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

Мы видим в ней знакомые нам химические элементы и ни одного нового. Неужели в метеоритах, в этих пришельцах из далеких пространств Вселенной, действительно нет никаких новых химических элементов, каких-нибудь еще более удивительных, чем знакомые нам земные химические элементы? Неужели в каких-либо отдаленных уголках межпланетного пространства нет чего-либо нового, совсем непохожего на земное?

И действительно, самые точные и самые подробные химические анализы разнообразных метеоритов, производившиеся на протяжении более сотни лет многими учеными, показали, что в метеоритах нет ни одного не известного на Земле химического элемента. Вместе с тем в метеоритах находятся практически все известные на Земле химические элементы, хотя большинство из них составляет ничтожно малую долю, уловимую только при очень тонких спектральных анализах.

Изучение вещественного состава метеоритов блестящим образом подтверждает материальное единство Вселенной: и метеориты, и наша Земля, и вообще все небесные тела Солнечной системы состоят из одних и тех же химических элементов. Это говорит об их общем происхождении, об их генетической связи.

За последние годы ученые получили еще одно важное подтверждение общности происхождения небесных тел.

Были произведены исследования изотопного состава целого ряда химических элементов земного и метеоритного происхождения. В результате оказалось полное тождество изотопного состава.

Из приведенной таблицы среднего химического состава метеоритов мы видим, что в каменных метеоритах более всего распространены следующие химические элементы: кислород (41,0 %), железо (15,5 %), кремний (21,0 %), магний (14,3 %), сера (1,82 %), кальций (1,8 %), никель (1,1 %), алюминий (1,56 %).

Кислород присутствует в метеоритах в виде соединений с другими элементами, образуя различные минералы (силикаты и окиси).

Приведенные в таблице числа представляют собой средний химический состав.

Однако содержание химических элементов в отдельных метеоритах может значительно отличаться от их среднего состава.

Драгоценные металлы встречаются в метеоритах в ничтожных количествах. Например, на одну тонну вещества метеорита в среднем приходится: серебра и золота по 5 г, а платины 20 г.

Метеориты непрерывно падают на Землю. По подсчетам ученых, ежегодно падает по крайней мере тысяча метеоритов. Однако только ничтожная часть их, всего лишь 4–5 метеоритов в течение года, бывает найдена после падения.

Большинство метеоритов падает в моря и океаны, в полярные страны и пустыни, в горные и лесистые районы и вообще вдали от населенных мест. Разрушаясь под влиянием атмосферного воздействия, они примешиваются к почве. Метеоритные атомы смешиваются с земными. Из почвы они попадают в растения и через растения, которые употребляют в пищу, а также через животных, поедающих растения и служащих пищей человека, метеоритные атомы попадают и в организм человека.

Мы видим самую тесную связь не только нашей Земли, но и ее органического мира с окружающей ее частью Вселенной.

Ученые пытались подсчитать ежегодный прирост массы Земли за счет падения метеоритов. Каждые сутки на Землю падает несколько тысяч тонн метеоритного вещества.

Таким образом, за год прирост Земли достигает миллиона тонн. Это, конечно, ничтожное количество, даже если оно и будет несколько увеличено за счет оседания из атмосферы метеорной пыли, образующейся в ней при движении метеорных тел и их разрушений. Академик В. И. Вернадский считал, что никакого прироста массы Земли не происходит. Получая вещество в виде метеоритов и метеорной пыли, Земля, — писал он, — отдает в Солнечную систему другие материальные частицы, атомы, главным образом газы и тончайшую пыль. В результате существует подвижное материальное равновесие. Таким образом, академик Вернадский пришел к выводу, что мы имеем дело «не со случайным падением отдельных метеоритов, болидов, космической пыли на Землю, а с большим планетным процессом, с материальным обменом нашей планеты с космическим пространством». В этом процессе и заключается неизбежное взаимодействие нашей Земли с окружающей средой, с межпланетным пространством.

В основном метеориты сложены из тех минералов, которые широко распространены и в земных горных породах. Это оливин и безводные силикаты: энстатит, бронзит, гиперстен, диопсид и авгит; встречаются также минералы из группы полевых шпатов.

Но в метеоритах не были обнаружены многие минералы, представляющие собой продукты выветривания. Не были найдены и какие-либо органические вещества.

Характерным для метеоритов является также отсутствие в них минералов из группы водных силикатов, то есть таких минералов, в которых присутствует связанная вода. Долго и упорно ученые пытались найти в метеоритах такие минералы, и все попытки их оказывались безуспешными. Только совсем недавно советскими учеными был обнаружен минерал из группы хлоритов, то есть водный силикат. Однако его содержат только те метеориты, которые относятся к редкому типу каменных метеоритов, к так называемым углистым хондритам.

Исследование показало, что связанная вода, входящая в состав хлоритов, составляет 8,7 % веса всего метеорита.

Это открытие имеет важное значение для решения основной нашей задачи — выяснения условий происхождения метеоритов.

Важное значение имеет и открытие в метеоритах таких минералов, которые неизвестны на Земле. Правда, такие минералы присутствуют в метеоритах в очень небольших количествах. Тем не менее они указывают на иные условия образования метеоритов, чем те, при которых образовалась земная кора. Особенно большой интерес представляет открытие в метеоритах явлений метаморфизма, при котором происходило изменение не только структур метеоритов, но и самих минералов. Такой метаморфизм был вызван нагреванием метеоритов. Детальное изучение метаморфизма метеоритов, получающее особенно большое развитие в последние годы, раскрывает перед нами историю метеоритов, историю их блужданий в межпланетном пространстве.

В метеоритах присутствуют и радиоактивные химические элементы. Один из таких элементов — калий — находится в каменных метеоритах в заметном количестве. При радиоактивном распаде калия получается аргон. Поэтому из соотношения количеств содержащихся в метеоритах аргона и калия можно определить возраст метеоритов, то есть тот промежуток времени, который прошел с момента образования (затвердения) метеоритов.

Измерения возраста метеоритов по аргону и калию были сделаны советскими учеными в последние годы. Эти измерения установили возраст метеоритов от 600 миллионов до 4 с лишним миллиардов лет.

О том, откуда метеориты попадают на Землю, мы теперь знаем. Но вот когда и как образовались метеориты, — пока еще трудно сказать, над разрешением этой важнейшей проблемы работают теперь ученые, занимающиеся изучением метеоритов.

Большинство советских ученых считает, что метеориты вместе с астероидами представляют собой обломки одного или (вероятнее всего) нескольких крупных небесных тел — планет, распавшихся в далеком прошлом. Но это пока только предположение, рабочая гипотеза, для подтверждения и полного доказательства которой нужны еще дальнейшие всесторонние исследования метеоритов. Нет сомнения в том, что вопрос о происхождении метеоритов, о их роли в образовании планетной системы и ее дальнейшем развитии будет окончательно разрешен.

Атомы в глубинах Земли

В занимательных романах Жюля Верна, Жорж Санд и академика В. А. Обручева описаны путешествия к центру Земли, в недоступные глубины мира. В других произведениях фантазия писателя следует за полетом в неведомые выси. Эти книги, начиная с фантастических романов XVII века вплоть до тщательно рассчитанных «полетов на Луну» К. Э. Циолковского, уводят нас в далекие, казалось бы, недоступные миры.

В этих увлекательных романах проявился пытливый ум человека, который не мог и не может примириться с тем, что он живет на тоненькой пленке Земли и что всего лишь каких-нибудь 20–25 км земной оболочки доступны его глазу.

Нет никакого сомнения, что в борьбе за расширение мира и овладение миром за последние пятьдесят лет человек добился больших успехов. Носившие часто спортивный характер восхождения на высочайшие снежные вершины сменились научными экспедициями Академии наук СССР за овладение Памиром.