Приоритетные проблемы современной минералогии ("минералогический список")

и в дополненном варианте, оглашенном в нобелевской лекции, было обозначено уже 30 проблем [6]. По аналогии с «теоретическим минимумом» Л. Д. Ландау новый перечень проблем физики был назван «физическим минимумом».

Ясно, что «юшкинский список», равно как и «физический минимум» В. Л. Гинзбурга, отражал состояние науки на определенный момент времени. С одной стороны, в этом списке указаны действительно важные для минералогии направления, которые до сих пор остаются актуальными. С другой стороны, за прошедшие годы в минералогии произошли разительные перемены, прежде всего благодаря применению современных инструментальных методов исследования и существенному расширению идейного багажа, а также проникновению минералогии в наномир и пограничные области знания. Это побудило нас составить некий осовремененный список приоритетных проблем, характеризующий состояние минералогической науки в наши дни. Он назван нами для краткости «минералогическим списком».

«Минералогический список»: какие проблемы сейчас выходят на передний план в минералогической науке

• 1.    Открытие новых минералов.

• 2.    Прогноз и дизайн минеральных структур.

• 3.    Минералогия мантии и ядра.

• 4.    Минеральные образования на дне океанов.

• 5.    Минеральные фазы в экстремальных условиях.

• 6.    Минералы как перспективные материалы.

• 7.    Поверхность минералов. Двумерные минеральные фазы.

• 8.    Протоминералы и протоминеральное состояние вещества.

• 9.    Неклассические механизмы минералообразования.

• 10.    Дисперсное и наноструктурированное минеральное вещество.

• 11.    Минеральные наноструктуры и наноиндивиды.

• 12.    Органические минералы и органоминеральные образования.

• 13.    Минералы в биологических системах.

• 14.    Эволюция, необратимость и самоорганизация в минеральных системах.

• 15.    Сложность, модулярность и иерархия минеральных структур.

• 16.    Новые инструменты и объекты минералогических исследований.

• 17.    Цифровая минералогия. Big data и искусственный интеллект в минералогии.

Прежде чем перейти к некоторым необходимым комментариям и замечаниям к списку, приведем слова академика В. Л. Гинзбурга, которыми он сопроводил свой знаменитый «список важных и интересных проблем физики и астрофизики» («физический минимум»). «Любой такой список не может не иметь субъективной окраски. Ясно и то, что „список” с течением времени должен изменяться. Ясно, наконец, что все вопросы, не включенные в „список” никак не могут считаться неважными или неинтересными… Те же кто знают важное и интересное, находящееся за пределом „списка” не имеют оснований обижаться и должны лишь дополнять или изменять „список” [6, с.1253].

«Минералогический список» включает в основном проблемы или направления исследований, закре- пившиеся в большой минералогической повестке в последние десятилетия. Это относительно новые проблемы («точки роста»). Они большей частью обращены в будущее минералогии как фундаментальной науки. Минералогия предстает в этом списке как наука о минеральном веществе, развивающаяся в тесном взаимодействии с другими смежными отраслями естественных наук, прежде всего физики, химии и биологии. Здесь важен именно этот аспект (фундаментальность минералогии), а не то, что минералогия — это геологическая наука. Список составляют те проблемы, по которым необходима активизация отечественных исследований на фоне работ минералогов других стран.

Ряд ключевых позиций в списке, как и следовало ожидать, имеют непосредственное отношение или повторяют направления из «юшкинского списка» приоритетов минералогии. Не буду, естественно, отрицать и то, что в список включены проблемы, к которым автор неравнодушен или которые находятся в поле его собственных научных интересов.

А что касается первого пункта списка, то открытие новых минералов есть и надолго останется захватывающей областью минералогии, которая перестает быть лишь увлекательным полем соревнования минералогов. И что важно, в этой области российские минералоги продолжают сохранять лидирующие позиции.

Нет особой необходимости в подробных расшифровках и разъяснениях содержания кратко сформулированных в списке пунктов, в составлении их «паспортов». Ясно, что их содержание шире, чем указано в том или ином пункте. Не будем забывать и о некоторой условности деления на пункты и об определенной их взаимозависимости. Какие-то пункты, возможно, следовало объединить, а какие-то, наоборот, разделить. Так, пункт 3 — «Минералогия мантии и ядра» — вряд ли будет раскрываться без обсуждения вопросов, связанных с устойчивостью и прогнозом существования и поведения минералов в условиях высоких давлений и температур. Актуальнейшая на сегодня и близкая автору проблема расшифровки механизмов минералообразования оказывается прямо завязана на изучение предзародышевых кластеров (кватаронов) — новых объектов протоминерального мира — мира творения минералов [1].

По всем пунктам, указанным в списке, ведутся активные теоретические и экспериментальные исследования. Есть основания предполагать, что именно в этих направлениях будут получены наиболее прорывные результаты. С некоторым авансом в список включены пункты 16 и 17, в которые минералогия неизбежно будет вовлечена в ближайшие годы. При этом в пункте 16 речь больше идет о совершенно новых методах минералогических исследований, которые, возможно, будут связаны с так называемыми установками мегасай-енс (новые виды электронных микроскопов, синхротроны, лазеры на свободных электронах и т. д.). А в качестве новых объектов уже сейчас часто фигурируют не минералы и даже не материалы неорганического происхождения. Так, совсем недавно объектами минералогических исследований стали, к примеру, человеческие костные останки [9].

Составленный нами список не преследует цель объять необъятное. Он, на наш взгляд, больше задает некие тематические ориентиры и характеризует 25

сложившуюся в минералогической науке ситуацию. «Минералогический список» не отвечает на вопрос: какой должна быть минералогия, на что были нацелены юшкинские приоритеты, а обозначает проблемы, которые в наибольшей степени привлекают внимание в наши дни, судя по содержаниям журналов и программ конференций. Это как бы текущий «временной» срез минералогической науки. Легко увидеть, что в списке имеются вопросы разной степени проработанности и теоретического обоснования. Но они все, как говорится, на слуху и в равной степени важны и интересны, независимо от порядка расположения в списке.

Адресатом «минералогического списка» являются главным образом молодые исследователи. Они должны иметь хотя бы общее представление об указанных в списке проблемах (направлениях), а не только о состоянии дел в своих узких областях науки. Это в некоторой степени минимальная образовательная программа для минералогов. В этом смысле наш список близок к «физическому минимуму» В. Л. Гинзбурга, также ориентированному на образовательные цели.

Еще несколько кратких комментариев к списку.

Должен обратить особое внимание на междисциплинарный характер практически всех приведённых в списке проблем (если хотите, тем). Например, пункты 2 и 3 играют ключевую роль в расширении наших представлений в смежных областях наук о Земле, в понимании состава и строения глубинных геосфер. Пункты 5–8 касаются междисциплинарных вопросов на стыке минералогии, химии, физики и материаловедения. Особо отметим, что большой материаловедческий потенциал заключен в пунктах 6 и 7. Пункты 12 и 13 включают вопросы на границе минералогии и биологии (от взаимодействия между минералами и органическими молекулами, сингенеза и коэволюции живого и минерального миров до общих вопросов органической минералогии и роли органического вещества в процессах минерало- и рудообразования). Эти же пункты имеют непосредственное отношение и к сформулированной Н. П. Юшкиным комплексной проблеме «минералогия и жизнь».

В «минералогический список», возможно, следовало бы включить и ряд других направлений, сохраняющих свою актуальность и важность, ставших неотъемлемыми частями современной минералогии. В расширенном списке, в частности, могли бы быть проблемы минерального разнообразия, минералов как индикаторов петро- и рудогенеза, генетико-информационной минералогии, экспериментальных исследований в минералогии и синтеза минералов. Последнее может получить «второе дыхание» в связи с развитием направления, ориентированного на получение новых материалов на основе минералогической информации.

Самостоятельным направлением минералогического материаловедения может стать конструирование и изобретение потенциальных минералов, сборка минеральных структур путем сложения (наслаивания) одного или нескольких слоев различных минералов, получение таким образом своеобразных минеральных гетероструктур и гетерофазных объектов. Это было бы существенным продвижением и для пункта 6.

Резко возрастает интерес к проблемам технологической минералогии и техногенеза минералов, что связано с очень важным их практическим значением. Не 26

теряют актуальности минералогия астроблем, изучение метеоритов. Обещают возродиться исследования по космической минералогии (Луны, планет, околопланетных пылевых комплексов с перспективным замахом на твердые экзопланеты).

Вряд ли справедливо будет оставить расширенный «минералогический список» без таких классических разделов, как минералогическая кристаллография и физика минералов. На различных минералогических форумах всё чаще фигурирует как перспективное направление и медицинская минералогия с фармацевтической индустрией на минеральной основе. В результате только из перечисленного выше получится дополнительный список направлений, в русле которых, несомненно, сосредоточено множество важных и интересных проблем.

Эти направления, несмотря на их более традиционный характер, многие будут считать даже более важными для прогресса в минералогической науке в целом. Понятно, что они в любом случае никуда не денутся, и соответствующие проблемы будут находиться в арсенале современной минералогии; возможно, что некоторые из них на определенном этапе станут суперприоритетными. Такое бывает в науке.

В заключение отметим еще раз, что «минералогический список», равно как и все другие подобные списки, конечно можно продолжать, дополнять, изменять. Но всех направлений и интересных проблем минералогической науки не удастся охватить. «Минералогия во всем пространстве сего слова» шире и богаче.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект 19-05-00460а).