Текст книги "Занимательная минералогия"

Александр Ферсман
Занимательная минералогия

© Ферсман А. Е., наследники, 2015

© ООО «Торгово-издательский дом «Амфора», 2015

Предисловие

Разве минералогия может быть занимательной? Что можно найти в ней такого, что увлекло бы пытливый молодой ум, заставило бы его призадуматься и пожелать дальше и дальше знакомиться с камнем? Камень – это мертвая часть природы: булыжник нашей мостовой, простая глина, известняк наших тротуаров, драгоценный камень в витрине музея, железная руда на заводе и соль в нашей солонке. Где же кроются в камне замечательные и таинственные явления, о которых нам говорит, например, астрономия, описывая миллионы новых миров звезд, или биология, изучающая самые загадочные и самые интересные явления природы – жизнь, или физика с ее пытливыми опытами и «фокусами»?

Действительно, возьмем обычные учебники и книги по минералогии. Даже окончившие высшие учебные заведения нередко с неудовольствием вспоминают об этой науке, очень скучной, с массой названий, длинным перечислением географических местностей и, что самое ужасное, с очень трудной и скучной наукой о кристаллах.

И все-таки я пытаюсь утверждать в этой книжке, что минералогия – наука очень занимательная, что мертвый камень живет своей собственной жизнью и что занимается эта наука такими важными и интересными вопросами, что ей, пожалуй, могут позавидовать даже науки о живых существах.

К тому же на основе минералогии и ее данных создается замечательная техника, получается металл, извлекается строительный камень, добываются чудодейственные радиоактивные элементы, соли, – словом, строится все наше хозяйство и промышленность.

Вам самим будет виднее, достиг ли я своей книгой этой цели и сумел ли я увлечь вас в мир камня и кристалла.

А я очень хочу вас увлечь, хочу, чтобы вы начали интересоваться горами и каменоломнями, рудниками и копями, чтобы вы начали собирать коллекции минералов, чтобы вы захотели отправиться вместе с нами из города, подальше, к течению реки, к ее высоким каменистым берегам, к вершинам гор или скалистым берегам моря, туда, где ломают камень, добывают песок или взрывают руду. Там всюду мы найдем чем заняться; и в мертвых скалах, песках и камнях мы научимся читать великие законы природы, по которым построена Вселенная.

Я буду рисовать отдельными отрывочными картинками – так, как художник вырывает отдельные моменты из природы и раньше, чем написать большую картину, готовит десятки и сотни эскизов и рисунков. Общую картину природы должен построить сам читатель, своим воображением связав все вместе.

Я уверен, однако, что далеко не все смогут это сделать. Мои слова для них будут слишком слабы, и им будет нужен более сильный художник, который заставит их ум и мысль работать в определенном направлении. Этот художник – сама природа. Тогда отправляйтесь, прочтя эту книгу, с экскурсией в Крым, на Урал, в Карелию, в Хибины, на берега Волги или Днепра и подумайте сами над камнем, его загадками и его жизнью.

Книгу я советую читать подряд, так как иногда для понимания очерка необходимы некоторые познания, почерпнутые из предыдущих глав. Но читайте все-таки не сразу, а понемногу.

Книга распадается на две части: первая вводит в мир камня, знакомит с его свойствами и образованием в сложном течении явлений природы и жизни; вторая переносит читателя в две резко различные области: в область чудес камня, поражающих воображение и вызывающих тысячи фантазий, и в область повседневной жизни человека, который использует камень в промышленности и хозяйстве. Впрочем, не знаю – где больше диковинного? Там ли, где камень нас поражает изменчивостью цветов, сходством с растениями или животными, массами своих скоплений или красотой строгих линий кристаллов; или там, где в громадных печах и домнах заводов совершаются таинственные процессы его сгорания, плавления, улетучивания, где творческая фантазия человеческого гения сумела из невзрачного темного камня извлечь сверкающее серебро, из красной рудной массы добыть жидкую ртуть, а простой колчедан превратить в тяжелую жидкость серной кислоты.

Давно-давно, в Средние века, в тиши лабораторий алхимики старались в своих ретортах сделать из ртути золото, из земли добыть философский камень, из железного колчедана выжечь серу.

Если бы сейчас мы привели их в наши лаборатории и на наши заводы, показали бы зеленую радиевую руду и полученную из нее щепотку «вечно» светящейся и «вечно» нагретой соли радия; если бы им показали, как из белой соли глинозема получаются прекрасные кристаллы алого яхонта-рубина или легкий серебристый металл – алюминий наших самолетов, а из желтых колчеданов извлекается чудодейственный селен, – я думаю, алхимики должны были бы признать, что их фантазии претворены в жизнь и даже превзойдены человеческим гением.

Боюсь, что они даже переоценили бы успехи человечества и не заметили бы, как много еще стоит перед наукой и техникой нерешенных задач.

Природа далеко еще не побеждена человеком; практически почти бесцельно расточаются каждый день миллионы лошадиных сил в падающих на землю лучах солнца, бесцельно для человека пропадает гигантская сила ветра, и человеку недоступны еще самые близкие к нему глубины Земли.

Человек далеко еще не победил и не обуздал сил природы, и еще нужно громадное напряжение ума, воли и знания, чтобы научиться превращать силы и вещества природы в полезные и культурные завоевания хозяйства и промышленности.

К этой творческой работе я хотел бы призвать читателя. И если он, прочтя эту книжку, хоть немного загорится желанием узнать мир камня, его использование, захочет поработать над теми задачами, которых так много вокруг нас, в нашем строительстве новой жизни и новой культуры, то книжка сделала свое дело. А разбудив интерес, она разбудит и волю, и энергию, и стремление к работе и к знанию.

В годы Великой Отечественной войны, когда количество и качество вооружения играли огромную роль на полях сражений, когда для построения танков и самолетов использовались многие элементы и среди них редкие и сверхредкие, добываемые из руд и минералов, интерес к минералогии, к изучению богатейших недр нашей Родины неизменно возрастал.

Минералогия стала не только занимательной, но необходимой, важнейшей наукой.

Эта книга – дар нашим молодым силам, нашей гордости и радости – нашей смене!

А. Ферсман

Глава I
Камень в природе и городе

Моя коллекция

Я сделался страстным минералогом, когда мне было только шесть лет. Каждое лето мы проводили в Крыму, и мальчиком я ползал по скалам около Симферопольского шоссе, вблизи того дома, в котором мы жили. В этих скалах отдельными жилками попадался горный хрусталь – камень прозрачный, как вода, очень твердый и неподатливый, который я с трудом выковыривал из твердой породы перочинным ножом. Еще сейчас я помню, как мы, дети, особенно восторгались горным хрусталем в кристаллах, прозрачных, как бы отшлифованных «драгоценных камнях», которые мы тщательно заворачивали в вату и называли «тальянчиками». Мы сами находили в скале эти отшлифованные природой камешки, и, когда старшие сомневались, что мы сами их нашли, и думали, что эти камешки отшлифованы рукой человека, мы с гордостью возражали им.

Потом случайно в наших «исследованиях» мы нашли на чердаке старого помещичьего дома запыленную минералогическую коллекцию. Мы снесли ее вниз, вымыли, вычистили и с восторгом присоединили к нашим хрусталикам. Мы заметили в этой коллекции несколько совсем простых, грубых пород камней, совсем таких, каких много было вокруг в горах Крыма. Раньше мы их не собирали и даже не интересовались ими: это были такие простые камни, не то что наши кристаллы хрусталя! Но на этих простых кусках камней были наклеены какие-то небольшие номерки, а на листочке при коллекции были написаны названия. Я помню, как это нас поразило: даже простые камни имеют, оказывается, свое имя, и им тоже должно найтись место в нашей коллекции. Мы стали собирать и их и очень скоро увидели, как различны скалы наших гор: одни камни мягкие и белые – известняки, другие – твердые и темные.

Так мало-помалу стала у нас собираться коллекция минералов и пород камня. Обзавелись мы скоро и книжками о камнях. Собирание камней сделалось задачей нашей маленькой жизни; все свободное время в летние месяцы мы посвящали поискам камней. Вокруг были не только горы и скалы, были и большие каменоломни, в которых добывали камень для шоссе и мостовых. Сколько здесь было поразительных камней: одни – как кожа, мягкие, волокнистые, другие – красивые прозрачные кристаллы, третьи – пестрые, полосатые, как шелк или ситец! Пудами тащили мы эти камни из каменоломен, и если мы и не знали названий всех казней, то все же хорошо различали их.

Мало-помалу мои товарищи увлеклись другим, и я сделался единственным собственником целой коллекции. А коллекция с каждым годом росла и росла. Мне уже мало было камней родного Крыма или берега моря у Одессы. Я всех знакомых просил привозить камни из разных краев и очень завидовал, когда видел красивые камни у них и часто нескромно выпрашивал их себе.

Потом несколько лет подряд мне пришлось бывать за границей. Вот где для молодого собирателя открылись новые возможности: камни в виде сверкающих кристаллов, образцы замечательной красоты были выставлены в магазинах, в нарядных стеклянных шкафиках. На маленькой этикетке, около каждого из них, было написано не только название камня, но и место, где его добыли, а внизу цена. Эти «сокровища», оказывается, продавались! Началась новая эра моей жизни: все свободные деньги шли на камни. Эти камни в маленьком ящике, аккуратно упакованном, я увозил в Россию, не без трепета открывал на границе перед строгими таможенными чиновниками и дома присоединял к коллекции.

Коллекция росла, и не только росла, но стала превращаться в настоящую научную коллекцию. У каждого камня была теперь своя этикетка с названием минерала и обозначением места находки. У меня уже были знакомства «в самом университете», и я гордился тем, что не только собираю камни, но и определяю их названия.

Прошло много лет; прошли годы средней школы, университета. Коллекция выросла до многих тысяч образцов, из детской забавы она сделалась научным собранием. Интересы мальчика-коллекционера сменились интересами научного творчества.

Хранить дома огромное собрание уже было невозможно: часть его, имевшая ценность для науки (с минералами Крыма), была изучена и попала в Московский университет, другая часть составила прекрасное собрание Первого народного университета в Москве, и на ней стали учиться многие и многие рабочие и крестьяне, знакомившиеся на этих образцах с наукой о камне – минералогией.

Я рассказал маленькую историю одной коллекции камней; но сколько занимательного дал каждый камень ее собирателю и сколько прекрасных минут переживал он, когда удавалось неожиданно где-либо в расщелине скалы заметить красивые кристаллики камня или найти в осыпях горы не встречавшиеся раньше минералы!

Вся моя жизнь и дальнейшая работа определились этими детскими забавами: вместо заботы о маленькой личной коллекции появились заботы о большом государственном музее с мировым именем,[1]1
  Ныне это Минералогический музей имени А. Е. Ферсмана РАН. – Примеч. ред.


[Закрыть] вместо простого, незатейливого определения камня домашними способами – большой научный институт Академии наук; вместо ползания по скалам у большого шоссе – далекие и трудные экспедиции за Полярный круг, в пустыни Средней Азии, в дебри уральской тайги и в предгорья Памира. И в то же время сама наука о камнях – минералогия – выросла в большую и важную отрасль современной научной мысли, которая не только описывает камни Земли и определяет их, но которая говорит о том, из чего они состоят, как они образуются, во что превращаются, чем и как они служат человеку в его труде и хозяйстве. Борьба за камень сделалась борьбою за сырье, за новые рудники, за промышленность и новое хозяйство!

В минералогическом музее

Сегодня мы с вами пойдем в Минералогический музей Академии наук. В Зоологическом музее нас привлекают звери, разные букашки, а в залах Палеонтологического поражают скелеты вымерших чудовищ, нежные морские лилии и окаменелые ракушки. Все это когда-то жило по-своему, двигалось, питалось, развивалось, боролось друг с другом и умирало… Сколько здесь занимательного и любопытного, когда вокруг тебя, именно на каждом шагу, все живет, растет и изменяется!

Даже как-то при этом скучновато подумать о мертвом камне, который лежит себе без изменения в виде больших кубиков мостовых, выстилает своими плитами тротуары, кучами привозится откуда-то для постройки домов. Смотришь на эту кучу наваленного камня-дикаря, и ничего не видно в ней интересного – мертво и однообразно.

Но все-таки пойдем в Минералогический музей; в 1935 году он был перевезен в сорока семи вагонах из Ленинграда в Москву и устроен по-новому. Каждый год сюда привозят много тонн камня со всех концов нашего Союза, и этот камень прибавляется к тем диковинам, которые больше двухсот лет тому назад были переданы в этот музей-кунсткамеру по приказу Петра Первого.

Сначала Петр собирал только всякие редкости – раритеты. По обычаю тогдашних музеев, в них накапливалось все то, что в природе было диковинного и ценного.

Однако очень скоро гениальный ум Михайлы Ломоносова (который одно время был директором этого музея) выдвинул идею собирать в Кунсткамере не только диковины, но образцы вообще всех богатств нашей страны – разные руды, драгоценные камни, полезные земли, природные краски и так далее.

Ломоносов обратился по всем городам Российской империи с просьбой собирать и присылать ему различные каменья. Он обращал внимание на то, что в этом деле не надо никаких больших затрат, надо только привлечь к нему местных ребят, которые по берегам рек, озер и морей смогут собрать много интересного.

За двести пятьдесят лет существования музея в нем накопились огромные богатства. Каждый привезенный камень определяют, записывают в большие книги и на отдельные карточки, на него наклеивают номер, и если кому-либо нужно знать, какие минералы встречаются, например, около Житомира на Волыни, в горах Крыма или под Москвой, – нужно только посмотреть карточки – каталоги музея – и по ним найти минералы.

Через тенистый сад Парка культуры и отдыха мы выходим к большому нарядному зданию Минералогического музея Академии наук СССР. Музей занимает зал в тысячу квадратных метров. В нем размещены образцы ископаемых богатств нашей великой страны.

Особняком в шкафах за стеклом на прочных деревянных подставках, столах и даже на ступеньках зала лежат какие-то черные бесформенные массы. Одни похожи на чистое железо, другие – с какими-то желтыми капельками, а то и просто глыба серого камня. Вот огромная железная масса в двести пятьдесят килограммов, а под ней надпись: «Упала 18 окт. 1916 г. близ г. Никольска-Уссурийского в Сибири».

Под другими образцами тоже надписи: упал камень тогда-то, упал там-то. Это уникальное собрание камней, упавших с неба и называемых метеоритами. Из неведомых просторов мироздания залетают к нам нередко камни в виде светящихся падающих звезд, прорезают воздух и иногда глубоко врезаются в землю. Вот в витрине целая группа таких камней, упавших зимой 1868 года в бывшей Ломжинской губернии; около ста тысяч черных кусков было разбросано тогда по земле. А вот перед нами еще более странные куски – куски железа. Дальше – темная мелкая пыль, большие, как градины, черные камни или прозрачные, как стекло, метеориты; и все это где-то в космосе, далеко за пределами нашей планеты рождается, падает на Землю и здесь изменяется под влиянием воды и воздуха.

Далее идут шкафы и витрины с аккуратными надписями; на полочках лежат минералы самых разнообразных цветов и видов. Вот где можно изучить краски природы и понять их разнообразие: одни минералы – блестящие, как металл, сверкают золотом и серебром; другие – чистые и прозрачные, как вода; третьи – переливаются всеми цветами радуги, как бы светятся своим собственным светом.

Яркие солнечные лучи играют на камнях у окон. В темных витринах зажигается электричество, и начинают сверкать голубые и винного цвета топазы, причудливые, как бы вырезанные и выточенные ножом; прозрачные, как вода, аквамарины, бериллы. Мы читаем ряд неизвестных нам названий; при каждом названии указывается место, где камень был найден. Экскурсовод подводит посетителей к одной из витрин.

Он говорит: «Наш музей построен совершенно особенно; мы не хотим вам показывать просто разные сорта камня; нет, мы хотим в музее доказать, что камень очень разнообразен и интересен, что у него тоже есть какая-то своя жизнь, может быть даже более интересная, чем жизнь живых существ.

Посмотрите на это собрание разнообразных камней: надпись на них одна – „кварц“, но можно ли придумать большие различия в яркости, в окраске, в форме и игре камней в этой витрине? Вы даже скажете, что вот этот кварц более похож на камень в соседней витрине, где написано „флюорит“. Этот вы не отличаете, не правда ли, от сверкающего алмаза в витрине, залитой электричеством? Я вам сейчас объясню, в чем дело. У нас в витрине кварцы подобраны не по сортам, а по тому, как они встречаются в природе и при каких условиях образуются. Ведь камень тоже как-то рождается: вот эти кварцы образовались из расплавленной массы, нагретой в глубинах земли выше тысячи градусов; эти – когда-то были растворены в горячей воде источников, а эти кварцы, видите, сидят в раковине в виде блестящих правильных кристалликов – они выросли на наших глазах на поверхности земли. И каждый из этих кварцев имеет свое собственное лицо и не похож на другие. Если на примере кварца вы видите, как различны условия зарождения камня, то вот в этой витрине со свинцовым блеском вы можете видеть, как различна потом история камня-минерала, как он изменяется и разрушается, как бы умирает».

Налюбовавшись этими загадочными собраниями камня, мы пошли в следующую часть зала, где как раз представлена во всем многообразии история минералов. Тут были и красивые камни, ограненные самой природой в кристаллы: одни росли из маленьких затравочек в глубинах земли, вырастая в большие блестящие кристаллы, другие были искусственно выращены в лаборатории, третьи получены в больших печах на заводах. Тут были замечательные ветвистые кристаллы, напоминающие растения, длинные тонкие иглы и нити, как волокна пряжи, пушистые массы вроде хлопка или как будто простые бутылочные стекла.

Дальше можно было видеть рядом с ними какие-то бесформенные, неправильные массы, точно обсосанные леденцы, – это разъеденные топазы и аквамарины: что-то растворяло, уничтожало, съедало камни, и мы видим как бы конец их существования.

В огромной витрине выставлены длинные белые трубки, похожие на занавеси, натеки, колонны, – это сталактиты из пещер Крыма. А вот рядом сталактиты, которые выросли за десять лет в подвалах Петродворца (бывшего Петергофа); трубочки, образовавшиеся под Кировским мостом через Неву; причудливые скопления углекислого кальция (арагонита), сернистых соединений железа (пирита и марказита) и даже самородного свинца, отлагающиеся в устьях буровых скважин и в трубопроводах минеральных источников полуострова Челекена. Тут уж прямо на наших глазах растут эти камни.

Дальше красивые безделушки, букеты цветов, большое гнездо с яйцами – все покрыто толстым слоем камня, оседавшего в течение нескольких месяцев на предметах, положенных в горячий источник.

Теперь нам понятны и выставленные далее окаменелости – животные и растения, в которых в течение очень-очень долгих промежутков времени живое вещество заменялось каменным.

Камень тоже имеет свою историю, но живет он иной жизнью, труднопонятной и сложной.

Пойдем дальше по нашему музею.

По стенам фотографии, карты, большие картины горных хребтов, пустынь, рудников, в шкафах различные сверкающие камни-минералы.

Здесь мы учимся узнавать камень не искусственно вырванным из природы, а в той естественной обстановке, в которой он встречается вместе с другими камнями, связанный в своей истории со всей жизнью природы, с почвой, которая его покрывает, климатом, который его изменяет, растительным покровом и самой жизнью животных и человека. Именно так и показан камень.

Сначала рисуются картины образования камня, родившегося в условиях горячих, расплавленных масс, которые поднимались из неведомых нам глубин, врывались по трещинам в слои земной коры, пронизывали их горячим дыханием газов и паров воды и медленно застывали, давая начало минералу в разнообразных его видах. Далее идут минералы, рожденные не расплавленной массой, а горячими и теплыми источниками, которые в различных местах вытекают на поверхность земли, а по дороге, медленно остывая, образуют скопления ценнейших руд тяжелых металлов или прекрасных, чистых кристаллов. Здесь не огонь, а вода рождает камень.

Наконец, камни, рождающиеся на поверхности земли: то в соляных озерах, где в теплое время года садится на дно соль, то в пещерах, где капля за каплей растут сталактитовые сосульки и целые колонны, то в болотах, где из медленно гниющих растений создаются свои камни.

И снова каждый камень выставлен здесь не в виде отдельного оторванного предмета, а вместе со своими соседями, в живой обстановке природы.

Целый мир камня!

История его протекает среди нас, но течет она так бесконечно медленно, что мы считаем камень частью мертвой природы.

Но после того как мы прошли отдел, где представлена история камня в самой природе, переходим к двум последним отделам музея, где камень – в руках человека, во власти его хозяйства и промышленности.

Сначала выставлены все камни, имеющие значение в разных отраслях хозяйства: все, что нужно для стеклоделия, металлургии, для изготовления керамики (фарфора и фаянса) и так далее; здесь же на отдельных примерах мы видим, как в руках человека, в бурной работе заводов и фабрик, в бешеном темпе современной промышленной жизни камень превращается во что-то совершенно новое. Здесь камень умирает гораздо быстрее, чем в природе. Но где бы ни находился камень – в небесных ли телах, на фабриках или заводах – везде он живет и изменяется, растет и гибнет. И совсем не так мертва та наука, минералогия, которая должна отыскивать и исследовать законы его истории.