Техника - молодёжи 1971-12, страница 13

изотопов — дело, казалось бы, отвлеченное — оказывается очень важным для достижения практических целей.

Процессы формирования рудных тел — предмет оживленных споров между геологами. Во многих случаях прямое измерение величины б устраняет спорные пункты той или иной теории. Вот лишь один пример. Сера, извлеченная из минералов вольфрамовых месторождений Центрального Казахстана (Восточный и Северный Ко-унрад, Караоба, Акмая, Коктенкуль и другие), почти такая же, как и в метеоритном троилите. Значит, рудное вещество этих районов выделилось из больших глубин при участии горячих паров и газов.

Другой возможный источник металлов — осадочные породы: песчаники, известняки, глины. Они сформировались главным образом в древних морях. Содержащаяся в них сера участвовала в реакциях окисления и восстановления, иногда многократно, а потому заметно обогащена своим легким изотопом (величина б отрицательна). К примеру, для минералов свин-цово-цинкового месторождения Акд-жал в Центральном Казахстане б = —2 %, а для медных руд Удока-на (Читинская область) 6 = —2,3%. Возникновение этих подземных кладов, несомненно, связано с выпадением осадков в древних водоемах.

Геологи исследовали поверхность Земли довольно обстоятельно. Теперь они изыскивают способы нахождения глубинных залежей полезных ископаемых. Без надежной теории тут не обойтись. Данные о деятельности суль-фатредуцирующих бактерий — вот путевая метка, указывающая направление к цели.

Освоение подводных богатств — также в повестке дня. Поэтому знание особенностей морской серы стало актуальной задачей.

В прибрежных частях океана, где

донные осадки пронизаны органическим веществом, бактерии проявляют себя особенно активно. Сульфаты (например, барит — BaS04) обогащаются тяжелым изотопом серы, а образующиеся в ходе реакций восстановления сульфиды (например, пирит и марказит — соединения, в которых водород замещен атомами железа) накапливают легкий изотоп. Величина б показывает, как далеко зашел такой процесс, и становится его мерилом.

В верхнем слое ила запасы пищи для бактерий неограниченны. Но осадки продолжают выпадать, нарастающий сверху ил затрудняет подток морской воды и растворенных в ней сульфатов к нижнему слою. Бактериям не остается ничего другого, как активнее использовать ранее поступивший сульфат. Природная «фабрика» по разделению изотопов начинает работать на полную мощность, и положительная величина б для сульфатов ранних слоев получается больше, чем для поздних или для расположенных еще выше слоев морской воды. Лабораторные измерения прямо говорят об относительном возрасте осадочных минералов.

Сера есть в дождевых каплях и снеге, а стало быть, и в водопроводной воде. Когда мы наливаем стакан чая, то какого изотопа в нем оказывается больше? Главный поставщик атомов серы — океан (промышленные выбросы газов в атмосферу для многих районов можно не учитывать) В воздух попадают мелкие брызги морской воды, а в ней есть тяжелая сульфатная сера.

Другой продукт реакции — сероводород с повышенным содержанием легкого изотопа — тоже попадает в атмосферу, взаимодействует с кислородом и дает сульфат. Тяжелая сера перемешивается с легкой, и все возвращается на круги своя: соотношение атомов данного элемента оказывается почти таким же, каким оно было в начале геологической истории

Земли. Для дождевой влаги величина б составляет около 0,5%. Именно в таком соотношении атомы серы путешествуют по трубам московского водопровода.

У ченым долго не хватало достоверных данных, чтобы установить время появления кислорода в атмосфере нашей планеты. Вначале его там не было вовсе, и лишь разложение паров воды ультрафиолетовыми лучами Солнца могло дать какое-то качество Ог. Но когда появились зеленые растения, свободный кислород стал выделяться в больших массах благодаря процессу фотосинтеза. Органическая жизнь была на планете уже 570 млн. лет назад — в этом сходятся многие специалисты. Но жизнь могла возникнуть и раньше.

Как мы видели, кислород связан с серой в сульфатах. Но первичная сера Земли была представлена сульфидами — соединениями с атомами железа, как в метеоритном троилите. Лишь приток кислорода стал переводить первичную сульфидную серу в сульфатную. И только затем приступили к своей деятельности бактерии.

Мы приходим к важному выводу: начало бактериальной сульфатредук-ции и появление атмосферного кислорода приблизительно совпадают. А когда пошло разделение изотопов серы? Три миллиарда лет назад! Именно таков возраст древнейших толщ докембрийского геологического периода, причем состав серы этих толщ уже отличается от эталонного. Итак, даже в очень отдаленный период существования Земли в ее атмосфере мог быть кислород.

Новый метод историко-геологиче-ских изысканий оказался плодотворным. Найти пути его применения в практике поисков глубинных рудных месторождений — лишь одна из задач, которые стоят ныне перед геологической наукой.

НЕОЖИДАННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ СЕРЫ

Воздушный разряд высоновольтных линий — обычное явление. .А нельзя ли перенести линии элеитропередачи под землю? Оназывается, можно. Провод протягивают по оси алюминиевой трубы, в ноторую под умеренным давлением нагнетается газ — шести-фтористая сера SF„. Этот газ инертен, неядовит и обладает хорошими изолирующими иачествами: он усмиряет разряд. Новому способу про-кладии высоновольтных линий специалисты предреиают большую будущность.

Другое неожиданное применение сера (с добавиой асбеста и некоторых иных присадок) находит в строительстве. Серный раствор, нагретый до температуры кипящей воды, затвердевает уже через 10 мин. — гораздо быстрее, чем известковый или цементный. Поэтому высоту нирпичной кладки можно наращивать гораздо быстрее.