Природный капитал. Геолог из Томска открывает минеральную кладовую Западной Сибири

Он изучает месторождения огромного Западно-Сибирского железорудного бассейна и приходит к уникальным научным результатам. Опровергает устоявшиеся постулаты и предлагает революционную теорию формирования залежей минералов. Создаёт умные, экологичные удобрения адресного действия с пролонгированным эффектом. Едет с семьёй в отпуск и неожиданно делает научное открытие, обнаружив «пришлый» элемент в структуре, как прежде считалось, монолитной горной породы.

В 35 лет он защитил докторскую диссертацию. О результатах его исследований написаны статьи в авторитетных научных изданиях Science и Nature. Учёный из Томского Политехнического университета Максим Рудмин профессионально изучает, как устроена во времени и пространстве наша Земля, ищет и находит ответы на фундаментальные вопросы, выдаёт решения, способные существенно снизить вредное влияние производства на окружающую среду.

 Заинтересовался геологией он ещё в школе. Однажды Максиму в руки попала Российская геологическая энциклопедия, и это стало открытием бесконечно интересного нового мира, определив профессиональную цель на всю жизнь. Вплотную геологией, как наукой, занялся после окончания университета, и вот уже 15 лет он изучает «ткани тела» нашей планеты, сформировавшиеся миллионы лет назад.

Ещё в студенчестве он выезжал в экспедицию на Бакчарское железорудное месторождение, которому уже более 90 млн лет. Его обнаружили только в 50-х годах прошлого века, а полноценно и комплексно разрабатывать практически ещё не начали. А там на площади в 16 тысяч кв. км чего только нет – рудные залежи более чем на 40%  состоят из железа, а также содержат фосфор, ванадий, цинк, свинец, РЗЭ и кобальт. По оценке учёных, общие запасы руды на территории всего Западно-Сибирского железорудного бассейна более чем вдвое превышают запасы разведанных российских месторождений. И, по словам Максима Рудмина, это гигантский бассейн, который представляет огромный научный интерес. Причём этот природный объект опровергает существующую гипотезу о формировании рудных залежей осадочных месторождений. Считалось, что железо приносила с собой вода, вымывая его из горных пород. Но после детального изучения томские учёные пришли к выводу, что «родина» металла не горы, а недра земли. Частицы минерала, залегающего в породе, миллионы лет назад выносили на поверхность газы и термальные воды. Сейчас учёные изучают факты в пользу этой гипотезы, что в перспективе перевернёт ряд представлений о формировании Земли.

Ещё один интересный объект для изучения в научном багаже Максима Рудмина – Васюганское торфяное болото. Несколько лет назад в ходе экспедиции учёные из ТПУ выяснили, как здесь происходит трансформация минералов из глин и суглинков торфяного тела болота и где концентрируются редкие, в том числе редкоземельные металлы. Эти данные просто незаменимы при разработке угольных месторождений и в перспективе – для высокотехнологичных отраслей промышленности.

Одно отраслевое промышленное направление Максим Рудмин предлагает осваивать уже сейчас. Речь идёт о производстве «умных»удобрений для сельского хозяйства – нанокомпозитных соединений пролонгированного, адресного действия с контролируемым действием. Основа для их создания – слоистые минералы, глауконит, галлуазит и смектит, улучшенные биоактивными добавками. Например, в глуаконите много калия, если добавить к нему азот и фосфор, получится высокоэффективный питательный комплекс для роста и развития растений. Глинистая структура обоих минералов способствует оптимальному внедрению внутрь и закреплению на поверхности вещества полезных нутриентов, делая такой органический микс максимально питательным и, что особенно важно, безвредным для окружающей среды. 

За свои открытия учёный из Томского политехнического университета удостоен премии «Надежда России» – самой престижной молодёжной награды в сфере науки и техники.

Максим Андреевич, вы работаете в Западной Сибири. Чем интересна наша территория для геолога? 

Западно-Сибирский осадочный бассейн – это один из крупнейших осадочных регионов в мире. Огромный природный архив, природная летопись, где в «толщах» записана (только это надо расшифровать) история климата, океанов, жизни и движения глубинных флюидов, которые мы до сих пор изучаем. Именно поэтому Западная Сибирь изначально стала для меня идеальной природной геологической лабораторией.

Вашу теорию формирования залежей осадочных железных руд называют фундаментальным открытием, почему? В чём её прикладной потенциал?

Традиционно считалось, что железо в месторождения, которые накапливались в древних морях, поступало в основном с континентов. Мы же аргументировано показали, что ключевую роль могли сыграть, и по всей видимости так и было, разгружаемые глубинные флюиды, горячие растворы, поднимающиеся из недр земли и взаимодействующие с осадочной средой. Это принципиально меняет взгляд на формирование таких месторождений, и новая модель позволяет не только по-другому интерпретировать известное огромное количество руд, но и прогнозировать другие генетически связанные залежи полезных ископаемых, включая критически важные металлы, такие как цинк, свинец, ну и популярные сегодня редкоземельные элементы.

Ну а прикладной потенциал модели связан, прежде всего, с поиском и комплексным освоением минеральных ресурсов будущего.

Чем геологу интересны Васюганское болото и Бакчарское железорудное месторождение?

Это уникальные природные объекты. Болото – современный, живущий организм, его можно изучать по процессам накопления, перераспределения вещества буквально в реальном времени. Для нас это такой природный реактор, в котором можно проводить различные эксперименты. Бакчарское месторождение – это ключевой объект исследований, глубинный архив. Мы работаем со скважинным керном, то есть с породами, которые не подвергались поверхностным изменениям. Это идеальный материал для фундаментальных выводов. Месторождение залегает на глубине и на сегодняшний день не является разрабатываемым. В целом, Западно-Сибирский железорудный бассейн – огромный сундук с еще далеко не до конца решёнными научными задачами. Я уверен, мы ещё сможем серию вопросов поднять, и потенциально интересных территорий здесь гораздо больше, чем кажется.

Вы предлагаете вариант решения ряда экологических проблем за счёт применения слоистых минералов в процессе создания удобрений. А в чём их природоохранный функционал? Насколько, на ваш взгляд, такие удобрения будут востребованы производителями?  

Речь идет, прежде всего, о глауконите, природном зелёном минерале, слоистом, калийсодержащим. Причем зелёным и в его естественном виде, и в экологическом смысле. Обменный калий в его составе – это питательный элемент, способный удерживать влагу и работать как носитель дополнительных питательных элементов. Другим сегодня для нас, скажем так, «конъюнктурным» минералом является галлуазит. Это одна из его морфологических форм, природные алюмосиликатные нанотрубки, что тоже является прекрасным морфологическим вариантом для доставки питательных веществ уже очень прицельного варианта. Кроме того, глауконит и родственные ему минералы могут эффективно связывать загрязняющие вещества, выступая в роли экологически безопасных сорбентов. Такие материалы позволяют создавать соединения с контролируемым, пролонгируемым действием. Я считаю, что у них очень высокий потенциал, востребованность у производителей. И в будущем, я надеюсь, это все приобретёт более высокие темпы освоения.

А есть у вас любимый минерал? 

Это, безусловно, глауконит. Он сопровождает меня почти всю мою научную карьеру и до сих пор не дает покоя. Минерал с удивительным сочетанием свойств. Геологически информативный, химически активный, при этом крайне перспективный для практического применения. Экологичный. В нем ещё много-много нерешенных научных и научно-прикладных задач, которыми мы занимаемся. Сегодня мы пытаемся контролировать его морфологические особенности. В природе – это приятные, очень полезные гранулы, меньше половины миллиметров в диаметре. Мы сегодня пытаемся контролировать их морфологию через различные операции химическими, механо-химическими методами, чтобы из такой гранулы, которая внутри имеет «розоподобную» форму, отдельные лепесточки этой розы вычленять и использовать.

Ломоносов сказал: «Богатство России Сибирью прирастать будет». А каковы сегодня природные возможности Зауралья в обеспечении богатства страны? Все ли месторождения полезных ископаемых уже исследованы или есть ещё потенциально богатые «белые пятна»? 

Эти слова, безусловно, справедливы и сегодня. И, я думаю, будут справедливы еще долгое-долгое время. Простой пример: Бакчарское железорудное месторождение. Уникальное по масштабам, с ресурсами более 25 миллиардов тонн. Прислушайтесь, это огромная цифра. Но до сих пор не разрабатывается. Оно является частью огромного рудного бассейна, в виде пояса протягивающегося вдоль восточной окраины Западной Сибири почти на полторы тысячи километров. И основные сложности связаны не с отсутствием ресурсов, а с условием залегания, необходимостью разработки новых технологий добычи, переработки. И таких белых пятен, я уверен, в Зауралье еще множество. Конечно, вопрос упирается в инфраструктуру, но и, наверное, в готовность производителей браться за крупные проекты, но не с самой опережающей окупаемостью. Это вложения на будущее. 

Что даёт вам, с профессиональной точки зрения, почётный статус лауреата премии «Надежда России»?

Прежде всего, это очень приятно и важно, как профессиональное признание. Такие награды – это, своего рода, внешняя проверка того, что ты движешься по правильному вектору. Кроме того, это дополнительная мотивация развивать идеи, понимать, что это заслуживает внимания внешнего сообщества, усиливает доверие к исследованиям, помогает в диалоге с коллегами. Это дополнительный импульс для дальнейшей работы. Конечно, всё, что влияет на продвижение исследований, грантовую поддержку и расширение сотрудничества – это наша рутинная работа, и не стоит надеяться на награды. Надо надеяться на свои компетенции, на свою трудоспособность, взвешенность, рациональность и последовательность действий. А также на участие во многих плоскостях научной деятельности. Это и собственно фундаментальные исследования, это и обязательная необходимость поиска прикладных направлений для решения практикоориентированных задач, это и коммуникация с индустрией, для того, чтобы понимать запрос, понимать, где со своими знаниями можно быть полезным. А также коммуникация с коллегами из других городов, стран, мозговые штурмы и так далее.

Томский учёный-геолог Максим Рудмин продолжает исследования богатейшего природного «сундука», и результаты его научных поисков открывают огромный потенциал в поиске и применении полезных ископаемых Западной Сибири.

Текст: Марина Неупокоева

Фото: предоставлены героем публикации