13 марта 2023 года Институту физики Земли им. О. Ю. Шмидта Российской академии наук исполняется 95 лет. С момента основания он приобрел широкую мировую известность: здесь работали многие знаменитые ученые-геофизики, геологи, физики и математики.
Институт физики Земли, Москва
Фото: архив ИФЗ РАН
Институт физики Земли, Москва
Фото: архив ИФЗ РАН
Исследование внутреннего строения Земли и происходящих в ней физических процессов издавна привлекало внимание ученых. Интерес к строению недр нашей планеты увеличивался после сильных сейсмических событий, приводивших к катастрофическим последствиям.
Сейсмологические исследования вышли на новый уровень, когда выдающийся ученый Борис Борисович Голицын изобрел сейсмографы с гальванометрической регистрацией, превосходившие по своим техническим характеристикам и мобильности зарубежные приборы. Сейсмографы Голицына позволяли записывать колебания, вызываемые землетрясениями, на больших расстояниях от их очага. Голицын на многие годы предопределил развитие сейсмологии, продемонстрировал огромные возможности этой науки для изучения недр нашей планеты. Он писал: «Можно уподобить всякое землетрясение фонарю, который зажигается на короткое время и освещает внутренности Земли, позволяя рассмотреть, что там происходит. Свет от этого фонаря пока тусклый, но… со временем он станет гораздо ярче и позволит нам разобраться в этих сложных явлениях природы».
К концу 1920-х годов профессор Павел Михайлович Никифоров, один из ближайших учеников Голицына, вместе с группой ученых из Физико-математического института АН СССР разработал программу перспективных исследований в области сейсмологии. Никифоров был идейным вдохновителем создания первого института геофизического профиля. 13 марта 1928 года в Ленинграде был образован Сейсмологический институт АН СССР (СИАН), правопреемником и продолжателем научных традиций которого сейчас является Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН.
В СИАНе наряду с сейсмологическими исследованиями ученые проводили работы по геотектонике и гравиметрии. Особое внимание уделяли исследованию сейсмичности различных регионов СССР для определения их сейсмической опасности. Ученые проводили оценку сейсмических колебаний при строительстве, организовывали первые полевые экспедиции. Для непрерывного контроля за сейсмичностью на территории СССР были созданы региональные сейсмические станции, к 1941 году их количество достигло 20. Благодаря инструментальным данным, полученным в ходе сейсмологических наблюдений, учеными СИАНа в 1937 была разработана первая в мире карта сейсмического районирования СССР.
Выдающийся ученый и полярный исследователь Отто Шмидт в 1937 году предложил создать Институт теоретической геофизики (ИТГ). Он считал происходящие на нашей планете процессы взаимосвязанными и изучал их комплексно во всех оболочках — твердой, жидкой и газообразной. В 1940-е годы Шмидт разработал новую космогоническую теорию возникновения Солнечной системы. Он полагал, что Земля и другие планеты произошли из холодного газово-пылевого облака с последующим разогревом их недр в процессе эволюции. В настоящее время космогоническая теория Шмидта является общепринятой и подтверждается астрономическими открытиями экзопланет и протопланетных систем.
Шмидт, будучи директором института, приглашал на работу самых разных специалистов: математиков, геофизиков, геологов и механиков. Математики Сергей Соболев и Владимир Смирнов создали теоретические основы современной геофизической разведки. В это же время геофизик Григорий Гамбурцев разработал с использованием математического аппарата функционально-инвариантных решений практические методы разведки на преломленных и отраженных волнах.
Благодаря Гамбурцеву началась разведка Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Разведка и разработка месторождений сыграли огромную роль в обеспечении топливом промышленности и армии в годы Великой Отечественной войны и в послевоенное время. ИФЗ РАН всегда активно участвовал в освоении недр и способствовал развитию промышленности, поэтому правомерно считается первопроходцем разведочной и прикладной геофизики.
Институт физики Земли, Москва
Фото: архив ИФЗ РАН
Институт физики Земли, Москва
Фото: архив ИФЗ РАН
Институт развивался по многим научным направлениям: сотрудники изучали геомагнитное поле, исследовали магнитные свойства горных пород, разрабатывали теорию распространения электромагнитных волн в земной коре, которая впоследствии стала основой для магнитотеллурического зондирования. Отто Юльевич Шмидт считал очень важным практическое применение геофизических методов при добыче полезных ископаемых.
В 1946 году СИАН и ИТГ объединились в единый Геофизический институт (ГЕОФИАН) под руководством О. Ю. Шмидта. Ученые ГЕОФИАНа исследовали состояние вещества в условиях высоких температур и давлений, характерных для глубинных слоев, вплоть до ядра Земли. Были получены новые результаты о глубинном строении Земли по данным сейсмических наблюдений. Впоследствии с помощью гидравлического пресса исследовались механические и электрические устройства горных пород в термодинамических условиях, характерных для земных недр.
В институте активно изучались связи глубинных и поверхностных геологических процессов, возникло новое научное направление — тектонофизика. К концу 1940-х годов ученые ГЕОФИАНа разработали программу изучения возможности прогноза землетрясений.
В 1956 году в результате реорганизации ГЕОФИАНа образовался Институт физики Земли. Это название закрепилось за институтом до настоящего времени. В декабре 1956 года, после смерти Шмидта, Институту физики Земли было присвоено его имя.
Сегодня ИФЗ РАН хорошо известен исследованиями в широком спектре направлений наук о Земле. Среди них — сейсмология и оценка сейсмической опасности, изучение глубинного строения Земли и физика планет земной группы, геомеханика и тектонофизика, исследования главного магнитного поля и магнитосферы, работы по гравиметрии и космической геодинамике. В институте создаются инновационные технологии в области геофизической разведки и разработки полезных ископаемых. В филиале ИФЗ РАН — геофизической обсерватории «Борок» — ведутся исследования в области физики атмосферного электричества и изучения глобальной электрической цепи.
Сотрудники ИФЗ РАН проводят экспедиции по всему земному шару, исследуют Арктику, развивают аэроразведочные и спутниковые методы геофизических исследований, ведут плодотворное сотрудничество с коллегами из множества ведущих мировых научных центров, а также с ведущими российскими вузами. На протяжении многих лет коллектив Института физики Земли успешно работает над решением самых актуальных геофизических проблем.