Текст книги "История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие"

Корнуоллские оловодобытчики

Эта битва была последним открытым восстанием корнуоллцев против короны, однако жители Корнуолла поныне остаются полным достоинства и несгибаемым народом, со своим особым диалектом и местной культурой. Они всегда отделяли себя от других жителей Британии, и их собственный черный флаг с белым крестом гордо развевается по всему Корнуоллу. Множество укромных бухт и местечек в Корнуолле делали его превосходным местом для контрабандистов, пытавшихся уклониться от королевских налогов и пошлин, поэтому здесь хватало моряков, не ладивших с законом. Они послужили источником вдохновения для «Пиратов Пензанса» – знаменитой комической оперы Артура Салливана и Уильяма Гилберта.

В XVIII и XIX вв. олово требовалось уже не для бронзового оружия. Оно использовалось в пьютере – сплаве, где к олову (85–90 % состава) добавляли медь, сурьму или свинец; из пьютера изготавливали миски, кружки, блюда и другую утварь. Однако больше всего олова требовалось для консервных банок и оловянной фольги, которые были необходимы для герметичного хранения продуктов. Фактически, можно сказать, олово изменило ход современной войны и позволило появиться великим империям в эту эпоху. Жестяная тара обеспечивала питание армии и флоту во время дальних плаваний и походов, а ведь именно получение достаточного количества продовольствия всегда было проблемой для военной логистики. Собственно, жестяные банки были изобретены по запросу самого Наполеона Бонапарта. Как говорил Наполеон, «армия марширует на своем животе»[16]16
  Фраза в такой форме, приписанная Наполеону, впервые появилась только в 1862 г. в американской газете The Springfield Daily Republican. До этого в 1858 г. Томас Карлейль приписал Фридриху Великому близкий по выражению афоризм: «Армия, как змея, двигается на своем животе».


[Закрыть].

Олово использовали для множества других орудий и предметов, поскольку этот металл было легко плавить, разливать и обрабатывать и он не подвергался коррозии. Целые поколения европейских мальчишек играли с оловянными солдатиками; один из них описан в сказке Ганса Христиана Андерсена «Стойкий оловянный солдатик». До распространения алюминиевой фольги именно оловянная фольга применялась обычно как для герметизации контейнеров, так и в электротехнических устройствах. За это время «корнуоллский оловодобытчик» стал распространенным мемом британской культуры, сравнимым с «валлийским угольщиком». Сейчас олово в ограниченных количествах по-прежнему в ходу – особенно в качестве стойкого к коррозии покрытия для стальных контейнеров и припоя для электроники. Например, в Apple iPad используется от 1 до 3 граммов олова: ведь всего лишь в двух его компонентах 7000 точек пайки. Олово по-прежнему является самым важным металлом для большинства производимых сегодня электронных устройств.

Однако замена оловянной жести и фольги алюминием уменьшила значимость олова в современном мире. Месторождения Корнуолла слишком истощились, чтобы обеспечить рентабельность в условиях снижения цен и падения рынка, поэтому его рудники с 1920-х гг. начали закрываться. Кроме того, колоссальные месторождения олова нашли в Перу и Боливии, что сделало этот регион мировым лидером в добыче олова на протяжении большей части XX в. Затем значительные месторождения были найдены в Китае, Австралии, Малайзии и других странах. Огромные залежи этого металла нашли в Конго, и в результате за их эксплуатацию взялись разнообразные агрессивные повстанческие группировки, сражающиеся со своими правительствами в Африке. В настоящее время большая часть мирового олова поступает из Индонезии, Китая и Малайзии.

Откуда взялось олово?

Основным источником олова в Европе были территории вокруг Девона и Корнуолла. Олово здесь непосредственно связано с интрузиями[17]17
  Интрузия – внедрение магматического расплава в твердые породы, а также само тело, образовавшееся при застывании такой магмы.


[Закрыть] каменноугольных и пермских гранитных пород (например, в Дартмуре и в Лендс-Энде). Это произошло во время Герцинской складчатости[18]18
  Герцинская (варисцийская) складчатость – период тектонических процессов с середины девона до начала триаса.


[Закрыть], когда части микроплиты, известной под названием Арморика, столкнулись с южной Англией, сминая ее породы, в которые затем проникала магма, выплавляемая в корневых частях воздымавшегося горного хребта.

Эти интрузии сопровождались многочисленными близповерхностными жилами, образованными обогащенной рудным веществом магмой. Они также перегревали подземные воды, которые просачивались через окружающую девонскую породу, захватывали редкие элементы, а затем осаждали их в жилах, обогащенных этими минеральными веществами, создавая гидротермальные месторождения. Такие жилы богаты медью, свинцом, цинком и серебром, но больше всего район известен как одно из крупнейших в мире месторождений олова, представленного касситеритом (оксидом олова, или SnO₂) – минералом, название которого восходит к древней легенде об островах Касситеридах. Касситерит – поразительный металлический серебристо-серый минерал, который может образовывать кристаллы сдвоенные, а иногда и бипирамидальной формы, выглядящие как две пирамиды, соединенные друг с другом основаниями (рис. 3.2).

Рис. 3.2 Кристаллы касситерита (оксида олова) в форме двойников. Источник: Wikimedia Сommons

Хотя сегодня оловянные рудники Корнуолла большей частью закрыты, их можно посетить и получить представление о некогда преисполненной гордости мощной отрасли, которая способствовала развитию промышленного могущества Британии. Исторический оловянный рудник, открытый для экскурсий, – шахта Гивор в Корнуолле, которая находится к северу от Лендс-Энда, самой западной точки Британии. Она функционировала с 1840-го по 1990 г., выдав за это время более 50 000 тонн олова, и в период своего расцвета была одной из крупнейших в отрасли шахт Великобритании. В 1880-х гг. на одной этой шахте работало почти 200 оловодобытчиков; на пике же здесь трудилось 270 человек. Сегодня этот участок живой истории признан ЮНЕСКО объектом Всемирного наследия[19]19
  Объектом Всемирного культурного наследия ЮНЕСКО признан Горный ландшафт Корнуолла и Западного Девона. С 2006 г. частью этого комплекса стал и бывший рудник Гивор. – Прим. ред.


[Закрыть]; экскурсии по бывшим местам добычи проводят люди, которые сами некогда здесь работали, а также их сыновья.

Добыча олова всегда была опасным и грязным занятием. Даже открытый способ приводил к спорам из-за леса, воды и пастбищ. Все подземные работы велись в узких шахтах, которые уходили глубоко в землю, следуя за рудными жилами. Самая заметная достопримечательность оловянной шахты Гивор – надшахтный копёр (рис. 3.3), на котором крепятся машинное оборудование и шкив с тросами. С их помощью под землю опускали клети с шахтерами и оборудованием, а поднимали на поверхность вагонетки с добытой рудой. Когда-то люди вгрызались в твердую породу, используя кирки и лопаты, но со временем с помощью гидравлических буров и молотков стали делать отверстия-шпуры для размещения в них динамита. Такое бурение порождало огромное количество каменной пыли, и шахтеры жили недолго, потому что их легкие поражал силикоз. Постепенное внедрение буров с водяным охлаждением решило проблему каменной пыли и снизило уровень смертности у горняков.

Рис. 3.3 Надшахтный копёр в музее оловянной шахты Гивор (Корнуолл). Фото автора

В конце дня шахтеры укладывали заряды в шпуры, затем покидали шахту и взрывали динамит. За ночь пыль оседала, и на следующее утро они возвращались к работе, загружая всю руду и пустую породу в небольшие вагонетки для транспортировки на поверхность. Чтобы добраться до рудных жил или удалить воду, приходилось прорывать множество горизонтальных туннелей (штреков), а эти туннели горняки соединяли вертикальными стволами, которые помогали им добираться до более скрытых жил и использовались для дренажа. От главного ствола шахты надо было пройти несколько коротких горизонтальных туннелей, чтобы достичь рудоносной жилы и обработать ее методом обрушения. С годами Гивор добиралась до все более глубоких жил, некоторые из них находились уже под Атлантическим океаном и за много миль от входа в шахту. В конечном итоге общая длина системы туннелей составляла почти 85 миль (примерно 135 км); многие из этих туннелей следовали за оловянными жилами под дном океана и требовали постоянной откачки морской воды. Другие шахты – например, Долкоат, уходившая на 1067 м вниз от земли, – относились к числу глубочайших в мире в 1920-е гг.

Когда вагонетки с породой поднимали на поверхность, сырую руду отправляли в штемпельную мельницу, которая измельчала породу и превращала ее в подобие песка. Затем требовалось отделить ценную руду от бесполезного материала. Большую часть времени сырье промывали водой, которая отсеивала более плотные металлосодержащие минералы от легкой по сравнению с ними пустой породы. На старых рудниках использовалось несколько больших, заполняемых водой промывочных ям; их выкладывали глиной и использовали для отделения плотных металлов от более легких минералов.

Чтобы добраться до олова, требовалось переработать огромное количество рудной породы. На рудниках Корнуолла концентрация металла обычно составляла 1 % или меньше, так что для получения одной тонны чистого олова необходимо было добыть сто тонн сырья.

На более современных оловянных шахтах, таких как Гивор, имелось здание с сотнями магнитных сепараторов (рис. 3.4), которые управляли движением измельченной руды на рифленом промывочном столе. Магнитное поле под верхней частью стола удерживало магнитные минералы, входящие в состав руды, в то время как немагнитные минералы смывались в зону сбора отходов. Затем концентрированный металлический остаток собирали и отправляли на плавильный завод, где его плавили и разделяли на отдельные металлы (олово, медь, цинк), а затем изготавливали из них слитки, которые шли на рынок. Одним из недостатков корнуоллского горнодобывающего района было отсутствие угля и другого топлива, необходимого для плавильных заводов, поэтому для конечной плавки приходилось отправлять переработанную руду в другие места.

Рис. 3.4 Магнитный сепаратор на оловянной шахте Гивор. Рифление стола помогает отделить тяжелое олово и другие металлы от пустой породы. Магниты под столом концентрируют металлосодержащие минералы в верхней части стола, а безрудный материал стекает с его нижней части. Фото автора

Крах оловянной империи

Оловянные шахты Корнуолла становились все менее и менее прибыльными к началу XIX в., когда, как уже говорилось, в Боливии и Юго-Восточной Азии нашли более богатые и рентабельные месторождения. Тем не менее добыча олова продолжалась в Корнуолле на протяжении большей части ХХ столетия. Цену на олово частично поддерживал мировой картель – Международный совет по олову, который регулировал производство этого металла по всему миру, чтобы сохранять его дефицит и повышать значимость на товарном рынке. При необходимости он скупал излишки в Корнуолле или Малайзии, поддерживая тем самым рентабельность продаж.

Однако спрос на олово неуклонно снижался, и во многих товарах его заменил дешевый алюминий. Добыча в Корнуолле обходилась дороже, чем в развивающихся странах. В конце концов у Международного совета закончились деньги, необходимые для скупки излишков олова, и в октябре 1985 г. картель внезапно распался, несмотря на несколько попыток его возродить. Сейчас цена на олово намного ниже – вследствие ограниченного спроса на него и дешевизны этого металла, добываемого в странах с низкой заработной платой. Эта ситуация опасна для горняков, особенно в Индонезии, где разрабатываемые месторождения находятся все глубже и все больше связаны с риском. Рудокопы, по-прежнему использующие кирки и лопаты, работают всего за 5 долларов в день, и никто не вводит правила техники безопасности – например, террасирование карьеров, предотвращающее обвалы. В 2011 г. на этих рудниках погибал примерно один рабочий в неделю, однако здесь по-прежнему не стремятся регулировать работу шахт или повышать их безопасность.

Крах мирового оловянного картеля привел к прекращению добычи олова в Корнуолле и Девоне. Последней работавшей шахтой Девона была шахта Хемердон недалеко от Плимптона, просуществовавшая до 1980-х гг. Последний оловянный рудник Корнуолла в Саут-Крофти закрылся в 1998 г. Во время экскурсии по шахте Гивор последняя и самая трогательная остановка – бывшая шахтерская раздевалка, где многие рабочие оставили снаряжение и одежду после своей последней смены, когда в 1986 г. хозяева без предупреждения закрыли предприятие. Горняки и экскурсоводы до сих пор жалуются, что богатые инвесторы, владельцы и торговцы из картеля извлекли прибыль благодаря инсайдерской информации перед внезапным обвалом цен, однако рабочих никто не уведомил о ситуации, а после закрытия предприятий у них не стало будущего. Надпись возле одной из шахт в Корнуолле, появившаяся примерно в 1999 г., гласит:

 
Корнуоллские парни руду добывают
Или тянут упорно рыбацкие сети.
Но когда здесь закончатся олово с рыбой,
Чем займутся тогда корнуоллские дети?
 

Путешествие по населенным призраками холмам Корнуолла и посещение давно заброшенных горнодобывающих предприятий – отрезвляющий опыт. Это заключительный этап в долгой истории металла, который положил начало бронзовому веку, помог промышленной революции, дал возможность прокормить большие армии и флоты с помощью консервов в жестяных банках и до сих пор остается одним из самых важных металлов в современной электронике. Мы живем не в бронзовом веке, но олово по-прежнему необходимо – даже в компьютерный век.

04. «Ни следов начала»: необъятность геологического времени
Угловое несогласие

Разум, кажется, кружился, заглянув так далеко в бездну времени…

Джон Плейфер

В начале…

В течение почти 2000 лет многие ученые считали руководством по происхождению и истории Земли Библию, истолковывая ее текст буквально. Еще в середине XVIII в. естествоиспытатели полагали, что Земле всего несколько тысяч лет, она совершенна и неизменна – за исключением порчи, вызванной грехом Адама. Не случись этого грехопадения, согласно церковному догмату, мир был бы совершенен и неизменен. Выдающийся натуралист и геолог Джон Вудворд (1665–1728) высказал в 1695 г. типичное для той эпохи мнение: «Земной и водный шар до сих пор находится почти в том же состоянии, в котором его оставил Всемирный потоп; и это продолжится до времени его окончательного разрушения и распада, сохраняя ту же цель, для которой он был первоначально создан».

Библейские догмы диктовали представления о возрасте Земли. Например, в 1650 г. Джеймс Ашшер (1581–1656), архиепископ Армагский, использовал возраст патриархов в Библии, чтобы вычислить, что Творение произошло 23 октября 4004 г. до н. э. Другой ученый, Джон Лайтфут, определил и время – 9 часов утра. Ни тот, ни другой не объяснили, как можно установить дни и ночи до того, как появились Солнце и Земля. Конечно, Библия не дает согласованных сведений о том, сколько времени прошло между Творением и Всемирным потопом, не говоря уже о последующем времени, поэтому пришлось делать определенные предположения. Тем не менее оценка Ашшера являлась вершиной научного подхода для его эпохи и учитывала то, что было известно об истории евреев, вавилонян, персов, греков и римлян. Это была честная попытка, и мы должны ее уважать – хотя сегодня нам известно, что она занизила время существования Земли примерно в миллион раз.

Просвещение

Из-за власти церкви над европейской наукой эта оценка не подвергалась сомнению более века. Однако в эпоху Просвещения влияние религиозных догм на ученых стало слабеть. Например, французский натуралист Жорж-Луи Леклерк, граф де Бюффон (1707–1788), предположил в 1779 г., что возраст Земли составляет 75 000 лет, что как минимум в 10 раз превышает величину, основанную на библейской хронологии.

Во второй половине XVIII в. ученые и натуралисты начали сомневаться в авторитете не только церкви, но и аристократов. Рациональность, доказательства и критическое мышление бросали вызов властям и существующему положению дел. Мыслители сосредоточились на изучении источников человеческих знаний, правомерности верховенства государства и религиозных деятелей, а также на казавшихся бесспорными принципах прошлых веков. Во Франции Просвещение зародилось в салонах и привело к созданию великой Энциклопедии под редакцией Дени Дидро, в написании которой участвовали сотни ведущих мыслителей, в том числе Вольтер (1694–1778), Жан-Жак Руссо (1712–1778) и Монтескье (1689–1755). В Англии весомый вклад в развитие Просвещения внес Исаак Ньютон (1643–1727), труды которого заложили основы физики и изменили наше понимание Вселенной. Его направлял Джон Локк (1632–1704), чьи идеи о правительстве и религии вдохновляли ориентировавшихся на Просвещение американцев – Томаса Джефферсона (1743–1826), Бенджамина Франклина (1706–1790) и других отцов-основателей. Среди них был Томас Пейн, который выступал не только против английского правления в Америке, но и против Библии. Иммануил Кант (1724–1804) произвел революцию в области философии в немецкоязычном мире, а ранее Готфрид Лейбниц (1646–1716) внес огромный вклад в развитие естественных наук и математики, создав, в частности, математический анализ (его вариант несколько отличался от математического анализа Исаака Ньютона).

Крупным интеллектуальным центром того времени и сердцем шотландского Просвещения (наряду с Глазго) был Эдинбург. Город, прозванный Северными Афинами, обладал множеством неоклассических зданий и имел такую же репутацию просвещенного города, как и его античный тезка. В романе Тобайаса Смоллетта «Экспедиция Хамфри Клинкера» (1771) один персонаж назвал Эдинбург «теплицей дарований», а историк Джеймс Бьюкен хорошо описал его в названии своей книги «Переполненный гениальностью» (Crowded with Genius).

Почему этот небольшой провинциальный город стал одним из интеллектуальных центров мира, превзойдя даже таких гигантов, как Лондон и Париж? Артур Херман в своей книге «Как шотландцы изобрели современный мир» (How the Scots Invented the Modern World) отмечал, что созданию идеальной среды для свободной мысли и интеллектуального брожения здесь способствовал целый ряд факторов. Во-первых, политическая стабильность и экономический бум, наступившие после союза с Англией в 1707 г. Шотландские торговцы богатели благодаря трансатлантической торговле (особенно табаком), а их доходы обеспечивали многие учреждения, особенно университеты. Если не считать проблем с якобитами и претендентом на престол Красавчиком принцем Чарли, которые закончились после сражения при Каллодене в 1746 г., на протяжении большей части XVIII столетия в Эдинбурге царил устойчивый мир. После завершения восстания шотландцы активно подражали англичанам и стремились добиться успеха в английском обществе и культуре. Во-вторых, благотворны были религиозный климат города и отсутствие преследований. После того как в 1697 г. за богохульство был повешен молодой шотландец Томас Айкенхед, власть религиозных деятелей в Эдинбурге начала быстро ослабевать. Одна из причин – разделение Шотландии между католиками (в частности, королевской семьей и жителями горной Шотландии – хайлендерами) и пресвитерианскими последователями Джона Нокса, которые находились под влиянием кальвинистов; кроме того, имелось англиканское меньшинство – приверженцы официальной церкви Англии (жители южной низинной Шотландии – лоулендеры). Это контрастировало с Англией, где у человека, не принадлежащего к англиканской церкви, было мало шансов на продвижение, или с Францией с ее могущественной католической церковью и коррумпированной аристократией.

Пресвитериане глубоко верили в то, что каждый человек должен читать Библию для себя, и создали по всей Шотландии государственные школы, так что к концу XVIII в. здесь оказался самый высокий уровень грамотности в мире. К тому моменту в Шотландии имелось пять крупных университетов, в то время как в Англии их было всего два. Появилось много газетных и книжных издательств. В шотландской интеллектуальной жизни культура ориентировалась на книги. В 1763 г. в Эдинбурге было 6 типографий и 3 бумажные фабрики, а к 1783 г. – 16 типографий и 12 бумажных фабрик. Таким образом, город стал крупным центром англоязычной книжной торговли.

Интеллектуальная жизнь вращалась вокруг нескольких клубов, которые начали возникать в Эдинбурге в 1710-х гг. Одним из первых и наиболее важных стал Клуб политической экономии, деятельность которого была направлена на установление связей между учеными и торговцами. Другой – «Избранное общество» – был основан художником Алланом Рэмзи (1713–1784), философом Дэвидом Юмом (1711–1776) и экономистом Адамом Смитом (1723–1790). Позднее, в 1762 г., появился и клуб «Кочерга»: историк и философ Адам Фергюсон (1723–1816) в его названии обозначил основную цель – «поворошить» важные общественные вопросы.

Историк Джонатан Израэль отмечает, что к 1750 г. почти все крупные города Шотландии обладали интеллектуальной инфраструктурой взаимосвязанных учреждений – университетов, читательских обществ, библиотек, периодических изданий, музеев и масонских лож. Эта шотландская сеть была «преимущественно либерально-кальвинистской, ньютоновской и по своему характеру ориентированной на созидание, что сыграло важную роль в дальнейшем развитии трансатлантического Просвещения». Историк Брюс Ленман указывает, что главным достижением этой системы была «способность распознавать и интерпретировать социальные закономерности».

Огромные достижения были явлены в философии, где возможность мыслить, задавать вопросы и спорить без религиозных ограничений обеспечила серьезный прорыв. Большинство крупных деятелей шотландского Просвещения конца XVIII в. находились под влиянием легендарного Фрэнсиса Хатчесона (1694–1746), который был профессором нравственной философии в университете Глазго с 1729 по 1746 г. Его идеи вдохновляли многих последующих мыслителей, таких как Адам Смит, Дэвид Юм, Иммануил Кант и Джереми Бентам; все они придавали большое значение практическим, утилитарным и реалистическим направлениям философии – в отличие от предшествовавших философов, чьи умы были заняты более абстрактными идеями.