Занимательная минералогия - Александр Ферсман

Еще поразительнее картина этих выцветов в пустыне. Здесь в диких условиях Кара-Кумов мне пришлось встретиться с совершенно фантастическим появлением солей. После сильного ночного дождя наутро глинистые поверхности шоров неожиданно покрываются сплошным снеговым покровом солей, — они вырастают в виде веточек, иголочек и пленок, шуршат под ногами… Но так продолжается только до полудня, — поднимается горячий пустынный ветер, и его порывы развеивают в течение нескольких часов соляные цветы. И снова к вечеру перед нами такой же серый и мрачный шор пустыни.

Еще грандиознее такие сезонные минералы в наших среднеазиатских соляных озерах и особенно в знаменитом Карабогазском заливе Каспийского моря. Зимой там выпадают миллионы тонн глауберовой соли и, как снег, выбрасываются волнами на берег, чтобы летом снова раствориться в теплой воде залива.

Однако самые замечательные каменные цветы дают нам полярные области. Здесь в продолжение шести холодных месяцев в соляных рассолах Якутии бывший ссыльный при царском режиме, минералог П. Л. Драверт наблюдал замечательные образования. В холодных соляных источниках, температура которых опускалась на 25° ниже нуля, на стенках появлялись большие шестиугольные кристаллы редчайшего минерала «гидрогалита». К весне они рассыпались в порошок простой поваренной соли, а к зиме снова начинали расти. По словам Драверта, «казалось святотатством ходить по этой блестящей узорно-кристаллической поверхности, до того она была красива».

Нельзя без волнения читать письма Драверта о его находке и первых исследованиях гидрогалита. Кристаллы приходилось вынимать из рассола, температура которого была на 29° ниже нуля. Чтобы определить твердость кристалла, надо было чертить им лед или гипс при температуре воздуха –21°. Даже в комнате, где он пытался проделать химические опыты, было 11 градусов холода.

Чёртово городище.

Вот как он описывает свои исследования над этим временным минералом полярной Якутии:

«Естественно возникла у меня мысль так или иначе зафиксировать формы кристаллов. Вначале я решил сделать их отпечатки в гипсе и залить их свинцом. Но гипса у меня не было, прекрасный прозрачный гипс, найденный мною в Кызыл-Тусе, оставался еще там и не был доставлен ко мне. Я отправился на розыски и в четырех верстах от жилища нашел выходы скверного гипса, но тут я был рад ему, как сахару. Обжег, истолок, просеял и т. д. И, о ужас, кристаллы ломались и плавились, входя в массу, а на холоде она застывала, и тогда кристалл нельзя было облечь ею. Перепортив бездну материала, я получил несколько жалких отливок. Кстати, вышла вся добыча, и пришлось пустить в ход чайные ложки… У нас оставалось немного масла (мы тогда частенько голодали; хлеба уже не было); с разрешения моих спутников я использовал масло, имея в виду отпечатки в масле залить гипсом. Удалось сделать несколько форм; я выставил их на мороз для укрепления; но через два часа, взглянув на заливку, не застал ни одного кусочка, — их унесли желтые мыши. Я чуть не заплакал…

Никакого другого материала для консервирования не было, или я не знал способа. Вдруг мелькнула в мозгу острая, как кинжал, идея: ignis sanat!

В полуразрушенном доме, где мы жили, была русская печка, которая топилась непрерывно, ибо у трубы не было вьюшек. Я разложил перед ее устьем несколько кристаллов, в различных степенях удаления от огня. Жар был настолько силен, что манипуляция эта производилась в кожаных перчатках. Кристаллы начали оплавляться, затем, утратив часть воды, некоторые остались в малоизмененном виде (по форме), другие начали выделять из себя ветвистые оттростки наподобие цветной капусты, совершенно искажающие их очертания…

В течение нескольких дней я торчал перед печкой, варьируя условия опыта. Наконец добился того, что кристаллы сохраняли свой внешний вид. Для этого их нужно было высушивать перед устьем топящейся сухими дровами печки, помещенными на пористом основании, которое быстро впитывало их кристаллизационную воду».

Так были исследованы периодические минералы Якутии, эти замечательные зимние цветы соляных источников полярной Сибири.

Я привел всего несколько примеров — тех, где заметны изменения камня в разные времена года. Но думаю, что если бы мы вооружились микроскопом и точнейшими химическими весами, то увидели бы, что и многие другие минералы живут такой же своеобразной жизнью и постоянно изменяются зимой и летом.

Возраст камня

Можно ли определить возраст камня? «Конечно, нет», — ответит читатель, зная, как трудно определить возраст животного или растения. Ведь камень существует очень долго, начало и конец жизни его теряются где-то в неведомых глубинах времени. Но это не совсем так, и иногда сам минерал на самом себе записывает свой возраст.

В одну из поездок в Крым мне пришлось изучать отложения Сакского соляного озера. Поверхность его черной лечебной грязи покрыта прочной коркой гипса. Когда берут грязь для ванн, то стараются снять эту корку. Но она рассыпается на мелкие иголки и острые камешки.

В этих копьевидных кристалликах я подметил черные полоски, а сравнив гипсовые иголочки друг с другом, скоро увидел, что черные полоски лежат в коре горизонтально и всегда на одном и том же уровне. Разгадка сделалась очевидной: кристаллы гипса растут ежегодно, особенно летом, после весенних разливов, когда с окружающих гор в озеро текут мутные илистые воды, вызывающие образование черных полосок на гипсовых кристаллах. Каждая полоска — это год жизни, годовое кольцо — вроде тех, которые мы так отчетливо наблюдаем на стволах деревьев. Кристаллики неожиданно рассказали историю своего образования, их возраст был не больше двадцати лет, по толщине чистых и черных полосочек можно говорить о том, дождливая ли была весна и жаркое ли было лето.

Такие же годовые кольца, но гораздо большего масштаба, можно видеть в знаменитых соляных копях Украины. Здесь, под землей, в огромных камерах, освещенных электрическими лампами, на стенках можно заметить полоски разного оттенка, правильно чередующиеся на всем протяжении подземных зал. Мы знаем, что это годовые кольца отложений соли в мелких озерах у берегов давно исчезнувших пермских морей.

Но еще замечательнее — это ленточные глины, которые на нашем Севере встречаются в большом количестве. Они являются осадками озер и рек, стекавших с того огромного ледника, который около двадцати тысяч лет тому назад покрывал наш Север, проникая отдельными языками далеко на юг, даже в область южнорусских степей. В таких глинах на окраске и величине зернышек можно отличить зимний слой, более темный, и летний, более светлый. Подсчитывая такие слои, — а их много тысяч, — можно нарисовать точную хронологию нашего Севера. Ленточные глины являются для геолога календарем, в котором отмечалась и записывалась летопись всего нашего Севера.

В минералогии есть еще гораздо более точные методы определения возраста разных камней. В большинстве горных пород и в большом числе минералов содержится радий, редкий металл, который сам по себе образуется из других металлов и, в свою очередь, постепенно и медленно превращается в другие вещества и особенно в свинец. При этом из радия постоянно выделяется газ гелий. И чем больше изменяется радий, тем больше накапливается вместе с ним особого свинца и газа гелия. Если только известно, сколько радия в породе, сколько из него ежегодно образуется свинца, то по количеству свинца можно определить тот промежуток времени, который прошел с начала процесса, с момента образования минерала.

Сейчас для нас более или менее несомненно, что возраст самых древних минералов и горных пород определяется между одной тысячей и двумя тысячами миллионов лет. Горные породы Финляндии и побережья Белого моря, вероятно, имеют возраст в миллиард семьсот миллионов лет. Наши каменноугольные отложения Донецкого бассейна образовались около трехсот миллионов лет тому назад. Сейчас нам впервые благодаря камню удалось построить хронологию мира:[6]

Образование планет в нашей солнечной системе до 5–10 000 000 000 лет тому назад.

Образование твердой земной коры — 2 100 000 000.

Появление первой жизни — 900 000 000–1 000 000 000.

Появление ракообразных (синяя глина окрестностей Ленинграда) — 500 000 000.

Появление панцырных рыб (девон) — 300 000 000.

Эпоха каменного угля — 250 000 000.

Начало третичной эпохи и время образования Альпийских гор — 60 000 000.

Появление человека — около 1 000 000.

Начало ледниковых эпох — до 1 000 000.

Конец последней ледниковой эпохи — 20 000.

Начало тонкой обработки камня — 7000.

Начало века меди — 6000.

Начало века железа — 3000.