Владимир Наумович Жарков

Владимир Наумович Жарков

(04.03.1926 – 26.02.2021)

26 февраля 2021 г., меньше чем за неделю до своего 95-летия, ушел из жизни необычайно талантливый российский ученый, выдающийся физик, признанный во всем мире классик геофизики и планетологии, автор фундаментальных научных работ, заложивших основы новых научных направлений, крупнейший специалист в области физики Земли и сравнительной планетологии, основоположник этого научного направления Владимир Наумович Жарков. С его именем на протяжении последних 60 лет неразрывно связана эпоха стремительного развития физики Земли и планет. Он заложил основы теории и создал стройную систему научных знаний о планетах и их спутниках, которую можно с достаточным на то основанием называть по аналогии, например, с геометрией Лобачевского или атомной физикой Бора сравнительной планетологией Жаркова. Работы Владимира Наумовича внесли большой вклад в изучение внутреннего строения Земли и планет, физику высоких давлений и геофизических процессов, теорию равновесной фигуры и собственных колебаний космических тел, включая Землю и ее спутник Луну. Результаты работ В.Н. Жаркова положены в основу современных концепций ряда разделов наук о Земле, используются при планировании космических исследований.

Владимир Наумович Жарков родился 4 марта 1926 г. в Ленинграде. В 1941 г. закончил 7 классов средней школы, а в июле, т.е. почти сразу после начала Великой Отечественной войны, вместе с матерью, которая работала в Государственном институте высоких давлений (ГИВД), был эвакуирован в Уфу. В эвакуации ГИВД включили в состав Центрального института авиационных топлив и масел, и в этом объединенном институте с 1 сентября 1941 г. В.Н. Жарков работал сначала учеником токаря, а потом лаборантом-механиком. В 1943 г. он экстерном сдал экзамены за 8–10-й классы школы и поступил в Уфимский филиал Московского нефтяного института им. И.М. Губкина. Через год перевелся в Москву – сначала в головной институт, а в 1946 г. на физический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

После окончания в 1949 г. университета по специальности «теоретическая физика» Владимир Наумович был распределен в лабораторию радиографики Научно-исследовательского кинофотоинститута (НИКФИ) в Москве. В 1956 г. В.Н. Жарков перешел в Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта АН СССР (ИФЗ АН СССР, в настоящее время – ИФЗ РАН), где проработал до конца своих дней, пройдя путь от младшего научного сотрудника до заведующего лабораторией и главного научного сотрудника.

Его деятельность в институте начиналась в отделе теоретической физики. Этот отдел был создан в 1956 г. по инициативе выдающегося физика-теоретика Б.И. Давыдова, который возглавлял его до 1963 г. Работа под руководством Б.И. Давыдова оказала большое влияние на В.Н. Жаркова. Он сразу активно включился в работу по новой для него тематике – физике Земли. В период с 1958 по 1964 г. им опубликовано 30 научных работ, причем все в ведущих на тот момент специализированных отечественных геофизических изданиях, подавляющее большинство – в журналах «Известия АН СССР. Серия геофизическая» и «Доклады АН СССР». В этих статьях Владимир Наумович разработал теорию гравитационных аномалий, электропроводности и теплопроводности мантии, термоупругих напряжений и температурных деформаций в недрах Земли, рассчитал термодинамические свойства мантии.

Несколько работ этого периода посвящены физике ядра Земли, в частности были исследованы термодинамические свойства ядра и процессы отражения сейсмических волн на границе ядра и мантии. Большое влияние на развитие представлений о составе ядра оказала опубликованная в 1960 г. статья В.Н. Жаркова, в которой он предпринял попытку проверить одну из существовавших на тот момент альтернативных гипотез о конкретном химическом составе ядра, а именно гипотезу железного ядра. В итоге был сделан вывод, что имевшиеся на тот момент экспериментальные данные качественно не противоречили гипотезе железного ядра Земли.

Уже на раннем этапе деятельности В.Н. Жаркова как геофизика четко прослеживается методология его дальнейших исследований, базирующаяся на представлениях о необходимости изучения процессов в недрах Земли с привлечением строгого математического аппарата и достижений физики твердого тела в совокупности с результатами исследований поведения вещества при высоких давлениях и температурах. В это же время начинается его плодотворное сотрудничество с В.А. Калининым, итогом которого стала публикация в 1968 г. монографии «Уравнения состояния твердых тел при высоких давлениях и температурах», до сих пор востребованной мировым геофизическим сообществом.

Работы В.Н. Жаркова этого периода по теории затухания собственных колебаний Земли внесли важный вклад в геофизику. Обнаружение собственных колебаний Земли в результате анализа инструментальных сейсмограмм стало революционным открытием в науках о Земле, и Владимир Наумович не мог оставить это событие без внимания. Он не только опубликовал результаты собственных пионерских теоретических исследований в этой области, но и стал инициатором издания и редактором большого сборника переводов с английского языка статей по этой тематике, изданного в 1964 г.

По результатам перечисленных исследований В.Н. Жарков в 1964 г. успешно защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. В дальнейшем основная научная деятельность В.Н. Жаркова была посвящена физике высоких давлений и недр планет (включая Землю) и их спутников, космогонии, теории равновесной фигуры и собственных колебаний Земли, планет и спутников. Его теоретические исследования и данные лабораторных экспериментов с горными породами и минералами при высоких давлениях и температурах заметно продвинули исследования по физике Земли. В рамках этих работ им был разработан комплекс теоретических методов и построена термодинамическая модель ядра и мантии Земли, что дало уникальную возможность исследовать структуру конвекции в мантии с помощью сейсмических данных путем выявления зон повышенного затухания сейсмических волн. Он создал общую теорию температурных деформаций Земли, открыл слой низкой механической добротности в мантии, ввел коэффициент диффузионной вязкости в физику мантии. В.Н. Жарковым построена теория возмущений для собственных колебаний Земли с разложением плотности и упругих модулей коры и мантии по сферическим функциям, введены поправки на динамический модуль сдвига в числа Лява и чандлеровский период.

С именем В.Н. Жаркова связаны основополагающие работы в области сейсмологии планет-гигантов. В работе 1976 г. им с соавторами впервые была поставлена на повестку дня задача сейсмологических исследований Юпитера. В частности, речь шла о необходимости регистрации собственных сейсмических колебаний Юпитера, которые должны, по мнению авторов, возбуждаться мощными динамическими процессами в атмосфере этой планеты. В ряде последующих работ на основе накопленных к тому времени знаний и существовавших моделей были подробно исследованы теоретически ожидаемые спектры собственных колебаний Юпитера и Сатурна, вычислены числа Лява для Юпитера, Сатурна и Урана и получены оценки диссипативных факторов этих планет. Пионерские работы В.Н. Жаркова инициировали, хотя и с некоторой задержкой, активные исследования в этой области в научных центрах по всему миру. Так, первая работа по сейсмологии Юпитера вышла в США спустя более 10 лет после упомянутой выше работы В.Н. Жаркова с соавторами.

Естественным продолжением и развитием работ Владимира Наумовича по сейсмологии планет стало его обращение к сейсмологии Солнца. В 1988 г. он совместно с С.В. Воронцовым опубликовал довольно обширную работу по гелиосейсмологии. Эта работа вызвала большой интерес, и спустя год в «Astrophysics and Space Physics Reviews» вышла ее англоязычная версия, что дает основание считать В.Н. Жаркова одним из основоположников гелиосейсмологии.

В.Н. Жарков стоял у истоков нового научного направления – сравнительной планетологии, был одним из ее основателей и быстро стал признанным мировым лидером по этой тематике. Он рассматривал планеты и спутники как естественные лаборатории для изучения физических процессов, происходящих в условиях высоких давлений и температур, поэтому переход от физики Земли к планетологии в период взрывного развития космических исследований был для В.Н. Жаркова вполне естественным. Он считал, что только путем сравнительной планетологии можно понять механизмы образования и раннего развития Земли, решить проблему происхождения и эволюции планет. На основе развития теории фигуры – главного теоретического аппарата для исследований адиабатических газожидких планет-гигантов – и построения уравнений состояния космохимических элементов и их соединений до давлений в сотни мегабар и температур до нескольких десятков тысяч градусов в работах В.Н. Жаркова впервые был сделан вывод о газожидком состоянии планет-гигантов. Им также выдвинута гипотеза об определяющей роли планет-гигантов в формировании других планет.

Позже В.Н. Жарков получил первые современные модели Урана и Нептуна, Венеры и Марса. Особенно велик вклад Владимира Наумовича в исследования Марса, которыми он занимался более полувека. Совместно с Т.В. Гудковой он создал первую современную модель глубинного строения этой планеты, которая включена в базу тестовых моделей проекта Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США «InSight» по проведению сейсмического эксперимента на Марсе. На основе экспериментальных данных он показал, что в ядре Марса может находиться значительное количество водорода и это можно подтвердить сейсмическими исследованиями.

Более 40 лет В.Н. Жарков со своими учениками активно занимался изучением Венеры, в качестве редактора и одного из основных авторов опубликовал на английском языке обширный труд, в котором описаны и проанализированы основные результаты исследований Венеры советскими учеными. В 2020 г. В.Н. Жарков построил рабочую модель внутреннего строения и оценил параметры равновесной фигуры Венеры, он активно участвовал в разработке программы изучения этой планеты.

Большое место в творческом наследии В.Н. Жаркова занимают результаты исследований Луны. Интерес Владимира Наумовича к спутнику Земли был обусловлен появившейся с началом космической эры возможностью размещения на поверхности Луны инструментальных средств изучения ее строения. Важным результатом первого этапа исследований Луны стала публикация в 1969 г. книги «Введение в физику Луны», написанной В.Н. Жарковым вместе с несколькими его учениками. Эта книга не потеряла своей актуальности и сейчас, спустя полвека после ее выхода в свет.

В 2000 г. В.Н. Жарков подвел итоги исследований истории лунной орбиты и построил ее эволюционную кривую с учетом полученных при космических исследованиях Луны сведений и данных об истории земных континентов. Эта кривая аппроксимирована двумя прямолинейными отрезками с примерно вдвое отличающимися скоростями, и на ней установлена реперная точка примерно 4.9109 л.н., когда расстояние между центрами Луны и Земли превышало радиус Земли в 21.6 раза. В статье 1965 г. В.Н. Жарков с соавторами, опираясь на основные положения сравнительной планетологии, пришли к заключению о необходимости существования в недрах Луны слоя пониженных сейсмических скоростей. Эта научная гипотеза вскоре была экспериментально подтверждена результатами сейсмических зондирований Луны в 1969–1977 гг. в рамках реализации программы «Аполлон». Несколько работ Владимира Наумовича посвящены проблемам анализа структуры собственных колебаний Луны и возможности возбуждения при лунотрясениях в ее недрах крутильных колебаний. Им были рассмотрены перспективы инструментальной регистрации лунотрясений.

В.Н. Жарков – автор более 250 научных работ по физике Земли, Луны, Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна; большинство статей переведены на английский язык или изначально опубликованы на английском языке в самых престижных научных изданиях мира. Его книги, даже выпущенные более полувека назад, до сих пор остаются настольными у многих геофизиков, они переведены на многие языки. Ставшая классической монография В.Н. Жаркова «Внутреннее строение Земли и планет» переиздана трижды, переведена на немецкий, английский, испанский и итальянский языки. Она до сих пор пользуется большой популярностью в нашей стране и за рубежом как введение в физику земных недр и сравнительную планетологию. Совсем недавно, в 2019 г., вышел перевод на английский язык монографии «Физика земных недр», изданной на русском языке в 2012 г. Перевод на английский язык уже упоминавшейся выше монографии «Уравнения состояния твердых тел при высоких давлениях и температурах» издавался трижды: в 1971, 1995 и 2014 годах. Дважды издавалась расширенная (примерно вдвое) версия брошюры В.Н. Жаркова «Внутреннее строение Земли, Луны и планет» (19973 г.) в переводе на немецкий язык. Переиздавались переводы и других монографий В.Н. Жаркова.

Большое значение Владимир Наумович придавал редакционной деятельности. Он был заместителем главного редактора журнала «Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы», членом редколлегии журнала «Письма в Астрономический журнал». По его инициативе и под его научной редакцией было переведено на русский язык и опубликовано много монографий и тематических сборников по широкому кругу наиболее актуальных проблем наук о Земле.

Владимир Наумович был физиком высочайшей квалификации, одним из небольшой когорты физиков, которым удалось успешно сдать легендарный теоретический минимум Л.Д. Ландау. Он создал и в течение нескольких десятилетий возглавлял научную школу по сравнительной планетологии. Под его научным руководством выполнены и защищены 19 кандидатских и 10 докторских диссертаций, он часто оппонировал различные диссертационные работы. В.Н. Жарков подготовил много квалифицированных специалистов, они будут продолжать и развивать дело, которому он посвятил свою жизнь и для которого так много сделал.

Научная и научно-организационная деятельность В.Н. Жаркова, его работа по подготовке специалистов получили признание научного сообщества как у нас в стране, так и на мировом уровне. В 1980 г. ему было присвоено звание профессора по специальности «геофизика». Владимир Наумович одним из первых удостоен престижных премий РАН: имени О.Ю. Шмидта (1980 г.) за серию работ по теме «Физика земных и планетных недр» и имени Б.Б. Голицына (2003 г.) за цикл работ «Собственные колебания Земли и планет», награжден медалью Ранкорна–Флоренского Европейского союза наук о Земле (2004 г.) за большой вклад в планетологию, особенно за работы по изучению внутреннего строения и состава Марса. Он был почетным членом Американского геофизического союза, входил в состав Совета РАН по космосу и в состав других научных и ученых советов, был членом диссертационных советов ИФЗ РАН и Института космических исследований РАН.

В.Н. Жарков награжден орденом «Знак почета» (1979 г.) и Почетной грамотой РАН (2018 г.), ему присвоены почетные звания «Заслуженный деятель науки Российской Федерации» (2004 г.) и «Почетный работник науки и высоких технологий Российской Федерации» (2021 г.). Кроме того, Владимир Наумович был награжден медалью «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.» и юбилейными медалями «В память 850-летия Москвы», «60 лет Победы в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.», «65 лет Победы в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.», «70 лет Победы в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.», «75 лет Победы в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.».

Материал подготовлен заведующим лаборатории региональной геофизики и природных катастроф ИФЗ РАН А.Я. Сидориным.