Текст книги "В поисках чуда (с илл.)"
Автор книги: Лев Бобров
сообщить о нарушении
Текущая страница: 11 (всего у книги 25 страниц)
Часы-обогреватели и печи-ходики
Древние мифотворцы послали Геркулеса к вратам преисподней, наделив его предварительно нечеловеческой силой и смелостью. Персонажи более свежих фантастических произведений, наведываясь в гости к Плутону на борту геобатискафов, тоже отличались незаурядной отвагой; бицепсы же супермена им были ни к чему: могучие корабли-кроты под командованием своих капитанов легко выполняли самую тяжелую физическую работу.
Ученые нашего времени думают о создании такой машины, которая сама, без людей, но, понятно, по их директивам, под их контролем сверху, отправится на разведку подземного мира. Сердцем мощного и умного агрегата явится ядерный реактор. Раскаленный до тысячи градусов или более, он будет проплавлять горные породы и продавливать их собственной тяжестью, оставляя над собой колодец-шурф. Погружаясь все глубже и глубже, такой автономный атомный снаряд рано или поздно «прожжет» и базальтовую броню, которой забаррикадирована мантия. А потом?
Потом, видимо, продолжит экспедицию к ядру планеты, посылая отчеты в виде сигналов, как автоматическая станция «Луна» или «Марс».
Вот он, спутник антикосмоса, геобатискаф фантастов, Геркулес эллинских легенд, который сразится с Плутоном во всеоружии современной техники!
Утопия?
Проникновение в недра атома открыло новые возможности и перспективы в покорении недр земных.
В главе «Демобилизованный Геркулес» рассказывалось о ядернофизическом каротаже. По излучению естественных радиоизотопов, которое одними горными породами испускается, а другими задерживается, также отыскиваются полезные ископаемые, зачастую прямо с борта самолета. Добавляя к песку, глине, граниту меченые атомы, упрятанные в стеклянную пудру, определяют, как быстро размывается морской берег или возникают наносы в дельтах рек.
Еще в 1902 году Пьер Кюри подал мысль: скопище радиоизотопов, вкрапленных в камень и распадающихся с постоянной скоростью, может служить точным «хронометром», запущенным природой миллионы лет назад и теперь показывающим, как стар этот минерал. Но чтобы отладить механизм таких «часов», понадобились напряженные творческие усилия многих 137 ученых, в том числе советских: В. И. Вернадского, В. Г. Хлопина, И. Е. Старика, Э. К. Герлинга, К. А. Ненадкевича и других.
Математический закон радиоактивного распада установлен Э. Резерфордом и Ф. Содди в том же 1902 году. Он описывается одной общей формулой, но в каждом конкретном случае в нее вводятся свои коэффициенты, характерные для данного элемента.
Например, количество урана-238, заключенное в глыбе гранита, убывает ровно наполовину через каждые четыре с половиной миллиарда лет, а урана-235 – через 710 миллионов лет. Зато параллельно в результате того же процесса рождается гелий (альфа-частицы). И еще свинец – конечный продукт превращения. Измерив, сколько к настоящему моменту накопилось дочернего вещества и сколько еще осталось нераспавшегося материнского, легко подсчитать, когда образовалась порода – допустим, когда она выкристаллизовалась из магматического расплава (если, разумеется, с тех пор она больше не подвергалась столь же сильному физико-химическому воздействию окружающей среды, не упускала своих компонентов наружу и не обогащалась ими извне).
В 1962 году доктору химических наук Э. К. Герлингу и академику А. А. Полканову присуждена Ленинская премия за пополнение геохронологического арсенала еще одним, весьма эффективным орудием анализа. В чем его суть?
У калия, а он распространеннее урана, есть изотоп с массовым числом сорок. С периодом полураспада 1 миллиард 300 миллионов лет он превращается в аргон-40 – в инертный газ, который застревает в кристаллической решетке гораздо прочнее, чем гелий.
Обладая такими преимуществами, аргоновый способ не уступает в точности ни гелиевому, ни даже свинцовому, считавшемуся самым надежным.
Сейчас в СССР имеется свыше тридцати лабораторий, которые заполняют графу «возраст» в анкете горных пород и метеоритов. Своими точными данными они помогают выявлять эпохи наиболее интенсивного рудообразования, а затем искать полезные ископаемые в тех районах, где часто попадаются минералы, родословная которых восходит к тому же времени. Известны, например, крупные полиметаллические месторождения редких элементов, приуроченные к слоям вполне определенной давности. Аналогичные методы несколько лет назад помогли геофизикам найти и новые залежи нефти в Башкирии.
Весной 1960 года у нас был создан новый масштаб геологического летосчисления, охвативший всю историю Земли. Он называется абсолютным в отличие от относительного, где отражена лишь очередность эр: сначала была архейская, потом протерозойская, палеозойская, мезозойская, наконец, наступила кайнозойская, продолжающаяся сегодня, – и где нет четких однозначных хронологических зарубок на канве времени. Да, геологический «календарь» еще совсем недавно нельзя было назвать «численником» – в нем отсутствовали строго отмеченные знаменательные даты. Атом дал количественную меру последовательности временных отрезков. Теперь мы знаем, что, к примеру, палеозой (эра древней жизни) начался 570 миллионов лет назад и длился 345 миллионов лет. И что его первый период (кембрийский) тянулся 90 миллионов лет, а последний (пермский) – ровно вдвое меньше. Надо сказать, что советский атомный циферблат достовернее и полнее, нежели тот, что предложен английским ученым А. Холмсом в 1947 году. Передвинуты границы эр и периодов, внесены и другие коррективы.
«Результаты измерения возраста подводят прочный фундамент под построения теоретической и практической геологии, – говорил член-корреспондент АН СССР И. Е. Старик, один из пионеров радиогеохронологии, который еще в довоенные годы вместе с академиками В. И. Вернадским и В. Г. Хлопиным работал в составе комиссии по изучению абсолютного возраста минералов и горных пород, организованной в 1932 году. – Сама геология из описательной науки превращается в точную. Этим она обязана широкому внедрению физических и химических методов».
Удивительные ходики, тикающие внутри холодных и, казалось бы, мертвых камней, – отнюдь не безучастные хроникеры минувшего. Они и среди них прежде всего наши знакомцы – уран, торий, калий-40 – служат вездесущей печкой, прогревающей внутренности Земли. На это обратил внимание еще в 1926 году ирландский ученый Дж. Джоли. Однако более детально проблему радиогенного тепла рассмотрел академик Вернадский. Он пришел к выводу, что энергии, высвобождаемой при радиоактивном распаде, вполне достаточно, чтобы объяснить важнейшие геологические процессы: плавление глубинных пород и превращение их в магму, вулканизм, тектонические движения коры, горообразование, появление океанических чаш и их континентального обрамления.
Одним из первых осознал Вернадский огромное значение радиоизотопов не только в истории планеты, но и общества. В 1922 году, за шестнадцать лет до решающих открытий, положивших начало ядерной энергетике, он произнес пророческие слова: «Недалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет. Это может случиться в ближайшие годы, может случиться через столетие. Но ясно, что это должно быть. Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение? Ученые… должны связать свою работу с лучшей организацией всего человечества».
Еще в 1910 году замечательный ученый пытался привлечь внимание правительства к проблеме радиоактивности, к ее практическому аспекту: «Ни одно государство и общество не может относиться безразлично, как, каким путем, кем и когда будут использованы и изучены находящиеся в его владениях источники лучистой энергии».
Вернадский организовал первые экспедиции для поиска урановых руд и лично принял в них участие.
Царский кабинет «отблагодарил» радетеля отечественной радиохимии. В 1911 году Вернадский вместе с другими жертвами чиновничьего произвола был вынужден покинуть стены Московского университета.
Пробуждение исполина
О чем думал изгнанник, идучи в последний раз по московским мостовым? По мостовым, брусчатку для которых поставляли шведские фирмы? Не о том ли, как убога и как обильна матушка Русь?
Его ждал Петербург, заводы которого, равно как и корабли Балтийской эскадры, жгли в своих топках кардиффский антрацит. «По балтическим волнам» в гости к нам действительно прибывали все флаги: из чужеземных трюмов выгружалось сырье, которое наверняка лежало в достатке где-нибудь тут же, рядом, – в Прибалтике, на Кольском полуострове…
Для производства серной кислоты в северную столицу везли серный колчедан из Португалии, полевой шпат для керамической промышленности – из Швеции. Алунд для абразивных предприятий импортировался из Норвегии, гранат – из Америки, корунд – с Анатолийских берегов, карборунд – из Германии…
Но ученый-патриот верил, что рано или поздно страна сумеет «достигнуть того расцвета и той культурной мощи, какие соответствуют как природным богатствам, нам принадлежащим, так и тем неисчерпаемым живым силам, какие таятся в глубинах нашего народа».
Так писал он в записке «О ближайших задачах Комиссии по изучению производительных сил России». В эту комиссию (КЕПС), учрежденную в 1915 году после настойчивых апелляций к тугодумным попечителям российской науки, вошли академики Б. Б. Голицын, Н. С. Курнаков, А. П. Карпинский и другие инициаторы важного дела. Первым председателем ее избрали В. И. Вернадского.
Академик А. Е. Ферсман, активно сотрудничавший в КЕПС наряду с В. А. Обручевым, Д. Н. Анучиным, Е. С. Федоровым, многими иными, рассказывал, что до Октябрьской революции работа комиссии не могла развернуться. В условиях царизма геология прозябала, деятельность энтузиастов наталкивалась на бесчисленные рогатки. Даже на решение такой исключительно важной проблемы, как освоение вольфрамового месторождения, Академия наук целых два года не могла добиться самых ничтожных ассигнований. Между тем еще в 1913 году русская казна отвалила одним лишь германским банкам 1 миллион 300 тысяч золотых рублей чистоганом за мышьяк, сурьму, висмут, селен, ртуть, другие элементы.
Свергнув в 1917 году самодержавие, народ упразднил частную собственность на землю, объявил содержимое недр общенациональным достоянием. В апреле 1918 года Ленин составил «Набросок плана научно-технических работ», где намечалось «систематическое изучение и обследование производительных сил России», поднимался вопрос об изыскании внутренних сырьевых и топливных ресурсов для промышленности и энергетики. Специальное постановление Совнаркома гарантировало всемерную поддержку академии во всех ее начинаниях, направленных на то, чтобы всколыхнуть огромную, богатейшую страну, дремавшую веками в бездеятельности.
25 января 1922 года Вернадский уже делился с коллегами долгожданной радостью: «Я счастлив сообщить академии, что сотрудникам Радиевого института под руководством В. Г. Хлопина удалось получить из русской руды первые пробы радия».
Наряду с радиевым, платиновым и физико-химическим из КЕПС выделился целый ряд других институтов, среди них географический, почвенный, керамики, а также биогеохимическая лаборатория, которая сейчас превратилась в мощный исследовательский центр – Институт геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского, возглавляемый академиком А. П. Виноградовым.
Советская геохимическая школа, выпестованная В. И. Вернадским и А. Б. Ферсманом, окончательно сложилась в 30-е годы, но о работах ее представителей мир уже знал гораздо раньше.
«Ведущими властителями научной мысли, положившими начало глубочайшим законам химии Земли, были наш русский академик В. И. Вернадский с его школой и норвежец В. М. Гольдшмидт. На наших глазах выросла биогеохимия. В. И. Вернадский наметил в ней новые звенья между геохимией и медициной, между химией Земли и биологией», – писал академик Ферсман.
«Россия подняла и гордо несет знамя новой науки – геохимии, значение которой еще не осознано», – говорил французский ученый Поль Ланжевен.
Горы и люди
До того как сформировалась биогеохимия, в поле зрения естествоиспытателей находились «главным образом отдельные тела, минералы, горные породы, растения и животные, и явления, отдельные стихии – огонь (вулканизм), вода, земля, воздух, в чем наука и достигла, можно сказать, удивительных результатов, но не их соотношения, не та генетическая, вековечная и всегда закономерная связь… между растительным, животным и минеральным царствами». Так характеризовал предшествующий этап в естествознании Василий Васильевич Докучаев, заложивший фундамент физической географии, создавший учение о взаимозависимости между средой и ее обитателями.
До тех пор, пока биология, геохимия, почвоведение действовали сепаратно, изолированно, от их глаз ускользали тонкие эффекты, вскрытые новой, синтетической дисциплиной, которую создала школа Вернадского – Виноградова.
Вот, например, солнечная Армения – благодатный край! Между тем в некоторых ее районах ненормально часты заболевания подагрой. Что за напасть?
Оказывается, поблизости от некоторых рудных месторождений почвы сверх меры обогащаются молибденом, а тот всасывается растениями, попадает в корм скоту. С шашлыком или с помидорами, с «соком кипучим, искрометным» виноградников Аястана или просто водой из-под крана проникает он и в человеческий организм. Собственно, он нам необходим, но в строго определенных, причем ничтожных концентрациях. Здесь же он регулярно поглощается в избытке, вызывая иной раз серьезное недомогание. А ведь речь идет о мизерных, совершенно неощутимых на вкус дополнительных дозах!
Лечение и профилактика подобных эндемических («местных») недугов, а их не так уж и мало, стало возможным благодаря именно биогеохимическим изысканиям. Все шире ассортимент микроудобрений, выпускаемых в СССР. Облагораживающие добавки вносятся и в рацион для скота. Человеческое меню также корректируется, с тем чтобы нейтрализовать зловредный нрав того или иного комплекса природных условий.
Задача значительно облегчилась после того, как у нас составлена карта биогеохимических провинций с их специфическим набором микроэлементов. Над системой такого районирования, осуществленного ныне в масштабах всей страны, много лет трудился профессор В. В. Ковальский. Большой вклад в этот раздел науки внесен латвийскими исследователями, прежде всего видным советским ученым, академиком Я. В. Пейве и действительным членом АН Латвийской ССР Я. М. Берзинем. Первому принадлежат хорошо известные монографии «Биохимия почв», «Микроэлементы и урожай», второму – «Микроэлементы в животноводстве».
В 1964 году Ян Вольдемарович Пейве, Ян Матвеевич Берзинь и Виктор Владиславович Ковальский удостоены Ленинской премии.
«Работы советских ученых вызывают большой интерес за рубежом – в США, ФРГ и особенно в молодых государствах Азии и Африки, которым рано или поздно придется решать задачу интенсификации сельского хозяйства, – заявил в одном из своих интервью Ян Вольдемарович Пейве, возглавляющий ныне Научный совет по проблемам микроэлементов в растениеводстве и животноводстве. – Мы изучали, например, содержание микроэлементов в почвах Республики Мали по просьбе ее правительства.
Доклад о наших исследованиях, сделанный мною на праздновании шестисотлетия Ягеллонского университета в Кракове, тоже привлек внимание многих ученых. Это международное признание лишний раз свидетельствует о том, что мы на правильном пути».
Ветер странствий
Мы оставили следопытов планеты в момент старта, в ту трудную пору, «когда Россия молодая, в бореньях силы напрягая, мужала». Мужала с гением
Ленина. Когда создавались первые советские институты и лаборатории, писались первые после революции статьи и книги. Разумеется, наши геологи ни тогда, ни потом не были кабинетными учеными, хотя новое открытие России требовало новой, причем титанической теоретической работы. Они отправлялись в дальние нелегкие походы по бескрайним просторам социалистической Родины, где их ждали воистину несметные богатства, колоссальные неиспользованные резервы, так долго лежавшие под спудом.
Всегда на марше… Эти слова были и остались справедливыми по отношению к советской геологии.
Атомный ледокол «Ленин». Десятки специальных морских судов, среди них первоклассные комфортабельные плавучие лаборатории «И. Курчатов», «М. Ломоносов», «Ю. Шокальский», «А. Воейков», «Н. Зубов», «Н. Книпович», «П. Лебедев», «С. Вавилов», «Витязь», «Обь», единственная в мире немагнитная шхуна «Заря», исследовательская подводная лодка «Северянка». Амфибии, сухопутные вездеходы, обычные автомашины, тракторы, бульдозеры – сегодня их более 60 тысяч. 6000 передвижных электростанций. Самоходные ядерные установки. Сотни самолетов и вертолетов. Космические корабли, геофизические ракеты. В первые послереволюционные годы о них и мечтать не могли. А было это не так уж и давно – несколько десятилетий назад…
Коняги и ишаки, верблюды и собаки – вот, пожалуй, и весь «таксомоторный парк» тогдашней геологии.
«Мне все чаще приходится иметь дело с нашими учеными, – делился как-то Максим Горький своими впечатлениями с Константином Фединым. – Удивительные люди! По Уралу, в непроходимых горах, бродят – составляют фантастические коллекции драгоценных камней для Академии наук. Месяцами не видят куска хлеба. Спрашивается – чем живы? Охотой живы, как дикари, да-с. И это, знаете ли, не Калифорния, не золотая лихорадка. Бессребреники, а не добытчики в свой сундук. Гордиться надо таким народом… Был у меня профессор Ферсман. Он только что беседовал по прямому проводу с Лениным о делах Комиссии по улучшению быта ученых. Ленин очень отзывчив и готов помогать. Ферсман заверяет: Ленин за интеллигенцию».
И интеллигенция шла за Лениным.
В 1926 году Александр Евгеньевич отправился на Кольский полуостров, где предсказал богатейшие залежи различных минералов и действительно открыл там их десятки, в том числе крупнейшее в мире месторождение апатитов – лучшего сырья для производства суперфосфата. Правда, и тут объявились скептики: мол, толку от этого мало, все равно разоренная Россия не в силах наладить собственный выпуск фосфорных удобрений, так что лучше по-прежнему импортировать их за валюту. «В скором времени, – вещал один из иностранных оракулов, профессор Крюгель, – развеются в дым гордые надежды Советов на независимость от зарубежной фосфатной базы». Зловещие прорицатели явно недооценивали возможностей новой России, они привыкли мерить их по старинке. Советские ученые предложили, а технологи освоили новый способ переработки апатита и его спутника – нефелина (одна из этих работ в 1957 году удостоена Ленинской премии). Кольские 146 концентраты пользуются сейчас огромным спросом и за границей.
1932-й. Всего 15 лет назад свершилась революция.
В Ленинграде выходит книга «Экспедиции Всесоюзной Академии наук 1931 г.» под редакцией академика Ивана Михайловича Губкина. «Ветер странствий» заговорил цифрами, фактами, обобщениями.
Открытия посыпались лавиной. Каменный уголь на Печоре, в низовьях Лены, на Таймыре, на Камчатке… Горючие сланцы под Ленинградом, в Поволжье, Казахстане, Башкирии… Нефть в волго-уральском районе («Второе Баку»), в Узбекистане, Грузии, Чечено-Ингушетии, даже там, где, казалось бы, уже все разведано, – в Азербайджане. Калий под Соликамском, медь, хром, олово, марганец, алюминий, корунд, асбест в Казахстане. Чуть ли не все элементы периодической системы в Средней Азии, хотя еще совсем недавно господствовала догма, будто здесь нет ничего годного для промышленного использования. Золото на Колыме…
Земля пробудилась ото сна.
В 1914, году отечественные запасы ценного сырья были подсчитаны лишь для четырех химических элементов. И еще для шести предполагалось, что их месторождения вроде бы должны встречаться в некоторых районах. Использовала же царская Россия в своей промышленности 14 элементов – недостающие ввозились из-за границы. В 1932 году в ассортименте веществ, извлекаемых из недр СССР, фигурировало 60 наименований. «Мы стоим на пороге полного подчинения нам всех элементов менделеевской таблицы», – подводил итог А. Е. Ферсман в 1940 году.
«Геологически обследована теперь вся территория Союза, даже полярные острова Северной Земли и Врангеля и высокие нагорья – Памирское и Армянское, – рапортовал юбилейной сессии Академии наук, посвященной 25-летию Октября, Владимир Афанасьевич Обручев, неутомимый искатель, проницательный теоретик. – Советский Союз по обилию и разнообразию полезных ископаемых оказался не уступающим такой крупной и богатой стране, как США, а в некоторых отношениях даже превосходящим ее…
За небольшой период выполнено больше, чем за предшествующие двести лет, с начала исследований при Петре I. Отсталое аграрное государство, вывозившее хлеб, кожи, шерсть, масло и ввозившее машины, металлы и даже уголь, сделалось промышленным, независимым от соседей». И еще: «Если бы Россия осталась монархией или сделалась республикой, но с капиталистическим строем и ее развитие подвигалось бы столь же медленно, как и ранее, – она не выдержала бы нашествия фашистских армий, вооруженных до зубов новейшей техникой. Германия быстро захватила бы всю европейскую часть с Уралом и Кавказом и, используя их естественные ресурсы, поработила бы всю Европу и народы мира… И в далеком будущем историки отметят эти двадцать пять лет существования первого социалистического Советского государства как эпоху особенно быстрого расцвета научных исследований, освобожденных от тормозов и пут старого общества».
Когда был принят наш семилетний план, «Нью-Йорк таймс» устами редактора признавалась, что США чувствуют «дыхание Советского Союза на своих затылках», что русских «отделяют от нас всего лишь два прыжка – они позади нас на какой-нибудь десяток лет в развитии своей производственной мощи».
Прошло всего пять лет, и объем нашей промышленной продукции составил две трети американской, а не половину, как было в 1957 году. Наша страна опередила Соединенные Штаты в добыче железной руды, угля, некоторых других полезных ископаемых; у нас больше производится кокса, цемента, причем темпы прироста у нас выше, чем на Западе. По разведанным запасам угля, нефти, торфа, марганца, меди, цинка, свинца, алюминия, калия СССР занимает первое место в мире.
К началу 1967 года в Советском Союзе выявлено и разведано более 15 тысяч месторождений. На их базе работает свыше 200 крупных горнодобывающих предприятий.
