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

Он говорит, что ученый не может и не должен все запоминать, что каждое интересное наблюдение и все, что он встретит любопытного в книгах, он должен записывать на отдельные листочки, а каждую книгу, которая касается занимающего его вопроса, откладывать на отдельную полку вместе с выписками.

Дарвин был против того, чтобы у ученого была большая разнообразная библиотека. Он намечал себе на ближайшие годы большие задачи и упорно стремился к их разрешению. К каждой проблеме он десятки раз подбирал материалы, и каждой проблеме была посвящена одна или две полки в его книжном шкафу.

Через несколько лет, а иногда и через десяток лет у него накапливался, таким образом, огромный фактический материал по каждой отдельной научной проблеме. Он просматривал еще раз этот материал и книги, приводил их в порядок и составлял соответствующую главу своего знаменитого трактата, послужившего началом современной биологической науки.

Этот порядок составления больших книг и монографий очень удобен, и сознаюсь, что еще много лет назад я начал подражать прекрасному примеру Дарвина и решил точно так же подготовлять для своих работ материалы и книги. Я расстался со своей большой библиотекой, передав ее Хибинской горной станции на Кольском полуострове, а у себя оставил только те книги, которые были связаны с задачами, стоявшими передо мною на ближайшие годы.

Среди этих задач была большая проблема — описать историю всех химических элементов в земле, показать геологам, минералогам, химикам те сложные пути, которые проходит атом какого-либо металла в своих странствованиях в мироздании, рассказать о его свойствах и поведении на земле и в руках человека.

И вот, когда мне пришлось писать главу о фторе, я нашел в папке с надписью «Фтор» пять листочков. Приведу вам их здесь примерно в том виде, как они были написаны.

Листок 1

Давно мечтал я посетить знаменитые месторождения Забайкалья, откуда посылали мне замечательные кристаллы топаза, редкого прекрасного минерала, содержащего фтор, кристаллы всех цветов и друзы разноцветного плавикового шпата, которые добывались для нужд промышленности.

И вот наконец мы высадились из скорого поезда, шедшего на станцию Маньчжурия.

У вокзала нас ждала тройка лошадей, и мы покатили по дивным степям южного Забайкалья, покрытым сплошным белым ковром прекрасных цветов. Чарующая картина все шире и шире раскрывалась перед нами по мере того, как мы поднимались на пологие вершины горы. Здесь на отдельных выходах гранитов добывались кристаллы синего, желтоватого и голубого топаза; здесь в пустотах — «занорышах» — гранитных пегматитов мы увидели красивые октаэдры плавикового шпата — соединения фтора и металла кальция. Но особенно поразила нас картина богатых месторождений этого минерала в одной небольшой долине.

Здесь были уже не отдельные кристаллики, осевшие из горячих водных растворов охлажденных гранитов, а огромные скопления розового, фиолетового и белого плавикового шпата самых разнообразных оттенков: они сверкали и искрились на ярком маньчжурском солнце.

В горных разработках добывали этот ценный камень, чтобы отправить его через всю Сибирь на металлургические заводы Урала, Москвы и Ленинграда. И перед моими глазами возникла грандиозная картина газовых эманаций древних и глубоких гранитных расплавов. Из летучих соединений фтора образовались скопления плавикового шпата. В этих образованиях отразился один из этапов процесса медленного охлаждения в земных глубинах гранитного массива, окруженного выделяющимися из него парами и газами.

Мне вспомнилась здесь и другая картина из истории этого же самого плавикового шпата. Я вспомнил описания в старых минералогиях плавикового шпата чарующих по красоте тонов, из которого выделывали ценные муринские вазы[45].

Я вспомнил также, что в Англии существовала целая промышленность по обработке этого камня и что в музеях мы можем видеть красивые изделия из него.

Наконец, я вспомнил и совсем другие картины из окрестностей Москвы.

Еще молодым преподавателем минералогии в 1-м народном университете города Москвы я поставил перед своими слушателями задачу — общими силами определить минералы, окружающие наш город. Среди этих минералов был замечательный фиолетовый камень. Его нашли около ста пятидесяти лет тому назад (в 1810 году) в маленьком Ратовском овраге, Верейского уезда, Московской губернии и назвали ратовкитом.

Он залегал среди известняков отдельными скоплениями в виде красивых фиолетовых пропластков. Целые полосы его темно-фиолетовых кубиков были встречены по берегам притоков Волги — Осуги и Вазузи. Мы энергично взялись за изучение этого фиолетового камня, который оказался чистым фтористым кальцием — тем флюоритом, о котором я здесь рассказываю. Его красивые фиолетовые гальки встречались в таком большом количестве, а сами прослойки залегали среди известняков так правильно, что трудно было приписать их образование горячим эманациям гранитных расплавов, которые положили начало прекрасным топазам Забайкалья и месторождениям плавикового шпата Маньчжурии.

Более 2000 м отделяли эти осадки от древних гранитов, лежащих в основе московских пород, и нам надо было искать каких-то других химических деятелей, которые накопили этот красивый камень по притокам Волги. При содействии академика А. П. Карпинского наша молодежь разгадала происхождение этого камня. Оказалось, что ратовкит связан с древними осадками московских морей, что при его скоплении сыграли роль живые существа — те морские раковины, особенно известковые раковинки, которые накапливали в своих клетках кристаллики фтористого кальция. Нарисованные здесь картины прошлого ясно показывают, как своеобразны и сложны пути миграции фтора в природе.

Листок 2

Краткое описание одного дня, проведенного в столице Дании — Копенгагене во время командировки на геологический конгресс.

По окончании конгресса мы посетили знаменитую криолитовую фабрику в окрестностях этого города. Белоснежный камень, неотличимый по внешнему виду от льда, доставляли сюда с вершин, расположенных на ледяных берегах Гренландии. По какому-то странному природному совпадению этот камень встречается на земле только в одном месте — в полярных областях западного побережья Гренландии[46]. Здесь он добывается в громадных разработках, грузится на суда и отправляется в Копенгаген. Криолит переправляют на особые фабрики, где от него отделяют другие минералы, особенно руды свинца, цинка и железа, — остается чистый, похожий на снег порошок, используемый как плавень для получения алюминия.

В особых ящиках, как большая ценность, этот порошок поступает на химические заводы, где его ждет новая судьба: вместе с рудой алюминия его расплавляют в электрических печах; и сверкающий серебром поток расплавленного металла стекает в большие, заранее подготовленные чаны. Этот металл — алюминий, и все современное производство алюминия не может обойтись без криолита.

Пока нет других способов получить этот металл — металл, необходимый и для мирной промышленности и для военной, мировая добыча которого сейчас равна почти двум миллионам тонн в год.

Энергию больших рек и водопадов используют для того, чтобы при помощи криолита растворить окись алюминия и получить чистый металлический алюминий. Правда, здесь на смену природному криолиту приходит искусственная соль фтористого алюминия и натрия. Но это тот же криолит, лишь получаемый человеком на химических заводах.

Листок 3

В Таджикистане на отвесной круче замечательно красивого озера Кули-Колон были найдены обломки чистого, прозрачного плавикового шпата. Он был так прозрачен, что из него можно приготовлять линзы для микроскопов и точных приборов. Спрос на прозрачный плавиковый шпат был настолько большим, что пришлось направить специальную экспедицию на крутые обрывы этого озера[47]. С захватывающим интересом читали мы в отчетах экспедиции о необычайных трудностях добычи прозрачного белого плавикового шпата, залегающего в плотных известняках.

После долгих трудов проложены были тропки к нависшему над озером месторождению. Но еще гораздо труднее было доставить отдельные ценные куски минералов вниз к кишлаку, расположенному на берегах этого озера. Громадные штуфы этого редкого камня, передавая их по цепи из рук в руки, горные таджики спускали вниз, перекладывали мягкой травой, а затем во вьючных ящиках доставляли в город Самарканд[48]. Промышленность оптических приборов получила исключительный по чистоте плавиковый шпат и смогла приготовить из этого минерала тонкие и чистые линзы и создать лучшие оптические приборы во всем мире.

Листок 4

Во время лечения на одном чехословацком курорте мы получили предложение совершить экскурсию на расположенный около города стекольный завод, механизированный по последнему слову техники. Мы осмотрели цехи производства больших зеркальных стекол. Их размеры были огромны. Сплошной лентой выплавлялись грандиозные пластины оконного стекла. В отдельных цехах получались высшие сорта хрусталя, окрашенного в разные тона солями редких земель и урана. Но самым интересным оказался цех художественного рисунка. Ваза из чистейшего хрусталя покрывалась тонким слоем парафина, опытный художник-гравер инструментом вырисовывал на слое парафина сложный рисунок. Скальпелем он снимал слой в одном месте, прорезал тонкие линии в другом, и перед нами появлялась картина леса и охоты на оленя.

Затем этот образец размножался. При помощи особого аппарата обводились контуры рисунка, и в большой комнате этот же рисунок повторялся на десятках других ваз, покрытых парафином. На всех них постепенно появлялись все те же контуры леса и затравленного собаками оленя. Потом все вазы помещались в особые печи, обложенные свинцом, в которые пропускались пары ядовитых соединений фтора. Кислота, содержащая фтор, разъедала стекло в тех местах, где не было парафина, проникая то глубже, то лишь слегка, так что поверхность становилась матовой. Потом парафин расплавлялся в горячем спирте, иногда в воде или просто путем нагрева; и перед нами появлялся во всей красоте нежный рисунок, вытравленный парами фтора. Оставалось лишь местами подчистить, местами углубить этот рисунок при помощи быстро вращающихся специальных резцов, и работа была закончена.

[45] Флюорит мягок — твердость 4 по шкале Мооса — и хрупок, обладает совершенной спайностью. Вазы из флюорита могут иметь только декоративное применение. — Науч. ред.

[46] Уже в наше время на Сангиленском нагорье, на юго-востоке Тувы, найдено крупное редкометалльное месторождение с попутным криолитом. — Науч. ред.

[47] Флюорит таджики называют «санги-сафет» — «белый камень». Месторождение нашел мальчик-пастух Назар-Али в 1928 г.

[48] Оптический флюорит — чрезвычайно нежный минерал: он гибнет не только при толчках и ударах, но даже от резкой перемены температуры. Если опустить минерал в воду, температура которой отличается на несколько градусов от температуры воздуха, в нем появится целая сеть трещин, обесценивающих его высокие оптические качества.