Занимательная минералогия - Александр Ферсман

Но, конечно, самое замечательное «каменное» вещество, которое откладывается в живых организмах, — это раковины разнообразных моллюсков, иглы и скелеты радиолярий, сложные переборки и стенки полипов — кораллов; ведь именно здесь идет громадное отложение и кремнезема и особенно углекислого кальция. Целые горные хребты и громадные скалы создаются в результате жизненных процессов этих организмов. Однако среди разнообразных отложений раковин с их плотными слоями перламутра мы знаем одно совершенно замечательное образование.

Я говорю о жемчуге. Сравнительно недавно кропотливыми наблюдениями и опытами удалось установить, каким путем и при каких условиях образуется жемчуг. Как известно, жемчужины находят заключенными в раковинах разных морских и пресноводных моллюсков. Вообще говоря, жемчуг выделяют те виды моллюсков, которые способны отлагать вещество перламутра. Вещество перламутра и жемчуга одно и то же. Жемчуг — это перламутр, возникший при особых условиях. Наружный слой кожи моллюска выделяет при нормальных условиях перламутр, отлагающийся на внутренней поверхности раковины. Жемчуг образуется тогда, когда в раковину проникает какое-либо постороннее вещество, будь то паразит или песчинка, вокруг которого, как вокруг ядра, начинают отлагаться жемчужные слои.

Уже давно причину образования жемчуга видели в проникновении в раковину постороннего тела и таким способом пытались искусственно получить жемчуг. В Китае такие попытки были сделаны еще в XIII веке. В XVIII веке стали известны опыты Линнея, который вводил различные тела в раковины. В Китае и по настоящее время весной собирают раковины, в них вкладывают различные мелкие изделия из кости, дерева или металла, затем эти предметы остаются в раковине живого животного. Через несколько лет их извлекают покрытыми перламутром и продают.

Японский исследователь Кокихи Микимото не удовлетворился, однако, таким жемчугом и хотел во что бы то ни стало получить настоящие, образованные со всех сторон жемчужины. Много усилий и тщетных опытов было сделано, прежде чем он достиг своей цели. В 1913 году он вынул, наконец, из раковины первую искусственно выращенную жемчужину. С тех пор предприятие Микимото сильно разрослось. В 1938 году в его питомнике работало уже около пятисот человек. Микимото запасся в первую очередь большим количеством хороших экземпляров моллюсков, создал питомники, в которых моллюски могли размножаться и в которых можно вести нужные наблюдения. Он организовал большие подводные питомники в небольших бухтах Аго и Гокаско, соединяющихся с открытым морем, но защищенных от сильных ветров и морских волнений. Помещая на дне, в местах распространения моллюсков, каменные глыбы, представляющие удобные места для их прикрепления, время от времени очищая дно от вредных моллюскам животных, он создал благоприятные условия для развития этих моллюсков. В питомнике собирают только взрослые раковины. Множество японских женщин, так называемых «ама», ныряя, остаются под водой от двух до трех минут и собирают молодые раковины в корзинки. Затем раковины в больших железных проволочных клетках погружают в воду.

Таким образом раковины предохранены от врагов, находятся под постоянным наблюдением, и, если неблагоприятные условия обнаружатся, клетки можно переместить. Раковины перекладываются по мере их роста в большие клетки. Трехлетние раковины подвергаются предложенной Микимото операции: с живого животного осторожно, чтобы не повредить ткани, сдирают верхний слой его, который необходим для образования жемчуга. В него заключают маленький, тщательно выточенный перламутровый шарик, перевязывают и создают таким образом «жемчужный мешок». Этот мешок вкладывают в другой экземпляр, в котором уже будет образовываться жемчужина. Таким образом приходится жертвовать половиной выращенных экземпляров, не считая того, что сама по себе сложная и кропотливая операция, требующая большой осторожности и огромного навыка, может не удаться.

Оперированные раковины, в которых должен образоваться жемчуг, помещают в большие проволочные клетки; в одной клетке бывает от ста до ста сорока раковин. Клетки точно регистрируют, их подвешивают по шестидесяти штук к одному плоту и опускают в воду; плоты соединяют по двенадцати штук — они содержат, таким образом, до семидесяти тысяч раковин.

Два раза в год клетки извлекают из воды и прочищают. Всё это время производят точное изучение температуры воды, течений и планктона, служащего моллюскам для питания. Перемещая плоты, погружая клетки в воду и поднимая их, животным предоставляют самые благоприятные условия для их жизни и, значит, для создания жемчуга. Раковины остаются в воде в течение семи лет, и лишь по истечении этого срока из них извлекают жемчужины.

Любопытные опыты Микимото научили человека пользоваться живым организмом, чтобы выращивать камень. Эта мысль весьма заманчива, и возможно, что ученым удастся в будущем еще шире использовать животный мир для своих целей. Разводя нужных бактерий, мы научимся в больших бассейнах получать из соляных растворов самородную серу. Культуры каких-либо микроорганизмов будут готовить из ненужных азотистых отбросов… сколько угодно селитры. В озерах разведение диатомовых водорослей будет приводить к накоплению чистого опала на дне и чистейших алюминиевых руд в растворе. Уже сейчас пробуют удобрять поля некоторыми видами микроорганизмов.

Мне кажется, что эта фантастическая картина осуществится, может быть, и не в столь далеком будущем, и мир мельчайших бактерий подчинится торжествующему уму ученого!

О ледяных цветах и о льде

Наступила зима, начались морозы. Встав утром рано, я увидел, что всё окно было покрыто цветами мороза; какие-то причудливые ветки, листья и цветы красивым узором извивались на стекле окна, а навстречу им свешивались другие ветки всё таких же цветов. На улице шел снег, и красивые снежинки пушистым покровом ложились на землю. Я долго любовался их красивыми очертаниями на рукаве своего пальто и вглядывался в острые края шестиугольных звездочек. По берегам река покрылась ледяным покровом, а с моста свешивались льдинки — сосульки замерзших струек воды…

Для чего я описываю картину зимы и какое отношение имеет она к нашей минералогии? Я рассказал, как в одно прекрасно зимнее утро я наблюдал начало образования одного из важнейших, но плохо изученных минералов нашей природы — льда, и в моей картине я только перечислил те разнообразные внешние формы, которые лед, то есть твердая вода, может принимать.

Узоры на окне и отдельные снежинки — прекрасные кристаллики этого минерала. Правда, благодаря очень быстрой кристаллизации они не выросли в большие, правильно образованные со всех сторон кристаллы, но привели к таким образованиям, которые мы называем кристаллическими скелетами. Из таких же кристаллов состоит и фирновый лед глетчеров и лед замерзшей реки.

Твердая вода — временный, периодический минерал, но мы прекрасно знаем, что есть области, где лед является величайшей редкостью, и другие — где он никогда не пропадает. Так, на жарком юге почти не знают этого минерала, а в столице Ирана, в Тегеране, устраивают особые бассейны из глины, окруженные высокими стенками, которые должны защищать воду от лучей солнца. В редкие ночные заморозки здесь образуется тонкий слой льда, который аккуратно собирают, раньше чем он успеет днем растаять, и отвозят в особое помещение под землей, где его засыпают плотно глиной.

Совсем иная судьба этого минерала на севере или в полярных областях. Здесь это типичная горная порода, «окаменелый лед», и недаром на севере Якутской области и на островах Полярного океана мы встречаем среди пластов глины, песка и наносов слои льда, как нормальной горной породы. Здесь лед заменяет стекло; так, известный американский полярный исследователь В. Стефенсон описывает хижины у эскимосов реки Медной в полярной Канаде: окна этих хижин были застеклены пластинами прекрасного озерного льда.

Но как ни обычен лед в нашей жизни и в самой природе, он всё-таки еще очень мало изучен и нередко встречается в таких необычайных образованиях, что трудно разгадать их происхождение. О некоторых из них я и хочу рассказать в этом очерке.

Во время наших хибинских экспедиций за Полярный круг нас поразило следующее явление. По утрам, после ясных морозных ночей, мы наблюдали на площадках многочисленные тонкие иголочки льда, стоявшие вертикально в виде изящных блестящих на солнце стебельков. На своих концах они несли песчинки и гальки различной величины, которые они, вырастая, подняли с поверхности земли. С первого взгляда иголки мало заметны под такой почти сплошной крышкой галек, и лишь вблизи бывает видно целое поле прозрачных ледяных стебельков. Длина ледяных кристалликов бывает различна: то они достигают одного-двух сантиметров, то вытягиваются до десяти и даже до двенадцати сантиметров. Особенно длинными они бывают в защищенных от ветра местах, под большими камнями, в углублениях. Иголочки имеют толщину лишь четверть или полмиллиметра.