Занимательная геохимия. Химия земли - Александр Евгеньевич Ферсман

большие кунсткамеры-музеи получили широкое распространение. Огромную роль в развитии науки сыграли шведская академия наук и затем русская, основанная в 1725 году в Петербурге. В России геохимические идеи получили впервые яркое выражение в гениальных работах М. В. Ломоносова (1711–1765): «О слоях земных», «Слово о рождении металлов». Ломоносов впервые устанавливает странствование металлов и минералов. «Металлы с места на место переходят» — был его гениальный вывод. Он заложил фундамент новому представлению о минерале как о продукте, получающемся в результате жизни земной коры, представлению, которое в XX веке легло в основу новой науки — геохимии.

О Ломоносове написаны десятки книг, сотни статей; самые крупные исследователи, мыслители, ученые, писатели и поэты посвятили лучшие свои страницы анализу работ этого богатыря русской мысли, и все же нельзя исчерпать данную тему — так бесконечно широк и глубок был гений архангельского помора — Михайлы Ломоносова.

Перед нами могучая фигура закаленного в борьбе с полярной природой титана «с благородной упрямкой», не позволявшей ему сгибаться ни перед кем и ни перед чем.

Смелость, решительность, дерзание, граничащее с бурной фантазией, жажда знания «всего и вся», знания до корней и до начала всех начал, способность к глубокому философскому анализу в сочетании с блестящим умением ставить эксперименты, без которых он не мыслил науки, — таков был Ломоносов. И если семь городов древности спорили о том, кому принадлежит честь называться родиной Гомера, то более десятка различных наук и искусств спорят о том, кому принадлежит главное наследие Ломоносова: физика и химия, минералогия и кристаллография, геохимия и физическая химия, геология и горное дело, география и метеорология, астрономия и астрофизика, краеведение и экономика, история, литература, языкознание и техника. Действительно, Ломоносов сам был «целым университетом», как говорил о нем А. С. Пушкин.

Если современники не понимали Ломоносова, то уже появлялись новые поколения, уже росли те, кого он так пламенно учил и призывал:

О вы, которых ожидает

Отечество от недр своих

И видеть таковых желает,

Каких зовет от стран чужих,

О ваши дни благословенны!

Дерзайте, ныне ободренны,

Рачением вашим показать,

Что может собственных Платонов

И быстрых разумов Невтонов

Российская земля рождать.

С тех пор прошло 200 лет, и только сейчас на наших глазах его гениальные предвидения и дерзкие теории воплощаются в величайшие научные истины, и его заветные мечты о величии и славе Родины стали претворяться в жизненную реальность.

Ломоносов понимал науку не только как простое описание явлений, а как их объяснение. Он считал, что нужно изучать не тела сами по себе, а их внутреннее строение, причины, которые вызывают это строение, и силы, которые действуют внутри вещества. Он понимал, что вся наука во всех ее проявлениях зависит от решения единой великой задачи — что такое вещество? Как оно построено и из чего состоит?

И Ломоносов приходит к заключению, что вещество состоит из отдельных частиц, которые обладают особым притяжением, силой инерции, движением; одни из них поменьше — это простые атомы, другие побольше — молекулы. Все они невидимы глазу, находятся в состоянии постоянного движения и вращения. Это замечательное суждение, в сущности, полностью отвечает современному атомистическому мировоззрению.

Почти за полвека до великого французского химика Лавуазье Ломоносов доказывает, что ничто в природе не может теряться, и этим он, в сущности, устанавливает великий закон природы — закон сохранения вещества и энергии.

Постепенно вникая в изучение природы первоначальных частичек, через физику Ломоносов приходит к химии… Химия — это наука об изменениях, происходящих в составе тела, то есть наука, зависящая от явлений физики и механики.

В блестящем своем «Слове о пользе химии», прочитанном в общем собрании Академии наук в 1751 году, он открывает грандиозные перспективы новой химии; он отрекается от старых идей алхимиков, рождающихся в их таинственных лабораториях; он закладывает новое здание химии, в котором господствует число и вес, и законы математики. Эти идеи он осуществляет и на практике.

В 1748 году после многолетней борьбы он наконец организует в Петербурге на Аптекарском острове первую в России научную химическую лабораторию, где ведет точный учет меры, веса и пропорций вещества.

В 1752–1753 годах Ломоносов читает первый в мире курс «физической химии». «Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие», — говорит он и упорно работает над тем, чтобы удовлетворить практические запросы своей страны. Он получает новый состав оптического стекла; после трех тысяч опытов начинает изготовлять цветную смальту для мозаики, строит специальную мозаичную фабрику, изучает состав минералов Урала, занимается проблемами селитры и фосфора.

Среди первых задач, поставленных новой экспериментальной лабораторией, Ломоносов намечает приготовление чистых веществ. Это приводит его к изучению чистых металлов, солей, селитры, и старые уроки технологии и минералогии воскресают в новом виде. Для него минерал есть смешение первоначальных частиц, и его свойства зависят от «взаимного союза частиц».

Камень так же, как и всякое другое вещество, имеет свою историю жизни и смерти, и Ломоносов призывает к изучению природных минералов новыми методами.

Условия образования минералов он связывает с геологическими процессами, ищет их разгадки в глубинах, в расселинах вулканов, насыщенных раскаленными парами серы, на поверхности он видит зарождение камней в остатках животных, растений. Так в представлениях Ломоносова, замечательно сочетавшего в себе естествоиспытателя, натуралиста и философа-химика, камень оживает в свете новых идей.

Вот что пишет М. В. Ломоносов в своей замечательной книге «О слоях земных» 1763 года: «Вот каковы земные недра; вот слои, вот прожилки других материй, кои произвела в глубине натура. Пускай примечают их разное положение, цвет, тягость, пускай употребляют в размышлении совет от математики, от химии и обще от физики».

Это уже не старая скучная описательная минералогия, а новая наука — геохимия, химия Земли. И подобно тому как впервые в истории научной мысли на границах между физикой и химией он закладывает мощное здание физической химии, так на границах химии и геологии он зачинает новую науку, у которой в то время еще не было имени.

Надо было, чтобы прошло еще 70 лет, пока слово «геохимия» впервые в 1838 году прозвучало в устах крупнейшего натуралиста начала XVIII века, швейцарского химика Христиана Фридриха Шёнбейна (1799–1868), который спустя 4 года писал:

«Уже несколько лет тому назад я публично высказал свое убеждение, что мы должны иметь геохимию прежде, чем может идти речь о настоящей геологической науке, которая, ясно, должна обращать внимание на химическую природу масс, составляющих наш земной шар, и на их происхождение, по крайней мере, столько же, сколько