Занимательная минералогия - Александр Ферсман

Так рисовались в красивых обобщениях московского профессора А. П. Павлова (1910) условия отдаленного прошлого нашей планеты, предшествовавшие появлению воды на Земле. Тяжелая атмосфера паров и газов окружала еще раскаленную Землю, и при температурах выше 350° не могло еще существовать Мирового океана. Но медленно и постепенно остывал земной шар, охлаждалась атмосфера. Горячие струи воды стали собираться на раскаленной пустыне, осаждаясь из паров и вновь превращаясь в них. Так из охлажденной оболочки газов собралось первое море, и в него стали вливаться испарения застывающих магм и охлажденные облака паров из жерл вулканов. И с тех пор в молодой океан стала собираться «девственная», или ювенильная, вода, впервые на земле рождающаяся вода. Эти воды питают многие минеральные источники, в которых больные ищут восстановления сил. Кто скажет, сколько этих вод родилось со времени архейской эры, и кто станет утверждать, что первобытная атмосфера Земли заключала в себе все воды нынешних океанов? Постепенно стал расти и расстилаться океан. Сложные геологические явления изменили его состав, его очертания и его массу. Как результат всей прошлой истории Земли лежат перед нами необозримые пространства вод, и задача ученого — расшифровать их загадку.

Еще в 1715 году ученый Галлей поднял вопрос, почему море соленое; он пытался дать ответ, совершенно правильно стремясь найти его в прошлой судьбе воды.

Ведь за долгую историю своего возникновения на поверхности земли вода океанов успела произвести огромную химическую работу. Много раз совершала она свой постоянный круговорот на поверхности земли, вымывая всё то, что легко растворяется, сортируя по удельному весу, накапливая труднорастворимые, устойчивые соединения на дне своих бассейнов. Сложная жизнь организмов вновь извлекла часть этих соединений, не трогая других, и, таким образом, в течение всего геологического прошлого в массе поверхностных вод скопились колоссальные количества различных солей.

Этот процесс обогащения солями продолжается и в настоящее время, и миллионы тонн растворимых веществ приносят с собой ежегодно реки. Американский геолог Кларк подсчитал, что каждый год реки вливают в моря два миллиарда семьсот тридцать пять миллионов тонн растворенных солей. Пользуясь этой цифрой, Джоли попытался определить тот период времени, в течение которого мог образоваться наблюдаемый ныне состав океанов. Так как общее количество хлористого натрия в морской воде равняется тридцати трем тысячам биллионов тонн, а ежегодно приносится около ста десяти миллионов тонн этой соли, то нетрудно, разделив первое число на последнее, получить возраст океана.

С первого момента своего возникновения до настоящих дней вода земной поверхности стала принимать участие в двух круговоротах. С поверхности озер, морей и океанов она поднимается в виде паров, увлекая за собой брызги морских волн и заключенные в них соли. Более трехсот шестидесяти тысяч кубических километров воды собирается таким образом ежегодно в тучи и облака, и ветер разносит их по земной поверхности, орошая землю, рассеивая частицы хлористых солей, столь необходимых для растительной жизни.

Так совершался и совершается внешний круговорот воды, вызывая к жизни органический мир, обусловливая смену климата и плодородие почвы.

Но часть воды неизбежно уходит обратно в землю. Сложны пути, которые использует вода для этого, и до настоящего момента нет еще исчерпывающих исследований, которые бы вполне объяснили ход поглощения воды землей.

Много различных теорий пытались объяснить эти явления, начиная с идей древнегреческих философов Платона и Аристотеля, считавших, что воды земли уходят в глубины через сказочную пропасть Тартар, и кончая современными представлениями, основанными на законах молекулярной физики.

С начала своего появления на поверхности земли вплоть до настоящих дней вода делала огромное дело. Странствуя сложными путями в глубинах земли, поверхностные воды выполняли огромную химическую задачу: разрушали породы и минералы, растворяли соли, перекристаллизовывали осадки. Вся химическая жизнь земной поверхности протекала в среде водных растворов, и многообразны были пути, которыми она изменяла не только лик Земли, но и ее состав. В парах атмосферы она удерживала теплые лучи солнца и вместе с воздухом и угольной кислотой обусловливала сравнительно высокую среднюю температуру земной поверхности (16°). Неустанно собирала она энергию солнца и, скопляясь на вершинах гор, давала начало могучей разрушительной силе.

С первыми каплями воды на Земле сделалась возможной органическая жизнь, в сложной цепи эволюции развивалась эта жизнь в прошлом нашей планеты, и только вода обусловливала возможность появления и развития жизни.

В организмах вода составляет существеннейшую часть, накапливаясь в теле некоторых медуз в количествах до 99 процентов, а в теле человека в среднем до 59 процентов.

Так представляется нам прошлое воды, и с ним тесно сплетаются и ее настоящее и ее будущее.

Глава шестая

Камень на службе человека

Камни и человек

Всего живет на нашей земле около двух миллиардов людей. Из некогда дикого полузверя человек ныне превратился в «победителя природы», который постепенно научился подчинять себе все силы природы, научился ими управлять.

И люди, создавая города, фабрики и заводы, строя дороги и прорывая туннели, совершают огромную работу; и песок, и гравий, и камень, самые разнообразные минеральные богатства — вся мертвая природа — в целом совершенно необходимы для их хозяйства.

Мы знаем, что крестьянин в старой России каждый год перепахивал свое поле простой сохой или плугом и поднимал землю. А сколько всего этим путем в год переворачивается земли?

Если подсчитать, то получится такой куб, каждая сторона которого равна пятнадцати километрам, то есть около трех тысяч кубических километров. Мы поймем значение этих цифр, если вспомним, что все реки Земли ежегодно уносят в море в растворенном или взмученном состоянии всего только два-три кубических километра различных веществ.

Сколько других веществ добывает человек ежегодно из земли? Попробуем подсчитать хотя бы приблизительно:

Угля — 1300 миллионов тонн.

Железа — 100.

Солей — 30.

Известняка — 25.

Разных металлов — 10.

Всего человек добывает около двух миллиардов тонн разных веществ.

Чтобы понять значение этих чисел, вспомним, что хороший товарный поезд с пятьюдесятью вагонами везет в среднем тысячу тонн. Значит, понадобится ежегодно около двух миллионов поездов, чтобы перевезти те громадные количества руд, металлов, камней, угля, соли, которые ежегодно извлекаются из глубин.

Если мы подсчитаем, сколько человечество вообще за свою историю извлекло камня из глубин, то получатся огромные цифры. Достаточно отметить, что одной нефти было добыто за последние пятьдесят лет такое количество, которое могло бы образовать озеро окружностью в сорок километров, а глубиной в пять метров. Одна Англия за свою историю извлекла и распылила из своих глубин свыше сорока кубических километров разных минералов и пород. Одни дома Англии весят около пятисот миллионов тонн. Только в одном Севастополе было добыто в подземных каменоломнях так много известняка, что в них устроены прекрасные сухие подвалы для сорока тысяч тонн вина и шампанского (Инкерман).

Человек истребил за свою историю пятьдесят миллиардов тонн угля, добыл два миллиарда тонн железа, восемьдесят миллионов тонн меди, свинца и цинка, и даже золота он извлек двадцать тысяч тонн, а серебра в десять раз больше, чем золота. Попытайтесь теперь подсчитать, сколько стоит вся эта огромная добыча, если принять во внимание, что тонна угля стоит пятнадцать рублей, чугуна — пятьдесят рублей, цветных металлов — восемьсот рублей, золота один грамм — четыре рубля, а серебра один килограмм — пять рублей. Мы получим цифру около одного триллиона рублей. Если мы вспомним, что одних алмазов добыто за всю историю приблизительно на десять миллиардов рублей, то не будет ошибкой считать, что человечество за долгий срок своей работы извлекло из недр земли богатство, ценность которого превышает один триллион рублей золотом, или одну тысячу миллиардов!

Но что же делается с камнем, добытым человеком?

Оказывается, камень, несмотря на всю свою твердость и прочность, не вечен в руках человечества; он постепенно исчезает и распыляется по всему свету. Даже золото в золотых монетах и изделиях настолько истирается в руках человека, что ежегодно запасы этого металла во всех банках всего мира уменьшаются на восемьсот килограммов, то есть почти пятьдесят пудов превращаются в мельчайшую пыль. Уголь безвозвратно сжигается в печах и топках фабрик и заводов. Железо, несмотря на всё старание сохранить его — покрасить или покрыть оловом или цинком, — покрывается ржавчиной, истирается, окисляется и исчезает из обихода человечества. Человек съедает соль или превращает ее в другие продукты химической промышленности. Камень мостовых и дорог превращается в тончайшую пыль, — всё исчезает, и снова человечеству надо добывать всё новые и новые количества камня.