Текст книги "Я познаю мир. Сокровища Земли"

Автор книги: М. Голицын

сообщить о нарушении

Текущая страница: 14 (всего у книги 16 страниц)

Отец мировых шедевров

Кто бывал в Петербурге, тот наверняка не миновал Летний сад. Под сенью старых деревьев, в лучах неяркого северного солнца, в кружеве легкой дневной тени стоят там вдоль всех дорожек и аллей мраморные скульптуры. Их создавали великие мастера, знаменитые художники, поэтому, бродя по Летнему саду, никак не можешь налюбоваться красотой великолепных линий, почти живым дыханием каменных тел. О, мраморные творения рук человеческих!..

Мрамор – это спрессованный на большой глубине известняк. Он очень плотный и прочный. В переводе с греческого «мрамор» означает «блестящий»: в нем действительно сверкают кристаллы кальцита.

Встречается мрамор в горах, там, где когда-то возникали огромные напряжения в толще горных пород.

Мрамор отличается удивительным разнообразием расцветок и строением; на каждом месторождении залегает мрамор, отличный от других. Из лучшего в Европе белоснежного каррарского мрамора (итальянская провинция Тоскана) в течение многих столетий изготавливались замечательные скульптуры – мировые шедевры. Так что мрамор можно образно назвать отцом мировых шедевров.

С мрамором можно познакомиться не только в музеях, но и на станциях метро. Каких только причудливых расцветок и рисунков там не увидишь! Мозаичные, руинные, сетчатые, полосатые, красные, желтые, белые, зеленоватые, темные и многие другие разновидности мрамора украшают подземные дворцы.

Мрамор – прекрасный строительный материал. Его можно встретить в неожиданных местах. В операционной комнате, где все столы и стены должны быть идеально чистыми. В больницах и санаториях с прекрасными ваннами. В театрах, различных общественных зданиях с мраморными колоннами.

Добывают его не только под теплым итальянским небом. В России, например, он есть б Карелии, Подмосковье, Крыму, на Кавказе, Урале, Алтае, в Саянах.

Но мрамор не вечен. Стоит посмотреть на старые части облицовки Исаакиевского собора или на колонны Мраморного дворца в Петербурге, сравнить между собой поверхность резных частей. Тогда можно заметить, как изменились старые плиты, сгладились углы, уменьшились, исказились размеры украшений.

Оказывается, воздух, особенно городской, содержит в себе множество ядовитых для мрамора веществ, и поэтому дождевая вода разрушает этот камень необычайно быстро. За столетие растворяется около одного миллиметра мрамора, а за тысячу лет – целый сантиметр. Губительна для него и близость моря. Ведь соленые морские брызги разносятся на многие сотни километров и еще сильнее, чем дождевая вода, разъедают камень.

Снег тоже точит мрамор сильнее дождя, потому что активнее поглощает из воздуха ядовитые кислоты. Ускоряют разрушение замерзающая в трещинах вода, тонкие корни растений и ветер, полный пыли и песка, без устали полирующий и стирающий мягкую поверхность мрамора.

В природе нет ничего вечного. Геологические периоды в тысячи лет, с одной стороны, накапливают из микроскопических песчинок целые горы, с другой – разрушают и сглаживают самые твердые скалы и горим г хребты. Законы природы непреходящи, и в сложнейшей геологической истории природы дела человека и «вечность его творений» лишь крошечная, стремительно проходящая минута.

Что общего у рапакиви с Александрийской колонной?

Не менее известный строительный материал – гранит, а также другие магматические горные породы. Основные составляющие минералы гранита – кварц, полевые шпаты, слюда, темноцветные силикаты, магнетит, апатит, присутствующие в виде примесей.

«Гранит» в переводе с итальянского означает «зернистый»; и в самом деле названные минералы образуют зерна, то крупные, то гигантские, то мелкие, как капли дождя.

Большая группа горных пород (в том числе и гранит) образовалась в результате остывания и затвердения огненно-жидкого вещества глубин Земли – магмы. Такие горные породы называются магматическими, или изверженными.

Магма – сложный силикатный расплав с растворенными в ней различными газами. Ученые предполагают, что она вязкая, напоминающая тесто. Именно с этим свойством и связано ее название: греческое слово «магма» означает «густая грязь».

Изливаясь на поверхность, магма теряет большинство летучих веществ, прежде всего пары воды. Такая обескровленная, лишенная паров воды и газов магма называется лавой. Ее извергают вулканы. Постепенно температура магмы понижается, и в ней начинают кристаллизоваться минералы. Они выделяются не случайно, а в определенном порядке. Ученые определили его законом кристаллизации сложных веществ.

По мере кристаллизации в магматическом очаге остается все меньше расплава, все больше появляется минералов. В конце концов магма превращается в магматическую породу. Образно говоря, это затвердевшие волны расплавленного в глубинах планеты океана.

Магма превращается в горную породу в разных условиях. Когда расплав застывает в глубине, а охлаждение его идет медленно, возникают зернистые, хорошо раскристаллизованные породы. Их ученые называют глубинными, или плутоническими (по имени древнегреческого бога подземного царства Плутона). Из глубинных пород наиболее широко известны гранит, гранодиориты, габбро, сиениты и перидотиты.

Вот так рождается гранит – в глубинах Земли, при медленной кристаллизации остывающего магматического расплава. Чем медленнее остывал расплав, тем крупнее вырастали зерна минералов. В конечных порциях гранитного магматического расплава, обогащенных молекулами воды, фтором, бериллием и другими элементами, могли образоваться жилы так называемого письменного гранита пегматита. С ним связаны многие месторождения драгоценных камней – аквамарина, топаза, турмалина...

Гранит – надежный строительный материал, он используется для наиболее важных частей сооружений Например, плиты для пола в метро, где бывает много народа, выполнены из гранита.

Монолитный гранит рапакиви послужил постаментом знаменитого памятника Петру Великому в Петербурге. Из рапакиви же вырублена и Александрийская колонна, стоящая на Дворцовой площади Северной Пальмиры. Монолит для Александрийской колонны имел в длину 30 метров и весил три тысячи семьсот тонн.

Гранитный щебень входит в состав бетонов, используется он и в насыпях магистральных железных и автомобильных дорог.

Цвет гранита разный, но преобладают светлые тона – розовый, светло-серый. Темного гранита не бывает – это другие магматические горные породы, не содержащие кварц, например габбро, базальт, диорит, лабрадорит.

Многие россияне несомненно любовались и любуются сказочными залами московского метро. Среди поделочных камней московского метрополитена особенно хороши розовый родонит на станции «Маяковская» и целое каменное многоцветье на станции «Чеховская». Здесь пестрые яшмы, голубой лазурит, зеленые лиственит и малахит, желтые ониксы, черные обсидианы и другие минералы. Это все близкие родственники гранита – любимого многими поколениями людей природного строительного материала.

Где таится глина?

Глина и песок – верные друзья любого строителя.

Глина – мягкая пластичная водонасыщенная горная порода. Она прекрасно сохраняет ту форму, которую придает ей человек. После обжига и удаления влаги изделия из глины приобретают твердость камня. Из различных глин изготавливают кирпичи, черепицу, цемент, керамические трубы, краски, фарфор, фаянс.

Природные глины очень разнообразны по своему минералогическому составу, цвету, свойствам, условиям образования. Основные глинистые минералы – это каолин, монтмориллонит и гидрослюды. Минерал каолинит назван по имени горного хребта Као-Лин в Китае, где его обнаружили в древние времена и использовали для изготовления тончайших фарфоровых изделий.

Размеры глинистых частиц не превышают 0,01 мм. Цвета глин – красные, белые, желтоватые, темно-серые, зеленые, синие. Цвет зависит от примесей. Красные оттенки приди ют окисные соединения железа, зеленые и синие – закисные соединения железа, темный цвет – примеси органических веществ.

Глинистые горные породы составляют более 50% всех осадочных пород. Различаются морские, озерные, речные, ледниковые глины и суглинки (глины с примесью песка). А как родилась глина, на первый взгляд – простое, доступное многим землянам сокровище нашей планеты?

На предыдущих страницах мы рассказали о том, как расплавленные гранитные массы давным-давно кипели в глубинах Земли. Как вязкая расплавленная магма, словно тесто, выливалась на земную кору и, подобно только что испеченному хлебу, медленно застывала. В пестром рисунке гранитов можно увидеть розовые и белые кристаллы, окруженные черными листочками слюды и серым полупрозрачным кварцем. Эти белые, серые, желтоватые или розоватые минералы – полевой шпат. Он-то и является основой для образования глин.

За работу принимаются солнце, воздух и вода. Они разрушают гранит, и полевой шпат рассыпается в мельчайший порошок. Он накапливается в виде мелкого и темного ила. Накапливанию ила помогают и жаркие ветры пустынь, и железистые темные воды болот; в болотистых низинах жаркого тропического леса собираются на дне илистые частицы глины. Иногда на помощь являются и другие могучие силы. С севера ползут громадные ледяные массы. Они перетирают в мелкую пыль разрушающиеся камни. В виде ледниковой мути эта пыль уносится вдаль ледниковыми водами. Так образуются мощные скопления глин – их оставляет за собой на протяжении многих тысяч километров ледник.

Из этих-то глин, в завершение долгой истории их странствования, человек делает свой кирпич. Он добывает глину, очищает ее от песчинок и валунов, замешивает в воде, формует кирпичи, ставит сушиться на воздухе, а потом и на огне...

Первые кирпичи из высушенной глины в смеси с соломой делали еще 6-5 тысячелетий назад в Месопотамии. Промышленное производство кирпича и кровельной черепицы в Европе наладили в средние века. Правда, размеры кирпичей во времени изменялись. Например, на Руси во времена Петра Великого кирпич был намного крупнее современного.

Преимущества кирпича в том, что из него можно построить здания любой формы. Но, к сожалению, есть у кирпича и свои недостатки: его разрушает почвенная влага, мороз, расширяющий трещины, заполненные влагой, ветер, мхи и другие растения, поселяющиеся на загрязненном строении.

Глиной в деревнях замазывают трещины в печных трубах, а сами печи кладут на глинистом растворе.

Как и другие полезные ископаемые, се проще всего искать по берегам ручьев и рек, в оврагах, низинах. Где таится глина, подскажут растения: ель, осина, ольха.

Свари хрустальную вазу!

Песок так же важен в строительстве, как глина, известняк или гранит. Песок – это наполнитель для бетона, железобетона, балласт для железных и автомобильных дорог, материал для земляных плотин и дамб. Из чистого кварцевого песка и необходимых добавок варят оконные стекла, термостойкую химическую посуду, хрустальные изделия и многое другое.

Песок – осадочная порода, состоящая из отдельных, не связанных между собой зерен различных материалов. Размер зерен от 0,02 до 2 мм. Более мелкие зерна образуют пыль а более крупные – гравий. Пески могут быть мелко-, средне– и крупнозернистыми. Среди минеральных зерен в песках можно встретить кварц, полевые шпаты и темноцветные силикатные минералы изверженных горных пород пироксены и амфиболы. В качестве примесей в песках можно обнаружить слюду, рудные минералы железа и олова, гранаты. Очень редко, но все же в песке можно встретить золото, платину, киноварь, ильменит...

Принято считать, что песок есть везде и найти его не составит никакого труда. Это, конечно, так. Но надо помнить: на каждом месторождении он имеет свои запасы, состав и свойства, свои полезные и вредные примеси. Наиболее высокие требования предъявляются к стекольным пескам. Они должны быть мономинеральными кварцевыми, мелкозернистыми. Для дорожного же полотна и земляных плотин могут использоваться любые пески.

Пески добывают в неглубоких карьерах. Иногда прямо в карьере его просеивают и сортируют, промывают и очищают от глинистых частиц.

В последние годы песок для дорожного строительства нередко черпают экскаваторами прямо из русел рек и сразу грузят на самосвалы. Исследования показали: во многих местах при добыче и промывке больших объемов речных песков для крупных домостроительных комбинатов неплохо бы попутно добывать золото.

Из чего делали стекла на Руси?

Для строительства пригодны многие минералы. Прозрачные пластины светлой слюды мусковита в XV-XVIII веках применяли на Руси как оконные стекла. Название «мусковит» и дано по имени Московия. Слюду в московские царские хоромы привозили ил Карелии и Сибири.

А сегодня слюду используют в более прозаических целях: изготавливают из нее толь и рубероид – кровельные покрытия.

Асбест – «горный лён» применяется при изготовлении цементов и шифера.

Гипс и ангидрит составляют основу быстродействующих вяжущих веществ.

Опасные строительные материалы

Некоторые строительные материалы, оказывается, могут быть опасными для человека. Повышенной радиоактивностью обладает ряд гранитов, темные сорта мрамора, битуминозные известняки. Очень вредна асбестовая пыль, она получается при добыче и переработке асбестовых руд.

В конце концов все строительные сооружения разрушаются. Мы говорим об этом так: время разрушило башню или замок, храм или кирпичную фабрику. Время само по себе не разрушает ничего. Разрушают ветер, который несет пыль, мороз, превращающий воду в лед, кислотный дождь, огонь, землетрясения, оползни и другие стихийные процессы. Влажную древесину разрушают бактерии, а в тепле этот процесс идет еще быстрее. Мхи, лишайники, травы и деревья разрушают и поедают природный камень и каменные строения. Влага – основной враг любого строительства. Поэтому, чтобы защититься от дождя, люди строят надежные крыши. А чтобы уберечься от грунтовых вод, делают дренажи: они отводят воду от сооружения.

Природной стихии противостоять трудно, но человек уже многому научился. Чтобы река не подмывала берега, строят каменные набережные, растущие овраги обсаживают деревьями, на песчаных насыпях высевают травы с мощными корнями... Люди борются сейчас даже с землетрясениями, придумав антисейсмические конструкции зданий. А первую такую конструкцию предложил гениальный древнегреческий архитектор Херсифрон, живший в VI веке до нашей эры. В основание мраморного храма Артемиды Эфесской был насыпан слой толщиной несколько метров, состоящий из смеси... древесного угля и овечьей шерсти. Такой фундамент был способен противостоять самым разрушительным землетрясениям.

Строительство – древнейшее из занятий человека – требует больших и разносторонних знаний, творческой смелости и фантазии.

Клад кладов

Старик, умирая, позвал своих сыновей.

– Дети мои! Я оставляю вам в наследство клад, который когда-то давно зарыл на нашем огороде.

– Где, где? Покажи место, отец! – заволновались сыновья.

– А место я позабыл, дети. Перекопайте наши владения и найдете, – сказал старик и умер.

Сыновья последовали совету отца. День и ночь работали они, перелопачивая родитель скую землицу, но никакого клада не сыскали.

– Ладно, братцы, – вздохнул старший брат. – Не зря же мы потели: давайте засадим наш огород саженцами, рассадой, засеем семенами. Хоть что-нибудь да вырастет.

Сказано – сделано... Осенью собрали братья хороший урожай, часть оставили себе, часть продали и выручили много денег. Тут-то и поняли, о каком кладе говорил им отец – об обычной земле-кормилице.

Сюжет этой сказки можно встретить почти у всех народов мира. Потому что землю возделывали и возделывают везде: от тропиков до Полярного круга. Еще древние люди многие тысячелетия назад поняли, что могут жить с помощью клада – земли. Урожай зависит от плодородия почвы, капризов погоды и, конечно, знаний и трудолюбия земледельца. Все поч вы плодородны, но каждая – по-своему.

Любой земледелец скажет: почвы в разных уголках света не похожи по составу друг на друга. Например, Воронежский и Орловский черноземы – богатейшие: как говорится, ткни палку – она зацветет и заплодоносит. Лесные же почвы где-нибудь под Владимиром, так называемые подзолистые, будут беднее, а почва заполярной тундры и вовсе скудная. Здесь без удобрений, вырабатываемых из агрохимического сырья, не обойтись.

Ученые установили: растениям для нормального развития нужны азот, фосфор, калий и микроэлементы – бор, марганец, кобальт, медь, молибден, железо, йод и другие вещества. Все они находятся в агрохимических рудах – природных минералах и горных породах, которые и служат сырьем для производства минеральных удобрений.

Загадки чилийской селитры

В Западном полушарии нашей планеты узкой полосой тянется вдоль океанского побережья страна Чили. В этой стране много скалистых гор, вулканов и пустынь. В пустынях Чили образовались залежи уникального агрохимического сырья – нитронатрита, или чилийской селитры Любая почва в результате разумного применения селитры может давать замечательные урожаи. Чилийская селитра как редкий минерал встречается на действующих вулканах там, где из-под земли вырываются вулканические газы. К слову сказать, люди используют чудо-селитру не только как удобрение, но и как основу для приготовления пороха, других взрывчатых веществ.

А каким великолепным удобрением является гуано – неиссякаемый источник азота и фосфора одновременно! Там, где море бьется о скалы, где гомонят круглые сутки птичьи базары, гуано предостаточно – оно ведь формировалось веками.

Что же это такое? Это помет морских чаек и других птиц, обитателей птичьих базаров, разложившийся в жарком сухом климате. Азота в гуано больше, чем в навозе. А фосфора в десятки раз больше. Гуано добывают на островах и побережье Чили, Перу, Карибского моря, Южной Африки. Небольшие запасы есть и на берегах других морей.

Сапропель – чарующее слово. Может быть, это имя звезды или некой красавицы-царевны? Нет, сапропель, как и торф, – полезное ископаемое, образующееся на дне лесных и пойменных озер и болот. С виду черный ил, жидкая грязь из разложившихся остатков водных организмов, а по сути – ценное и доступное всем желающим удобрение для любых почв, богатое микроэлементами.

Трудно поверить, но основное количество азотных удобрений промышленность получает сегодня из... воздуха. Берут воздух, синтезируют из него азотные вещества, и, пожалуйста, удобряй поля и огороды во славу будущего урожая!

И конечно, особо ценится сегодня, как и много веков назад, прекрасное азотное удобрение навоз, перегнившие листья, стебли растений. Знай заготавливай то, что лежит под ногами, складывай в компостные ямы, а оттуда – на огород или поле.

Полезный обманщик и его спутник-вредитель

Основные запасы фосфора в недрах Земли находятся в минералах апатите и фосфорите, которые правильнее считать горной породой. У апатита всегда была слава камня плодородия. Но, как ни крути, есть в нем не только полезные примеси: марганец, железо, сера, магний, но и вредные стронций, уран, цирконий, редкоземельные соединения.

«Апатит» в переводе с греческого означает «обманщик». Так он назван потому, что встречается то в зернистых массах, то в виде невзрачного порошка, то в форме шестигранных кристаллов. Постоянного цвета у апатита тоже нет – обманщик же! Бывает он то белый, то желтоватый, зеленоватый, сине-зеленый, фиолетовый, голубой и даже розовый. Зато кристаллы апатита всегда отличаются одной и той же твердостью и формой. Поэтому в Минералогической шкале твёрдости апатит является эталоном и стоит под номером 5. Самый твердый минерал алмаз стоит в ней под номером 10, а самый мягкий – графит – под номером 1.

В России на Кольском полуострове есть город Апатиты. Конечно, не трудно догадаться, что название его не случайно: именно здесь находится крупнейшее в мире место рождение апатитонефелиновых руд. Жители города, в основном, горняки и рабочие, перерабатывающие бесценные апатитовые руды как агрохимическое сырье.

Попасть на отвалы апатитового рудника, полюбоваться радугой его цветов – одно удовольствие. Белый апатит в серо-зеленой нефелиновой основе с вкраплениями коричневых и черных кристаллов – чудесное зрелище. Среди этой благородного цвета массы встречаются очень редкие для других мест «кровь лопарей» – красный эвдиалит и золотистые лучи «звездного камня» астрофиллита.

Как из апатитовой руды получают удобрения? На специальных фабриках в чанах, после того как апатитовые руды размололи, наверх всплывают с пеной зеленые апатиты. А на дне этих чанов остается серый осадок нефелина – спутника полезного «обманщика».

Чистый апатит, концентрат, сушат и в высушенном виде отправляют дальше, на другие специализированные производства. Из этого концентрата в огромных электропечах будут получать фосфор и фосфорную кислоту. На фосфатных заводах из него делают удобрения для полей.

Апатиты необходимы не только для полей, где ежегодно люди выращивают урожай, но и в прудах и реках: рыбы, наевшись полезного «обманщика», удваивают свой вес. Из апатитов готовят лекарства для ослабленных людей. Без него не покроешь нержавеющим составом крылья самолетов. Незаменим он и тогда, когда выплавляют бронзу и чугун.

Главное условие того, чтобы апатит «заработал», – его следует очистить от нефелина. Что же делать с этим самым нефелином, который до недавнего времени считали вредителем апатитовой руды? И нефелину отыскали хорошее применение. Его используют в кожевенной промышленности как неплохой дубитель. В керамической промышленности нефелин тоже пришелся ко двору – он заменяет там дорогой полевой шпат. Текстильщики тоже полюбили нефелин, потому что он умеет делать ткани водоупорными. А еще, оказывается, из него можно получать алюминий. Вот вам и спутник-вредитель!

На Кольском полуострове есть и другое не менее интересное месторождение – Ковдорское. Подобные магматические месторождения, но с меньшими запасами известны в Гренландии, Канаде, Южной Африке и других странах мира.