Техника - молодёжи 1947-05, страница 20

Ф. В УВЛЕЙНИКО В

Отцом химии Земли был великий Ломоносов. Он первый указал) на важность изучения химических процессов в земной коре, которое должно помочь открыть законы "распределения в ней минералов. Но еще в середине прошлого века многие ученые сравнивали минералы с экспонатами музея природы, беспорядочно размещенными в его витринах—каменных пластах и жилах Земли.

«Охотники за камнями», полагаясь на удачу, искали прозрачные кристаллы горного хрусталя, сверкающие яркой зеленью изумруды, похожие на затвердевшую морскую -воду аквамарины, кроваво-красные рубины, разноцветные гранаты... Порою они встречали целые глыбы густозеленого или белого нефрита или пестрой яшмы... Геологи по не слишком надежным приметам выслеживали жилы меди, свинца и цинка, залежи железа, россыпи золота.

Все эти находки делались случайно, я поисковики почти никогда не знали, что они могут встретить в слоях Земли.

Новая наука

В конце прошлого века ученые снова обратили внимание на необходимость исследования состава земной коры.

Казалось невозможным разобраться в хаосе горных пород —- розовых гранитов, почти черных базальтов, светлых известняков, из которых состояла она.

Они собирали образцы камней, толкли их в порошок, растворяли в кислотах, выпаривали, фильтровали и взвешивали •выделяемые вещества на точных весах. Они сделали десятки тысяч таких сложных анализов и доказали, что вся земная кора до глубины 16 километров (лежащие глубже горные породы редко выходят на поверхность, и они не могли взять от них образцов) состоит из очень немногих химических элементов.

Это удивительный факт! Ведь в природе известно около 90 элементов, которые, соединяясь друг с другом, дают сотни, тысячи сложных веществ. Вспомнили, что еще раньше указывалось на важность изучения химических процессов в ней.

Так возникла геохимия, или химия Земли, которая изучает «распространение отдельных химических элементов в земной коре, в отдельных ее процессах» оболочках, породах, участках, законы перемещения (миграции), рассеяния или накопления элемента», как определяет ее задачи наш известный геохимик А. Е. Ферсман.

Теперь уже не отдельный, хотя бы блещущий яркими красками, минерал стал целью исследований ученых, а химические процессы, в результате которых образуются минералы и горные породы. Теперь уже ученые хотят зна/гь законы, по которым происходит распределение минералов в земной коре.

Минералы перестали быть образцами «мертвой» природы. Теперь ученые рассматривают их как временную, постоянно меняющуюся форму существования материи в длинном ряду ее превращений химической лабораторий природы.

Советские ученые сделали очень много для развития молодой науки — геохимии.

Владимир Иванович Вернадский- был одним из самых первых русских ученых, заинтересовавшихся законами распределения веществ в земной коре. Особенное внимание его привлекло рассеяние эле-_v ментов. Как думал Вернадский, рассеяние вешеств есть !$ыход их из циклических превращений в земной коре. В этом явлении он видел разгадку скопления одних и сравнительной редкости других веществ в земной коре и вообще в природе.

Другим создателем геохимии в нашей стране был Александр Евгеньевич Ферсман. Его пылкое воображение ученого-поэта рисовало яркие картины распределения элементов во ©сей вселенной. В строении атома и в «поведении» его он искал законы распределения веществ на Земле, на Солнце и в далеких звездных мирах. Но в геохимии он видел не только отвлеченную науку, а и помощника в поисках руд.

«Геохимия, — писал он,-—с одной стороны, уводит нас в область теоретических представлений химической физики, космической химии и астрофизики, с другой стороны, смыкает эти данные с проблемами изучения полезных ископаемых».

Так связывал этот советский ученый отвлеченную теорию с практикой.

Население «Страны камней»

«Страна камней» — земная кора — оказалась населенной главным образом соединениями легких элементов — кремния, алюминия, магния и немногих других. Все эти элементы входят в ее состав в соединении с кислородом. Кора Земли до глубины в 16 км состоит по весу наполовину из кислорода.

Первое место после кислорода среди элементов, населяющих «Страну камней», принадлежит кремнию. Кремний — твердое, легкое вещество- Его соединение с кислородом — кремнезем — видел каждый. Это молочно-белый минерал кварц. Кремний составляет четвертую часть верхнего слоя земной коры.

Всем известный легкий алюминий и еще более легкий магний, полоску которого зажигают, когда хотят сделать в темной комнате фотографический снимок, составляют ©месте более десятой части по весу горных пород коры Земли.

Если прибавить к перечисленным элементам еще три очень легких элемента — кальций, натрий и калий — и единственный тяжелый — железо, то вот и все «коренное» население «Страны камней».

Остальных, известных в природе тяжелых и легких элементов в сотни, тысячи

и миллионы раз меньше, и все ©месте они составляют ото весу менее двух процентов верхнего слоя земной коры.

Одни из них, как медь, свинец, цинк, олово, образуют скопления — залежи руд. Минералы, содержащие другие — «редкие» — элементы, «вкраплены» в массе горных пород. Наконец некоторые элементы даже не образуют минералов в доступной нашему исследованию твердой пленке Земли, а рассеяны мельчайшими Ч!астицами —• атомами — как примесь в массе горных пород, которую иногда можно открыть лишь с помощью спектроскопа.

Но не нужно думать, что обыкновенных, всем известных металлов обязательно больше, чем «редких» элементов.

Анализы показали, что, например, неизвестных в обыденной жизни ванадия и циркония в два раза больше, чем меди и в тринадцать раз больше, чем свинца.

Но минералы, содержащие их, не образуют значительных скоплений, и потому ©анадий и цирконий считаются «редкими» элементами.

Количество меди, свинца, ванадия, циркония и других элементов измеряется сотыми, тысячными и миллионными долями процента массы земной коры. Если же считать по весу, то даже редчайшего радия в коре Земли рассеяны миллионы тонн, а из золота, растворенного в воде океанов, можно было бы отлить несколько глыб величиною с египетские пирамиды.

«Великое переселение» элементой

Эти открытия поразили ученый мир.

Ведь уже давным-давно ученым удалось «взвесить» Землю и определить, что она должна состоять из тяжелых веществ. «Взвешивание» Земли ученые произвели, сравнив силу тяжести с притяжением большого свинцового шара.

Вес земного шара определили также, сравнив силу притяжения им свинцового шарика с притяжением того же шарика горой.

'Если установить отвес вблизи горы, то он несколько отклонится в ее сторону, потому что гора притягивает к себе шарик, хотя и во много раз слабее Земли.

Измерив это отклонение отвеса, ученые вычислили, что если бы весь земной шар состоял из таких же каменных масс, как горы и земная кора, то он притягивал бы к себе все тела вдвое слабее, чем это происходит на самом деле.

Значит, внутри Земля состоит из вдвое более тяжелых (плотных) веществ, чем камень.

А такие вещества — это соединения тяжелых металлов — железа, меди, свинца и других подобных им элементов. После исследования состава земной коры стало ясным, что © массе земного шара вещества разделились по весу.

Ученые так объясняют этот факт.

Когда-то земной шар был не твердым,

18