Занимательная минералогия - Александр Ферсман

В настоящее время мы не только полностью обслуживаем свою страну своим бензином, керосином и мазутом, но и можем вывозить ежегодно с Кавказа свыше двух миллионов тонн этих продуктов на четырехстах пароходах.

Около ста миллионов рублей золотом дала нам на строительство социализма наша кавказская нефть — как же не назвать ее золотом?

Не удивительно поэтому, что нефть усиленно разыскивается всюду; скважины проводятся на глубину четырех километров и более. Каждая новая находка привлекает к себе внимание: открытие нефти на Среднем Урале или у Стерлитамака на Южном Урале — «Второе Баку», что обещает дать Уралу свое жидкое топливо, замечательный фонтан нефти Нефтедага в Туркмении, где с громадною силою ежедневно выбрасывались тысячи тонн нефти.

Но что такое нефть и откуда она берется? Не скрою, что ответить на этот вопрос нелегко, что до сих пор спорят между собой ученые о ее происхождении и не могут договориться. Раньше, особенно под влиянием нашего знаменитого химика Менделеева, мы думали, что она поднимается из очень больших глубин, где образуется под влиянием действия перегретых паров воды на некоторые соединения углерода. Но сейчас выясняется, что нефть образуется ближе к поверхности и в ее образовании принимают участие остатки растений, и особенно водорослей. Действительно, в наших широтах, особенно в озерах Новгородской и Калининской областей, на дне собираются особые вещества — сапропели — отмершие растения и животные, которые вместе с илом образуют черную кашицу. Если такая кашица занесется песком и глиной, опустится на глубину и там подвергнется снизу нагреванию, то из этой кашицы получаются вещества, очень сходные с нефтью. И теперь южное солнце Средней Азии вызывает такие процессы, и на берег озера Балхаш волны нередко выбрасывают тягучие черные массы, очень напоминающие резину или продукты застывания некоторых нефтей, — это знаменитый балхашит, образующийся из гниющих прибрежных камышей.

Мы даже знаем теперь те географические условия, которые необходимы для образования нефти. Недаром самые крупные нефтяные месторождения тянутся вдоль больших горных хребтов, например Кавказского. Здесь в низинах, окаймляющих образующиеся горные хребты, как раз в топких озерных водоемах или мелких лиманах отступающих морей, создаются выгодные условия для накопления осадков и их подогревания снизу. Здесь обычно нефть сопровождается залежами соли и гипса, а вытекающие вместе с ней воды содержат йод и бром — эти вещества говорят о значении морских растений при образовании нефти.

Американские геологи рассказывают о некоторых интересных свойствах нефти, добываемой в Соединенных Штатах. С особыми предосторожностями они добыли нефть с глубины до семисот-восьмисот метров; в этой нефти удалось открыть присутствие бактерий. Трудно представить, чтобы эти бактерии попали в глубины сверху; вероятно, перед нами потомки тех организмов, которые жили еще тогда, когда росли растения, положившие основу этой нефти. Возможно, что новые работы подтвердят эти предположения.

Итак, нефть образуется в глубинах из древних остатков жизни, — мы ее усиленно разыскиваем и выкачиваем из недр земных.

Здесь, на земной поверхности, человек ее сжигает в топках, освещает ею жилище, перегоняет, превращает в другие, более ценные вещества. Лет на сто пятьдесят еще хватит человечеству нефти, а потом?..

Потом научатся делать ее искусственно из низкосортных углей, и наши химики будут превращать угли, горючие сланцы и торф в бензины и керосины. Раз природа отказывает человеку в своих богатствах, надо найти способ ее перехитрить. И, конечно, человек перехитрит природу.

Редкие земли

За последние годы в обиход промышленности стали входить самые редкие, диковинные вещества природы. Неожиданно начали приобретать значение такие металлы и земли, о которых раньше никто ничего не слышал, даже химик и минералог почти ничего не знали: титан, тантал, цезий, молибден, гафний, цирконий. Многие из этих редчайших химических элементов уже усиленно добывают, и они находят иногда самые неожиданные применения. Лет двадцать тому назад открыли новый элемент — гафний. Едва удалось получить его в лаборатории Копенгагена в количестве нескольких граммов, как уже нашлось для него применение. Малейшие примеси его к сплавам, из которых делают нити электрических лампочек, увеличивают выносливость нити в несколько раз. Гафний сделался модным металлом; за один грамм его соли платили до тысячи рублей.

Быстро нашел свое применение и цирконий в эмалях фаянсовой посуды, литий — в сухих элементах, тантал — в нитях электрических лампочек, титан — в устойчивых белых красках, бериллий — в легких сплавах. Ту же участь испытывает и замечательная группа химических элементов, называемая редкими землями, среди которых главные — церий, лантан, дидим и тяжелый элемент торий.

Более полвека тому назад талантливый венский химик Ауэр сделал интересное открытие: в простое газовое пламя он внес кусочек солей редких земель тория, и они, накаливаясь, усиливали яркость газовой горелки. Он (решил применить это открытие для освещения, — ведь в те времена электричество играло малую роль, и города освещались газом. Идеи химика не встретили сочувствия и казались фантастическими: эти вещества были настолько редки, что их практическое использование казалось неосуществимой затеей. Но Ауэр решил предпринять поиски необходимых природных веществ, и вскоре на берегу Атлантического океана в Бразилии ему удалось открыть мощные россыпи золотистого минерала монацита с редкими землями и торием.

После прилива на влажном берегу можно было легко собрать искристые зернышки этого камня. Тысячами тонн начали грузить монацит трансокеанские пароходы, чтобы отправить в Гамбург этот ценный груз.

На громадных фабриках Вены из нежной ткани сплетали колпачки, их пропитывали растворами солей тория и редких земель, выделенных из заморского камня. Потом ткань осторожно выжигали и получали нежный колпачок — ауэровский. За двадцать лет газовое освещение преобразовалось: дрожащее, неровное, желтое пламя газового рожка заменилось спокойным, сильным, белым светом. Свыше трехсот миллионов таких колпачков готовили ежегодно на всех фабриках мира, и если бы не рост электрического освещения, то эти цифры были бы еще значительнее. Но при изготовлении этих колпачков оказалось, что расходуется преимущественно торий и лишь немного других элементов из группы редких земель, а значительное количество солей, особенно церия, образует как бы отбросы производства, бесцельно накапливающиеся на дворе фабрики. Надо было найти применение и для солей церия. Оно нашлось, правда, лишь через двадцать пять лет, но неожиданно оказалось очень удачным: сплав редких земель с железом при ударе о сталь легко дает горячие искры температурой в 150–200 градусов, которые легко воспламеняют бензин, вату или паклю. Так возникли зажигалки с «кремешками», которые быстро вошли в моду, но всё-таки не дали настоящего применения всем отбросам редких земель. Только в последние годы выяснили, что некоторые металлы этой группы могут окрашивать в яркие и красивые цвета стекло и хрусталь, придавая им золотистый, желтый, красный или фиолетовый оттенок. Из такого стекла стали выделывать посуду, стаканы, вазы. Красное стекло оказалось особенно ценным: оно обладает способностью пропускать лучи через туман, и потому его стали применять на дорогах для светофоров. Возникли новые отрасли стекольной промышленности. Такова судьба многих веществ!

Когда первые суда привезли в Европу чилийскую селитру, ее пришлось выбросить в море, так как не нашлось покупателей, а сейчас азотнокислые соли — ценное удобрение. Железные руды, содержащие фосфор, считались долгое время негодными, пока Томас не додумался до такого способа выплавки, при котором сталь и чугун получались доброкачественными, а фосфор собирался на стенках печей. В лабораториях мира учатся использовать минералы, и в результате многих тысяч анализов и опытов рождается новая мысль, неожиданно открывающая новые пути и ведущая к новым успехам.

Колчедан

Железный колчедан — один из самых распространенных минералов в земной коре. Он широко встречается и на равнине, и в горах; его сверкающие, золотистые кристаллы имеются почти в каждой коллекции. Его научное название «пирит» происходит от греческого слова «пюр» (pyr) — огонь, — потому ли, что он искрится на солнце, или потому, что ударом стали о его кусок можно высекать яркие искры.

Колчедан наравне с кварцем и известняковым шпатом можно назвать вездесущим. Но особенно интересно то, что он образуется при самых разнообразных условиях. Кубики колчедана образуются иногда в простой гниющей куче навоза. Один минералог откопал однажды в такой куче труп мыши, покрытый маленькими блестящими кристалликами колчедана.