Гурий Иванович.

— Постараюсь…

— Это будет замечательно, — сказал он.

— Ученые страны должны знать правду о том, что происходит… Да и не только ученые…

Мне удалось тогда напечатать в «Правде» полностью последнее выступление последнего президента Академии наук СССР, и я считаю этот день одним из лучших в своей журналистской работе.

… Встретившись с Гурием Ивановичем Марчуком спустя почти десять лет после тех памятных событий, мы вспомнили о них. Много воды утекло в его родной Волге и в моем родном Днепре с тех пор, но, к счастью, наша наука жива, развивается и, как всегда, устремлена в будущее. Именно поэтому на «Чаепитии в Академии» академик Гурий Иванович Марчук говорил о том, что интересует всех — о науке XXI века.

— Если XX век — это торжество физики, то в XXI веке главными будут проблемы жизни. Биология. И даже можно обозначить некоторые вехи ее развития, определить тенденции. В Англии синтезировали одну из 22 хромосом, правда, самую короткую, но тем не менее в ней несколько сотен тысяч генов! Это начало… И хотя прогнозировать развитие науки сейчас очень сложно, тем не менее можно утверждать, что XXI век станет веком глобального изучения генома человека, животных и растений. Сейчас идет массовый поиск путей, как исключать ненужные геномы, мешающие развитию флоры и фауны, и как их замещать теми, которые нужны. Я убежден, что проблема «конструирования» геномов в XXI веке будет решена.

— Но все-таки в центре будет изучение человека?

— Здесь две стороны проблемы. Первая — медицинская, то есть здоровье. Вторая — клонирование людей, о котором все больше и больше говорят. Еще в мою бытность заместителем председателя Совета Министров СССР мы вели речь о контроле за теми работами, которые проводятся в генной инженерии. Но никто не может гарантировать, что даже при жестком контроле ими не будут заниматься подпольно.

— А в чем вы видите опасность клонирования?

— Это пойдет во зло человечеству. Допустим, какого-то человека клонируют. Он сам не будет понимать сути происходящего, но начнется «засорение» человечества, так как каждый индивидуум несет в себе не только добро, но и зло. Тут возникают философские проблемы, но даже невооруженным глазом видно, насколько опасно клонирование для нашей цивилизации. Поэтому, когда я говорю о прогрессе биологии, хочу обязательно подчеркнуть: наука должна пойти по пути познания всех геномов человека для того, чтобы научиться лечить болезни, наследственные или приобретенные, в основном за счет изменения генофонда.

— И вы считаете, что это реально?

— В последние десятилетия пришло понимание того, как гены «распоряжаются» развитием человека. Причем многие, казалось бы, очевидные вещи приобрели иной смысл.

— Например?

— Считалось, что, если у человека, животного или растения появляются раковые клетки, это означает «начало конца». Однако последние исследования показали, что онкологические гены есть у каждого из нас. Не будь их, человек не смог бы сформироваться. Плод вырастает из одной клетки: оказывается, это действие онкологического генома, и именно он способствует тому, что клетки воспроизводятся с огромной скоростью. Есть еще «регулирующие» гены, которые и определяют, какому органу и как следует развиваться. В течение девяти месяцев в утробе матери идет гигантская наработка клеток, но как только человек появляется на свет, онкологический ген перестает работать — он отключается, «засыпает». Этот ген может «проснуться» в результате какой-то мутации. Тогда он начинает нарабатывать клетки одного типа, то есть возникает раковая опухоль.

— Но ведь это крайность, на самом деле организм способен регулировать рост клеток?

— Конечно. Каждый день в нем происходит приблизительно 1200 мутаций, и некоторые из них «будят» онкологические гены. Но в организме есть «киллеры», которые убивают опасные клетки, и тогда человек не заболевает. Тем не менее при старении организма его защитные свойства постепенно ослабевают, иммунная система изнашивается, «киллеров» становится меньше… Говорят, за жизнь происходит приблизительно пятьдесят делений клеток, а потом этот процесс прекращается. И вот тут онкологический ген вновь выходит на сцену: он становится «мусорщиком» (фактически «убивает» состарившийся организм).

— Вы же не генетик, не биолог!

— Ну как же! Я 26 лет работаю в этой области, так что можно считать меня специалистом…

— Все-таки вы прежде всего математик!

— Конечно.

— Но почему в XX веке вы, математики, сначала создавали ядерное оружие, способное уничтожить все живое на планете, а теперь пытаетесь продлить эти самые жизни?

— Гуманистические идеалы всегда были присущи ученым.

— Кстати, и вы, Гурий Иванович, начинали свой путь в науке именно с «Атомного проекта» в Лаборатории «В», что находилась в Обнинске…

— С 1953 по 1956-й я занимался водородной бомбой. Один проект делал коллектив академика Дородницына, другой — ученые Арзамаса-16, и им помогал академик Келдыш, а мы вели третий проект. Когда были готовы все варианты, то лучшим оказался «арзамасский проект». Самым интересным, как мне кажется, был наш вариант — «тритий-дейгериевый». Но у трития очень короткий период полураспада, его нужно все время обновлять и обновлять… А в Арзамасе-16 нашли такое соединение, которое почти не распадается, и это определило победителя в том соревновании.

— И что вы стали делать?

— Теперь, пожалуй, об этом можно рассказать… Я переключился на атомные подводные лодки. У нас было собственное направление: жидкометаллический теплоноситель для реакторов. Наши подводные лодки стали самыми быстрыми, их называли «охотниками». Одновременно мы принимали участие в расчетах первой атомной электростанции (и этим я горжусь!), потом других реакторов. Написал две книги, они опубликованы в США, Китае, других странах.

— И вам стало неинтересно?

— Принципиальные проблемы атомного проекта были решены, и через полгода я испугался: если бездеятельность продолжится, можно и деградировать… А тут началась организация Сибирского отделения Академии наук. К нам в Обнинск приехал академик Соболев, он познакомился с нашими работами и предложил нам с женой переехать в Новосибирск. А мы только что получили новую квартиру… Чуть позже с таким же предложением ко мне обратился академик Лаврентьев, и мы поехали. Работали там 18 лет, и это, бесспорно, были лучшие годы нашей жизни. В Новосибирске появились ростки того, что стало целью моей научной жизни — физика атмосферы. Проблема оказалась безумно трудной, но тем не менее мы стали пионерами в этой области.

— А следующий шаг?

— Мы начали размышлять: что же все-таки грозит планете? И пришли к выводу: изменение климата. Уничтожение лесов, болот, оказывается, играет исключительную роль в жизни планеты. Под влиянием антропогенных процессов климат может измениться настолько, что невозможно будет вернуться к тому состоянию, которое существует сейчас. Проблема устойчивости климата — важнейшая, она породила новую область математики, так называемые «сопряженные уравнения». Мы открыли их раньше, еще во время расчетов реакторов, но особое значение они приобрели при исследовании климата.

— Наверное, в эту область углубляться не следует, так как математику популяризировать, на мой взгляд, невозможно… Нам остается только доверять математикам!

— Скажу одно: долгие годы только мы занимались «теорией чувствительности», которую сами и создали. Но теперь вокруг нее поднялся невообразимый «бум» во всем мире, и это приятно, потому что мы опередили всех на тридцать лет…

— В первую очередь эта теория применяется для анализа состояния планеты?

— Да. Из-за вырубки лесов в Амазонии и в Сибири, а это легкие нашей планеты, резко уменьшается объем биоты, то есть биологического вещества на Земле, которое и определяет жизнь. Варварское отношение к природной среде уже привело к катастрофическим последствиям. Очень много говорилось о «ядерной зиме», что наступит после термоядерной войны. Это, конечно, страшно. Однако наше отношение к природной среде по своим последствиям еще хуже, чем взрыв водородной бомбы. Мы губим себя! Речь сегодня идет не об отдельных государствах, а о планете в целом.

— Картина печальная… Но вы обещали затронуть еще одну тему: здоровье человека. Почему у вас появился интерес именно в этой области?

— Во-первых, потому, что мы все делаем для человека, а здоровье — богатство каждого. И во-вторых, 26 лет назад случай подтолкнул меня заняться этой проблемой серьезно. После гриппа я заболел хронической пневмонией и вынужден был два раза в год ложиться в больницу. Причем врачи говорили, что вылечиться нельзя. Я начал изучать литературу по пульмонологии и иммунологии и обнаружил много противоречий между тем, что получается при математической обработке данных, и теми процессами, которые происходят в человеке по представлению врачей. И вот я и мои ученики, которые только что закончили университет, начали развивать математическую иммунологию. Об ее эффективности можно судить по мне: я избавился от «неизлечимой» болезни. Кстати, механизмы такие же, как в атомной бомбе. Что бы ни происходило с человеком, его иммунная система работает одинаково: в организме идет своеобразная «цепная реакция», которая обеспечивает защиту от заболеваний. Нет, порошочками и укольчиками не вылечишь человека, нужно заботиться об его иммунной системе.

— И главный ваш вывод?

— Надо ходить пешком. Каждый выходной — пятнадцать километров!

— Все-таки кто вы больше: математик или биолог?

— «Гибрид»…

Гурий Иванович рассмеялся, и мы увидели очень счастливого человека.

Белковая наследственность — новая глава генетики

Е. ЗВЯГИНА, специальный корреспондент журнала «Наука и жизнь».

Генетика, начало которой было положено еще в прошлом веке опытами Меццеля, для большинства из нас до сих пор является молодой наукой. В России такой взгляд исторически оправдан: долгое время генетика в Советском Союзе считалась «буржуазной лженаукой». Возможно, именно драматизм истории генетики в нашей стране обусловливает непреходящий интерес к ней. На памяти старшего поколения — разгул лысенковщины. Закрывались лаборатории, выдающиеся исследователи оказывались в лагерях. Погиб в тюрьме наш крупнейший ученый, генетик с мировым именем Н. И. Вавилов. А в это время в Европе и США новая наука стремительно развивалась. Западные ученые делали ошеломляющие открытия в изучении механизма наследственности. И хотя наука не имеет национальности и по сути своей должна быть общечеловеческой, все же обидно, что в истории генетики последних десятилетий встречается так мало русских имен.

Сегодня отечественная наука снова переживает не лучшие времена. Запрещенных теорий теперь, правда, нет, но и заниматься исследованиями становится все сложнее: нет денег, нет необходимого оборудования. Почти все открытия совершаются в соавторстве с зарубежными учеными, предоставляющими свои лаборатории нашим исследователям. Угнаться за Западом отечественным ученым почти невозможно: даже по количеству исследовательских центров мы сильно уступаем Европе и Америке. А ведь в истории остается тот, кто совершил открытие первым.

И все же российским ученым удается идти в ногу со своими иностранными коллегами, а иногда и опережать их. Доказательством может служить история того, как была открыта особая форма наследственности — прорыв, ставший новым словом в фундаментальной генетике.

Как и многие другие серьезные открытия, обнаружение белковой наследственности было подготовлено несколькими разнонаправленными сериями исследований. Интересно, что ни один из коллективов ученых, совместными усилиями которых было сделано открытие, первоначально не ставил целью изучать механизм наследственности.

Пожалуй, начать стоит с исследований американского биохимика Стэнли Прузинера. Именно он обнаружил новый тип инфекции — прионную, за что получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1997 году. Вероятно, читатели помнят скандал, разразившийся вокруг эпидемии коровьего бешенства в Англии. Белковые возбудители этой болезни (а также некоторых других смертельных болезней человека и животных — болезни Крейтцфельда — Якоба у человека, скрейпи у овец), поражающие нервную систему, мозг, и были названы прионами.

Стэнли Прузинер обнаружил, что абсолютно одинаковые по химическому составу прионные белки могут находиться в двух разных пространственных формах. Разница между такими белками отчасти напоминает разницу между сырым и вареным белком обыкновенного куриного яйца. Если белок находится в «нормальной» форме, он хорошо растворяется и выполняет в организме свойственную ему функцию. Напротив, белок, находящийся в «аномальной» пространственной форме, образует нерастворимые агрегаты, слипается. Но самым важным — и уникальным — свойством прионов является следующее: белок, находящийся в «аномальной» форме, столкнувшись с «нормальным» белком, переводит его в свою, «аномальную», форму. Это и является сутью прионного типа инфекции: «больной» белок заражает «здоровый», который начинает слипаться и, накапливаясь, заполняет клетки мозга, препятствуя их работе. Причины изначального появления в организме белка в «аномальной» форме пока не установлены. Обе формы белка кодируются одним геном, поэтому вполне вероятно, что на образование «аномальной» формы могут влиять внешние воздействия (например, есть гипотеза, что к появлению «аномального» приона в организме может привести высокая температура, перенесенная человеком).

В рассказе об открытии белковой наследственности придется сделать небольшое отступление, вернее, начать рассказ заново, уже с другой точки. Возможно, это покажется нелогичным, но ведь именно так движется наука: каждый ученый идет своим путем, каждое открытие включает труд многих исследователей.

Обнаружение прионного типа инфекции стало первым шагом к открытию нового типа передачи наследственной информации.

Второе направление, подготовившее его, было связано с дрожжами. Дрожжи — один из самых удобных объектов молекулярной генетики и молекулярной биологии. Во-первых, это связано с тем, что популяция дрожжей включает огромное количество одноклеточных микроорганизмов, поэтому можно регистрировать очень редкие явления, происходящие в одном случае из миллионов. Во-вторых, дрожжи хорошо изучены: известны структуры всех генов дрожжей. В-третьих, дрожжи в генетическом плане устроены практически так же, как человек. Почти все белки, которые есть у человека, есть и у дрожжей, более того, часто эти белки взаимозаменяемы. И, наконец, дрожжи быстро размножаются, поэтому опыты не требуют длительного времени. Один из основателей школы генетики дрожжей в бывшем Советском Союзе — Сергей Георгиевич Инге Вечтомов. Сейчас в России дрожжами занимаются несколько групп ученых, среди них — лаборатория его ученика, профессора Михаила Давидовича Тер-Аванесяна в московском Кардиологическом научном центре.

Еще в 1964 году С. Г. Инге-Вечтомов обнаружил у дрожжей ген SUP35. Примерно в это же время британский исследователь Брайан Кокс нашел у дрожжей наследуемый признак, обладающий рядом уникальных свойств, трудно объяснимых с точки зрения обычных представлений о генетических явлениях. Позже в лаборатории Инге-Вечтомова были получены свидетельства того, что существование этого признака зависит от гена SUP35. Одновременно с исследованиями Инге-Вечтомова такие же результаты были получены в лабораториях Тер-Аванесяна и Кокса. Все данные свидетельствовали о том, что белок Sup35 может каким-то образом отвечать за проявление и наследование этого признака, причем это его свойство не связано с мутациями (структурными изменениями) в гене SUP35.

Обнаруженное явление оставалось необъяснимым до последнего времени, когда широкий интерес к прионам навел исследователей на мысль о сходстве белка Sup35 с прионами млекопитающих. Такое сходство предполагало, что белок Sup35 может иметь разную пространственную укладку, причем, находясь в прионной («аномальной») форме, белок может «наводить» такую форму на молекулы этого же белка, находящиеся в «нормальном» состоянии. Такую аналогию провел американский ученый Рид Викнер, выдвинув гипотезу, что дрожжи могут синтезировать белки, проявляющие прионные свойства. Правда, Прузинер применительно к прионам говорил об «инфекции», но ведь никто не наблюдал передачи вещества от одной клетки к другой через межклеточное пространство (а именно в этом заключается суть инфекции). Викнер предположил, что и в том, и в другом случае мы имеем дело с одним и тем же явлением, а именно с прямой передачей информации от белка к белку.

Чтобы оценить смелость гипотезы, надо вспомнить: вся современная генетика основывается на том, что наследственная информация передается через молекулы ДНК, которые могут удваиваться и передаваться потомству. Белки же синтезируются на основе информации, заложенной в ДНК. Цепочка передачи информации выглядит так: ДНК —»РНК —»белок. В свое время сенсацией явилось открытие так называемой «обратной связи»: оказалось, что информация может передаваться из РНК в ДНК. Но то, что информация, передаваемая по наследству, не может быть заложена в белках, никогда не подвергалось сомнению (если не считать теории Лысенко, научные взгляды которого, по оценкам современных ученых, были близки средневековым). Теперь же получалось, что признак может наследоваться без участия ДНК.

За исследование прионоподобных свойств дрожжевых белков взялись две лаборатории: группа американских ученых во главе с профессором Сьюзен Линдквист и лаборатория М. Д. Тер-Аванесяна. Позже к ним присоединились и другие. У американцев было лучшее оборудование, кроме того, они использовали в своей работе материалы, полученные нашими учеными. Но в данном случае сыграло роль то, что у наших генетиков были большие наработки по этой теме.

Статья М. Д. Тер-Аванесяна и его сотрудников появилась в июле 1996 года в журнале Европейской организации молекулярной биологии (ЕМВО Journal). В ней было показано, что белок Sup35 может образовывать агрегаты, подобные тем, которые создают прионы в «аномальной» форме. Уже в следующем месяце аналогичные результаты, полученные лабораторией Линдквист, были опубликованы в журнале «Science». Теперь нужно было доказать, что информация о пространственной форме передается напрямую от белка к белку.

И вот в 1997 году группа Тер-Аванесяна нашла такое доказательство. Опыт был поставлен в среде без ДНК. К Sup35 добавляли некоторое количество белка, находящегося в «аномальной» пространственной форме. Через некоторое время весь белок оказывался в «аномальной» конформации. Этот белок снова добавляли к «нормальному», и он опять переводил его в «аномальную» форму. Так повторялось много раз, пока доля исходного «аномального» белка не оказалась совершенно ничтожной, так что стало ясно: «аномальный» белок, образованный из «нормального», способен передавать свою пространственную форму другому, «нормальному», белку. Итак, был открыт новый механизм передачи наследственной информации — белковая наследственность.

Как ни странно, белок Sup35, на котором была открыта белковая наследственность, был для генетиков чем-то вроде «белого пятна» в науке. Ученые ничего не могли сказать о его функциях: зачем он нужен в организме? Но, вероятно, это был как раз тот случай, когда, как говорят, «идея носилась в воздухе». И вот, в то время как генетики занимались Sup35 с точки зрения его прионоподобных свойств, молекулярные биологи неожиданно пришли к разгадке его функций.

Когда девять лет назад началась эта история, никто из исследователей не мог предположить, что их работа приведет именно к выявлению функций белка Sup35. В то время Лев Львович Киселев и его коллеги из Института молекулярной биологии Российской академии наук занимались биосинтезом белков. В 1990 году известный американский ученый Т. Каски опубликовал статью, в которой описал белок, участвующий, по его мнению, в окончании процесса синтеза сложного вещества, состоящего из нескольких аминокислот, — полипептидной цепи. Однако этот белок был практически тождествен тому, структуру которого расшифровали наши ученые, но который, согласно нашим данным, участвовал не в окончании, а в начале указанного процесса. Не есть ли это противоречие здравому смыслу: два очень похожих белка не могут выполнять совершенно разные функции. Напрашивался вывод: Каски ошибся, его белок не заканчивал синтез, а участвовал в его начале. В 1993 году Л. Л. Киселев и его коллеги опровергают работу Каски, и уже в следующем году сам Каски подтверждает, что его выводы были ошибочны.

Какой же белок в таком случае завершает синтез? Теперь его поисками занялись уже российские ученые. И вот в 1994 году (как раз в то время, когда Рид Викнер выдвинул гипотезу о прионоподобных свойствах Sup35) наши исследователи опубликовали в журнале «Nature» структуру такого белка. Его назвали eRF1. Этот белок оказался весьма консервативным по структуре: у человека, лягушки и дрожжей его аминокислотная последовательность очень похожа (дрожжевой белок имеет свое имя — Sup45). Как только это выяснилось, стало очевидно, что другой дрожжевой белок, о котором уже шла речь, — Sup35 (дрожжевой прион) тоже может быть вовлечен в завершение синтеза полипептидной цепи. Действительно, годом позже (в 1995 году) группы Киселева и Инге-Вечтомова совместно с группой М. Филиппа из Реннского университета (Франция) открыли новую группу белков, получивших название eRF3. Среди них был и белок Sup35. Стало ясно, что Sup35 — один из двух белков, определяющих окончание белкового синтеза у клеточных организмов. Чуть позже группа Киселева доказала, что белки eRF3/Sup35 обладают ферментативной активностью: расщепляют одно из ключевых соединений клетки — гуазинтрифосфат (ГТФ). Открытие ферментативной активности дрожжевого приона Sup35 имеет большое значение, так как позволяет использовать биохимические методы для анализа прионных превращений, что ранее было невозможно.

Итак, на примере дрожжевого белка открыт новый принцип наследственной передачи признаков. «Белковая наследственность» — так назвали ученые свойство прионоподобных белков передавать информацию о своей пространственной форме без участия ДНК. Насколько широко распространено это явление? Прионоподобные белки уже обнаружены у некоторых грибов, возможно, в скором времени они будут найдены и у других организмов. Исследования на эту тему ведутся сейчас очень интенсивно. Пока даже сами ученые остерегаются делать прогнозы.

«Важно, что здесь мы имеем дело с передачей информации иного типа по сравнению с той, что передается через гены, а именно с передачей структурной, трехмерной информации, — говорит М. Д. Тер-Аванесян. — Это совершенно новый принцип, и это чрезвычайно важно для науки». Есть теория, что прионоподобные белки участвуют в формировании долговременной памяти человека. Если это действительно так, то белковая наследственность, возможно, связана с важнейшей функцией мозга.

Разумеется, открытие белковой наследственности ни в коей мере не означает пересмотра теории передачи наследственной информации через нуклеиновые кислоты. Это — дополнение к ней, новая глава классической генетики. Однако не исключено, что многие явления будут переосмыслены. Наука «прошла мимо» прионоподобных белков. Ученые не исключают, что таких белков много, и в таком случае белковый механизм наследственности может иметь немаловажное значение в жизни многих организмов.

Структура «нормального» (слева) и «аномального» (справа) прионного белка.

Возможно, белковая наследственность играла значительную роль и в биологической эволюции, по крайней мере в эволюции одноклеточных организмов, размножающихся путем деления. Ведь благодаря постоянному делению в популяции в результате механизма прионной наследственности может возобладать одна из форм прионоподобного белка. Пока неясно функциональное назначение той или иной формы, но в природе нет ничего лишнего — следовательно, этот механизм для чего-то нужен. В случае дрожжей он, вероятно, служит целям адаптации.

Для медицины открытие белковой наследственности означает перспективу лечения болезней, вызываемых прионными и прионоподобными белками. Что касается собственно прионных заболеваний, то они мало распространены среди людей (приблизительно один случай на миллион в год). Но у животных они нередки, а в связи с их инфекционностью опасность заражения человека очень велика — именно это обусловило ажиотаж вокруг эпидемии коровьего бешенства в Англии. Кроме того, есть еще ряд заболеваний — гораздо более распространенных, — которые также связаны с белками, способными образовывать агрегаты. Например, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь Хангтингтона. Возможно, они также передаются с помощью механизма белковой наследственности. Уже открыт способ «лечения» дрожжей от прионных заболеваний, а значит, появилась модель создания лекарств для человека.

В 1997 году группа Тер-Аванесяна (Москва) нашла убедительное доказательство того, что информация о пространственной форме передается от белка к белку напрямую. Опыт ставился в среде без ДНК — основного носителя наследственности. Итак, к белку Sup35 (на рисунке — первая пробирка) добавляли некоторое количество того же белка, но находящегося в «аномальной» форме. Через 3 часа весь белок становился «аномальным». Часть этого белка снова добавляли к «нормальному», и картина повторялась. Опыт давал один и тот же результат много раз подряд.

Несколько лет назад тир охватила паника. Англия стала первой страной, где объявилась новая смертельная болезнь коров — коровье бешенство. Через зараженное мясо болезнь передавалась и человеку.

Американский биохимик Стэнли Прузинер обнаружил не известный ранее тип белковой инфекции — так называемую прионную, за что был удостоен в 1997 году Нобелевской премии.

На микроскопических снимках — прионные белки, возбудители коровьего бешенства.

Архангельские алмазы

ИЗ ИСТОРИИ РАЗРАБОТКИ КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБОК В АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

Кандидат технических наук А. ОСАДЧИЙ.

Надо сказать, что поиск алмазных месторождений начался здесь давно. Уже в середине 80-х годов близ Архангельска работало несколько геологоразведочных экспедиций из разных городов страны. Будучи специалистом в области геофизических исследований скважин, я несколько раз выезжал туда для проведения специальных измерений и многое видел своими глазами. Поэтому хотелось бы подробнее рассказать об особой «экзотике» этой северной территории, о чисто российских трудностях, которые мешают начать разработки по крайней мере уже десяток лет.

Впервые я попал на месторождение алмазов в середине 80-х годов; добраться от Архангельска до места работы можно было только вертолетом. Большая болотистая поляна среди вековых елей превращена в посадочную площадку. Много ли вертолету надо? Квадрат из бревен, засыпанный твердым грунтом. Неподалеку от поляны с десяток маленьких разнокалиберных деревянных домиков и несколько вездеходов.

С утра до вечера жужжат над поляной вертолеты. Они связывают главный поселок геологов — Поморье с Архангельском (до него около ста километров) и с отдаленными отрядами экспедиций. В Поморье десятка полтора двухэтажных деревянных домов и около тридцати одноэтажных. Второй поселок — в восьми километрах. К нему ведет хорошая грунтовая дорога среди никогда не рубленного соснового леса, стоящего на более высоких песчаных участках, или елового, прижимающегося к сырым заболоченным местам. Поселок Поморье — центр экспедиций — расположился на берегу таежной, с заболоченными берегами речки Золотица. В поселке трубы водопровода и отопления идут в утепленных коробах над землей. Грунтовая вода неглубоко, рядом. Возле некоторых домов застекленные парники с печным отоплением. Электричество свое — от дизельной. В поселке есть полная средняя школа. Нехитрая служба быта — пекарня, столовая, два магазина, баня, гостиница, общежитие, дизельная, котельная и насосная станции; здесь же небольшая обогатительная фабрика и управление двух экспедиций. Естественно, у каждой из них своя база техники. Хозяин второго поселка — ленинградская экспедиция. Здесь за дорогой следят лучше. Своя столовая (в ней кормят вкуснее, чем в Поморье), магазин, баня, база техники, геофизическая партия и центр управления. Связь по рации, как и в Поморье. Километрах в трех вдоль дороги вырублен лес для посадочной полосы будущего аэродрома. Немного далее у дороги стоит лесопилка. Между поселками и местами работы бригад регулярно курсируют вахтовые машины.

Заболоченные берега таежной речки Золотица.

Домик механиков возле поселка Поморье.

Леса в этих краях еще сохранили свое былое богатство. Едущие на вездеходе берут ружье: на дороге может попасться глухарь. Здесь много лосей; волки зимой могут увести из поселка собаку; в реке водится хариус. Лес изобилует грибами и ягодами. И алмазные трубки — в нескольких километрах от поселков. Таким я все это увидел в самый расцвет работы экспедиций — в середине восьмидесятых годов.

Последний мой приезд состоялся в середине девяностых годов. Теперь уже вертолеты не летают. От двухэтажной деревянной гостиницы в Архангельске по понедельникам утром отходит «вахтовка» в Поморье. Первые десять километров едем по асфальту, далее переправляемся по старому понтонному мосту через реку. А рядом на обоих берегах вот уже более восьми лет стоят опоры недостроенного моста. К ним подходит просека с начатой отсыпкой дороги. Здесь должно было пройти современное шоссе к новому городу алмазодобытчиков. «Вахтовка» — тяжелая трехосная машина с железным кузовом и автобусными сиденьями, типичный транспорт для плохих дорог, рессоры жесткие, поэтому по разбитой лесовозами дороге машина с людьми ползет медленно. Через два часа традиционный десятиминутный «перекур» на полпути у озера. И снова два часа изматывающей дороги. Половина пассажиров — женщины с сумками, возвращающиеся из Архангельска после закупок.

Наконец основная лесовозная дорога ушла в сторону, и машина побежала быстрее. Вскоре показался молодой соснячок — заросшая полоса так и не построенного аэродрома. Сюда в сентябре ездят за грибами. Здесь растут крепчайшие крупные сосновые рыжики, а рядом в распадке — подосиновики. Еще через три километра полуразвалившиеся сараи лесопилки. А тут вскоре уже и въезд в Поморье.

Поселок сильно одряхлел за прошедшие восемь лет. Общежитие заколочено, пустует и часть одноэтажных домов, почти не видно школьников, баня давно сгорела, новую строить некому да и не для кого. «Вахтовка» возит в баню в соседний поселок, но и там также чувствуется запустение. Только недалеко от бани поставлена большая ярко-желтая буровая установка немецкой фирмы «Вирт» для бурения скважин большого диаметра.

Я ехал, чтобы провести измерения результатов бурения, а попал на ЧП — обвал части ствола. Особо грустное впечатление производила бывшая база техники недалеко от старой вертолетной площадки, превратившаяся в большое кладбище ржавых конструкций. Не стало и стоявшего рядом поселка механиков со своей пекарней, маленьким магазином и уютной душевой, куда ходили в первый приезд. Весь этот упадок связан не только с начавшимся в девяностых годах экономическим кризисом и отсутствием новых инвестиций, но и с неоправдавшими себя способами добычи алмазов, которые пытались использовать первые разработчики. Об этом хочу рассказать подробнее.

Вначале немного общей информации. Алмазы образуются в так называемых кимберлитовых трубках — местах прорыва магматического вещества через осадочную толщу земной коры (см. «Наука и жизнь» № 10, 1999 г.). Кимберли — название алмазоносной провинции в Южной Африке, где впервые были обнаружены подобные трубки. Отсюда пошло название породы, слагающей эти трубки, — кимберлит.

Районы, где чаще всего встречаются кимберлитовые трубки, расположены на древних вулканических щитах. Архангельское месторождение находится на краю Балтийского щита. Возраст кимберлитовых трубок 400–700 миллионов лет. За это время лик земли значительно изменился. Часть трубок со временем была разрушена эрозией, и алмазы переотложились в россыпи. Некоторые разрушены только частично, и их содержимое можно встретить в речных осадках. Часть трубок оказалась погребенной под слоем последующих наносов или затоплена морем. Окружающая порода и руда четко различаются по магнитным свойствам и плотности.

Кимберлит не обязательно бывает алмазоносным. Содержание алмазов считается «богатым», если оно превышает 0,5 грамма (3 карата) на тонну. Часто у алмазов есть спутник — это пиропы, разновидность граната. В Якутии, где трубки частично разрушены, первую из них нашли, прослеживая пиропы в русле реки и ее притоках.

В Архангельской области природа запрятала трубки основательнее: они не тронуты эрозией и покрыты толстым слоем наносов. Рассказывают, что небольшие магнитные аномалии в этих местах первыми заметили летчики. Бурение на месте аномалии, отбор керна — извлеченного столбика пробуренной породы — и последующие исследования его показали, что обнаружена кимберлитовая трубка. Хотя первые трубки были не алмазоносные, начались интенсивные геофизические исследования в Архангельской области.

Сейчас хорошо видно, как лес над каждой трубкой исполосован просеками и дорогами. При разведке здесь через каждые 50 метров пробурены скважины, во всех скважинах проведен полный комплекс геофизических исследований. Отобраны так называемые представительные пробы — десятки тонн для определения среднего содержания алмазов.

Над кимберлитовок трубкой лес вдоль и поперек исполосован дорогами, просеками.

В результате всех этих работ выявлена богатейшая алмазоносная провинция. Обнаружено более 50 кимберлитовых трубок, из них примерно треть — алмазоносные. Шесть таких трубок расположены совсем близко одна от другой и образуют как бы единое крупное месторождение, общие запасы которого оцениваются в 12 миллиардов долларов США. Месторождению присвоено имя Ломоносова.

Особенность залегания кимберлитовых трубок данного района в том, что они сверху перекрыты толстым слоем (до 100 метров) рыхлых отложений — песка, глины. Глубина трубок порядка 600 метров — это уровень залегания коренных пород. Размеры примерно такие: внизу, у основания, 100 метров, наверху 300 метров — словом, «морковка» или конус высотой более 500 метров. Здешний кимберлит — рыжевато-красная порода. При высыхании частично крошится. В ней около 70 процентов глины. На небольшой обогатительной фабрике уже хранятся первые добытые здесь алмазы. Они различны по размерам, есть среди них и пригодные для ювелирной обработки. Качество алмазов не уступает якутским.

Итак, к началу девяностых годов геологоразведчики свои работы завершили. Настал черед составления проекта на разработку. А это означает, что из каждой трубки на поверхность должно быть извлечено чуть ли не 98 процентов кимберлита.

Условия разработки благоприятные. Рядом расположены крупные с налаженными транспортными связями города Архангельск и Северодвинск. Дорога к месторождению идет по твердому грунту. Здесь нет вечной мерзлоты, как в Якутии.

Какой же метод добычи использовать? Есть традиционные — шахтный, как в Южной Африке, и открытый со строительством карьера, как в Якутии. Открытый можно реализовать быстрее и с меньшими затратами, но он позволяет отработать только верхнюю, более широкую часть трубки. К тому же открытая разработка неизбежно приводит к большим экологическим потерям. К примеру, диаметр одного из первых якутских карьеров вверху 1200 метров, глубина 450 метров, диаметр внизу — около 200 метров. Следовательно, рядом вырастает огромная гора пустой породы. А таких карьеров в Якутии пять. Разработка двух трубок завершена. И сейчас на одной из них уже закончено строительство подземного рудника.

При методе скважинной гидродобычи (СГД) в тело кимберлитовой трубки опускают колонку из труб и гидромонитор, в который под большим давлением подается вода. Поочередно размывают подземные камеры размером 20x20 м.

_{Схема установки для размыва камеры: 1 — буровая вышка для спуско-подъемных работ, 2 — тело трубки, 3 — слой наносов, 4 — основная скважина, 5 — вспомогательные скважины, 6 — гидромонитор в размываемой камере, 7 — проектная камера, 8 — компрессор, буровой насос, энергопитание.}

Другой метод — бурение скважины большого диаметра на всю глубину кимберлитовой трубки с последующим укреплением стенок.

_{Схема установки для выбуривания кимберлита: 1 — буровая установка, 2 — тело трубки, 3 — слой наносов, 4 — первая обсадная колонна, 5 — вторая обсадная колонна, 6 — скважинный снаряд, 7 — скважина в кимберлите, 8 — модули для насоса, для дизелей, бытовой.}

Конкурентом двум традиционным способам добычи алмазов выступил сравнительно молодой метод скважинной гидродобычи — СГД. Он заключается в том, что в теле трубки бурится скважина. В нее опускают колонну из труб, которая оканчивается гидромонитором, в него под большим давлением подается вода. Вырываясь из сопла монитора, струя воды разрушает породу, которая вместе с жидкостью поднимается на поверхность по стволу скважины. Подобная схема работ хороша при извлечении рыхлых, слабосвязанных пород (идеально, если это песок). Главное преимущество метода в том, что на создание скважинной гидродобычи требуется значительно меньше времени и затрат, чем на строительство карьера и тем более шахты. Руда сразу обогащается в несколько раз, хотя бы потому, что вымывается глина. Словом, у этой технологии много хорошего: она не требует спуска людей под землю, она экологична.

На Курской магнитной аномалии в Белгородской области ведется гидроразмыв железной руды, она сравнительно рыхлая и обводненная. СГД обеспечивает там добычу примерно 30 тонн руды в час с глубины 600 метров. Расход воды трехкратный по отношению к весу руды. Вот бы такое получить и на кимберлитах под Архангельском!

Словом, при выборе проекта на разработку приоритет был отдан СГД. (Может быть, здесь сказался и интерес инвестора.) Для отработки технологии СГД взяли кимберлитовую трубку «Снегурочка» с бедным содержанием алмазов. Разработку решили вести путем поочередного размыва подземных камер диаметром и высотой по 20 метров. На рисунке (см. стр. 43 вверху) показана первая из таких камер, она связана с поверхностью центральной скважиной и вспомогательными, необходимыми для завершения размыва. Все скважины пробурены до дна предполагаемой камеры и обсажены стальными трубами. Естественно, что на первом этапе главным было научиться размывать тело трубки и формировать камеру нужной конфигурации. Затем — засыпать ее окатышами из обожженной глины, полученной из камеры, и зацементировать дно, стенки и свод. Камера должна быть устойчивой и не поддаваться размыву снаружи. На создание первой камеры отвели 6 месяцев. Контроль за формой камеры на стадии размыва обеспечивал ультразвуковой гидролокатор.

Чтобы задействовать всю схему размыва с расчетом на проектную добычу руды, был построен (с соблюдением всех экологических требований) отстойник для пульпы, вынесенный за тело трубки. Это потребовало вырубки леса, обваловывания отстойника, протяжки нескольких сотен метров труб для подачи пульпы в отстойник и возврата отстоявшейся жидкости к насосу гидромонитора.

Основные сюрпризы начались при размыве. Кимберлит не пожелал размываться! Все ухищрения: смена конструкции гидромонитора, увеличение давления и прочее — не помогли. Порода на поверхность почти не поступала. Нечего было посылать на обогатительную фабрику. Эксперименты с собственно размывом заняли два летних сезона.

Такой же примерно результат со скважинной гидродобычей получила соседняя экспедиция на трубке «Ломоносовская».

Всего было поднято на поверхность менее 10 тонн.

После неудач с гидродобычей тогда же, в начале девяностых годов, опробовали иную безлюдную технологию добычи — бурение скважин большого диаметра и создание цилиндрических камер на полную глубину трубки с последующим укреплением стенок. Бурение скважин диаметром до метра — дело не очень сложное. Оно уже использовалось на трубках этих месторождений для отбора проб. Процесс бурения стволов диаметром 6 метров — тоже достаточно хорошо освоенная технология. Ее использовали в Донбассе при бурении шахтных стволов для подъемников. Требуется лишь специальная буровая установка. Несколько таких установок было в Донецком управлении бурения шахт. Но Союз распался, с Украиной возникли трения и переправить установку через границу оказалось невозможным. Помог лишь случай: одна из установок использовалась в Ростовской области, ее-то и удалось перевезти, минуя Украину, в Архангельск, потом на месторождение и там смонтировать.

В вековом нерубленом сосняке полно грибов и ягод.

Начало разработки выглядело так. Буровую установку поставили, как показано на рисунке (см. стр. 43 внизу), над трубкой. Потом пробурили скважину глубиной 8 метров и обсадили ее стальной трубой диаметром 6 метров. Далее надо было бурить скважину несколько меньшего диаметра до глубины 60 метров — на всю толщу рыхлых пород, перекрывающих месторождение, — и также обсаживать стальной трубой. После этого можно было начинать добычу: выбуривание кимберлита, выделение из пульпы твердой фракции и складирование ее в одно из двух хранилищ, которые по виду напоминают огромные корыта длиной метров 20 с очень ровными дном и стенками без впадин и трещин, куда мог бы завалиться алмаз. Эти хранилища были построены заранее в расчете на проектную добычу. Из хранилища твердая фракция должна была направляться на обогатительную фабрику. Рядом находился отстойник, из которого жидкость пульпы, пройдя очистку, снова нагнеталась бы в скважину.

Перевозка буровой и ее установка заняли более года. Далее вроде бы все было предусмотрено. Неприятности встретились в неожиданном месте — не удалось добуриться до кимберлита. В пробуренной части ствола, проходящей через песок, гальку, глину, начали вываливаться куски стенки. Создавалась аварийная ситуация. Бурение пришлось прекратить.

Естественно, что после каждого подобного опробования новой технологии добычи кто-то из инвесторов, надеявшихся на быструю и сравнительно недорогую разработку богатого месторождения, уходил, так и не увидев вожделенных алмазов. А годы шли.

Все это я описываю столь подробно, чтобы ответить на вопрос: почему спустя 20 лет после открытия Архангельского месторождения и почти 10 лет работы по его освоению, сопряженной с огромными затратами, добыча так и не началась? Казалось бы, под ногами лежит огромное богатство, но его не берут! Рассказанная здесь история с опробованием более «экономичных» методов добычи показала, как трудно подобраться к этому богатству. В итоге стало ясно, что месторождение придется осваивать традиционным — открытым методом. И при этом обойтись без участия иностранного капитала мы не сможем.

Сейчас, кажется, окончательно определился стратегический инвестор — всемирно известная компания «Де Бирс». Это самый мощный добытчик и монополист на мировом рынке алмазов. Россия с этой компанией связана многолетним договором о ежегодной продаже алмазов на 550 миллионов долларов США.

Создано совместное предприятие «Согласие — Де Бирс Майнинг Инвестмент», которое обязуется вложить в добычу архангельских алмазов около миллиарда долларов. Уже проведена дополнительная разведка. Начато проектирование алмазодобывающего комплекса. Его создание предусматривает строительство карьера, горно-обогатительного комбината, дорог, поселков. Полагают, что все это даст нашей стране около трех тысяч высокооплачиваемых рабочих мест. Ясно, что разработка подобных месторождений требует больших долговременных вложений с отдачей от сегодняшних инвестиций лет через десять. Как подсчитали специалисты, вложения в Ломоносовское месторождение (только до начала промышленной эксплуатации) должны составить 800 миллионов долларов, причем 650 из них пойдут на закупку российского оборудования и оплату услуг. Месторождение можно будет эксплуатировать в течение 50 лет с рентабельностью около 30 процентов.

Будем надеяться, что в начале следующего тысячелетия Россия наконец получит архангельские алмазы.

Так выглядел поселок Поморье в 1987 году.

_{ЛИТЕРАТУРА}

_{Дробаденко В. П., Малухин Н. Г., Лев А. М. К вопросу об эффективности гидротранспорта обводненных кимберлитовых руд. «Горный журнал» № 5, 1999.}

_{Тигунов Л. П., Панков А. В., Бабичев Н. И. Расширение области применения скважинной гидродобычи. «Горный журнал» № 1, 1995 (номер посвящен СГД).}