З ІСТОРІЇ ГЕОФІЗИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

У ЛЬВІВСЬКОМУ НАЦІОНАЛЬНОМУ УНІВЕРСИТЕТІ імені Івана Франка

Практично в усіх провідних університетах світу, де готують фахівців із геології, екології, гідрогеології, кліматології і навіть грунтознавства, одними із провідних предметів є фізика Землі та прикладна геофізика. Зумовлено це тим, що власне фізика Землі вивчає фізичні явища, що відбуваються на нашій планеті , в її глибинах та довкола неї в космічному просторі і, певною мірою, впливають на довкілля. Крім того, актуальність проведення фундаментальних досліджень у галузі наук про Землю зумовлена недостатнім рівнем теоретичного забезпечення методів розв’язання як прямих, так і інверсних задач в сейсморозвідуванні, гравірозвідуванні та магнеторозвідуванні.

Розшуки в архівах Львiвського національного унiверситету iменi Iвана Франка, Львiвського національного унiверситету “Львівська політехніка” та бібліотечних фондах виявили, що можна виділити кілька етапів у розвитку геофізичних досліджень та викладання дисциплін фізичного спрямування у науках про Землю, які пов’язані з іменами знаних у світі людей:

видатного дослідника професора Генріха Арцтовського

засновника української геофізики, академіка Володимира Сельського

академіка Серафима Субботіна

Виявляється, що перша кафедра, яка мала вирішувати близькі за змістом завдання, була створена ще в далекому 1920 р. видатним польським вченим Генриком Броніславом Арцтовським (15.07.1871–21.02.1958) і мала назву кафедри геофізики і метеорології, хоча за свої дослідження у науках про Землю йому присвоїли почесне звання професора Львівського університету ще в 1912 році. Коло наукових інтересів Г. Арцтовського було дуже широким, але найбільш вагомі його наукові результати зконцентрувалися у фізичній, синоптичній та динамічній метеорології, кліматології, гідрометеорології, геології, технології переробки нафти, тектоніці, петрографії й геохімії. Під час праці в Львiвському унiверситеті (1921–1939), де Г.Арцтовський провадив курси загальної геофізики та метеорології, він підготував цілу плеяду молодих учених-метеорологів та кліматологів (А. Коханський, А. Косіба, Г. Оркіш, М. Орліч, І.Тесля та ін.). Кількість статей, написаних ним у цей період спільно з працівниками кафедри, перевищує 133. Крім того, у “львівський” період свого життя він організував у м. Львові Інститут геофізики та метеорології, а у Янові та Дашові – метеорологічні станції. Завдяки своєму науковому кругозору та авторитету у 1930–1932 рр. він обіймав посаду директора-наставника астрономічної обсерваторії університету. Г. Арцтовський був ученим зі світовим ім’ям, про що свідчать, зокрема, такі факти: з 1923 р. він – почесний член географічного товариства Польщі та Польського метеорологічного і кліматологічного товариства, з 1931 р. – віце-президент, а з 1934 р. – президент Міжнародного Геофізичного Союзу, з 1931 р. – заступник керівника, а з 1934 по 1938 – керівник міжнародної комісії з досліджень клімату в Кембріджі, редактор журналу “Communications de l’institut de Géophysique et de Météorologie” (1922–1938). Враховуючи численні праці вченого і вагомий внесок у світову науку, його іменем було названо: в Антарктиді – півострів на узбережжі Данко, скельні виступи над льодовиками вздовж берегів півострова Грехема, гору та льодовик на Шпіцбергені, а сам учений був нагороджений Командорськими хрестами OpRest (1926), югославським орденом Св. Сави та єгипетським орденом Нілу, а також офіцерським хрестом бельгійського ордена Леопольда. На жаль, наукові дослідження кафедри геофізики та кліматології перервала Друга Світова війна.

У 1945 р., завдяки зусиллям ще однієї видатної людини – академіка Володимира Олександровича Сельського (13.10.1883–17.02.1951), якого небезпідставно вважають засновником української геофізики, кафедра була відновлена під назвою кафедри геофізики. Народився О. Сельський у с. Вихілівка колишньої Подільської губернії (тепер Хмельницької області) і пройшов цікавий шлях у науці. У 1904 р. після закінчення духовного училища і семінарії поступив у Київський університет на фізико-математичний факультет, який блискуче закінчив у 1909 р. за спеціальністю “геологія” і був залишений в університеті, де займався науковою і педагогічною діяльністю. За працю “Хіміко-петрографічні дослідження Гниваньських гранітів” (Український кристалічний масив) (1910–1911) його нагороджено Золотою медаллю Міністерства освіти та премією Пирогова. Після цього Варшавський університет запросив Володимира Олександровича для читання курсу петрографії та завідування палеонтологічним музеєм у м. Варшаві.

З початком Першої світової війни В.О. Сельський переїжджає з Варшави до Кисловодська, де до1921 р. працює спочатку викладачем, а потім інспектором та директором Кисловодської чоловічої гімназії, а з 1921 по 1928 р. – директором створеного ним нафтового інституту в м. Грозному. В наступні роки В.О. Сельський – начальник “Грознафторозвідки”, заступник і головний геолог Нафтопрому СРСР, головний консультант геофізичних досліджень нафтових районів СРСР. В 1935 р. Володимира Олександровича обирають дійсним членом Академії наук УРСР, а трохи пізніше він організовує відділ геофізики в Інституті геологічних наук України.

У своїх працях Володимир Олександрович постійно підкреслював, що матеріали геофізичних спостережень без геологічної основи мало чого варті, оскільки без геологічного тлумачення вони мертві: “Процес інтерпретації геофізичних матеріалів важкий і вимагає великої ерудиції не тільки математичного, а й геологічного порядку”. В.О. Сельський постійно піклувався про виховання молодих фізиків для виробничих та наукових організацій, він любив молодь і дбав про неї.

В 1938 р. виходить з друку підручник, написаний В.О.Сельським – “Краткий курс прикладной геофизики” – перший посібник у цій царині знань. Широка ерудиція і досконале володіння мовами (англійською, французькою, німецькою, італійською, польською, латинською та грецькою) дали йому змогу систематизувати світовий досвід застосування геофізичних методів для вивчення будови земної кори і в 1940 р. випустити в світ монографію “Изучение строения земной коры на основании данных геофизики”.З 1941 по 1945 р. В.О. Сельський працює в районі “Другого Баку” (Волго-Уральська нафтова провінція). В.О. Сельський є автором низки монографій і підручників, а список його праць містить 160 назв, з яких опубліковано 70, а решта – науково-дослідні звіти монографічного характеру, присвячені вирішенню різноманітних питань кристалографії та петрографії, геології третинних відкладів Грозненського району, дослідженню Кубанського родовища марганцю, проблемам Великого Кривого Рогу, розвідуванню нафтових родовищ Північного Кавказу та Волго-Уральської нафтової провінції, газо- та нафтоносійності Дніпровсько-Донецької та Причорноморської западин та Прикарпаття, походженню та міграції нафти тощо.

В 1945 р. наступає львівський період життя В.О. Сельського – він переїжджає до Львова, де одразу організовує кафедру геофізики в Львівському державному університеті. Правда, кафедра геофізики проіснувала лише рік і була закрита шляхом злиття із кафедрою петрографії із цікавим формулюванням: “у зв’язку із нестачею відповідних кадрів“......., а В.О. Сельського змусили перейти у Львівський політехнічний інститут, де він керував кафедрою геофізики до кінця свого життя. Крім того, у Львові завдяки його старанням були створені Львівський відділ геофізики та сектор сейсмології АН України. Після об’єднання кафедри геофізики з кафедрою петрографії, яку очолював В.С. Соболєв, кількість годин, відведених для геофізики, була скорочена, проте напрям застосування геофізичних методів розвідування під час дослідження глибинної будови земної кори та пошуків нафтових родровищ, запропонований академіком В.О. Сельським, зберігся завдяки зусиллям ще одієї видатної людини нашого часу.

Збереженню наукових досліджень із геофізичних методів розвідування великих зусиль доклав Серафим Іванович Суботін, що продовжував вести курс лекцій з геофізики в Львівському університеті. З 1945 по 1960 рік він послідовно займав посади доцента, в.о. професора, а з 1956 р. після захисту докторської дисертації – професора. Ця людина настільки знана у нашій країни і в світі, що для того, щоб зрозуміти його внесок у навчання студентів Львівського університету, ми вважаємо за доцільне зупинитися на деяких фактах його біографії.

С.І. Суботін народився в 1906 р. в м. Казані і після закінчення в 1931 р. астрономо-геодезичного відділення (спеціальність “Гравіметрія”) фізико-математичного факультету Казанського державного університету послідовно працював інженером-геофізиком Закавказького геологічного управління (Тіфліс – 02.1931–04.1931), начальником партії, техноруком, старшим інженером-геофізиком послідовно в Українському геологічному управлінні, Укрнафторозвідці, Українському відділенні геофізичного тресту в Києві. Приблизно в цей же час С.І.Суботін починає займатися педагогічною та науковою діяльністю. Зокрема, з 1933 по 1936 р. він працює асистентом Київського геологорозвідувального інституту, з 1936 по 1938 р. – в.о. доцента Дніпропетровського гірничого інституту, а з 1938 по 1941р. – старшим науковим співробітником Інституту геологічних наук АН УРСР і одним із перших узагальнює матеріали геофізичних досліджень у межах Дніпровсько-Донецької западини, Приазовської частини щита і західних регіонів України, що лягли в основу сучасних знань про глибинну будову України.

В період Другої Світової війни С.І. Суботін керував великими роботами з гравітаційного дослідження Інгулевської і Сокської дислокацій у Середньому Поволжі. З квітня 1944р. С.І. Суботін повністю переходить на наукову та педагогічну роботу і вже в квітні 1945 р. успішно захищає кандидатську дисертацію на тему “Аномалії сили тяжіння України та їхня інтерпретація”. У 1945 р. переїжджає до Львова і починає досліджувати геологічну будову Карпатського регіону, глибинну будову земної кори і верхньої мантії, започатковує розробку теорії тектогенезу.

В 1955 р. Серафим Іванович у Львівському державному університеті захищає докторську дисертацію на тему “Глибинна будова радянських Карпат та прилеглих територій за геофізичними даними”. Внесок С.І. Суботіна в геологічну і геофізичну науки був високо оцінений науковою громадськістю України і в 1957 р. його обирають членом-кореспондентом АН УРСР, а 23 грудня 1960 р. призначають директором новоствор ного Інституту геофіізики АН УРСР, що тепер носить його ім’я. У квітні 1961 р. С.І. Суботіна обирають академіком АН УРСР, а в 1963 р. – академіком-секретарем Відділення наук про Землю АН УРСР і членом Президії АН УРСР. Всього С.І. Суботіним написано понад 90 наукових робіт. За великі заслуги в розвитку геофізичної науки С.І. Суботіну в 1966 р. присвоїли звання “Заслужений діяч науки Української РСР”, а в 1972 та 1976 роках ученому за “розробку і впровадження методики геологічного картування, пошуків і вивчення глибинної будови родовищ Української залізорудної провінції” та цикл робіт “Структура земної кори” присвоїли, відповідно, Державну премію Української РСР та імені В.І. Вернадського АН УРСР.

Після від’їзду в 1960 р. до Києва С.І. Суботіна геофізику на факультеті переважно викладали доценти М.І. Мельничук (1960-1962) та Є.В. Кірик (1962-1994), а останніми роками – Р.Г. Вовченко. Характерна особливість цього періоду – значний перегин викладання у бік рудної геофізики, а з початку 90-х років – інженерно-геологічних та екологічних досліджень. Зумовлено це передусім бажанням збільшити ефективність пошукових та розвідувальних геологічних робіт, виконуваних факультетом у значних обсягах у східних районах колишнього Союзу (Бурятська АР, Читинська область, Якутія тощо) і менше по Україні (Яворівщина, Трускавець та ін.). Доцільно назвати тільки найвідоміші родовища, на яких з 1963 по 1990 р. виконано комплексні геолого-геофізичні дослідження. Насамперед це Дарасунське, Ключевське, Апрелківське, Усть-Карське, Олександрівське, Золотологінське, Радісне та інші золоторудні, Давендинське молібденове, Кадаїнське та Михайлівське поліметалічні корінні та розсипні родовища золота вздовж річок Середня Борзя, Чороний Урюм, Чалдонка, Велика і Мала Кудечі, Давенда тощо. За результатами цих робіт опубліковано понад 50 статей та 28 наукових звітів монографічного характеру, один з яких у 1985 р. був висунутий Львівським університетом на конкурс “Краще НДР, виконана у ВНЗ України”, студентські роботи, що на всесоюзних студентських конкурсах у 1979 та 1983 роках посіли, відповідно, 2 та 3 місця. Крім того, окремо зазначимо, що від впровадження у виробництво розробок з геофізичних тем щорічний економічний ефект перевищив 200 000 крб.

Після здобуття незалежності Україною у 1991 р. і як наслідок припинення робіт на сході колишнього СРСР та відкриття нової кафедри (екологічної геології, інженерної геології та гідрогеології), окрім рудної геофізики, на факультеті почали викладати інженерно-геологічну та екологічну геофізики, чому, окрім іншого, сприяло і виконання польових досліджень в районі Язівського родовища сірки з метою пошуків карстонебезпечних ділянок, визначення напряму та швидкості фільтрації підземних вод, зумовлених впливом наявних водозаборів та кар’єру, виявлення причин забруднення окремих джерел мінеральних підземних вод у районі Трускавецького курорту та вирішення низки спеціальних завдань під час будівництва промислових об’єктів та будинків у низці районів Західної України.

Логічним продовженням пошуків удосконалення фундаментальних досліджень на геологічному факультеті була запропонована професором Іваном Вакарчуком 25 лютого 1999 р. ідея створення кафедри фізики Землі для проведення міждисциплінарних досліджень у галузі науки про Землю. Вона була висловлена на семінарі “Проблеми фізики Землі”, що відбувся у Львiвському національному унiверситеті iменi Iвана Франка за участю співробітників Інституту геології і геохімії горючих корисних копалин НАН України та Українського державного геологорозвідувального інституту. Як зазначив проф. Вакарчук, мета створення такої кафедри – забезпечення студентів глибокими знаннями з фундаментальних питань фізики Землі, фізичних основ та практичних геофізичних методів дослідження земної кори і фізичних принципів геотехнологій. Відповідно до наказу Ректора Львівського національного університету імені Івана Франка № 305 кафедра фізики Землі була організована на геологічному факультеті 7 березня 2000 року.

Головні завдання, поставлені перед кафедрою, полягають у:

– вдосконаленні потужних і ефективних методів розв’язування початково-крайових модельних задач математичної фізики – дослідження впливу Всевіту на фізичні процеси у Землі;

– пошуку нових теоретичних підходів щодо вивчення впливу внутрішніх та зовнішніх полів Землі на фізичні властивості досліджуваних геологічних об’єктів з метою опрацювання рекомендацій для аналізу та пошуку родовищ корисних копалин;

– побудові моделей просторового розподілу фізичних властивостей досліджуваного середовища на підставі опрацювання теоретичних і технологічних основ ефективних алгоритмів розв’язування тривимірних прямих і зворотніх задач геологічних та геофізичних процесів;

– використанню функціонально-аналітичних моделей середовища та фізичних полів для розширення можливостей комплексної інтерпретації за рахунок значно гнучкішої технології комп’ютерного моделювання;

– опрацюванню нових підходів та принципів відбору раціональних розв’язків відповідних задач, що сприятиме адекватному розумінню фізичної сутності явищ та надасть змогу прогнозувати генезис і еволюцію геофізичних процесів на підставі детерміністичних моделей теорії функціоналу густини та механіки суцільного середовища;

– застосування комплексних математичних і фізичних моделей середовища структурних оболонок Землі разом із технологіями геоінформаційних систем для створення програмного забезпечення з метою підвищення ефективності інтерпретації спостережуваних величин геофізичних досліджень у пошуку родовищ корисних копалин;

– дослідженню фізичних процесів у атмосфері та гідросфері Землі;

– опрацюванню моделей фізичних процесів під час імпактних взаємодій космічних тіл із оболонками Землі.

Внаслідок того, що в навчальному процесі для вирішення комплексних геологічних, інженерно-геологічних та екологічних завдань чільну увагу приділяють застосуванню геоінформаційних технологій і моделюванню фізичних процесів у дослідженні фізичних полів Землі, при кафедрі створено:

Ø міжкафедральну лабораторію геоінформаційних технологій та комп'ютерного моделювання у геології, де провадять заняття з інформатики, основ роботи із комп’ютером для усіх студентів геологічного факультету, вищої математики, геостатистики і системного аналізу, комп’ютерних методів опрацювання геологічної, геохімічної і екологічної інформації та багатьох інших предметів, виконуються курсові, дипломні та аспірантські роботи;

Ø міжфакультетську лабораторію інформаційних мережних технологій, що підтримує технічні ресурси Інтернету для геологічного, біологічного факультетів та бібліотеки.

Ø міжкафедральну лабораторію фізичних методів досліджень в геології для обслуговування електронного сканувального мікроскопу JEOL-220 та комплексу геофізичних приладів для забезпечення необхідних вимірювань характеристик фізичних полів Землі.