Занимательная минералогия - Александр Ферсман

Но перейдем к твердой земле. Здесь царство могучих деятелей земной поверхности — угольной кислоты, кислорода и воды. Постепенно и неуклонно нагромождаются здесь песчинки кварца, угольная кислота завладевает металлами (кальцием и магнием), кремневые соединения глубин разрушаются и превращаются в глины. Ветер и солнце, вода и мороз помогают этому разрушению, унося ежегодно до пятидесяти тонн вещества с каждого квадратного километра земли.

Под покровом почвы глубоко тянется мир разрушения, и до пятисот метров в глубину идут процессы изменения, всё ослабевая в своей силе и заменяясь ниже новым миром образования камня.

Так рисуется нам неорганическая жизнь земной поверхности. Всюду вокруг нас идет напряженная химическая работа. Всюду старые тела перерабатываются в новые, осадки ложатся на осадки, накопляются минералы; разрушенный и выветрившийся минерал сменяется другим, незаметно на свободную поверхность ложатся новые и новые слои. Дно океана, илистые массы болота или каменистые русла рек, песчаные моря пустыни — всё должно исчезнуть или в потоках текучей воды, или в порывах ветра, или же сделаться достоянием глубины, покрывшись новым слоем камня. Так, постепенно, продукты разрушения Земли, ускользая от власти деятелей поверхности и закрываясь новыми осадками, переходят в чуждые им условия глубин. А в глубинах породы воскресают в совершенно новом виде. Там они соприкасаются с расплавленным океаном магмы, который проникает в них, то растворяя, то вновь выкристаллизовывая минералы.

Так осадки поверхности снова соприкасаются с магмой глубин, и частица каждого вещества совершает много раз свой долгий путь в вечном движении.

Камни живут и изменяются, отживают и снова превращаются в новые камни.

Камни и животные

Сейчас мы знаем, что между камнями и животными существует очень тесная связь. Деятельность организмов на земле протекает в очень тонкой пленке, которую мы называем биосферой. Вряд ли особенно высоко в атмосфере сказывается ее влияние, хотя некоторые ученые обнаружили живых зародышей микробов в воздухе на высоте двух километров. Воздушные течения заносят споры и грибки на высоту десяти километров. И даже кондоры поднимаются на высоту семи тысяч метров! Не глубже двух тысяч метров проникает жизнь и в глубину твердой земной оболочки. Только в морях и океанах от самой поверхности вод до наибольших глубин мы находим органическую жизнь. Но и в самой поверхностной пленке земли распространение жизни гораздо шире, чем принято думать. Данные знаменитого русского биолога Мечникова заставляют предполагать, что некоторые организмы выдерживают перемены и колебания условий гораздо большие, чем те, что переживает поверхность земли.

Мне вспоминаются описания одной экспедиции, которая на снегах и льдах Полярного Урала наблюдала мощные размножающиеся колонии одной бактерии. Эти колонии так разрастались, что давали начало почвенному покрову на сплошной массе полярного льда. По берегам кипящих бассейнов знаменитого Иеллоустонского парка в США разрастаются некоторые виды водорослей, которые при температурах, близких к 70°C, не только живут, но и осаждают кремнистый туф.

Пределы жизни гораздо шире, чем мы думаем: так, для бактерий и плесневых грибков или их спор жизнь сохраняется в пределах от +180 до –253°!

Но в самой зоне биосферы, в той пленочке, что мы называем почвой, — там эта роль органической жизни сказывается особенно полно. В одном грамме почвенного покрова число живых бактерий колеблется между двумя и пятью миллиардами! Огромное количество дождевых червей, кротов или термитов неизменно разрыхляет почву, облегчая проникновение газов воздуха. Действительно, в почвах Средней Азии число крупных живых существ (жуков, муравьев, мух, пауков и пр.) на один гектар превосходит двадцать четыре миллиона! Значение микрожизни в почвенном покрове совершенно неоценимо. Знаменитый французский химик Бертело, говоря о земной поверхности, назвал почву чем-то живым.

Более сложные существа своею жизнью и своею смертью участвуют в химических процессах образования минералов. Мы хорошо знаем о том, как возникают целые острова благодаря жизни полипов. Геология открывает перед нами эпохи, когда на тысячи километров тянулись ряды коралловых рифов, в сложной химической жизни прибрежных областей накапливая углекислый кальций из морских вод.

Кто присматривался к нашим русским известнякам, — пожалуй, самой распространенной породе СССР, — тот легко мог заметить, из каких разнообразных остатков органической жизни они составлены: раковинки, корненожки, полипы, мшанки, морские лилии, ежи, улитки — всё это перемешано между собой в общей массе.

Там, где в океанах встречаются течения, нередко внезапно создаются условия, в которых жизнь рыб и других организмов делается невозможной. Эти подводные кладбища дают начало скоплениям фосфорной кислоты, и залежи минерала фосфорита в различных отложениях пород говорят нам о том, что этот процесс не только идет сейчас, но шел и раньше, в отдаленном геологическом прошлом.

Одни организмы участвуют в образовании минералов своею жизнью, вырабатывая из химических элементов земли новые устойчивые соединения, в форме ли известковых скорлупок фосфатных скелетов животных или кремневых панцырей. Другие организмы участвуют в образовании минералов лишь после своей смерти, когда начинаются процессы распада и гниения органического вещества, В том и другом случаях организмы являются крупнейшими геологическими деталями, и неизбежно весь характер минералов земной поверхности будет зависеть, как он зависит уже и сейчас, от истории развития органического мира.

Всё в этой же зоне биосферы, как могучий преобразователь, выступает и человек, покоряющий силы природы. Преобразуя природу, человек превращает ее вещества в такие, которые никогда раньше не существовали в биосфере. Он сжигает более тысячи миллионов тонн угля ежегодно, растрачивая в своих целях энергию, накопленную в течение долгих геологических эпох. Около двух миллиардов людей живут на земной поверхности, воздвигая грандиозные постройки, соединяя между собою целые океаны, превращая тысячи квадратных километров голых степей и пустынь в цветущие нивы.

Обработка пород и минералов, усиленная заводская и фабричная деятельность, всё новые и новые запросы культурной жизни человечества — всё это уже теперь является могучим фактором превращений камня.

Человек в своей хозяйственной деятельности не только использует богатства земли, но и преобразует ее природу: ежегодно люди выплавляют до ста миллионов тонн чугуна, миллионы тонн других самородных металлов и этим путем получают такие минералы, которые лишь изредка, как музейную редкость, производит сама природа.

Камни с неба

Сто семьдесят лет тому назад население Франции было встревожено замечательным небесным явлением. В один и тот же год (1768) в трех местах упали с неба камни, и пораженные жители уверовали в чудо, вопреки всему, что говорила наука. Под вечер, около 5 часов, раздался страшный взрыв. На чистом небе вдруг появилось зловещее облачко, и что-то упало со свистом на поляну, наполовину врезавшись в мягкую землю. Прибежали крестьяне, хотели поднять камень, но он был так горяч, что нельзя было его коснуться. В страхе они разбежались, но через некоторое время снова пришли, — упавший камень был холодный, черный, очень тяжелый и лежал спокойно на старом месте…

Парижская академия наук заинтересовалась этим «чудом» и направила для проверки особую комиссию; в нее входил знаменитый химик Лавуазье. Но возможность падения на Землю камня с небес казалась настолько невероятной, что комиссия, а за ней и академия отвергли его небесное происхождение.

Между тем «чудеса» продолжались: камни падали, их падение подтверждали очевидцы. Чешский ученый Э. Ф. Хладный одним из первых восстал против косных идей Парижской академии и в своих смелых статьях стал доказывать, что камни действительно падают с неба. Конечно, такие падения нередко окружали фантастическими рассказами, а невежественные люди этот камень считали священным талисманом: иногда его толкли и принимали как лекарство. Упавший в 1918 году около города Кашина камень был оббит крестьянами, и истолченные осколки его служили «целебным» порошком для тяжело больных.

Сейчас мы знаем, что Хладный был совершенно прав, говоря, что каждый год камни падают, иногда поодиночке, иногда целыми дождями, иногда в мельчайшей пыли, иногда в виде тяжелых больших глыб. Изредка они даже убивают людей и вызывают пожары, пробивают крыши домов, врезаются в пашни или тонут в болотах. Такие камни мы называем метеоритами.

На белом снеге полярных областей, куда не залетает пыль городов, дорог, пустынь, нередко можно подметить мельчайшую пыль, «упавшую с неба», состав которой так мало напоминает нам обычные минералы нашей Земли. Некоторые ученые думают, что этой «космической пыли» ежегодно падает на Землю несколько десятков или даже сотен тысяч тонн, или много сотен вагонов. Среди метеоритов встречаются колоссы. В огромном кратере, диаметром в полтора километра, долго искали большой метеорит в Америке, в штате Аризона. Теперь набрели на мелкие осколки той, вероятно, огромной железной массы, в которой должно содержаться чистого железа на полмиллиарда рублей, весом почти в десять миллионов тонн металла; но тщетны пока поиски этих богатств. Где-то в песках пустыни Сахары лежит другой небесный гигант; о нем пока имеются неясные рассказы бедуинов и арабов, привезших кусочки камня. У нас за последнее время вызвал ряд интересных исследований вопрос о громадном метеорите, который 30 июня 1908 года произвел колебание воздуха и почвы во всей Восточной Сибири и упал где-то далеко в болотистой тайге Подкаменной Тунгуски. Точные приборы даже отдаленной Австралии отметили этот удар о нашу планету.