Геологам о геофизике

Гликман А.Г.
НТФ "Геофизпрогноз"
17 апреля 2013, Санкт-Петербург

Много лет я время от времени пытаюсь написать статью для геологов, в которой был бы объективный и понятный взгляд на геофизику. Потребность в этом очень велика. Дело в том, что, по идее, геофизика должна служить инструментом для геологов, а свой инструмент надо знать. К сожалению, при попытках дать информацию геологам о возможностях геофизики я слышу один ответ: «Я геофизику не знаю, но к отношусь к ней пессимистично».

Честно говоря, моё личное отношение к геофизике, а если точнее, к геофизикам более чем пессимистично. Когда я в 1973 году волею обстоятельств переместился из стана радистов в стан геофизиков, это вызвало среди моих друзей и знакомых весьма бурную реакцию. Дословно это звучало так: «Зачем тебе это надо? Здесь ты вполне приличный специалист, а там... Знаешь ли ты, что геофизик и обманщик - синонимы». И вот с этим клеймом я существую уже 40 лет. И, надо сказать, весьма часто убеждаюсь в справедливости этого мнения.

Здесь сразу оговорюсь, что есть методы разведочной и скважинной геофизики, которые дают объективную информацию, необходимую и незаменимую для геологов. Полигоном для жуликов являются, главным образом, инженерно-геофизические методы.

Геофизика - это, скажу банальность, тоже физика. Она должна существовать и развиваться по законам физики. Но в том-то и дело, что далеко не все могут дать определение, что такое физика. Раньше физика называлась натурфилософией. То есть, это учение обо всём том, что мы видим вокруг. Физика - это совокупность физических эффектов. И точка. Как видите, здесь нет ни слова о математике. Но, к сожалению, такова подготовка школьных учителей, что люди по окончании школы убеждены в том, что физика и математика - это примерно одно и то же. Зазубривание непонятных формул, непонятных определений... Преподавать физику следует так, чтобы на первом месте были занятия в лаборатории, а в классе лишь объяснение того, что потрогали своими руками в лаборатории.

Именно так я старался читать курс шахтной геофизики в ЛГИ (Ленинградский Горный институт) в течение 20 лет. И исключительно в результате такого подхода мне удалось сделать в сейсморазведке то, что я сделал (Мне удалось разработать основы спектральной сейсморазведки. Информация об этом на сайте www.newgeophys.spb.ru).

Из моего опыта, большинство людей находится в состоянии если не страха, то опасения, что понять в физике ничего нельзя. Как и в геофизике. Поэтому надо слушаться умных геофизиков и стараться не вникать. Надо сказать, что подавляющее большинство геофизиков умышленно поддерживают такое к себе отношение. Для этого используются как бы умные, непонятные речи с обилием специальной терминологии, и главное, использование неподъемной математики. Как правило, слушатели стесняются переспрашивать и просить объяснять.

Много раз было так, что, слушая доклад по теме, в которой я, по идее, должен бы разбираться, я ловил себя на том, что ничего не могу понять. Это коронный прием. Так вот, необходимо твердо знать, что тот, кто сам понимает свой предмет и заинтересован в том, чтобы его поняли слушатели, рассказывает просто и понятно. Тот же, кто не знает свой предмет и/или хочет, чтобы его не поняли, при определенной тренировке легко достигает этой цели.

Меня очень впечатлило одно событие в моей жизни. Один сибирский геолог запросил помощи вот в каком деле. На его предприятии добывалась руда, причем она была в виде песка. В земной толще залегал слой песка мощности метров 100. В этом песке на глубине метров 60 залегал слой песка, содержащий руду. Технология добычи этого слоя была следующая. Бурилась скважина на глубину, слегка превышающую глубину залегания продуктивного слоя, и в пределах этого слоя нагнеталась под давлением вода. Вода размывала этот нужный песок, и в виде пульпы песок поступал на поверхность из соседней скважины. После откачки руды в этой точке вся установка перемещалась метров на 10, и такой вот процесс добычи руды повторялся с определенным шагом.

Так вот, в большинстве случаев всё происходило именно таким образом. Но в отдельных случаях почему-то размывался не только продуктивный слой, но весь столб от поверхности и до 100м, грунт под буровой установкой уходил, и всё оборудование, зачастую, с людьми проваливалось в землю. Необходимо было найти такой исследовательский, геофизический метод, который мог бы очертить опасную зону. Геолог кинул в интернете клич, и геофизики откликнулись.

Откликов было порядка сотни, но пригласили на эту работу только меня. Дело в том, что там было еще стечение некоторых обстоятельств. Я в это время как раз проезжал мимо на поезде из дальней командировки домой, в СПб. Геолог позвонил мне, и я согласился заехать на его объект и осуществить исследования с условием оплаты мне дороги и проживания. За саму работу, я считал, платить не следует, так как неизвестно было, получится что-нибудь или нет. А вот если получится, то в договор, который мы заключим в дальнейшем, войдет оплата и за эти исследования.

Я предполагал, что у нас всё должно получиться, потому что такие провалы обычно происходят в зонах тектонических нарушений (ЗТН), которые нашим методом (ССП) выявляются. Но наверняка ни в чем нельзя быть уверенным, так как Природа бесконечна в своем разнообразии и, в конечном итоге, всё равно хитрее нас. И как бы мы ни были догадливы, проверка необходима всегда.

Действительно, всё так и получилось. Действительно, сбой технологии происходил в ЗТН, и, стало быть, эти зоны могут быть с легкостью исключены из добычи. Мы договорились о дальнейшем сотрудничестве, и я уехал. Но перед этим геолог дал мне прочесть все предложения, которые ему пришли от геофизиков. Скажу честно, что мне было стыдно за своих коллег. Предлагая самые неподходящие, а зачастую, несуществующие методы, они выставляли в качестве главного условия - немалую оплату. Это надо понимать так, что они понимали, что у них ничего не получится, и единственной своей задачей ставили получение денег. Обманщики? Что тут возразить...

Что с этим делать? Ведь обман геофизиков, как и обман в науке - ненаказуемый. Научить геологов геофизике в рамках такой вот статьи - это невозможно. Выход здесь я вижу только один. Необходимо внушать геологам, начиная со студенческой скамьи, что оплата геофизикам должна быть только за хорошо сделанную работу. И никаких авансов!

Но всё же, какие-то основы геофизики геологи должны знать. Иначе опять же можно оказаться обманутым.

Первое и самое главное, что должны понимать геологи, это, что никакая геофизика не может дать точного совпадения с геологической информацией. И вообще, различные методы обязательно освещают исследуемый объект с различных сторон. И если такое вот совпадение вдруг происходит, нужно искать источник утечки геологической информации.

Много уже лет назад группа высокопоставленных жуликов поставила себе задачу получить государственную премию за внедрение совершенно нежизнеспособного геофизического метода. Если кто знает, это метод каналовых волн. Его позиционировали как метод, с помощью которого, в результате шахтных сейсмоизмерений можно получать информацию о местонахождении скрытых, невидимых глазом тектонических нарушений.

Было организовано 28 геофизических отрядов, которые выполняли работы в различных угледобывающих регионах страны. В их основную задачу входило получение документов о 80-процентной эффективности метода.

Кстати, о 80%. Я заметил, что когда жулики представляют свои «достижения», они всегда называют именно такую эффективность своих исследований. Это число кажется очень, как бы, благозвучным. А по сути, если бы этот метод (каналовых волн) даже и работал, то в процентах его эффективность определить было бы невозможно.

Ими было разработано несколько методов получения нужных документов. В первую очередь, разумеется, подкуп и шантаж. Но была и эксклюзивная методика. Прежде чем отправиться всем коллективом с аппаратурой на шахту, туда засылался такой свой парень, рубаха-парень, не дурак выпить и налить другим, специалист по романтическим отношениям. Он, грубо говоря, умыкал из геологического отдела уже накопленную на шахте информацию о местонахождении тектоники.

Ну, а дальнейший ход событий понятен. Приехавшие геофизики давали информацию о тектонике, удивительным образом совпадающую с представлениями шахтных геологов.

Естественно, что созданная в немалых количествах аппаратура для реализации метода каналовых волн должна была приобретаться шахтами. Но репутация этого метода, этой аппаратуры и этих горе-бизнесменов была таковой, что связываться с этим методом никто не хотел. Однако как умеют выкручивать руки шахтам начальники из Москвы, известно, и вот, приехала уже известная компания, чтобы сделать демонстрационные исследования, и заставить директоров шахт аппаратуру брать.

Когда ко мне обратились за помощью, я посоветовал следующее. Дать возможность этим людям раздобыть информацию по одному участку, а под исследования дать другой участок. А потом извиниться за ошибку. Когда, в результате исследований, всем стало всё ясно, то московское руководство материально заинтересовало местного начальника, от которого зависело - взять аппаратуру или нет, и аппаратуру взяли. И вот с тех пор ее эксплуатируют, лет 20 уже (в Кемерово), и грамотные, нормальные геофизики вынуждены тратить свою жизнь на такое фуфло, а шахты вынуждены заказывать эту никому не нужную работу.

Для справки, скажу, что когда, наконец, был создан геофизический метод выявления зон тектонических нарушений, то информация об этом объекте оказалась в виде, весьма непривычном для геологов.

Очень действенным методом внедрения в промышленность и в сознание геологов уверенности в том, что совершенно ненужная аппаратура или ненужный метод являются незаменимым инструментом для производства, является материальная заинтересованность покупателя. Если удается аппаратуру продать очень крупной, авторитетной организации с хорошим откатом, то эта организация, под страхом разоблачения, становится надежнейшим союзником жуликов и дает хорошую рекламу приобретению.

Откат - вещь трудно доказуемая, и поэтому я не могу назвать конкретные случаи. Но если попробовать сопоставить некоторые факты, то получается, что именно таким образом возник бум георадаров. Мне неизвестны какие-либо положительные результаты, полученные с помощью этой аппаратуры, но это, само по себе, еще ничего не значит. Я не претендую на всезнайство. Что точно известно, это то, что георадары с антеннами-диполями категорически не дают никакой информации. Что же до георадаров с рупорными антеннами, то результаты их использования нужно тщательно проверять.

Считается, что использование нескольких видов геофизики при исследовании одного и того же объекта, существенно повышает эффективность исследования. Это так называемое комплексирование. Возможно, это и так. Но на самом деле, на практике, делается это следующим образом. Если какой-то из имеющихся геофизических методов дает приемлемую информацию, то результаты исследований с помощью всех остальных методов «подтягиваются» к этой информации.

При этом, следует учитывать, что различные геофизические методы, использующие различные физические поля (электромагнитное, упругих колебаний, магнитное и т.д.) могут дать схожую информацию только случайно. В общем случае, разными методами нельзя получить одну и ту же информацию. Если всё-таки информация схожая, должно возникнуть подозрение, что вас заставляют платить за лишние методы.

Так, для примера, самым дорогим геофизическим методом является сейсморазведка. Стоимость сейсморазведочных работ более, чем в 20 раз превышает стоимость всех остальных методов, вместе взятых. И при этом, информацию сейсморазведка не дает вообще НИКАКУЮ.

В это трудно поверить, но оно легко проверяется. Дело в том, что ни один сейсморазведчик Мира не согласится делать свои измерения, если по данному объекту нет никакой информации. А вот если информация есть (лучше всего, если есть разведочное бурение), то сейсмика даст точно такие же результаты. Думаю, дальнейшие комментарии излишни.

Причина слишком уж низкой эффективности геофизики, на мой взгляд, состоит в низкой заинтересованности геологов. Отсутствие у геологов интереса к геофизике позволяет геофизикам обманывать их, не слишком заботясь о правдоподобии той якобы информации, которую они порой высасывают из пальца.

Если геофизика - это тоже физика, то в чем же их различие? Физика существует под строгим присмотром методологов и метрологов, а геофизика позволяет себе не считаться с ними. Главная задача метрологов - следить, насколько заявляемые истины соответствуют реально существующим. Для физиков физический эффект - это основа любого исследовательского метода, любое измерение - это сравнение с эталоном, и если нет эталона, то не может быть измерения. Любая физическая субстанция может быть определена экспериментально только в том случае, если существует датчик этой субстанции. Физический эффект - это реально существующий результат измерения. Однако в геофизике зачастую все эти азы, основы физического знания игнорируются.

Ну, например. Основу горной науки составляет учение о напряженном состоянии (о горном давлении) породного массива. Но на сегодняшний день, не существует датчика напряженного состояния и, стало быть, не существует эталона этой субстанции. Однако ряд геофизических методов как бы определяет ее: по изменению электросопротивления, по изменению скорости распространения упругих колебаний.

Когда об этом пишут в отчетах или в диссертациях, доказательств никто не требует. Но вот я решил поставить для студентов лабораторную работу по изменению скорости распространения упругих колебаний при изменении давления пресса на образец.

Оказалось, что такой зависимости просто не существует. Величина скорости распространения фронта упругих колебаний при увеличении давления действительно не остается постоянной, но изменяется она скачками, как в плюс, так и в минус. Причина этого заключается в том, что при надавливании на образец горной породы, в материале образца развивается трещиноватость. Возникновение каждой трещинки изменяет скорость.

Но как же поддерживается легенда о том, что с увеличением давления увеличивается скорость? Ну, во-первых это утверждение представляется очевидным. Я участвовал в проведении этих измерений для одного аспиранта. При испытании 1000 образцов оказалось, что только 10% из них действительно показывают рост скорости с увеличением давления. Был составлен документ, согласно которому все 100% образцов (а их якобы было 100 с чем-то) показали эту зависимость.

Когда я возмутился такой подтасовкой, мне объяснили, что эта зависимость является общепринятой, она упоминается во всех учебниках, и соискатель не может ничего сказать противоположного во избежание неприятностей при защите.

Различные геофизические методы отличаются, в первую очередь, применяемым физическим полем. Электроразведка изучает свойства электрического и электромагнитного поля. Различие электроразведочных методов определяется геометрией измерительной установки, частотой используемого поля. Георадары также относятся к электроразведке. Возможности электроразведки невелики, но они есть. В электроразведке тоже есть свои жулики, но это жулики-индивидуалы.

Сейсморазведка основана на использовании свойств поля упругих колебаний (акустического поля). Но занимает она совершенно особое место. На результаты сейсморазведки ссылаются при описании нашей планеты как таковой. Откуда известно, что ядро жидкое? А наличие и поведение тектонических плит? Их смещения, их наползания друг на друга, их влияние на землетрясения, их размеры, наконец. Откуда известно, что под океанами кора тоньше, чем под сушей? Как находят различные месторождения? В том числе, нефти и газа. Всё это и ещё много чего приписывается сейсморазведке. Ну, естественно, это же глубинный метод. Она же может заглянуть на огромные глубины. Но, увы, это всё легенды.

На самом деле, сейсморазведка является самым большим заблуждением за всё время существования нашей цивилизации. И даже более того, есть доказательства того, что это (по крайней мере, с 60-х годов) не заблуждение, а глобальный, международный обман. Как оказалось, ни один геофизический метод, использующий поле упругих колебаний не дает никакой информации. Это и скважинный метод (ультразвуковой каротаж), и тот же метод каналовых волн...

Но чьи бы то ни было голословные утверждения никого не должны убеждать. Мало ли что я говорю. Всё следует проверять. Проверка очень простая. Каждый исследовательский метод должен предназначаться для получения определенной информации. Причем, независимой от других методов. И действительно, все геофизические методы независимы. За исключением сейсморазведочных. От любого геофизического метода можно потребовать сделать свою работу при полном отсутствии априорной информации. И только сейсморазведчики никогда не пойдут на эти требования.

Сейсморазведчики могут сделать исследования без априорной информации только в том случае, если результаты этих исследований никогда не смогут быть проверены. Скажем, глобальные исследования, о глубинном строении Земли. Что же касается поисков месторождений, то здесь геофизики всего Мира используют одну и ту же фальсификацию. Они делают свои исследования после того как бурение выявило нужную информацию, а затем подделывают отчет так, чтобы казалось, будто геофизика предшествовала бурению.

Происходит это потому, что модель сейсморазведки оказалась ошибочной. Модель сейсморазведки была создана не в результате экспериментальных исследований поля упругих колебаний (как должно быть по законам физики), а из ряда очевидностей, из мысленных экспериментов и множества гипотез. Как оказалось, ни одно положение сейсморазведки экспериментально не подтверждается, и поэтому нулевая ее эффективность вполне закономерна.

Исключение составляет только спектральная сейсморазведка, все положения которой подтверждаются экспериментально. Этот геофизический метод имеет самый большой технологический выход. Однако Природа настолько разнообразна и непредсказуема, что в каждом новом регионе приходится осуществлять пробные измерения и в соответствии с их результатами корректировать методику их обработки.

Основной объект, выявляемый спектральной сейсморазведкой - это зоны тектонических нарушений. А уже зная свойства этих зон, можно сделать определенные, весьма конкретные выводы.

Метод спектрально-сейсморазведочного профилирования (ССП) позволяет прогнозировать разрушения инженерных сооружений, а в общем случае, техногенных катастроф, и поэтому является методом инженерной геофизики. Дело в том, что инженерно-геологические изыскания были задуманы еще в XIX веке для прогнозирования разрушений инженерных сооружений, но за всё время своего существования ни одного такого прогноза сделано не было. Согласно этому определению, спектральная сейсморазведка - единственный на сегодняшний день метод инженерной геофизики.

Однако и здесь не обошлось без вездесущих геофизиков-обманщиков. Существует компания, развивающая, по их словам, метод спектральной сейсморазведки (они называют это резонансно-акустическим методом). Однако основное их отличие в том, что разрезы, даваемые ими, цветные. По их мнению, для геологов главное, чтобы картинка была цветной. Но ведь цветность целесообразна там, где тот или иной цвет соответствует какой-то характеристике исследуемого массива. Мои попытки понять, что же является основным объектом, выявляемым этими господами, успехом не увенчались.

Как же так получилось, что столь ужасная репутация геофизиков никого не трогает? Мне представляется, что без геологов здесь ничего не исправить, потому что стимулом для обмана является нежелание геологов разобраться в том, что им дают геофизики. Мне думается, что исправлять сложившуюся ситуацию можно было бы с помощью интернета. Если бы существовал какой-то общеизвестный сайт, на который можно было бы вешать для всеобщего обозрения информацию о фирмах, позволяющих себе использование геофизики для обмана геологов, наверное, репутация начала бы постепенно выправляться. Репутацию легко потерять, а вот на то чтобы ее восстановить, понадобятся немалые годы.