Ирина Сергеевна Томашевская

_{Ирина Сергеевна Томашевская}

Ирина Сергеевна Томашевская (23 апреля 1930 – 3 августа 2022), старший научный сотрудник ИФЗ РАН, кандидат физико-математических наук, известный специалист в области физических свойств горных пород. По окончании физического факультета МГУ в 1953 г. была направлена по распределению в Геофиан (впоследствии Институт физики Земли РАН). Она сразу включилась в экспериментальные работы, проводимые в лаборатории высоких давлений, и впоследствии вся ее научная деятельность вплоть до выхода на пенсию в 1992 году прошла в этой лаборатории.

В 1954 г. заведующий лабораторией профессор М.П. Воларович предложил
И.С. Томашевской новую самостоятельную тему: «Исследование модулей упругости и прочности горных пород методом кручения при высоком давлении до 400 МПа». Необходимо было внутри камеры высокого давления создать приспособления для кручения образцов горных пород, разместить датчики для измерения усилий и деформаций. Измерительные приборы были вынесены за пределы камеры высокого давления. И.С. Томашевская справилась с заданием, получила оригинальные результаты, опубликованные совместно с М.П. Воларовичем в научных журналах. После этого в установке на сжатие при высоком давлении до 1000 МПа она исследовала комплекс физических характеристик образцов горных пород: продольную и поперечную деформации, механические напряжения, электросопротивление, скорости упругих волн, акустическую эмиссию. На основании проведенных исследований И.С. Томашевская подготовила кандидатскую диссертацию «Исследование механических свойств горных пород в условиях высокого давления при сложных напряженных состояниях», которую успешно защитила в ИФЗ в 1966 г.

В этот период директор ИФЗ академик М.А. Садовский одним из приоритетных направлений исследований в Институте считал работы, связанные с прогнозом землетрясений.

Оценив возможности имеющейся аппаратуры высокого давления и методик исследования, И.С. Томашевская решила продолжать свою работу в этом направлении и подробнее изучать процессы деформирования и разрушения горных пород разного минерального состава, при этом оценивать изменение физических свойств. Ею была разработана методика, позволяющая прерывать опыт на разных стадиях деформирования, чтобы наблюдать развитие трещинообразования по структурным изменениям в горных породах – с помощью шлифов, изготовленных на разных этапах деформирования образцов пород и по изменению величин физических характеристик.

Исследование шлифов совместно с геологами-петрографами из ИГЕМ показало, что образование мелких трещин начинается на ранних стадиях деформации, постепенно они объединяются в более крупные трещины, которые концентрируются в определенной области, где происходит затем разрыв сплошности породы. При наблюдении за физическими параметрами при деформировании образцов было замечено сначала некоторое монотонное увеличение или уменьшение их величин, а в «узкой» области перед разрушением образцов почти все физические характеристики проявляли аномальное изменение. Было установлено, что устойчиво и сильно изменяется электросопротивление, скачкообразно в некоторой области перед разрушением изменяются акустические и электрические сигналы, меняется отношение скоростей продольных и поперечных упругих волн. В этих опытах принимал участие аспирант М.П. Воларовича Я.Н. Хамидулин. Результаты И.С. Томашевской опубликованы в статьях в научных журналах, а также  в книгах: М.П. Воларович, Е.И. Баюк, А.И. Левыкин, И.С. Томашевская. Физико-механические свойства горных пород при высоких давлениях и температурах. М. Наука, 1974;
М.П. Воларович, И.С. Томашевская, В.А. Будников. Механика горных пород при высоких давлениях. М., Наука, 1979.

С 80-х годов И.С. Томашевская заинтересовалась вопросами изменения физических свойств горных пород в связи с процессом твердотельных фазовых превращений в некоторых минералах. Она проводила опыты при квазигидростатическом давлении в установках типа «цилиндр-поршень» с внешним обогревом. Особенности изменения физических свойств в процессе твердотельных превращений были изучены на кварците, мраморе, габбро, гнейсе и модельных материалах.

В кальцитсодержащих породах резкое снижение скорости упругих волн наблюдалось в области полиморфного превращения в кальците. В кварцсодержащих породах минимальные значения скоростей упругих волн зарегистрированы при температуре фазовых переходов в кварце даже при высоких давлениях. Механизм таких изменений И.С. Томашевская совместно с В.А. Калининым объясняли процессом некоторого разрыхления материала, вызванного ослаблением кристаллографических связей в предположении, что новая фаза обладает большей сжимаемостью под давлением.

Особенности поведения физических характеристик горных пород изучалось
И.С. Томашевской при другом твердофазном превращении – дегидратации. Процесс дегидратации сопровождается выделением молекул воды. Опыты проводились с образцами гипса при давлении 200 МПа в зависимости от температуры. В условиях опыта, когда вода могла уходить из камеры высокого давления, гипс уплотнялся, и при увеличении температуры уменьшалась скорость упругих волн из-за обычного растрескивания горной породы. Затем при снижении температуры скорость упругих волн возрастала. В условиях практически закрытой системы наблюдалось более интенсивное понижение скорости в процессе дегидратации и меньшее её значение при охлаждении, так как вода препятствовала уплотнению гипса.

На основании экспериментальных исследований можно было ожидать, что горные породы, находящиеся в процессе твердотельных превращений, становятся ослабленными по их механическим свойствам. По современным представлениям температура в глубинах литосферы тектонически активных областей в 2-3 раза выше, чем в пассивных областях. Можно предположить, что полиморфные превращения в кальците и кварце и дегидратация в тектонически активных зонах происходят уже в низах земной коры. Именно там, в ослабленных зонах, легче осуществляются подвижки в земных толщах и происходит разрушение горных пород.

Результаты этих исследований опубликованы в ряде статей и в книге:
В.А. Калинин, М.В. Родкин, И.С. Томашевская. Геодинамические эффекты физико-химических превращений в твердой среде. М., Наука, 1989. В лаборатории результаты экспериментов при высоких давлениях, выполненных по методике И.С.Томашевской и под её руководством, использовались в региональных исследованиях совестно с
А.К. Курскеевым (Казахстан), М.Х. Бакиевым (Узбекистан), С.И.Володиной (Дагестан).

И.С.Томашевская выступала с докладами на всех Всесоюзных совещаниях по физическим свойствам горных пород при высоких давлениях и температурах, созываемых
М.П. Воларовичем. Она также представляла доклады на Международных симпозиумах по физике и технике высоких давлений в Москве, 1975 г., в Праге, 1976 г. и др.

Ирина Сергеевна Томашевская скончалась 3 августа 2022 г. в Москве. Коллеги и друзья всегда будут помнить Ирину Сергеевну как требовательного и строгого человека, но при этом доброжелательного и отзывчивого, готового оказать помощь и дать нужный совет.

Материал подготовлен Е.И. Баюк