Текст книги "Занимательная минералогия"

Пластинчатые камни

Есть минералы, которые называют слюдой; от них можно осторожно ножичком отделить тонкую пластинку. Но какую бы тонкую пластинку слюды мы ни получили, от нее всегда можно отщепить еще более тоненькую. Этим замечательным свойством наделен ряд камней – не только те, что мы называем слюдами, но и тальк, гипс и многие другие. Не удивительно, что этим свойством уже давно стали пользоваться и в каждодневном обиходе, и в промышленности. Прежде всего таким камнем стали заменять стекло в окнах.

Триста лет тому назад, когда стекла еще было мало и не умели делать больших стеклянных пластин, у нас на севере, на берегах Белого моря, добывали слюду для оконниц. Мы знаем, например, что в Кемском соборе окна были не из стекла, а из слюды. Но за примерами нечего так далеко ходить: в районе Оренбурга во время Гражданской войны стекло заменяли большими листами белого гипса. Листами гипса пользовались так же, как пользуются льдом на полярном Севере, где вместо окон выставляют зимой прозрачные пластины льда, когда нет под руками стекла или хороших кусков прозрачного листового гипса.

Интересно заметить, что наша лучшая слюда шла в больших количествах из России на Запад и получила там название мусковита от имени Московии, как тогда называли Россию.

С тех пор, однако, положение стекольного дела изменилось, и стекло не приходится заменять слюдой. Зато слюда нашла себе другое применение – в электрической промышленности, где ею широко пользуются, так как электрическая искра пробивает ее с трудом. У нас, в Карелии, на Кольском полуострове, в Сибири, в Мамской тайге, нашлись громадные запасы такой слюды в жилах гранитных пегматитов. Слюда для электрификации есть! Научись только осторожно ее выламывать, осторожно ножичком «щепать», потом аккуратно обрезать и, уложив в ящики, отправлять на наши электротехнические заводы.

Человек за последние годы не желает отставать от природы: он научился готовить из разных металлов – никеля, золота, платины, серебра – такие тонкие пластинки, что нужно сложить их один миллион, чтобы получить только один сантиметр толщины; неудивительно, что такие пластины металла прозрачны; например, золотые – красивого желтоватого или зеленого цвета. В последние годы удалось тончайшие чешуйки слюды склеивать горячим клеем, прокатывая через горячий пресс, в целые листы так называемого миканита, который по виду не отличается от слюды, только не терпит сильного жара. Миканит с успехом применяют в электротехнике как изоляционный материал.[23]23
  Поскольку добыча листового мусковита из пегматитов и производство миканита уже не могут обеспечить все возрастающие потребности в слюде, были синтезированы и в заводских масштабах изготавливаются заменители мусковита: калиево-магнезиальные слюды (фторфлогопиты), по электротехническим свойствам не уступающие природной слюде. – Примеч. ред.


[Закрыть]

Съедобные камни

Можно ли есть камни? Конечно, существуют камни, годные в пищу: это поваренная или каменная соль, селитра, магнезиальная и глауберова соли и другие.

Очень многие соли мы или принимаем вместе с пищей, или чаще всего пользуемся ими в виде различного рода лекарств. Однако число съедобных камней этим не ограничивается, и можно привести много поразительных случаев, когда люди питались камнями.

Прежде всего напомним, что есть такой минерал – барит, или тяжелый шпат, который очень легко размалывается в муку, дешев и тяжел, и поэтому его часто подмешивали к разным товарам, которые продаются на вес, – особенно к пшеничной муке. Одно время в Германии, например, фальсификация муки достигла таких размеров, что для борьбы с этим даже запретили добычу барита.

Не лучше обстоит дело и с другим камнем – тальком, который благодаря своей мягкости и пластичности очень выгоден – в некоторых конфетах и тянучках. Оказывается, что чистая тальковая мука нередко употребляется за границей в конфетном производстве, и хотя, вероятно, она большого вреда желудку не приносит, но все-таки вряд ли ее можно считать нормальной и питательной частью лакомств.

Подделка различных пищевых продуктов минеральными веществами оказывается явлением, чрезвычайно распространенным в капиталистическом мире. Еще в Средние века минеральные вещества подмешивали к муке или хлебу, главным образом чтобы выгадать вес. В муку прибавляли различные минеральные вещества белого цвета, рыхлого землистого строения или размолотые в порошок: барит, мел, гипс, магнезит, глину, песок и так далее.

История сохранила память о случаях землеедения в прежние времена в различных странах.

Как это ни кажется странным, но оказывается, что во многих местах земного шара есть любители поедать горные породы, – это доставляет им удовольствие, и некоторые породы для них являются своеобразным лакомством.

Например, в Экваториальной Америке, в Колумбии, Гвиане и Венесуэле имеются целые племена геофагов-любителей, которые едят землю, хотя они совсем не страдают от отсутствия других пищевых веществ.

Негры из Сенегала у себя на родине едят зеленоватую глину из-за ее приятного вкуса. Переехавшие в Америку негры и здесь стараются отыскать подобные же породы.

Папуасы из района Гумбольдтова залива употребляют в пищу некоторые горные породы тех мест.

Землеедение оказалось обычным явлением в Иране, где даже в обычное урожайное время на базарах, наряду со всевозможными пищевыми продуктами, продаются также съедобные горные породы: глина из Магаллата и глина из Гивеха. Глина из Магаллата представляет собой белую, жирную на ощупь, прилипающую к языку массу, которую жители особенно охотно употребляют в пищу.

Пример такого применения горных пород мы находим в старое время в Италии, где было очень распространено приготовление кушанья, называвшегося «алика» и состоявшего из смеси пшеницы и нежного мергеля; последний добывался в районе Неаполя и придавал белый цвет и мягкость этому кушанью.

У нас в Сибири, в районе Охотска, у живших здесь народов раньше существовало особое кушанье, в которое прибавлялась глина. По описанию известного путешественника конца XVIII века Лаксмана, это кушанье приготовлялось из смеси каолина и оленьего молока. Оно считалось особым лакомством, и им угощали разных знатных путешественников.

Мы видим из этих примеров, что камни очень часто съедобны; насколько они питательны – это другой вопрос; но несомненно, что многие из них по своей пластичности и мягкости очень приятны и улучшают вкус некоторых пищевых веществ; другие служат полезным лекарством.

Камни в живом организме

Камень для нас – кусочек мертвой природы. И хотя мы знаем, что образование камня нередко связано с жизнью или смертью живых организмов, но все-таки мы его резко отделяем от самого организма и от тех процессов жизни, которые в нем идут.

Однако есть ряд исключений из этого правила, и настоящие, типичные камни, со всеми свойствами минерала или кристалла, встречаются в растениях и организмах животных.

Такие образования нам прежде всего открывает микроскоп в клетках, из которых построены растения. Здесь мы очень часто встречаем прекрасно созданные кристаллики, сростки и шарики, особенно из щавелевокислого или углекислого кальция. В клетках картофеля мы находим кристаллы белковых веществ, в некоторых водорослях – кристаллы гипса.

Можно привести длинный список минеральных веществ, которые известны в клетках растений, скапливающихся иногда в очень больших количествах.

Но еще чаще и крупнее отлагаются минеральные образования в животных организмах – как в здоровых, так и в пораженных какой-либо болезнью. В первом случае мы знаем целый ряд мельчайших кристаллических образований – например, в сосудистой оболочке глаз некоторых животных, в омертвевших клетках костей, молочные камни – в молочных железах и прочие. Но гораздо серьезнее те, которые образуются в больных организмах из труднорастворимых солей – преимущественно солей кальция – и отлагаются в тканях, полостях, выводных протоках и пр. Особенно характерны желчные камни в печени и мочевые камни в мочевом пузыре, которые причиняют человеку много страданий.

Но, конечно, самое замечательное «каменное» вещество, которое откладывается в живых организмах, – это раковины разнообразных моллюсков, иглы и скелеты радиолярий, сложные переборки и стенки полипов – кораллов; ведь именно здесь идет громадное отложение и кремнезема и особенно углекислого кальция. Целые горные хребты и громадные скалы создаются в результате жизненных процессов этих организмов. Однако среди разнообразных отложений раковин с их плотными слоями перламутра мы знаем одно совершенно замечательное образование.

Я говорю о жемчуге. Сравнительно недавно удалось с несомненностью установить, каким путем и при каких условиях образуется жемчуг. Как известно, жемчужины находят заключенными в раковинах разных морских и пресноводных моллюсков. Вообще говоря, жемчуг выделяют те виды моллюсков, которые способны отлагать вещество перламутра. Вещество перламутра и жемчуга одно и то же. Жемчуг – это перламутр, возникший при особых условиях. Наружный слой кожи моллюска выделяет при нормальных условиях перламутр, отлагающийся на внутренней поверхности раковины. Жемчуг образуется тогда, когда в раковину проникает какое-либо постороннее вещество, будь то паразит или песчинка, вокруг которого, как вокруг ядра, начинают отлагаться жемчужные слои.

Уже давно причину образования жемчуга видели в проникновении в раковину постороннего тела и таким способом пытались искусственно получить жемчуг. В Китае такие попытки были сделаны еще в XIII веке. В XVIII веке стали известны опыты Линнея, который вводил различные тела в раковины. В Китае и по настоящее время весной собирают раковины, в них вкладывают различные мелкие изделия из кости, дерева или металла, затем эти предметы остаются в раковине живого животного. Через несколько лет их извлекают покрытыми перламутром и продают.

Японский исследователь Кокихи Микимото не удовлетворился, однако, таким жемчугом и хотел во что бы то ни стало получить настоящие, образованные со всех сторон жемчужины. Много усилий и тщетных опытов было сделано, прежде чем он достиг своей цели. В 1913 году он вынул наконец из раковины первую искусственно выращенную жемчужину. С тех пор предприятие Микимото сильно разрослось, в 1938 году в его питомнике работало уже около пятисот человек. Для плодотворной работы Микимото должен был в первую очередь иметь в своем распоряжении большое количество хороших экземпляров моллюсков, должен был создать питомники, в которых моллюски могли бы размножаться и в которых можно было вести нужные наблюдения. Он организовал большие подводные питомники в небольших бухтах Аго и Гокаско, соединяющихся с открытым морем, но защищенных от сильных ветров и морских волнений. Помещая на дне, в местах распространения моллюсков, каменные глыбы, представляющие удобные места для их прикрепления, время от времени очищая дно от вредных моллюскам животных, он создал благоприятные условия для развития этих моллюсков. В питомнике собирают только взрослые раковины.

Множество японских женщин, так называемых ама, ныряя, остаются под водой от двух до трех минут и собирают молодые раковины в корзинки. Затем раковины в больших железных проволочных клетках погружают в воду.

Таким образом, раковины предохранены от врагов, находятся под постоянным наблюдением, и если неблагоприятные условия обнаружатся, клетки можно переместить. Раковины перекладывают по мере их роста в большие клетки. Трехлетние раковины подвергают предложенной Микимото операции: с живого животного осторожно, чтобы не повредить ткани, сдирают верхний слой его, который необходим для образования жемчуга. В него заключают маленький, тщательно выточенный перламутровый шарик, перевязывают и создают таким образом «жемчужный мешок». Этот мешок вкладывают в другой экземпляр, в котором уже будет образовываться жемчужина. Таким образом, приходится жертвовать половиной выращенных экземпляров, не считая того, что сама по себе сложная и кропотливая операция, требующая большой осторожности и огромного навыка, может не удаться.

Оперированные раковины, в которых должен образоваться жемчуг, помещают в большие проволочные клетки; в одной клетке бывает от ста до ста сорока раковин. Клетки точно регистрируют, подвешивают по шестидесяти штук к одному плоту и опускают в воду; плоты соединяют по двенадцати штук – они содержат таким образом до семидесяти тысяч раковин.

Лишь дважды в год клетки извлекают из воды и прочищают, но они находятся под постоянным наблюдением. Все это время производят точное изучение температуры воды, течений и планктона, служащего моллюскам для питания. Перемещая плоты, погружая клетки в воду и поднимая их, животным предоставляют самые благоприятные условия для их жизни и, значит, для создания жемчуга. Раковины остаются в воде в течение семи лет, и лишь по истечении этого срока из них извлекают жемчужины.

Любопытные опыты Микимото научили человека пользоваться живым организмом, чтобы при его помощи растить камень. Эта мысль весьма заманчива, и возможно, что ученым удастся в будущем еще шире использовать животный мир для своих целей. Разводя нужных бактерий, мы научимся в больших бассейнах получать из соляных растворов самородную серу. Культуры каких-либо микроорганизмов будут готовить сколько угодно селитры из ненужных азотистых отбросов.

В озерах разведение диатомовых водорослей будет приводить к накоплению чистого опала на дне и чистейших алюминиевых руд в растворе. Уже сейчас пробуют удобрять поля некоторыми видами бактерий.

Мне кажется, что эта фантастическая картина осуществится, может быть, и не в столь далеком будущем и мир мельчайших бактерий подчинится торжествующему уму ученого![24]24
  Уже сейчас некоторые культуры бактерий используются человеком в горнодобывающей промышленности. Они извлекают из подземных кладовых и переводят в растворимые формы битумы, нефть, а также уран, молибден, медь и некоторые другие металлы. – Примеч. ред.


[Закрыть]

О ледяных цветах и о льде

Наступила зима, начались морозы. Встав утром рано, я увидел, что все окно было покрыто цветами мороза; какие-то причудливые ветки, листья и цветы красивым узором извивались на стекле окна, а навстречу им свешивались другие ветки все таких же цветов. На улице шел снег, и красивые снежинки пушистым покровом ложились на землю. Я долго любовался их красивыми очертаниями на рукаве своего пальто и вглядывался в острые края шестиугольных звездочек. Река по берегам покрылась ледяным покровом, а с моста свешивались льдинки – сосульки замерзших струек воды…

Для чего я описываю картину зимы и какое отношение имеет она к нашей минералогии? Я рассказал, как в одно прекрасное зимнее утро я наблюдал начало образования одного из важнейших, но плохо изученных минералов нашей природы – льда, и в своей картине я только перечислил те разнообразные внешние формы, которые лед, то есть твердая вода, может принимать.

Узоры на окне и отдельные снежинки – прекрасные кристаллики этого минерала. Правда, благодаря очень быстрой кристаллизации они не выросли в большие, правильно образованные со всех сторон кристаллы, но привели к таким образованиям, которые мы называем кристаллическими скелетами. Из таких же кристаллов состоит и фирновый лед глетчеров, и лед замерзшей реки.

Твердая вода – временный, периодический минерал, но мы прекрасно знаем, что есть области, где лед является величайшей редкостью, и другие – где он никогда не пропадает. Так, на жарком юге почти не знают этого минерала, а в столице Ирана, Тегеране, устраивают особые бассейны из глины, окруженные высокими стенками, которые должны защищать воду от лучей солнца. В редкие ночные заморозки здесь образуется тонкий слой льда, который аккуратно собирают, раньше чем он успеет днем растаять, и отвозят в особое помещение под землей, где его засыпают плотно глиной.

Совсем иная судьба этого минерала на севере или в полярных областях. Здесь это типичная горная порода, «окаменелый лед», и недаром на севере Якутской области и на островах Северного Ледовитого океана мы встречаем среди пластов глины, песка и наносов слои льда, как нормальной горной породы. Здесь лед заменяет стекло; так, известный американский полярный исследователь В. Стефенсон описывает хижины эскимосов реки Медной в полярной Канаде: окна этих хижин были застеклены пластинами прекрасного озерного льда.

Но как ни обычен лед в нашей жизни и в самой природе, он все-таки еще очень мало изучен и нередко встречается в таких необычайных образованиях, что трудно разгадать их происхождение. О некоторых из них я и хочу рассказать в этом очерке.

Во время наших хибинских экспедиций за Полярный круг нас поразило следующее явление. По утрам, после ясных морозных ночей, мы наблюдали на площадках многочисленные тонкие иголочки льда, стоявшие вертикально в виде изящных блестящих на солнце стебельков. На своих концах они несли песчинки и гальки различной величины, которые они, вырастая, подняли с поверхности земли. С первого взгляда иголки малозаметны под такой почти сплошной крышкой галек, и лишь вблизи бывает видно целое поле прозрачных ледяных стебельков.

Длина ледяных кристалликов бывает различна: то они достигают одного-двух сантиметров, то вытягиваются до десяти и даже до двенадцати сантиметров. Особенно длинные волокна можно видеть в защищенных от ветра местах, под большими камнями, в углублениях. Иголочки имеют толщину лишь 0,25–0,5 миллиметра.

Ледяные стебельки редко стоят поодиночке. Обыкновенно несколько стебельков срастаются вместе в столбик и сообща поднимают гальку. Под более крупными камнями, до 12–15 сантиметров в диаметре, кристаллики не срастаются группами, а располагаются сплошным бордюром по краям камешка. Иногда, по-видимому, у растущих игл нет достаточной силы поднять такую гальку с поверхности земли, и они приподнимают ее лишь с одного края.

Эта интересная форма кристаллизации льда встречается не только в Хибинах. Она, видимо, довольно распространена и на севере, и в странах с умеренным климатом.

Наблюдали это явление в Бугульминском районе Куйбышевской области и на Амуре. Несколько исследователей отмечают его в высоких областях Альп. На многочисленных шведских болотах образуются иногда целые заросли таких же тонких ледяных игл, накрытых сверху гальками и песчинками.

Не менее распространены они и в Японии и хорошо известны там под названием «симобасира» (бруски инея).

Мелкие, тонкие, казалось бы, ничтожные иголочки льда все вместе, сообща, совершают значительную работу постепенного перемещения галек. Поднимая их на своих головках, кристаллики утром при таянии слегка изгибаются навстречу солнцу, и гальки падают уже не на то место, откуда их поднял лед. Так понемногу, день за днем, кристаллики сортируют почву, на которой они вырастают; приподнимают более крупнозернистые составные части почвы и передвигают их по глинистой поверхности площадок к востоку.

Почему же образуются эти ледяные стебельки? На этот вопрос мы имеем много ответов, но ни одного, который бы полностью выяснил странное, но красивое явление.

Вот другой любопытный случай со льдом. В знаменитой Илецкой Защите, около Оренбурга, которую я описал в очерке о соли, есть старая разработка, заполненная водой и превратившаяся в соляное озеро. Тысячи больных собираются под знойным солнцем на его берегах; насыщенная солью вода настолько плотна, что купающиеся не могут пойти ко дну. Красивые белоснежные скалы западной стороны состоят из кристаллической соли причудливых очертаний; тяжелые волны соляного озера отшлифовывают их, местами образуя глубокие пещеры и впадины. На поверхности вода обжигает. По измерениям Л. Ячевского, в июле температура воды днем достигает 36 °C, однако по мере углубления она быстро падает. Уже на глубине пяти метров она опускается до 1–2 °C ниже нуля, а на глубинах в двадцать метров господствует холод; температура там 5 °C ниже нуля, и это в самое знойное время лета!

Какие интересные минералы образуются там, в глубинах, и как странно растет лед зимой, снизу вверх! Но этого еще мало: в той же Илецкой Защите другое явление привлекает наше внимание. На северо-восток от озера возвышается гипсовая гора со следами казачьего «острога». К крутому южному склону прилепился ряд домиков: обитатели их пользуются гипсовыми скалами как ледниками. В некоторых местах достаточно прислонить к каменной стене какую-либо постройку и тем изолировать эту часть скалы, чтобы получить естественный ледник с низкими температурами, так как из трещин и пустот в гипсе «несет сильным холодом». Я лично испытал эту холодную струю воздуха в нескольких ледниках, и это явление не могло не поразить своей необычайностью, особенно в знойный летний день. Очевидно, оно стоит в связи с соляным озером или вообще залежами соли, так как на северной и западной сторонах этой горы «холода» не наблюдается.

Снова загадка, но она невольно напоминает нам другое явление, которое, по-видимому, имеет связь с нашими пещерами-ледниками. Это знаменитая Кунгурская ледяная пещера на Урале.

В этом лабиринте ходов, некогда вырытых подземной рекой, особенно замечательными являются залы, расположенные у входа. Один из них называется бриллиантовым залом и весь украшен ледяными цветами – кристаллами. Это не маленькие звездочки снежинок, которые нужно во много раз увеличить, чтобы получить такие, как изображены на нашем рисунке, – это целые большие пластинки шестиугольной формы, величиной с ладонь. Они состоят из нежных, очень тонких иголочек и пластинок, как бы искусственной филигранной работы. Они свешиваются гирляндами или целым лесом покрывают стены пещеры, сверкая при свете лампы или зажженной пакли с керосином.

Вот где во всей красоте растет лед как настоящий кристаллический минерал Земли!

Много еще разных форм принимает лед на нашей земной поверхности. Я хотел бы, чтобы в зимние дни читатель внимательно изучал перистые рисунки мороза на окнах, чтобы с лупой в руке наблюдал он снежинки, зарисовывал летом форму градинок, а путешествуя высоко в горах, внимательно следил за льдом и его судьбой среди других камней и минералов.

И чем больше собственной инициативы и интереса проявит читатель, тем глубже и яснее поймет он природу во всей ее красоте и многообразии.