Занимательная геохимия. Химия земли: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Попробуйте лишить железа горшочек с цветами, и вы увидите, что цветы скоро потеряют свои краски и запах, листья сделаются желтыми, начнут сохнуть. Тот живительный хлорофилл, который создает всю силу живой клетки, который извлекает углерод из углекислоты, отдавая кислород воздуху, — этот хлорофилл без железа существовать не может, так как присутствие последнего является необходимым условием для его образования.

Так в растении, в живом организме завершается круговорот железа на Земле, и красные кровяные шарики в крови человека являются одним из последних этапов в странствовании этого металла, без которого нет ни жизни, ни мирного труда.

Стронций — металл красных огней

Кто не знает красивых бенгальских огней или ярких ракет, красные искры которых медленно потухают в воздухе, сменяясь столь же яркими, но зелеными огнями! В наши большие праздники тысячами огней переливаются, горят яркие свечи, вращающиеся солнца, шипящие ракеты ночных фейерверков, разгоняя красным или зеленым, желтым или белым светом ночную тьму. Эти же красные огни ракет поднимаются над морем с кораблей в минуту грозной опасности, они сбрасываются с самолетов для ночной сигнализации, они переговариваются своим шифрованным языком во время подготовки ночных атак и бомбардировок.

Мало кто знает, как делают эти яркие «бенгальские» огни, которые получили свое название из Индии: там во время священных служений жрецы наводили страх на молящихся, неожиданно зажигая в полумраке храмов таинственные мертвенно-зеленые или кроваво-красные огни.

Не всем известно, что эти огни получаются из солей стронция и бария — двух своеобразных металлов, которых долго не умели отличить друг от друга, пока не подметили, что один на огне светится зеленовато-желтым светом, а другой — ярко-красным. Очень скоро затем научились получать летучие соли этих двух металлов, смешивать их с бертолетовой солью, углем и серой и из этой смеси прессовать шарики, цилиндры и пирамиды, которыми начиняются ракеты и трубки фейерверков.

Такова одна из последних страниц долгой и сложной истории этих двух элементов. Может быть, вам было бы и скучно, если бы я стал подробно рассказывать о длинном пути, который проходят атомы стронция и бария в земной коре, начиная его с расплавов гранитных и щелочных магм и кончая на промышленных предприятиях: в сахарном производстве, в оборонной промышленности, в металлургии, в приготовлении фейерверков. Надо сказать, что еще студентом Московского университета я прочел в одной волжской газете замечательный рассказ казанского ученого о минералах стронция. Этот талантливый минералог рассказывал о том, как он вместе с товарищем собирал на берегу Волги красивые голубые кристаллы минерала целестина. Он писал о том, как возникли эти голубые кристаллы из рассеянных атомов в пермском известняке, каковы их свойства и применение; этот красивый рассказ так резко запечатлелся в моей памяти, что в течение многих десятков лет я помнил о голубом минерале целестине, названном так от латинского слова «целум» — «небо» за его красивую небесно-голубую окраску.

Салют в Ленинграде

Много лет я мечтал найти этот камень, и вот в 1938 году мне повезло. Неожиданная находка заставила меня вспомнить этот замечательный рассказ.

Мы отдыхали в Кисловодске на Северном Кавказе. После тяжелой болезни я не мог еще ходить по горам, а между тем меня тянуло к скалам, каменоломням и каменным обрывам.

Около нашего санатория строили красивое здание нового дома отдыха. Его отделывали розовым вулканическим туфом, привезенным из Армении, из селения Артик, и названным по его имени артикским. Ограду и ворота выкладывали из желтоватого доломита, который аккуратно обтесывали молоточками, выделывая красивые орнаменты и украшения.

Я повадился ходить на стройку, подолгу смотрел, как умелой рукой рабочий обтачивал мягкий доломитовый камень, отбивая отдельные более плотные части. «В этом камне, — сказал один из них, — встречаются вредные твердые желваки, мы их называем „болезнью камня“, потому что они вредят обработке; мы их выламываем и бросаем вон туда в кучу».

Я подошел посмотреть и вдруг в одном разломанном желвачке увидел какой-то голубой кристаллик: о, это был настоящий целестин! Чудная прозрачная голубая иголочка, как светлый сапфир с острова Цейлон, как светлый, выгоревший на солнце василек.

Я взял молоток у рабочего, разломал лежавшие желвачки и онемел от восторга. Передо мной были дивные кристаллы целестина. Целыми щетками голубого цвета выстилали они свободные пустоты внутри желвачков. Среди них лежали белые прозрачные кристаллы кальцита, а сам желвачок был образован кварцем и серым халцедоном, плотной и прочной оправой целестинового ожерелья.

Я расспросил рабочих, где добывают доломит для постройки. Они указали мне путь на каменоломни. Не прошло и двух дней, как рано утром мы сели на типичную кавказскую линейку и поехали по пыльной дороге туда, где добывали доломит. Мы ехали вдоль бурной речки Аликоновки, проехали красивое здание «Замка коварства и любви». Долина суживалась, превращаясь в ущелье; обрывистые склоны нависали карнизами известняков и доломитов; и скоро вдали мы увидели ломки с громадными шлейфами обломков и кусков боковых пород. Сначала нам не везло. Большие желваки, которые мы, не жалея рук, упорно разбивали, были с кристалликами кальцита и горного хрусталя или с натечными массами белого и серого опала и полупрозрачного халцедона; но вот мы наконец напали на нужное место. Один за другим откладывали мы штуфы ярко-голубого целестина, аккуратно сносили их вниз, бережно заворачивали в бумагу и снова ползли по отвалам, собирая дивные образцы. С гордостью мы привезли наши образцы в санаторий, разложили, вымыли, но нам все было мало. Прошло всего несколько дней, и мы снова тряслись на лошадке за голубым целестином.

Наша комната была вся загромождена глыбами доломита с голубыми глазка́ми; с укоризной посматривал на нас главный врач санатория, а мы тащили все новые и новые образцы. Наше поведение заинтриговало соседей и других лечащихся в санатории. Все заинтересовались голубым камнем; некоторые даже пошли по нашим стопам на каменоломню доломита и, нам на зависть, привезли тоже очень хорошие образцы.

Никто не понимал, для чего мы собирали этот камень.

И как-то раз в скучный осенний вечер наши товарищи по лечению попросили меня рассказать им о том, что это за голубой камень, почему он образовался в желтом доломите Кисловодска и какой в нем толк. Мы собрались в уютной комнате; я разложил перед слушателями образцы и, немножко смущенный неожиданной аудиторией, в которой многие не знали ни химии, ни минералогии, начал свой рассказ.

…Давно, давно, несколько десятков миллионов лет назад верхнеюрское море докатывало свои волны до мощных, тогда уже существовавших Кавказских хребтов. Море то отступало, то вновь заливало берега, размывало гранитные скалы и отлагало по берегам тот красный песочек, которым теперь посыпаны дорожки около санатория.

В мелких заливах, в разливах бурных рек, стекавших с горных вершин древнего Кавказа, образовались большие соляные озера; юрское море отступало к северу, а вдоль берегов, на дне озер, лиманов и мелких морей осаждались глинистые наносы, пески, откладывались прослоечки гипса, а местами и каменной соли.

В более глубоких местах осаждались сплошные слои того желтого доломита, который всем вам, кисловодцам, хорошо известен по знаменитой лестнице к «Красным камням» и по прекрасным зданиям санатория Министерства угольной промышленности. Этот доломит сейчас образует большие толщи равномерной желтой, серой и белой окраски.

Но как сложно и разнообразно складывалась судьба того моря, из которого выпали эти осадки! По берегам оно кишело многочисленными живыми существами. Здесь мы могли бы любоваться той пестрой картиной жизни, которая поражает нас на скалах у Средиземного моря и даже в теплых заливах Кольского фиорда.

Разнообразные сине-зеленые и багряные водоросли, раки-отшельники с их красивой раковинкой, улитки и раковинки самых различных форм и окрасок — все это населяло скалы, покрывая их пестрым ковром. В воде мелькали морские ежи с их красными иглами, большие пятилучевые звезды с извилистыми лучами, медузы всевозможных форм.

На дне прибрежной полосы, на камнях в бесчисленных количествах жили маленькие радиолярии; некоторые из них были прозрачны как стекло и состояли из чистого опала, другие представляли собой мелкие белые шарики не больше одного миллиметра, с маленьким стебельком, в три раза большим, чем туловище. Они сидели на камнях, на красивых зарослях мшанок, а иногда покрывали даже иглы морских ежей, путешествуя с ними по морскому дну.

Это были знаменитые радиолярии-акантарии, скелеты которых состояли из иголочек, числом от 18 до 32. Долгое время никто не знал, из чего они образованы, и только случайно было обнаружено, что они состоят не из кремнезема, не из опала, а из сернокислого стронция. Эти бесчисленные радиолярии накапливали в сложном жизненном процессе соль сернокислого стронция, извлекая ее из морской воды, и постепенно строили свои кристаллические иголочки.

Отмирающие радиолярии падали на дно моря. Так было положено начало скоплениям одного из редких металлов, который попал в прибрежные воды кавказских морей из размытых гранитных массивов, из тех белых полевых шпатов, которые, как вы все хорошо знаете, входят в состав гранитов Кавказа.

Может быть, мы бы никогда и не догадались о существовании этих акантарий в верхнеюрских морях и химикам не пришло бы в голову искать стронций в чистых известняках и доломитах наших каменоломен, если бы в те отдаленные геологические времена новое событие не нарушило покой старых осадков юрских морей.

Кавказ начал переживать новые пароксизмы своей вулканической деятельности. Вновь извергались расплавленные массы, началось образование горных хребтов, по трещинам и разломам на земную поверхность стали изливаться горячие пары и источники, а в районе Минеральных Вод, вздымая пласты меловых и третичных пород, возникали знаменитые лакколиты, горы Бештау, Железная, Машук и другие[41].

Горячее дыхание глубин пропитывало известняки, осадки гипсов и солей, они образовывали целые подземные моря и реки минеральных вод то холодных, то согретых еще дыханием земли; эти воды пронизывали по трещинкам доломиты и известняки в старых отложениях, своими химическими растворами заставляя их перекристаллизовываться и превратиться в тот красивый и прочный доломитовый камень, из которого строятся дома.

[41] Лакколит — форма грибообразной интрузии, внедрившейся в слоистую толщу и приподнявшей вышележащие слои, постепенно эродируемые водой и ветром; типичный пример — названные горы. — Науч. ред.