Занимательная минералогия - Александр Ферсман

А всё-таки нет камня тверже и крепче алмаза: недаром им режут стекло, гравируют тонкие надписи на металле и камне, насаживают на железные коронки буров и просверливают им целые горы при постройке туннелей!

Оказывается, что твердость и хрупкость камня не одно и то же: алмаз хрупок, но тверд, другие камни, наоборот, могут быть мягкими, но, как говорят, очень вязкими и неподатливыми разлому. Достаточно вспомнить хотя бы простую пробку, которую можно резать ножом, но трудно сломать молотком.

Волосатик.

Но есть один камень, который обладает замечательной прочностью — это нефрит, или жадеит. Его нередко считают на Востоке полудрагоценным камнем, а в Китае — священным талисманом.

Его свойства были подмечены еще первобытным человеком, который, выбирая себе среди множества голышей, лежавших на берегу реки, наиболее прочные камни, обратил внимание на нефрит. В поисках нефрита человек, видимо, совершал длинные переходы, обменивал его на золото и самоцветы и делал из него топоры, ножи, стрелы и другие каменные изделия. Темно-зеленый нефрит довольно красив: он состоит из мельчайшего переплета нитей и волокон минерала актинолита. Благодаря этому переплету нефрит не только сохраняет значительную твердость, но и получает совершенно исключительную вязкость и прочность. И верно: самым лучшим стальным молотком трудно отбить кусочек от нефритовой скалы или обломка. Выточенное тонкое нефритовое кольцо не ломается при падении на землю или даже на камни, а если попытаться раздавить кусочек нефрита, то нужно затратить усилий на 15 процентов больше, чем те, которые нужны, чтобы раздавить кусочек лучшей стали.

Не удивительно поэтому, что твердый камень всё шире начинает применяться в технике самых разнообразных отраслей промышленности. Коромысла весов качаются на нестираемых призмочках из агата, острие быстро вращающихся осей приборов, компасов опирается на полированные ямочки в твердом халцедоне или рубине. Кожу, бумагу прокатывают валиками из твердого камня (яшмы, гранита). Своеобразные острые ножи из камня, облицовочные пластины в шаровых мельницах, шары для размалывания… Я не могу перечислить всё многообразие применений твердого камня, который постепенно из драгоценной игрушки превращается в ценнейшую часть машины.

Определение твердости и мягкости камней — одна из интереснейших задач нашей минералогии, и мы советуем всем, кто имеет коллекцию минералов, заняться этим вопросом и поразмыслить над тем, какой минерал тверже.

Волокнистые камни

Посмотрите на рисунок. Трудно поверить, что рукавица и бечевка сплетены не из обычной пряжи. Это не растение, не искусственный шелк, который готовится сейчас на заводах, не нити коконов шелковичных червей, а просто особые камни, дающие прекрасное тонкое волокно, которое можно прясть по всем правилам этого искусства. Мало того, это каменное волокно обладает одним чудодейственным свойством: око в огне не горит (но, правда, в воде очень быстро тонет). Имя ему асбест — «несгораемый».

Асбестовая рукавичка и моток бечевки из асбестовых волокон. Работа XVIII века. Минералогический музей Академии наук СССР.

Но не думайте, пожалуйста, читатель, что вы одни поражены свойствами такого камня. Еще издревле его встречали в горах, и не удивительно, что про него рассказывали самые замечательные легенды и басни.

Плиний-старший, один из величайших натуралистов древнего Рима, писал:

«Есть камень для ткани, который растет в пустынях Индии, обитаемых змеями, где никогда не падает дождь, и потому он привык жить в жару. Из него делают погребальные рубашки, чтобы заворачивать трупы вождей при сожжении их на костре; из него делают для пирующих салфетки, которые можно раскалять на огне».

Больше чем через тысячу лет об этом веществе — асбесте — писал знаменитый путешественник по Средней Азии Марко Поло: «Находят это вещество в саламандре; будучи брошено в огонь, оно не сгорает. Но я не мог найти нигде в горах этой саламандры, которая в образе змеи должна жить в огне. Окаменелое вещество это, приносимое с гор, состоит из волокон, похожих на волокна шерсти. Оно сушится на солнце, толчется в медном сосуде и моется в воде до тех пор, пока все землистые частицы не уйдут прочь. Тогда его прядут в нити и ткут ткань. Чтобы сделать ее белою, ткань кладут в огонь и через час вынимают неизменной и отбеленной, как снег. Таким же путем чистят ее после, когда она загрязнится, и при этом ее не моют». Однако, наряду с этими фантастическими рассказами, повидимому, кое-где в древнем мире действительно умели пользоваться волокнами этого минерала и готовить асбестовые изделия, ткани и особенно несгораемые фитили для светилен с маслом.

К началу XVIII века асбест уже стал применяться более широко, и в это время даже начали готовить из него в Пиренеях и в Венгрии бумагу и фитили.

В 1785 году Фоксе начал производить над так называемой каменной папкой опыты, которые в свое время наделали много шума. На это открытие возлагались большие надежды. Стокгольмская академия помогла Фоксе деньгами, а шведское правительство предоставило ему право делать опыты на королевских мельницах. Опыты, произведенные в Стокгольме в особо торжественной обстановке и повторенные в Берлине, происходили так: приготовлялось легкое здание, его стены обивали так называемой каменной папкой; здание это наполняли стружками и зажигали, и несгораемая папка предохраняла от горения дерево, препятствуя быстрому распространению огня. Применимость асбеста в огнестойком строительстве была блестяще доказана.

В это же время в Италии, в Пьемонте, началось замечательное производство: Елена Перпенти в течение нескольких лет искала способа ткать асбест и наконец добилась того, что стала получать из этого минерала тончайшие кружева. В 1806 году общество поощрения итальянской промышленности наградило ее почетною медалью за способы тканья асбеста. Приготовленная ею асбестовая бумага оказалась годной для письма, и государственный советник Москати напечатал на ней поздравление с новым годом вице-королю Италии. Заслуга Перпенти состояла в том, что ее изделия были прочны, приготовлены из чистого асбеста, без примеси льняных ниток, и поэтому не нужно было выжигать их. Перпенти готовила ленты, кошельки, бумагу, шнурки и даже манжеты.

С тех пор прошло больше ста лет, и добыча и обработка асбеста сделалась крупнейшей отраслью мировой промышленности. Свыше трехсот тысяч тонн ежегодно добывается каменного волокна. Но его не хватает. С каждым годом всё увеличивается его применение, и асбест во многих случаях сделался незаменимым материалом. Исключительная прочность, несгораемость, плохая проводимость тепла, возможность смешивать с самыми разнообразными веществами — позволяют употреблять его в виде ваты и пряжи, бумаги и картона. Его применяют для изготовления больших занавесей в театрax, несгораемых, безопасных перегородок и асбестовых крыш, одежды для пожарных, тормозных лент для автомобилей и асбестовых фильтров для очистки вина. Асбест делается излюбленным материалом в тысячах видов промышленности и хозяйства.

Я рассказал, как люди научились добывать и обрабатывать асбест, но оказывается, что в России обработка асбеста — «горного льна» — развивалась особыми путями, и асбест приобрел значение у нас еще раньше, чем за границей.

Впервые в 1720 году около бывшего Екатеринбурга, ныне Свердловска, была открыта среди «других курьезных натуралий и разных антиквитетов каменная кудель» — в темной зеленой породе на берегах Пышмы. А затем и близ Невьянского пруда был найден этот замечательный минерал, который в руках легко распадался на тончайшие волокна. Эта находка сейчас же заинтересовала местных деятелей, и, совершенно независимо от успехов асбестового дела в Италии, в Невьянске стали «готовить пряжу из гибкого асбеста, а из оной полотно, колпаки, перчатки, мешочки и пр., а также бумагу». Академик В. М. Севергин в начале XIX века так описывает это интересное производство:

«Для того колотили зрелый асбест и садящуюся муку отделяли через промывание, в коем случае оный оставался в виде тонких нитеобразных мягких охлопьев или так называемого горного льна. При прядении асбеста смешивали его с тонким льном, а после прядения, равно как и при вязании и тканье, употреблялось много масла. Когда же таковые изделия через каление освобождены были от масла и льна, то имели большую гибкость, и можно было их мыть и гладить, а от грязи очищать посредством каления. Хотя работа сия потом оставлена была, однако на Урале и поныне много есть сибиряков, умеющих приготовлять таковые вещи».

С тех пор прошло более полутораста лет, и вместо своеобразного производства XVIII века теперь на Урале, в лесистой тайге, развилась одна из богатейших отраслей советской промышленности. Там сейчас живут тысячи рабочих, вырос целый городок с клубами, рабочими поселками, громадными фабриками, глубокими копями и горами отвалов породы, из которых выбрано дорогое волокно каменной кудельки. Всюду пыхтят паровозики, гудят электрические установки очистительных фабрик, и поезда увозят на станцию Баженово в мешках отсортированное и очищенное волокно.