Занимательная геохимия. Химия земли - Александр Евгеньевич Ферсман

в жизни Земли, так как при превращении неустойчивых атомов калия в атомы кальция выделяется значительное количество тепла. Наши радиологи подсчитали, что по крайней мере 20 % всего тепла, которое образуется в Земле под влиянием распада атомов, относится к соединениям калия, а отсюда и огромная роль распада атомов калия в тепловом хозяйстве нашей Земли.

Понятно, что биологи и физиологи попытались выяснить значение этих свойств в проблеме жизни самого растения и высказывали мысль, что чудодейственная и непонятная пока любовь растений к калию связана с тем, что атомы калия своими излучениями оказывают какое-то особое влияние на жизнь и рост клетки.

Много было сделано опытов в этом направлении, но до сих пор они не привели к каким-либо определенным результатам. По всей вероятности, роль этих разлагающихся атомов калия и их излучений весьма значительна и вызывает ряд особенностей в росте и развитии живой клетки и всего организма.

Таковы странички из геохимии калия, этого нечетного, блуждающего химического элемента. Такова история его странствования и круговорота на Земле.

О каждом химическом элементе можно рассказать такую же историю его странствований в недрах, на поверхности Земли, в промышленности, но для многих из них отдельные звенья истории ускользают пока от взоров исследователя; для многих можно написать лишь отдельные отрывки; и геохимику будущего предстоит задача — свести их в стройный, последовательный рассказ. История калия более ясна, потому что все эпохи в жизни этого важного элемента для нас очевидны.

Мы не только знаем его историю, но имеем в своих руках могучее орудие для поисков его месторождений, для технологии его использования, и еще таинственной остается для нас только его роль в живом организме, — пожалуй, самая интересная и самая важная страница его истории!

Железо и железный век

Железо — не только самый главный металл окружающей нас природы, — оно основа культуры и промышленности, оно орудие войны и мирного труда. И трудно во всей таблице Менделеева найти другой элемент, который был бы так связан с прошлыми, настоящими и будущими судьбами человечества. Прекрасно говорит о железе один из первых минералогов древнего Рима — Плиний Старший, который погиб в 79 году нашей эры во время извержения Везувия, задушенный «прахом и пеплом, изверженными из огнедышащей горы», как писал о нем минералог Василий Михайлович Севергин более ста лет назад.

В его прекрасном переводе мы читаем яркие страницы из истории железа, как она рисовалась Плинию: «Железные рудокопи доставляют человеку превосходнейшее и зловреднейшее орудие. Ибо сим орудием прорезываем мы землю, сажаем кустарники, обрабатываем плодовитые сады и, обрезывая дикие лозы с виноградом, понуждаем их каждый год юнеть. Сим орудием выстраиваем домы, разбиваем камни и употребляем железо на все подобные надобности. Но тем же самым железом производим брани, битвы и грабежи и употребляем оное не только вблизи, но мещем окрыленное вдаль, то из бойниц, то из мощных рук, то в виде оперенных стрел. Самое порочнейшее, по мнению моему, ухищрение ума человеческого. Ибо, чтобы смерть скорее постигла человека, соделали ее крылатою и железу придали перья. Того ради да будет вина приписана человеку, а не природе».

Через всю историю человечества проходит борьба за железо, начиная с IV–III тысячелетия до нашей эры, когда человек впервые научился владеть этим металлом. Может быть, вначале он подбирал упавшие с неба камни — метеориты и из них создавал изделия, подобные тем, которые мы встречаем и у ацтеков Мексики, и у индейцев Северной Америки, и у эскимосов Гренландии, и у обитателей Ближнего Востока. Недаром существует древняя арабская легенда о том, что железо — небесного происхождения. На коптском языке оно даже называется «камнем неба»; арабы же, повторяя древние сказания египтян, говорили, что с неба падают в Аравийскую пустыню капли золота; на земле золото превращается в серебро, а потом в черное железо — в наказание племенам, борющимся за овладение небесным даром.

Долгое время железо не могло иметь широкого распространения, так как выплавлять его из руд было трудно, а камней, падающих с неба, — метеоритов — было мало.

Только с первого тысячелетия нашей эры человек научился выплавлять железные руды; и на смену бронзовому веку пришел тот век железа, который в истории культуры продолжается и до наших дней.

В сложной исторической жизни народов борьба за железо, как и за золото, играла всегда огромную роль, но настоящее овладение этим металлом было невозможно ни для металлургов Cредних веков, ни для алхимиков, и началось оно только с XIX века; и постепенно железо превратилось в важнейший металл промышленности. С развитием металлургии мелкие кустарные железные сыродутные печи сменились домнами; на их месте выросли грандиозные металлургические заводы-гиганты производительностью в тысячи тонн, которыми мы любуемся, например, в Магнитогорске.

Месторождения железных руд стали основой богатства отдельных стран. Грандиозные запасы железа в несколько миллиардов тонн в Лотарингии явились причиной борьбы за них. Мы знаем, что в семидесятых годах XIX века шла борьба между Францией и Германией за овладение миллиардными запасами руд Рейнских месторождений.

На наших глазах прошла борьба Англии и Германии за Кирунавару, за тот замечательный рудник полярной Швеции, который дает в год до 10 миллионов тонн превосходных железных руд. Мы знаем, как постепенно открывала свои железные богатства Россия и овладевала ими, начиная с Кривого Рога и Урала и кончая грандиозными запасами железа в месторождениях Курской аномалии[38].

Многочисленные месторождения нашей страны создают мощь ее промышленности, давая металл для рельсов, мостов, паровозов, сельскохозяйственных машин и других орудий мирного труда.

Цифры роста добычи чугуна и стали достигают сейчас многих миллионов тонн в год.

В годы войны во время отдельных сражений железо выпускалось в снарядах и бомбах в количествах, равных отдельным месторождениям. Например, сражение при Вердене (1916 год) превратило поля этого укрепленного района в новое «месторождение» стали.

Это и неудивительно, потому что в этой битве были дни, когда орудия выпускали в час по сто — двести тысяч тяжелых снарядов, несущих до полутонны металла[39].

В борьбе за металл постепенно намечаются новые пути развития современной металлургии.

Часто железо и сталь заменяются новыми сортами высококачественной стали, и редкие металлы — хром, никель, ванадий, вольфрам и ниобий, — добавленные в сплавы в количествах десятых долей процента, укрепляют свойства металла, делая его твердым, неподатливым и устойчивым.

В борьбе за улучшение металла, за новые химические реакции, в огромных домнах и сталелитейных цехах решается одна из основных задач человечества. Железо уходит из рук человека; это не золото, которое накапливается в