Текст книги "Занимательная геохимия. Химия земли"

Кальций – символ прочности

Однажды, когда я остановился проездом в Новороссийске, ко мне обратилась группа инженерно-технических работников огромных цементных заводов, расположенных около города, с просьбой прочесть у них в клубе лекцию об известняках и мергелях, которые являются основным сырьем для цемента.

Мне пришлось им ответить, что я совершенно не знаком с этой темой. Я хорошо знаю, что основой извести и цемента являются разные сорта известняков; хорошо знаю, какую ценность имеют хорошие известь и цемент; я рассказал им о том, с каким трудом получали эти два нужных продукта для северных строек.

Простую известь обыкновенно выписывали с Валдайских высот, за полторы тысячи километров от новостроящихся центров, а цемент шел из Новороссийска окружной дорогой – через моря Черное, Эгейское и Средиземное, Атлантический и Ледовитый океаны; рассказал им, что я поэтому прекрасно понимаю совершенно исключительное значение извести в жизни и строительстве, но сам я известняками никогда не занимался и ничего о них не знаю.

– Тогда расскажите нам о кальции, – сказал один из инженеров, подчеркивая, что основой всех известняков является металл кальций, – расскажите о том, что собой представляет этот металл с точки зрения геохимии, каковы его свойства, какова его судьба, где и как он накапливается и почему именно он создает красоту мраморов и придает такие ценные технические свойства известнякам и цементным мергелям.

Я прочел им лекцию на эту тему – и так появился рассказ об атомах кальция в мироздании, который я привожу ниже.

– Вы работаете в цементной промышленности, в промышленности вяжущих веществ, важнейшей отрасли строительной промышленности, для вас история атомов кальция представляет особенный интерес.

Химики и физики нам говорят, что кальций занимает в менделеевской системе совершенно особое место, его номер по порядку 20. Это значит, что он состоит из ядра, то есть из мельчайших частичек – протонов и нейтронов, и двадцати свободных отрицательно заряженных частичек, которые мы называем электронами.

Число 40 определяет собой атомный вес этого элемента, расположенного во второй группе менделеевской системы, во втором ее ряду. В своих соединениях он требует для получения устойчивых молекул двух отрицательных зарядов. Как говорят химики, его валентность равна двум.

Вы видите, что мне пришлось при этом перечислении приводить цифры, кратные четырем. В геохимии это очень важные числа. Мы знаем и в жизни, что когда мы хотим что-либо сделать устойчивым, то мы всегда прибегаем к этим числам; так, например, стол имеет четыре ножки. Устойчивое тело, всякая постройка обычно симметричны, так что правая и левая половины сходны.

Число 2 и числа 4, 20 и 40 говорят нам об исключительной устойчивости и атомов кальция, и мы даже еще не знаем тех сотен миллионов градусов, которые могут разрушить эту прочную постройку из маленького ядра и быстро несущейся вокруг него плеяды из двадцати отрицательных планет. И по мере того как астрофизики начинают понимать строение всего мира, все более и более вырисовывается огромная роль атомов кальция в мироздании.

Вот солнечная корона в период солнечного затмения. Даже простым глазом видны грандиозные протуберанцы, выбросы на расстоянии сотен тысяч километров накаленных, быстро мчащихся частиц металлов; главную роль среди них играет кальций. Совершенными методами нашим астрономам удалось сейчас узнать, чем наполнены межпланетные пространства. Между рассеянными звездными туманностями все мировое пространство пронизано мчащимися легкими атомами некоторых химических элементов; и снова среди них большую роль играет кальций наравне с натрием.

Но вот, покорные законам притяжения, какие-то мчащиеся частицы мироздания, описывая свои сложные пути, залетают к нам на Землю. Они падают в виде метеоритов, и снова кальций играет в них огромную роль. И на нашей Земле трудно себе представить какой-нибудь металл, который имел бы большее значение во всех сложных судьбах образования земной коры, создания жизни и технического прогресса.

Еще в те времена, когда расплавленные массы кипели на поверхности Земли, когда постепенно отделялись тяжелые пары, образуя атмосферу, и сгущались первые капли воды, создавая великие океаны и моря, кальций, вместе со своим другом магнием, таким же плотным и прочным, таким же четным элементом (номер его 12), являлся одним из самых важных металлов Земли.

В разных породах, которые тогда изливались на поверхность или застывали в глубинах, атомы кальция и магния играли особую роль. Дно больших океанов, особенно Тихого, еще и сейчас выстлано базальтовой постелью, в которой атомы кальция имеют большое значение, и мы знаем, что наши материки плавают на этой базальтовой постели, образующей как бы своеобразную тонкую застывшую кору на расплавах глубин.

Геохимики даже подсчитали, что в состав земной коры входят по весу 3,4 % кальция и 2 % магния. Они связали законы распространения кальция с замечательными свойствами самого атома кальция, с четностью его электронов, с удивительной устойчивостью этой прекрасной совершенной постройки мира.

Сразу же после образования земной коры начались сложные пути странствования этих атомов.

Извержения вулканов в те далекие времена выносили с собой большие количества угольной кислоты. Тяжелые облака воздушной атмосферы, насыщенной парами воды и углекислоты, окружали Землю, разрушая земную поверхность, снося в диких первичных бурях еще горячие массы земли. Так начался самый интересный этап в истории странствований атомов кальция.

С углекислотой кальций давал прочные, устойчивые соединения. При избытке углекислоты карбонат кальция переносился водами; при потере углекислоты он осаждался в виде белого кристаллического порошка.

Так образовывались мощные слои известняков. Там, где наносы земной поверхности накапливали остатки глин, осаждались слои мергелей. Бурные движения подземных раскаленных масс, врывающихся в слои известняков, обжигали их своими парами в тысячи градусов и превращали в белоснежные горы мрамора.

Но вот из сложных клубков каких-то соединений углерода зародились первые комки органического вещества. Постепенно усложнялись эти коллоидальные желеобразные массы, напоминающие медуз нашего Черного моря; зарождались в них новые свойства – свойства живой клетки. Великие законы эволюции, борьбы за существование, борьбы за дальнейшее развитие рода усложняли эти молекулы, приводили их к новым сочетаниям, и новые свойства появлялись на основе великих законов органического мира. Постепенно рождалась жизнь… Сначала в виде простых клеток среди горячих морей и океанов, потом в виде более сложных многоклеточных организмов, и так вплоть до самого совершенного организма на земле – человека. В этом постепенном усложнении роста каждого организма отражалась все время борьба за создание прочного, устойчивого тела. Мягкое, упругое тело животного было беззащитно перед врагами, которые на каждом шагу его разрывали и уничтожали. Живое вещество в процессе постепенной эволюции все больше и больше стремилось защитить себя. Надо было создать или какую-то непроницаемую оболочку вокруг мягкого тела, чтобы можно было спрятаться за ней, как за броней, или же нужен был крепкий внутренний остов – то, что мы называем скелетом, чтобы мягкое тело могло прочно держаться на твердых костях. И история жизни нам показывает, что в этих поисках твердого и прочного материала кальций сыграл совершенно особенную роль. Сначала в раковинки вовлекался фосфорнокислый кальций; и первые ракушки, которые встречаются в истории земной коры, были из минерала апатита.

Однако этот путь оказался не самым правильным; фосфор нужен для самой жизни, но не всюду его запасы так велики, чтобы можно было легко построить прочную раковину; история развития животного и растительного мира показала, что гораздо выгоднее строить прочные части из других, малорастворимых соединений – опала, сернокислых стронция и бария; но в особенности оказался пригодным углекислый кальций.

Правда, не менее нужным оказался и фосфор: в то время как различного рода моллюски и рачки, а также одноклеточные организмы стали широко использовать углекислый кальций для своих красивых ракушек, скелетные части наземных животных стали строиться из фосфорнокислых солей. Кость человека или крупного животного состоит из фосфата кальция, который довольно близок по своей природе к нашему минералу апатиту. Но и тут и там кальций играл значительную роль. Разница была только в том, что скелет человека строился из фосфата этого металла, а раковинки – преимущественно из карбоната.

Трудно себе представить более замечательную картину, чем та, которая рисуется перед натуралистом, когда он подходит к берегу, например, Средиземного моря.

Я помню, как еще молодым геологом я впервые попал около Генуи на скалистый берег Нерви. Я был поражен красотой и многообразием ракушек, разноцветных водорослей, раков-отшельников с их красивыми известковыми домиками, различных моллюсков, целых колоний мшанок и различных известковых кораллов. Я совершенно погрузился в этот чудесный мир прозрачной воды, сквозь синеву которой сверкали всеми цветами радуги разнообразные соединения все того же углекислого кальция. Но мое увлечение этим новым миром прервал огромный осьминог, который незаметно подплыл к нашему камню, и я стал дразнить его палкой.

Станция «Белорусская» Московского метрополитена. В оформлении использован отечественный мрамор

В сотнях тысяч видов накапливался кальций в раковинах и скелетах на дне морских бассейнов. Там прихотливые остатки умерших организмов образовывали целые кладбища углекислого кальция – начало новых горных пород, целых будущих горных хребтов.

И сейчас, когда мы восторгаемся разнообразием расцветок мраморов, украшающих наши архитектурные сооружения, или на электростанции любуемся красивым серым или белым мрамором распределительного щита, или спускаемся по лестнице метро с желто-бурыми ступенями из шемардинского подмосковного мраморовидного известняка, мы не должны забывать, что во всех этих случаях начало огромным скоплениям известняка положено было маленькой живой клеткой и той сложной химической реакцией, которая улавливает рассеянные атомы кальция в морской воде, претворяет их в твердые кристаллические скелеты и волокна кальциевых минералов, которые были названы кальцитом и арагонитом. Но мы знаем, что на этом не кончаются странствования атомов кальция.

Снова воды растворяют его, снова начинают странствовать в земной коре его шарообразные ионы в сложных водных растворах, то образуя так называемые жесткие, богатые кальцием воды, то выпадая вместе с серой в виде гипса, то кристаллизуясь в дивные сталактиты и сталагмиты – сложные фантастические образования известковых пещер.

Потом начинается последний этап истории странствований атомов кальция: им завладевает человек. Он не только использует мраморы и известняки в чистом виде, но в больших печах цементных заводов и известковых обжигательных печах он, освобождая кальций от власти углекислоты, создает грандиозные количества цемента и извести, без которых не было бы нашей промышленности.

В самых сложных процессах органической и неорганической химии – всюду кальций играет огромную роль, определяя собой ход процессов в лабораториях химиков, технологов и металлургов. Но и этого человеку сейчас мало. Кальция слишком много вокруг нас; можно использовать этот устойчивый атом еще для более тонких химических реакций; человек затрачивает на него десятки тысяч киловатт электрической энергии; он освобождает атомы кальция в известняке не только от углекислоты, – он разрывает его связь с кислородом, он выделяет его в чистом виде, в виде блестящего, сверкающего, мягкого, упругого металла, который горит на воздухе, покрываясь белой пленкой все той же извести.

И именно это стремление к соединению с кислородом, именно эту тесную и прочную связь, которая устанавливается между атомами металла кальция и атомами кислорода, и использует человек. Он вносит металлические атомы кальция в расплав железа и, вместо различных других сложных раскислителей, отказавшись от целого ряда методов очистки чугуна и стали от вредных газов, он заставляет проделать эту работу металлические атомы кальция, внося их в мартеновские и доменные печи.

Так снова начинается путь миграции этого атома; и недолго сверкают его металлические частицы, – опять они превращаются в сложные кислородные соединения, более устойчивые на поверхности нашей Земли.

Вы видите, что история атомов кальция гораздо более сложна, чем мы это думаем; что трудно найти другой химический элемент, который проходил бы столь сложные пути в мировом пространстве и определял бы более важные моменты в истории зарождения наших миров и в нашей промышленной жизни.

Не нужно забывать, что кальций – один из самых энергичных и подвижных атомов мироздания, что безграничны возможности его сочетания в кристаллические постройки мира, что еще много новых открытий сделает человек, сумев использовать эти подвижные маленькие шарики для создания новых, может быть невиданных по прочности, материалов для строительства и промышленности. Но для этого нужно еще много работать, нужно вдумываться в природу этого атома. Чтобы быть хорошим геохимиком, надо быть вдумчивым химиком и физиком и надо быть знатоком геологии. Надо владеть всеми этими науками – химией, физикой, геологией, геохимией, чтобы быть хорошим технологом и понимать те новые пути промышленности, которые приведут к блестящим победам над природой, к широкому использованию самых распространенных элементов Земли!

Калий – основа жизни растений

Калий – характерный щелочной элемент, занимающий довольно низкое место в менделеевской таблице, в первой ее группе. Это типичный нечетный элемент, так как характерные его показатели нечетны: порядковый номер, то есть число электронов, из которых слагается электронная оболочка, – 19, атомный вес – 39. Он образует прочные связи лишь с одним атомом галоида, например хлора; как мы говорим, его валентность равна единице. Как нечетный элемент калий вместе с тем характеризуется значительной величиной своих заряженных частиц шарообразной формы, а это, вместе с его нечетностью, вызывает постоянное стремление к странствованию, особую подвижность его заряженных электрических клубков.

Неудивительно поэтому, что вся история калия в земле связана, так же как и судьба его друга натрия, с исключительной подвижностью и сложными превращениями. Свыше ста минералов образует он в земной коре и входит в небольшом количестве в состав еще сотни других минеральных видов. Его среднее содержание в земной коре приближается к 2,5 %. Это цифра большая, и она показывает, что калий вместе с натрием и кальцием принадлежит к элементам, преобладающим в окружающей нас природе.

В сложном геологическом прошлом нашей планеты история калия очень интересна. Она изучена детально, и мы можем сейчас нарисовать все те пути, которые проходят атомы калия, пока они снова не вернутся к началу своих странствований, завершив свой сложный жизненный круговорот.

Когда застывают в глубинах расплавленные магмы и отдельные элементы распределяются в них по своей подвижности, своей способности к странствованию, к образованию летучих газов или подвижных легкосплавных частиц, – калий принадлежит к последним. Он не выпадает в тех первых кристаллах, которые раньше других образуются в глубинах нашей Земли; мы почти не встречаем его в зеленых оливиновых глубинных породах, из которых сложены сплошные пояса земных недр. Даже в базальтовых массах, которые подстилают океаны, калия мы встречаем не больше чем 0,3 %.

В ходе сложной кристаллизации расплавленных магм в верхних их частях накапливаются более подвижные атомы Земли; здесь больше мелких, сильно заряженных ионов кремния и алюминия; здесь много нечетных атомов калия и натрия и летучих соединений воды. Из этих расплавленных остатков образуются те горные породы, которые мы называем гранитами. Они покрывают громадные участки земной поверхности, представляя собой плавающие на базальтах материки.

Граниты застывают в глубинах земной коры, и калий накапливается в них в количестве почти 2 %, входя главным образом в состав минерала, который мы называем полевым шпатом – ортоклазом. Калий входит также в состав хорошо нам известных слюд, черных и белых; в иных местах он накапливается в еще большем количестве, образуя крупные кристаллы белого минерала – лейцита, которого особенно много в богатых калием лавах Италии, где он и добывается для получения калия и алюминия.

Таким образом, колыбелью атомов калия на Земле являются граниты и кислые лавы изверженных горных пород.

Мы знаем, как на поверхности Земли они разрушаются водой, воздухом, той угольной кислотой, которой насыщены атмосфера и вода, как внедряются в них корни растений, разъедая отдельные минералы выделяемыми ими кислотами.

Тем, кто бывал в окрестностях Ленинграда, приходилось видеть, как легко разрушаются граниты на выходах и в валунах, как выветриваются их минералы, тускнеет порода и чистые кварцевые пески в виде дюн накапливаются как остатки от некогда мощных гранитных массивов. Разрушается при этом и полевой шпат. Вода и углекислота земной поверхности извлекают из него атомы натрия и калия, оставляя своеобразный скелет листоватого минерала и образуя сложные породы, которые мы называем глиной.

С этого момента начинаются новые пути странствования наших двух друзей – калия и натрия. Впрочем, они друзья только до этого момента, ибо после разрушения гранита у каждого из них начинается своя собственная жизнь. Натрий легко вымывается водами; его ионы не задерживаются среди образовавшихся глинистых осадков. Они выносятся ручьями и реками в большие моря и там образуют тот хлористый натрий, который мы называем поваренной солью и который является главным исходным сырьем нашей химической промышленности.

Но судьба калия иная. В морских водах мы находим его лишь в небольших количествах. В самих породах натрия и калия содержится примерно одно и то же число атомов, но из тысячи атомов калия только два доходят до морских бассейнов, а 998 остаются поглощенными в почвенном покрове, в илах, в осадках морских бассейнов, болот и рек. Почва поглощает калий, и в этом ее чудодейственная сила.

Известный русский почвовед академик К. К. Гедройц первый разгадал геохимическую природу почвы. Он нашел в ней те частицы, которые задерживают различные металлы, в особенности калий, и доказал, что плодородие почвы во многом зависит от атомов калия, которые связаны в ней так легко и так свободно, что каждая клетка растения может эти атомы поглощать и использовать для своей жизни. И вот, поглощая эти плохо закрепленные, как бы свободно висящие на ниточках атомы калия, растение создает свои ростки.

Исследования показали, что калий вместе с натрием и кальцием легко извлекаются корнями растений.

Без калия растение жить не может. Мы еще не знаем точно, почему это так и какую роль играет калий в растительном организме, но опыты показали, что без калия растения вянут и гибнут.

Впрочем, не только растениям необходим калий, – он входит как существенная часть также и в животные организмы. Так, например, в мышцах человека калий преобладает над натрием. Особенно много калия в мозгу, печени, в сердце и почках. Можно отметить, что калий особенно важен в период роста и развития организма. У взрослого человека потребность в калии значительно уменьшается.

Один из циклов своей миграции калий начинает из почвы. Он извлекается из нее корнями растений, накапливается в их отмерших остатках, переходит частично в организм животного или человека и с перегноем вновь возвращается в почву, из которой его извлекла живая клетка,

Большая часть калия проходит именно этот путь, но отдельным атомам удается достигнуть больших океанов и вместе с другими солями обусловить соленость морской воды, хотя в ней все же атомов натрия в сорок раз больше, чем калия.

Здесь начинается второй цикл странствования атомов калия.

Когда большие области океанов начинают высыхать под влиянием движений земной коры, от них отделяются или мелководные моря, или отдельные озера, лиманы, лагуны, заливы, – образуются соляные озера вроде Сакского озера или озер у Евпатории на побережье Черного моря. В жаркие летние месяцы испарение воды оказывается настолько сильным, что соль из воды выпадает, выбрасывается волнами на берег и иногда накапливается на дне совершенно высохших озер в виде сверкающей белой пелены. При этом разные соли выпадают в определенной последовательности: сначала на дне кристаллизуется углекислый кальций, потом гипс (сернокислый кальций), затем хлористый натрий, то есть поваренная соль. В бассейне остается необычайно насыщенный солями рассол, который у нас на юге называется «рапой» и в котором содержатся десятки процентов различных солей и особенно солей калия и магния.

Оказывается, что калий еще более подвижен, чем натрий; проявляются свойства его больших шаровых атомов, и он продолжает свои странствования, пока еще более горячее дыхание солнца до конца не выпарит чаши озер и пока на поверхности соляных месторождений не выпадут белые и красные калиевые соли, – так образуются калиевые месторождения.

В земной коре возникают иногда крупнейшие скопления калиевых солей, которые так нужны человеку для промышленности. Здесь уже не таинственные силы почвы, не растения определяют пути калия, не солнце южных стран накапливает его на берегах соляных озер, – здесь в промышленности сам человек является агентом нового, громадного цикла странствования его атомов.

Около ста лет тому назад один из крупнейших химиков – Юстус Либих, – наблюдая роль калия и фосфора в растениях, сказал крылатые слова: «Без этих двух элементов не может быть плодородия наших полей». Ему пришла тогда в голову фантастическая для тех времен мысль, что нужно удобрять поля, нужно искусственно вносить в них разные соли, – калий, азот, фосфор – рассчитав, сколько их нужно для того, чтобы растение могло их использовать.

Его идея была встречена с недоверием специалистами сельского хозяйства 1840–1850-х годов прошлого столетия; она казалась «затеей ученого», тем более что калиевая селитра, привозившаяся на парусных судах из Южной Америки, которую он предлагал использовать для удобрения, была чрезмерно дорога и не находила себе сбыта. Источники фосфора не были известны, а предлагавшийся Либихом размол костей давал слишком дорогие удобрения. Не знали, как использовать и калий, и только изредка, собирая золу растений, рассеивали ее по полям. У нас на Украине издавна сжигали остатки стеблей кукурузы и полученную золу рассеивали по полям, дойдя собственным умом, без помощи науки, до мысли о значении этой золы для урожаев.

С тех пор прошло много лет, и вопросы удобрения превратились в одну из важнейших задач всех стран мира; плодородие почв в значительной степени стало зависеть от того, сумеет ли человек внести в них достаточное количество тех веществ, которые растения извлекли из почвы и которые человек увез с полей в виде зерна, соломы и плодов. И оказалось, что сейчас калий сделался одним из самых нужных элементов мирного труда и сельского хозяйства.

Достаточно сказать, что такие страны, как Голландия, расходовали в 1940 году на гектар до 42 т окиси калия. Правда, в других странах эта цифра значительно меньше; в Америке вносят всего около четырех тонн на гектар.

Крупные агрохимики говорят, что мы в нашей стране должны рассеивать на полях не менее одного миллиона тонн окиси калия в год.

И перед человечеством встала задача – найти крупные месторождения калиевых солей, научиться их добывать и приготовлять из них удобрения.

Долгое время всей калиевой промышленностью мира владела Германия. В горах Гарца, на его восточных склонах, были открыты месторождения знаменитых стасфуртских солей; из северной Германии соли калия развозили по всем странам сотни тысяч поездов.

С этим не могли мириться те государства, для которых сельское хозяйство являлось жизненным нервом страны. Много лет, много сил и энергии потратила Северная Америка, пока она открыла у себя небольшое калиевое месторождение; некоторого успеха добились французы, открыв в долине Рейна калиевые залежи; пока шли поиски калия, стали использовать калиевые минералы из изверженных пород Италии. Но все это было ничтожно по сравнению с тем количеством, которое требовалось для истощенных почв.

Много лет русские исследователи стремились найти на территории нашей страны месторождения калия. Отдельные догадки не давали результатов, пока упорный труд целой школы молодых химиков под руководством академика Н. С. Курнакова не привел к открытию самых грандиозных в мире месторождений калия. Находка произошла случайно, но случайность в научной работе обычно все же связана с долгим подготовительным трудом, а «случайное открытие» почти всегда является просто последним шагом в долгой борьбе за определенную мысль, наградой за упорные, долгие поиски.

Так было и с открытием калия. Академик Курнаков изучал много десятков лет соляные озера нашей страны, и его мысль упорно искала, где в недрах земли можно найти остатки древних калиевых озер. Работая в химической лаборатории над составом соли старых соляных варниц Пермского края, Николай Семенович Курнаков заметил в некоторых случаях повышенное содержание калия.

Н. С. Курнаков (1860–1941)

При посещении одной из варниц он обратил внимание на маленький кусочек буровато-красного минерала, который ему напомнил красные калиевые соли – карналлиты германских месторождений. Правда, работники на самой варнице не были уверены, откуда был получен этот кусочек, не является ли он образцом из той коллекции солей, которая ими была получена из Германии. Но академик Курнаков взял этот кусочек, положил его в карман и поехал в Ленинград. Там он подверг его анализу, и, к общему удивлению, этот кусочек оказался хлористой солью калия.

Первая находка была сделана, но этого еще мало, – надо было доказать, что этот калий добыт из глубин Соликамского края и что там находятся большие залежи. Надо было заложить буровую скважину, надо было в трудных условиях двадцатых годов достать из глубины соль и изучить ее состав.

П. И. Преображенский (1874–1944)

За это взялся один из крупнейших геологов Геологического комитета П. И. Преображенский. Он указал на необходимость закладки глубоких скважин, и вскоре эти скважины вошли в мощные слои калиевых солей, открыв новую эру в истории калия на всей земной поверхности.

Сейчас, когда прошло несколько десятков лет с момента этого исторического открытия, совершенно изменилась картина распределения запасов калия среди всех стран мира. Если мы выразим этот запас в миллионах тонн окиси калия, то большая часть запасов падает на долю Советского Союза; на Германию придется только 2500 миллионов тонн; на Испанию – 350 миллионов; на Францию – 285 миллионов и совсем немного – на Америку и другие страны. Однако далеко не все количество калия разведано в калиевых месторождениях Советского Союза.

Весьма вероятно, что наш Союз скоро еще увеличит свои запасы, и раскроются грандиозные картины миграции калия в древних пермских морях за 300–400 миллионов лет до наших дней.

Сейчас нам так представляется это отдаленное прошлое геологической истории нашей страны. Древнее пермское море охватывало весь восток Европейской части Союза. Море это было мелководной южной частью океана, заходившего к нам с севера. Отдельные его заливы, языки, заходили под самый Архангельск к Белому озеру и под Новгород. На востоке границей моря служил Уральский хребет, на юго-западе длинные рукава протягивались к Донецкому бассейну и к Харькову. На юго-востоке оно уходило далеко на юг, в область Прикаспия. Некоторые ученые полагали даже, что наше пермское море в начале своего существования сливалось и с тем великим океаном Тетис, который опоясывал землю в далекие времена пермской эпохи. Этот большой океан постепенно мелел, образуя по берегам отдельные озера, а влажный климат сменялся ветрами и солнцем пустынь.

Молодые Уральские хребты разрушались мощными горячими ветрами, – все сносилось к берегам умиравшего пермского моря. Море отходило на юг. На севере в озерах и лиманах накапливались гипс, поваренная соль. А на юге все увеличивалось и увеличивалось содержание солей калия и магния. На юго-востоке накапливалась та рапа, которую получает искусственно человек в осадочных бассейнах, например на Сакском озере. Так постепенно образовывались отдельные неглубокие моря и озера, насыщенные остаточными солями калия и магния.

Стали накапливаться отложения калиевых солей. Начиная от Соликамска и вплоть до юго-восточной части Уральского хребта тянутся отдельные калиевые месторождения, скрывающиеся под покровом почвы. Всюду буровые скважины наталкиваются на подземные мощные линзы поваренной соли, а в их верхах – и на соли калия.

Так благодаря маленькому кусочку буровато-красной соли, подмеченному зорким глазом ученого в лаборатории завода, была решена одна из самых грандиозных проблем – проблема калия. У нашей страны появилась возможность не только полностью снабдить удобрениями поля и повысить их урожайность, – перед нами открылись грандиозные возможности создания новой, калиевой химической промышленности и получения самых разнообразных солей калия, столь нужных для химического производства. Это калиевые щелочи и соли азотной, хлорной и хромовой кислот; это самые разнообразные соединения, которые все шире и шире входят в промышленность и народное хозяйство. Вместе с калием большие количества металла магния получаются в виде «отбросов»; из них путем электролиза выделяется сверкающий легкий металл, а сплав его, так называемый электрон[36]36
  Не нужно путать электрон-сплав с электроном – частицей отрицательного электричества; это только случайное совпадение слов.


[Закрыть], открывает новые страницы в области строительства железных дорог и самолетов.

И осуществляется сейчас мечта агрохимиков нашей страны – добывать в год столько тонн окиси калия, чтобы полностью снабдить этим ценным веществом все наши поля и увеличить их урожаи.

Так рисуется перед нами история калия в земле и в руках человека.

Но есть еще одна маленькая черта у этого элемента, на которую следует обратить внимание. Любопытно то, что один из изотопов калия обладает свойствами радиоактивности, правда, в очень слабой степени, то есть он оказывается неустойчивым, – сам по себе выделяет различные лучи и превращается в атомы другого вещества, которое при дальнейших группировках образует атомы кальция[37]37
  Калий-аргоновый изотопный метод определения абсолютного возраста горных пород – исторически один из первых. За ним последовали уран-свинцовый, рубидий-стронциевый, самарий-неодимовый, радиоуглеродный и ряд других. Каждый эффективен для определенных возрастов и характеризуется своими температурами закрытия изотопных систем. – Науч. ред.


[Закрыть].