Карьер Лебединского горно-обогатительного комбината - месторождение железной руды Курской магнитной аномалии. Фото: Оксана Александровна, участник конкурса РГО «Самая красивая страна»
В этом году исполнилось 140 лет с момента открытия Курской магнитной аномалии (КМА). Гигантские залежи железной руды, находящиеся буквально под ногами, долгие годы будто бы ускользали от человека, интригуя исследователей загадочным магнетизмом.
Как гласит старинная легенда, положенная в основу рассказа Льва Толстого, пастух по имени Магнус обнаружил, что железный наконечник его палки и гвозди сапог притягиваются к черному камню, который и стали называть магнитом. А что было на самом деле и как открыли железные руды в центре Европейской России?
В 1773 году астроном и академик Петр Иноходцев, руководивший работами по определению географического положения городов Европейской России, выявил в районе Курска и Белгорода сильную магнитную аномалию: стрелка компаса упрямо отклонялась от курса.
Найти источник магнетизма или хотя бы объяснить его происхождение удалось спустя почти столетие.
В 1874 году приват-доцент Казанского университета Иван Смирнов проводил первую геомагнитную съемку европейской части России и описал аномальное поле в районе нынешней КМА. А через девять лет в эти места отправилась специальная экспедиция. Участвовавший в ее работе ассистент кафедры физики Харьковского университета Николай Пильчиков провел более 70 наблюдений и в 1883 году первым предположил, что причиной аномального магнетизма являются залежи железной руды. За это открытие в 1884 году ему была присуждена серебряная медаль Русского географического общества, а сам он на следующий год получил должность приват-доцента Харьковского университета.
О Николае Дмитриевиче нужно сказать отдельно. Удивительно, но открытие КМА стало не главным делом жизни человека, которого впоследствии называли русским Теслой. Пильчиков глубоко интересовался темой атмосферного электричества, геомагнетизма и радиоактивности и весьма преуспел в своих изысканиях, причем в практической части.
Например, он придумал устройство, принимающее радиоволны определенной частоты, в итоге телеграфные сообщения не могли получить те, кому они не предназначались. В своих письмах Военному министерству он предлагал создавать радиоуправляемые суда. Мы бы назвали их сейчас морскими дронами. Дистанционно управлять, по мысли Пильчикова, можно было чем угодно — хоть железнодорожными семафорами, хоть маяками, а хоть даже и минными взрывателями. Кроме того, он придумал конструкцию аппарата для изучения верхних слоев атмосферы и разработал высотный скафандр для его пилота.
Михаил Пильчиков. Фото: https://ru.wikipedia.org/wiki
Впрочем, вернемся к аномалии. Предположение Пильчикова об источнике магнитного поля нужно было еще доказать практикой. В конце XIX века явлением магнетизма заинтересовался директор парижской геомагнитной обсерватории, профессор Теодор Муро. Он сообщил, что полученные во время его магнитных съемок результаты «переворачивают кверху дном всю теорию земного магнетизма».
Нельзя в этой связи обойти и драматичную историю профессора Московского университета Эрнеста Лейста. Сопровождая французского ученого во время съемок местности, он пришел к твердому убеждению, что Курская магнитная аномалия связана с залежами железной руды, причем громадными.
Но почему эта очевидная для нас сегодня мысль была воспринята тогда скептически?
Дело в том, что это противоречило господствовавшим в ту пору в научном сообществе взглядам. Считалось, что руд в этих местах быть не может. С доказательством наличия огромных — по некоторым оценкам, неисчерпаемых — железных запасов связана научная драма и подвиг жизни Лейста. Первоначально получив поддержку, ученый энергично взялся за поиски, но на глубине 200 м руды не оказалось. И от Эрнеста Егоровича все отвернулись.
Эрнест Лейст. Фото: летопись Московского университета http://letopis.msu.ru
Ученый, находясь в научной изоляции, в течение 14 летних сезонов, во время своих отпусков, продолжал исследования, но от чрезмерного напряжения заболел и вынужден был уехать лечиться в Германию. С собой Лейст захватил и материалы своих наблюдений. К сожалению, ему не суждено было вернуться на родину, так же как и его бумагам. Власти Германии предложили молодому советскому государству выкупить за баснословные деньги труды Лейста, однако договориться стороны не смогли.
7 апреля 1923 года был поднят первый керн железной руды, который и стал началом освоения Курской магнитной аномалии. Первая буровая скважина была заложена в окрестностях села Лозовка неподалеку от города Щигры. Сейчас на этом месте стоит скромный монумент.
Интересно, что первую руду нашли на глубине 220 м — совсем рядом со скважиной, которую пробурил Эрнест Лейст, только немного глубже. 20 м не хватило ему для того, чтобы открытие руд пошло по иному пути и ассоциировалось бы с его именем. И только 30 лет спустя, в 1956 году, началась промышленная добыча железной руды.
Аномалия скрытна, хитра, недоступна и прожорлива. Вместе с тем она величественна и впечатляюща. Перед глазами человека, оказавшегося рядом, сегодня предстают грандиозные рукотворные кратеры ГОКов. Гигантские карьерные самосвалы кажутся крохотными игрушками на спиральных ступенчатых уступах конусов железорудных выработок.
Сегодня только разведанные запасы месторождения составляют миллиарды тонн. Распространены железные руды двух групп: бедные железистые кварциты (до 40% железа) и богатые железные руды (до 65% железа). Главный рудный минерал — магнитный железняк (магнетит).
Общая площадь залежей — примерно 120 тыс. кв. км.
Три основных месторождения КМА, разрабатываемых открытым способом: Михайловское, Стойленское, Лебединское.
Но как возникло такое колоссальное скопление железистых кварцитов, самое мощное на Земле?
Ученые до сих пор не пришли к единому мнению. Считается, что условия «созревания» возникли еще в докембрии, или криптозое. В переводе с греческого «криптозой» означает «скрытая жизнь». И действительно, все, что случилось в те далекие от нас времена, покрыто тайной. Но кое-что объяснить ученые могут.
Представьте себе фантастическую картину. Почти на всей планете господствует бескрайний океан с пресной горячей водой, пахнущей сероводородом. Благодаря активности мантии происходит извержение вулканов. Над океаном поднимаются небольшие участки суши, которые перемещаются по поверхности Земли. Почти постоянно идет метеоритный дождь, приносящий на планету космические обломки. Жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца убивает все живое. И в этих нечеловеческих условиях на дне океана зарождаются первые живые формы — цианобактериальные сообщества, или сине-зеленые водоросли. Их возраст — более 3,5 млрд лет. Эти уникальные существа способны к взаимоисключающим биохимическим процессам: образованию сероводорода, уничтожающего все живое, и кислорода, без которого нет жизни. Именно этим бактериям мы обязаны жизнью на Земле.
Но не только живительный кислород их заслуга. Цианобактерии стали причиной появления громадных толщ железистых кварцитов, или джеспилитов. Микроорганизмы расщепляли молекулы воды, забирая себе кислород, который затем шел на окисление железа, растворенного в водах океана. Оно стало оседать на дно. Процесс шел так долго, что накопились огромные залежи руды.
Вот такая она, Курская магнитная аномалия — источник необходимого человечеству железа, промышленный гигант на теле плодородных черноземов. Она уводит нас в далекое прошлое, впечатляет масштабом и заставляет вспомнить тех, для кого научный поиск был смыслом жизни.
Людмила Попкова