На конференции, посвящённой памяти Н.Л. Добрецова, мы побеседовали с Иваном Кулаковым, известным широкому кругу читателей «Бумеранга» в качестве художника (недавно вы могли читать интервью с ним в нашей газете). На этот раз член-корреспондент РАН Иван Юрьевич Кулаков рассказал нам про свою жизнь в науке и главную страсть – вулканы.
– Иван, как вы оказались в геологии?
– Когда мы учились в школе, вообще ничего не знали про геологию. Но вокруг меня было много геологов, и их рассказы меня всегда увлекали. С другой стороны, родители у меня были физиками, которая мне тоже нравилась, и я был такой витязь на распутье, между физикой и геологией.
При сдаче документов в НГУ я почти рандомным образом выбрал геологию, но затем перевёлся на геофизику. Кстати, мне никогда не нравилась утилитарная сторона геологии, я же романтик. Николай Леонтьевич Добрецов, мой учитель, тоже видел в геологии прежде всего красоту природы. Он был художник или поэт от науки, работал с картами, превращая их в художественные произведения.
Тогда был непростой период, наукой заниматься было не слишком почётно, я бы даже сказал – стыдно. Все мои одногруппники, однокашники изо всех сил делали бизнес и хвастались друг перед другом новыми квартирами, новыми машинами и так далее. Я этим похвастаться не мог, поэтому предпочитал представляться не учёным, а художником, что было гораздо более привлекательно, по крайней мере, в глазах девушек.
Несколько лет провёл за границей, это были официальные научные поездки. Год провёл во Франции, года четыре – в Германии.
В Германию я поехал под проект «Анды», и именно там я разработал алгоритмы сейсмической томографии. Помимо Анд у меня была тема по Мёртвому морю, по Памиру (у меня всегда был широкий охват научных тем). Потом ещё год я провёл в Германии, занимался Центральной Явой. Эти направления – Анды и Ява, вывели меня на мою страсть – вулканы. Я очень хотел заниматься вулканами, на самом деле это началось с пребывания во Франции, там я впервые побывал с экспедицией на Везувии. По существу, я выступал в роли носильщика – переносил аппаратуру и делал чисто техничес-кую работу, но главное – оказался на вулкане, и с тех пор я воспылал к ним особыми чувствами.
– Чем вулканы интересны для геолога, геофизика?
– Обычные классические геологи работают с объектами, в которых процессы протекают в течение сотен миллионов лет, даже миллиардов. Когда речь идёт о десятках миллионов, это уже считается очень быстрым для геолога, своего рода экшн.
А вулканы – это объекты супер-активные, в них изменения могут происходить в течение лет, месяцев и даже часов. Во время извержений процессы происходят почти мгновенно. Я люблю, когда что-то меняется, люблю движение, динамику. И к тому же, это очень сложный объект, вулканическая система покрывает масштабы от тысяч километров до миллиметров. Так, нам необходимо знать, что находится внутри мантии, что изначально приводит в движение эту термальную машину. Например, это может быть погружающаяся плита или мантийный плюм. Также следует отметить широчайший диапазон масштабов по времени. С одной стороны, образовании вулканической дуги происходит за миллионы лет, с другой, перемещение магмы происходит за годы и месяцы, а её лавинообразная дегазация и взрывные извержения за минуты и даже секунды. И опять же, там происходят самые разные процессы – механические, химические, термальные, над их изучением надо работать сообща разным специалис-там, по одному в своей узкой области многого не добьёшься.
Например, итальянским вулканологам повезло, что у них есть собственные вулканы, и они могут очень детально их исследовать, но как ни парадоксально, они не являются лучшими специалистами в этой области. Немцы же имеют более системный подход и широкий кругозор, поскольку они изучают вулканы в разных частях мира и способны более эффективно выявить общие закономерности.
Мне очень нравится работать с вулканами, ведь кроме прочего, вулканы – это потрясающе красиво. Для меня, как художника, это не последний аргумент.
– А научная школа Франции, Германии вам что-то дала? Она сильно отличается от нашей?
– Отличается. Во-первых, там я научился писать статьи так, чтобы их публиковали, что немаловажно. Проблем с тем, чтобы опубликовать ту или иную работу в западных журналах у меня сейчас уже практически не бывает.
И ещё один момент. Чем отличаются иностранные конференции от наших? Зачастую, когда наши учёные выходят читать лекцию, складывается ощущение, что они терпеть не могут свою работу, настолько скучно, неинтересно и узкоспециально всё это выглядит. Понятно, когда так читает студент, у которого нет опыта и кругозора, но когда ты уже взрослый учёный и по-прежнему продолжаешь делать доклады таким образом, относиться к науке как к чему-то узкому и закрытому, и при этом с такой кислой миной, что кажется, для тебя мучение рассказывать свою тему – это как минимум неправильно.
– За рубежом из докладов шоу делают?
– Да, там элемент шоу присутствует. На самом деле, меня будут конечно ругать мои коллеги (и уже ругали), но я убеждён: то, что мы делаем, должно быть интересно людям. Хотя бы для того, чтобы получать те же гранты. Понятно, что гранты оценивают специалисты в широкой области, не в твоей узкоспециальной, и, если ты можешь интересно рассказать про свою тему, у тебя гораздо больше шансов выиграть грант. Или опубликовать статью.
И я считаю, что наша миссия как учёных обязательно пытаться донести то, что ты делаешь для обычных людей популярным образом, через СМИ.
– Ну, мне кажется, у нас есть учёные, которые умеют интересно рассказывать, тот же А.Э. Конторович…
– Конечно, Алексей Эмильевич – чрезвычайно яркий и харизматичный учёный, выступления которого всегда увлекают. Но, к сожалению, таких личностей у нас единицы. В большинстве своём доклады на конференциях наши специалисты делают гораздо хуже, чем зарубежные коллеги, у которых есть чему поучиться. Их, видимо, с пелёнок учат так строить свои доклады, чтобы это было максимально интересно широкому кругу слушателей.
– Вы жили за границей, чему-то учились, работали, опять же, как художник реализовывались, что вас сподвигло вернуться сюда?
– Я, конечно, неисправимый космополит и считаю, что наука должна делаться всем миром, особенно вулканология или сейсмология. Например, изучая вулкан Безымянный на Камчатке, можно спасти людей в районе Мерапи в Индонезии. Данные, которые мы получаем, закладываем в копилку для людей по всему миру. С другой стороны, люди, которые работают за границей, охотно делятся с нами своими данными, алгоритмами и результатами. Я считаю, что такая наука, не связанная с военной тайной, а спасающая жизни, должна быть интернациональной.
Я вернулся в 2007 году и думаю, что не проиграл. Конечно, в моём возвращении сыграло роль нежелание супруги там оставаться, у неё там не было никакой возможнос-ти работать, самореализовываться. Кроме того, здесь родители, друзья и, вообще, слишком много якорей.
Возможности, которые у меня тогда были и есть – лаборатория, где много молодёжи, в Академию наук опять же выбрали… Я смотрю на друзей-коллег, которые остались в Германии – у них дела идут ни шатко, ни валко. В принципе, я вполне мог бы жить за рубежом и вполне комфортно себя там чувствовать. Но, с другой стороны, таких удивительных экспедиций как здесь у меня бы, скорее всего, на Западе не было. В этом есть определённые преимущества.
Кроме того, в России очевидное недофинансирование научных исследований в какой-то степени компенсируется более гибкой финансовой системой, чем на Западе. Там тебе дают деньги на зарплату, она фиксированная, ты не можешь её менять. Проекты есть, но на выделенные деньги ты можешь делать только то, подо что они были выделены. Берёшь студентов, покупаешь оборудование или делаешь какие-то эксперименты. В экспериментах тоже всё чётко расписано. И это всё очень жёстко, никаких маневров для действий нет. У нас ситуация гораздо более гибкая. Например, у нас в лаборатории есть какой-то запас средств, и мы сами решаем, на что их потратить: купить оборудование, поехать в командировку или выплатить их в зарплату. Безусловно, это сложная логистическая задача, как всё организовать оптимальным образом, с максимальной пользой для всех. Но это достаточно эффективная система. Мы бьёмся за эти гранты и проекты, от них зависит многое. В этом смысле у нас есть некоторое преимущество, хотя наше финансирование несравнимо меньше, чем на Западе.
– Давайте поговорим о вашей научной работе. С точки зрения профессионала, какие вулканы наиболее интересны: действующие или уснувшие, обычные или супервулканы?
– Сила извержения оценивается количеством материала, выброшенного из вулкана. Если мы возьмём каменюку километр на километр, измельчим и выбросим в атмосферу, это будет извержение объёмом кубический километр в твёрдом эквиваленте. Вспомним крупнейшие извержения, которые происходили за историю человечества. В 1815 году было самое крупное извержение за человеческую историю – вулкан Тамбора в Индонезии, 150 кубических километров. Суперизвержения начинаются с 1000 кубических километров. Если в результате взрыва вулкана взлетает на воздух тысячи кубических километров, это полностью меняет весь климат по всей Земле на несколько десятилетий. За последние миллион лет у нас было три суперизвержения. Это, прежде всего, известный супервулкан Йеллоустоун в США, извержение которого было 640 тысяч лет назад, в результате чего в атмосферу было выброшено около тысячи кубических километров материала. Второе – Тоба, супервулкан на Суматре; от его последнего извержения, которое произошло 74 тысячи лет назад и выбросило 2800 кубических километров материала, образовалось озеро размером 80 км. Это одна из самых крупных кальдер в мире. И третье – менее известное, но тоже катастрофическое извержение с объемом более 1000 кубических километров в Новой Зеландии на озере Таупо произошло 26500 лет назад и привело к существенному похолоданию по всей Земле. Существует предположение, что последние суперизвержения повлияли на развитие человека. Так, суровые климатические условия, которые наступили после извержения вулкана Тоба, привели к вымиранию большинства появившихся к тому времени доисторических людей, однако оставшиеся были вынуждены напрячь все свои умственные способности, чтобы выжить. И считается, что тогда они и стали собственно людьми, сапиенсами.
Понятно, что суперизвержения – это катастрофа глобального масштаба. Средние извержения – 30-100 кубических км. происходят примерно раз в сто лет и также имеют влияние на климат на обширных территориях Земли. Например, крупнейшее в историческое время извержение вулкана Тамбора в Индонезии в 1815 году привело к тому, что температура в Европе и Северной Америке упала настолько, что там летом шёл снег, была ужасная погода и, как следствие, страшный неурожай. От самой катастрофы погибло немало людей, она произошла в густонаселенных районах, но гораздо больше погибло потом, от отложенных последствий извержения – от голода и болезней. Скажем, в Индии были эпидемии, вызванные постоянными дождями. Такого рода извержения, конечно, являются сильными испытаниями для человечества.
В 1601 году случилось извержение вулкана Уайнапутина в Перу, с общим выбросом материала порядка 30 кубических км. Плотный пепловый шлейф от этого извержения разнёсся на огромные расстояния и оказался в северной Европе, в частности, в России, что привело к неурожаю и голоду. Это оказало серьёзные последствия на страну. Только что вступившему на трон Борису Годунову не повезло: из-за природной катастрофы в далёком Перу все его реформы застопорились, что в итоге привело к смутному времени в России.
– Ничего себе, а ведь нигде в исторических учебниках о вулкане – ни слова!
– Да. А например, извержение вулкана Лаки на юге Исландии в 1783 году привело к тому, что температура в Европе упала на несколько градусов, были опять же неурожаи, бунты, и в итоге всё это привело к Великой французской революции. То есть связь вулканической активности и исторических явлений несомненно есть.
И даже небольшие извержения порой опасны. Как мы помним, в 2010 году взорвался Эйяфьядлайёкудль в Исландии и привёл к коллапсу авиасообщения в Европе. Казалось бы, совсем небольшой вулканчик, меньше одной десятой кубического километра объёма было выброшено, но тем не менее, весь этот пепел был направлен в сторону Европы, где в течение нескольких недель стало невозможным эксплуатировать самолёты. Эти примеры показывают, что несмотря на развитие технологий, человечество остаётся весьма уязвимым перед лицом такого рода явлений.
Опять же интересно, как вулканы вносят свой вклад в баланс углерода, самая горячая сейчас экологическая тема в мире. Оказывается, вклад вулканов значительно меньший, чем от человеческой деятельности, даже несмотря на крупные извержения. Извержения глобального масштаба, о которых мы говорили ранее, страшны тем, они выбрасывают пыль, пепел и газы на большую высоту и создают экран, который не позволяет солнечным лучам входить внутрь атмосферы. В итоге, наступает как бы ядерная зима. А парниковый эффект основан на другом явлении, лучи проходят сквозь парниковый слой, а обратно не выходят, что вызывает потепление. То есть, у них разная направленность. Но если парниковый эффект от выброса СО2 накапливаемый, то есть от него избавиться очень сложно, он увеличивается из года в год, СО2 никуда не девается, то пепел крутится в атмосфере в течение нескольких лет, даже от супервулканов, а потом эти эффекты исчезают, всё возвращается на круги своя. Дай бог, конечно, выжить в эти годы, а так, в принципе, всё поправимо.
– С этой точки зрения какой сейчас наиболее опасный для нас вулкан?
– Понятно, что у нас есть традиционные любимые места Голливуда, это, например, Йеллоустоун, в принципе, такие крупные извержения, если смотреть ретроспективу, происходят где-то раз в 500-700 тысяч лет. Там учёные выделяют серию кальдер, которые образуются в виде цепочки. И если последнее извержение было 600 тысяч лет назад, в принципе, он готов, чтобы вновь извергнуться. Мы знаем, что магматический очаг под Йеллоустоуном живой, он «дышит», существуют наблюдения, что поверхность над очагом вздымается и опускается, слышен «хруст», регистрируется сейсмичность, выделяются газы, иногда эта активность более интенсивная, иногда слабее, иногда он спит, иногда нет. И каждый период активизации вызывает большие опасения. Другое место, которое в этом смысле является достаточно опасным, это, так называемые, Флегрейские поля, рядом с Везувием. Все мы знаем Везувий, читали про последний день Помпеи, видели знаменитую картину Карла Брюлова. Там рядом находится Неаполь, несколько миллионов людей смотрят ежедневно на Везувий и думают: когда же? На самом деле, не так опасен сам Везувий, как вулканическая область, которая называется Campi Flegrei – Флегрейские поля, расположенная по другую сторону Неаполитанского залива. Если посмотреть на топографическую карту, то рельеф этой области похож на карту Луны: наложенные друг на друга воронки и каждая из них – взрыв нескольких десятков кубических километров. Так, крупнейшее извержение объёмом около 150 кубических километров произошло там 36 тысяч лет назад. После этого, примерно 15000 лет назад произошло извержение объемом 40 км3. Оба эти события имели глобальный эффект и, как и Тоба, очевидно, сыграли существенную роль в эволюции человека. В настоящее время есть свидетельства того, что магматический очаг под Флегрейскими полями продолжает свою активность. В исторические времена происходили значительные колебания земной поверхности, в результате чего неоднократно приходилось перестраивать пирсы в местных портах. Там есть целый античный город со зданиями и статуями, который находится под водой. Особенно сильная активизация произошла в 1983-1984 годах, когда было зафиксировано огромное количество землетрясений. Сейчас там наблюдается высокая геотермальная активность, имеется множество горячих источников. То есть, это место сейчас очень активное, и, если там произойдет извержение, это будет для всей Европы большая катастрофа.
– Как вы думаете, почему люди несмотря ни на что продолжают жить в таких местах, никуда не уезжают? Вот они смотрят на этот вулкан, у них периодически земля из-под ног уходит, здесь же – экскурсии в Помпеи и затопленный город… Что это – фатализм?
– Во-первых, люди, которые живут рядом с вулканом, как правило любят его. Они его не рассматривают как врага, а относятся к нему как к члену семьи, немножко опасному, но интересному и благородному. И очень красивому. Я замечал, с каким пиететом те же индонезийцы смотрят на свои вулканы.
Понятно, что есть и утилитарные причины. Вулканические почвы очень плодородны, поэтому туда и селятся. Думают, ну, сейчас мы лет десять поживем, что-нибудь заработаем на хозяйстве. А потом будет взрыв, поток лавы или пирокластики, но он будет, может, не с нашей стороны. Ну как-нибудь переживём… И на самом деле сейчас наука помогает предсказывать извержения достаточно хорошо, при извержении вулканов гибнет совсем немного людей. И есть случаи, то же извержение Мерапи в Индонезии в 2010 году, когда вулканологи предсказали его практически за сутки, армия быстро эвакуировала людей, и почти никто не пострадал. После этого население с огромным уважением стало относиться к вулканологам. Но для того, чтобы такой прогноз сделать, нужно вулканы изучать. Причём, это не просто какой-то мониторинг, нужно знать, что внутри этого вулкана находится, откуда всё это приходит. Каждый вулкан – разный, у каждого свой характер. Есть парные вулканы, которые очень похожи между собой, например, наш Безымянный похож на Сент-Хеленс в США, у них взрывы были практически идентичны. Изучив Безымянный становится понятно, каким образом извержение происходит на Сент-Хеленс. Одни вулканы предсказываются вообще идеально, можно с точностью до часа сказать, когда он извергнется, а с другими всё сложно.
Но в любом случае, чтобы это предсказать, надо знать, что происходит внутри вулкана, этим мы и занимаемся. Мы ставим приборы на вулканы или на прилегающие территории, регистрируем землетрясение, которое внутри происходит и на основании этих данных делаем сейсмическую томографию.
– Да, в Интернете написано, что вы изобрели сейсмическую томографию.
– Не изобрёл, конечно, к исследованию Земли метод применяется где-то с 70-х годов, правда, когда я занялся этим делом в 90-х, толком никто вокруг меня не знал, как это делать. Доверия этому методу тогда было мало, и интерпретация получаемых картинок походила, порой, на гадание на кофейной гуще. Однако, путём дальнейшего прогресса улучшались технологии, данные, и благодаря этому этот метод находится сегодня на принципиально другом уровне. Естественно, с этим методом работают всевозможные специалисты, но сейчас у нас есть линейка алгоритмов для самых разных ситуаций, которыми охотно пользуются исследователи всего мира. Эти алгоритмы можно применять на разных объектах, не только вулканах. Но моя страсть – это вулканы, в моей коллекции имеется несколько десятков вулканов мира, которые я изучил с помощью этого метода. Со мной охотно делятся данными специалисты со всего мира.
До 2012 года, мы работали исключительно с данными, которые предоставлялись другими институтами, как правило иностранными. Наши российские коллеги очень ревниво относятся к данным и не всегда делятся ими, а за рубежом – правило: если ты делаешь эксперимент, обязан предоставлять информацию в открытый доступ по прошествии трёх-пяти лет. Некоторые делятся сразу.
Это, конечно, прекрасно, но всё равно, работать с чужим – совсем не то, что со своим. И, наконец, в 2012 году мы решили, что пора нам делать собственные эксперименты. Мы закупили оборудование (это очень дорого, но с миру по нитке набрали), в итоге за 10 лет у нас собрался относительно неплохой парк приборов, и каждый год мы выезжаем на какой-то вулкан для исследований. Начали с Авачинской сопки, потом был вулкан Горелый, как раз в тот момент очень активный, следующим стал Толбачик, потом Ключевская группа. И так далее. Каждый год у нас на Камчатке какие-то объекты изучаются, и за эти 10 лет Камчатка оказалась достаточно неплохо покрыта нашими сейсмическими сетями. Всё это делается в тесном сотрудничестве с Камчатским филиалом ФИЦ Единой геофизической службы РАН, которая, несмотря на достаточно скромное финансирование, проводит огромную работу, устанавливая постоянную сейсмическую сеть на основных вулканах. Это телеметрические станции, которые передают информацию в реальном времени в их главный офис. Таких станций несколько десятков, они работают в труднодоступных местах и накопили огромный объём бесценной информации. Проблема этих станций в том, что их маловато, и они размещены так, чтобы было наиболее удобно проводить мониторинг конкретных вулканов, объектов. Этого недостаточно, чтобы делать томографию, их надо дополнять, добавлять какие-то временные станции, что мы и делаем. Благодаря совместной работе у нас получилось охватить значительную часть Камчатки, несмотря на то, что это очень сложный регион с точки зрения логистики.
В 2021 году мы решили двигаться уже и на Курилы и начали с самого северного острова – Парамушира, откуда мои первые пейзажные работы на выставке. Там никогда никаких сейсмических работ не проводилось, мы были первыми. В июне 2021 года установили сейсмическую сеть, это была сложная с точки зрения логистики экспедиция, в стиле Джеймса Бонда. Там было всё: и вертолеты, и лодки, и квадроциклы, ходили пешком, лазили по скалам, переплавлялись через горные реки, при этом сам вулкан постоянно извергался, нас накрывало ядовитыми газами, приходилось подниматься в гору в противогазах. Это был такой экшн, в буквальном смысле – миссия невыполнима!
Ещё там обитают медведи и другие животные, которые, как только мы уходили, пытались выкопать станции и попробовать на зуб, что они из себя представляют. Мы выставляем станции в автономном режиме, они записывают сейсмическую информацию на внутреннюю карту памяти. В этом году мы туда вернулись, задача состояла в том, чтобы их собрать, это было тоже непросто, хотя и не сравнить с первым разом. Большинство точек было снято с помощью маленького вертолёта, что существенно облегчило нам жизнь. Но и такая работа сопряжена с незабываемыми ощущениями! К тому же, почему-то, когда мы туда приезжаем, вулкан Эбеко начинает проявлять большую активность, мы ему явно нравимся.
Практический смысл наших работ заключался в следующем. На острове есть один населённый пункт Северо-Курильск, в нём проживает 2,5 тысячи человек. И для того, чтобы обеспечить жителей теплом и электроэнергией на остров завозят огромное количество мазута, это колоссальные деньги. А этот город расположен всего в 6 км от активного вулкана Эбеко, который представляет собой огромный паровой котёл, который мог бы сам обеспечивать Северо-Курильск. Наша задача состоит в том, чтобы оконтурить границы этого газового котла, чтобы понять, как далеко его граница находится от города и можно ли сделать термальную станцию, которая будет вырабатывать тепло и электричество. Термальная станция – это, по сути, бесплатная энергия земли, которую можно использовать бесконечно. Задача вполне практическая, и для её решения, помимо сейсмической части, мы выполнили профиль магнитотеллурического зондирования. Первая точка была в районе города, а последняя в районе активной воронки вулкана Эбеко.
Забавно вышло с самой верхней точкой, расположенной непосредственно рядом с активной воронкой. Вулкан извергается не чаще, чем раз в час. Мы ждём на удалении, пока он взорвался, далее бежим на эту точку, которая располагается у подножия активного кратера, делаем свою работу, убегаем и, спустя пять минут, он снова извергается. Место, где мы только что были, накрывает пепловой тучей. Иногда приходилось работать в абсолютном тумане, дожде, и было жутко, когда слышится грохот, а ты не видишь ничего на расстоянии 10 метров. В общем, впечатлений хватило и в этот раз
– Над чем вы сейчас работаете, какие у вас планы, мечты?
– Сейчас мы работаем над обработкой сейсмических и электромагнитных данных и надеемся построить единую модель и дать ответ, в каких местах наиболее оптимально построить геотермальную станцию, чтобы обеспечить город теплом и электроэнергией. И у меня появилась мечта построить такие станции практически на всех Курильских островах, там ведь почти везде есть вулканическая активность. Сейчас эти острова абсолютно пустынные, там нет населения, невозможно жить, нет инфраструктуры, а если будет тепло и электричество, можно строить турбазы, да и просто вырабатывать там водород и использовать его для решения энергетических проблем, ведь это суперэкологичный и дешёвый выход, замкнутый цикл, при котором ничего не выбрасывается в атмосферу.
Елизавета Владова
Обратная связь