Зачем нужна геология: краткая история прошлого и будущего нашей планеты

Конечно же, не все месторождения полезных ископаемых создаются черными курильщиками. Повысить концентрацию ценных веществ могут самые разные процессы: гравитация заставляет оседать тяжелые полезные минералы на дно резервуаров магмы, возникающих в земной коре; дождевые воды вымывают легко растворимые минералы, оставляя нерастворимые, но ценные; тепло в вулканически активных регионах (особенно над зонами субдукции) приводит к своеобразной дистилляции различных полезных элементов, которые откладываются слоями или жилами в окружающих более холодных породах.

Рудные тела, созданные такими процессами, случайно обнаруживались еще тысячи лет назад, но наблюдательные люди быстро поняли, что существуют заметные связи: определенные руды всегда встречаются вместе с определенными типами горных пород. Такие наблюдения облегчили поиск новых месторождений. Однако в некоторых случаях самые явные месторождения полезных ископаемых на Земле уже выработаны. Искать новые становится все труднее, и многие страны создали геологические службы, призванные нанести на карту имеющиеся минеральные и энергетические ресурсы и оценить их запасы. В странах, где полезных ископаемых много — США, России, Канаде, Австралии и некоторых других — у таких организаций есть исследовательские подразделения, тоже в основном сосредоточенные на ресурсах. Однако в двадцать первом веке поощрение разведки и помощь горнодобывающей промышленности — это палка о двух концах. С одной стороны, нам нужны редкие элементы, чтобы производить массу вещей — от авиационных двигателей до электрических лампочек; без них современное общество просто не сможет существовать. С другой стороны, нет никаких сомнений, что горнодобывающая промышленность в погоне за прибылью иногда эксплуатирует население и наносит ущерб окружающей среде. Без контроля такие проблемы могут в будущем усугубиться, поскольку количество полезных ископаемых в любом случае ограничено.

Есть ли у этой дилеммы решение? Возможно ли стабильное будущее, в котором потребности общества удовлетворяются без непоправимого ущерба для Земли и ее обитателей? Решения пока нет, но определенные обнадеживающие признаки присутствуют. Один из них таков: несмотря на быстрый рост потребления, мировые «запасы» многих полезных ископаемых за последние пятьдесят лет резко увеличились. Как это может быть? Запасы — просто существующие известные количества определенных ресурсов. Они увеличились, поскольку достижения геологоразведки обеспечивают более эффективный поиск месторождений, а также потому, что мы теперь лучше понимаем, как они образуются, и знаем, где их лучше всего искать. Эти запасы не включают еще не открытые месторождения, которые люди будут открывать и дальше, хотя, вероятно, все реже. Формальные оценки запасов также не учитывают то, что технический прогресс позволит более экономично извлекать минералы из горных пород, которые ранее считались слишком бедными для эксплуатации. Это неоднократно происходило в истории: даже «хвосты», то есть остатки от предыдущих работ, часто становились богатым источником с появлением новых методов добычи^[71]. Свою роль в увеличении запасов сыграло компьютерное моделирование и визуализация: они позволили геологам создавать виртуальные расширения существующих рудников и прогнозировать расположение рудных зон далеко за пределами имеющихся выработок.

Однако в какой-то момент люди перестанут обнаруживать новые месторождения тех или иных ценных минералов. Можно ли в такой ситуации сохранять какие-то запасы в течение длительного времени? Одна из стратегий — заменить редкий элемент более распространенным. Хороший пример — использование алюминия вместо меди для передачи электроэнергии. Но для многих редких металлов ключевую роль в поддержании их запасов в будущем, видимо, будет играть их переработка и повторное использование. Стальной лом, медные провода и алюминиевые банки пускают в переплавку уже давно, поскольку они относительно чистые и легко перерабатываются. Однако система извлечения металлов из более сложных материалов (например, электроники) еще не очень развита. Впрочем, ситуация, вероятно, изменится при росте конкуренции за ресурсы. Несколько лет назад Геологическая служба США изучала потенциальные возможности извлечения металлов из старых мобильных телефонов. Эти повседневные предметы содержат золото, серебро, платину и другие ценные металлы; они могут стать своеобразной «рудой» будущего.