Занимательная геохимия. Химия земли - Александр Евгеньевич Ферсман Страница 23

Сначала их добывали из россыпей речной глины, но скоро обнаружили, что они есть и в голубой глине на пологих холмах вдали от речки. Стали разрабатывать голубую глину, началась «алмазная лихорадка»: по цене, взвинченной в миллионы раз, покупали участки голубой глины величиной всего 3 × 3 метра и копали ямы огромной глубины. В ямах, как муравьи, копошились люди, добывая породу. Чтобы вывозить драгоценную глину, в ямы протянули проволоки подвесных дорог.

Однако уже на небольшой глубине глина исчезла и показалась твердая зеленая порода — кимберлит. В ней также были алмазы, но добывать их стало труднее, и мелкие собственники принуждены были отказаться от такой трудоемкой и дорогостоящей разработки. После некоторого периода бездействия крупное акционерное общество снова возобновило добычу уже при помощи шахт.

Алмазоносная порода уходит в землю на недосягаемую глубину. Она заполняет каналы, образовавшиеся во время вулканических взрывов.

Известны десятки воронок от таких взрывов; наибольшая из них имеет 350 метров в поперечнике, остальные — от 30 до 100 м.

Алмазы в кимберлите вкраплены очень мелкими зернами менее 100 миллиграммов (или полкарата) весом. Но иногда попадались и крупные камни. Долгое время самым большим был «Эксцельсиор», весивший 972 карата, или 194 грамма. В 1906 году нашли еще больший, названный «Кюллинан», — его вес 3025 каратов, или 605 граммов. Камни более 10 карат редки и дорого ценятся. Самые знаменитые бриллианты весят от 40 до 200 каратов. Рядовые алмазы — крошки, так же как черная разновидность — «карбонадо» или алмазные капли — «баллас», также высоко ценятся, так как используются в технике для сверления и бурения горных пород. Довольно крупные камни нужны для волочильных станков, приготовляющих вольфрамовую нить для электрических лампочек.

Кристаллы алмазов

Графит — тот же углерод; но как отличен он по своим свойствам от алмаза!

Его атомы легко отделяются друг от друга по плоскостям. Этот мягкий минерал с металлическим блеском непрозрачен, легко распадается на листочки и оставляет след на бумаге. Графит плохо соединяется с кислородом и может переносить очень высокую температуру, являясь своеобразным огнеупором.

Происхождение его двояко: он образуется или вследствие разложения углекислоты, выделяющейся из магмы при образовании изверженных пород, или при видоизменениях каменного угля. Знаменитое месторождение первого типа находится в Сибири. Среди застывшей изверженной породы — нефелинового сиенита — здесь лежат линзы очень чистого графита. В бассейне же Енисея залегают огромные пласты графита. Он образовался здесь из каменного угля и содержит много золы.

Мы ежедневно имеем дело с графитом, когда пишем карандашом. Для изготовления карандашей графит замешивают с очищенной глиной, от количества которой зависит твердость карандаша: для твердых карандашей глины берут мало, для мягких — больше. Потом стержни прессуют и заклеивают в дерево. Но на карандаши идет всего 5 % добываемого графита. Главная его масса расходуется на огнеупорные тигли для плавки высших сортов стали, на электроды для электрических печей, на смазку трущихся частей в тяжелых механизмах (например, в блюмингах); в виде порошка графит идет для присыпки «опок» — глиняных форм для отливки металлических частей машин.

Нам с вами остается вспомнить о судьбе той углекислоты, которая сохранилась в пластах Земли в виде известняков, мела, мрамора.

Прежде всего — как она образовалась? На это легко ответить, достаточно рассмотреть небольшое количество порошка мела под микроскопом. Мы найдем в нем целый мир микроскопических ископаемых организмов. Мы увидим множество кружочков, палочек и кристалликов, нередко тонкого и красивого узора. Это остатки известковых скелетов микроскопических организмов — корненожек. Некоторые виды их и сейчас еще встречаются в теплых морях. Скелеты корненожек состоят из углекислого кальция, и после смерти их организмов массы таких скелетов и образовали породу. Но не только микроскопические низшие организмы участвуют в образовании пород, — скелеты многих других морских животных и растений состоят из карбоната кальция. Эти скелеты также встречаются в известняках.

Это все получают из нефти! Но из нее получают еще много и других ценных продуктов

Ученые по сохранившимся остаткам организмов умеют определять относительное время образования известняков.

Новейшие геохимические исследования дают возможность установить закономерное соотношение между углем и нефтью и общим количеством известняков на всем земном шаре.

Следовательно, можно примерно определить по обилию известняковых пород для каждой геологической эпохи количество образовавшихся тогда угля и нефти. Значение таких геохимических заключений очень велико, даже если практические расчеты и окажутся неточными.

Многие древнейшие известняки под влиянием давления превращаются в мраморы, и всякие следы органической жизни в них исчезают. Углекислота, накопившаяся в них за долгие миллионы лет, вышла из круговорота. И только если возникнут где-либо вблизи мраморов горообразовательные и вулканические процессы, они могут вновь под влиянием жара освободить углекислоту и положить начало новому круговороту ее.

Таким образом, в вечном круговороте химических процессов Земли сама природа поддерживает равновесие.

Фосфор — элемент жизни и мысли

Для того чтобы понять историю этого замечательного элемента природы, я приведу здесь два рассказа. Один будет относиться к далеким временам — к концу XVII века, другой — к нашим дням. Затем я попытаюсь сделать из этих двух рассказов выводы и нарисовать перед вами сказочную историю фосфора, без которого нет ни жизни, ни мысли.

* * *

Темный подвал, слабо освещенный высоко расположенным окном с решеткой. Печь с жаровнями и большим кузнечным мехом, большие реторты, стелющиеся клубы дыма… На стенах подвала различные надписи, арабские изречения, пентаграммы, астрономические вычисления, картина звездного неба и небесных светил. На столах, на полу разложены древние фолианты в толстых кожаных переплетах с какими-то таинственными знаками. На полу большие чаши для растирания солей, груды песка, человеческих костей, сосуды с «живой» водой, на столе сверкающие капли ртути, тонкие стаканы, реторты, желтые, бурые, красные и зеленые растворы.

Средневековый алхимик в своей лаборатории

И среди всей этой обстановки старинной алхимической лаборатории фигура седовласого алхимика, замкнувшегося на многие годы от мира. Он ищет, как превратить серебро в золото, как использовать таинственную силу горения, чтобы из одного металла получить другой.

На тысячу ладов растворяет он порошки и человеческие кости, выпаривает мочу различных животных и людей, он ищет философский камень, который сделает старых молодыми, который научит получать из простого металла дорогое золото.

В такой таинственной и сложной обстановке решались химические проблемы алхимиками XVII в. Но