Текст книги "Я познаю мир. Сокровища Земли"

Автор книги: М. Голицын

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 16 страниц)

Дьявольский ребус

У геологов очень много профессиональных забот. Они не только ищут месторождения полезных ископаемых, но и изучают недра Земли для строительства. Любое строительство сродни сотне переездов. Хлопотное это дело. Например, при строительстве метро очень важно знать, сколько поступит воды в тоннель, где вероятнее всего могут прорваться плывуны или обрушиться кровля пласта. На эти случаи у строителей есть рецепты: усилить крепь тоннелей, поставить дополнительные насосы, провести дренаж и другие средства.

Несколько десятков лет назад для того, чтобы проехать по Восточной Сибири до берегов Тихого океана, нужно было преодолеть очень длинный путь – более 5000 километров. Он шел по извилистой трассе вблизи государственной границы с Китаем, во многих местах этот путь был опасен из-за горных обвалов, внезапных селевых потоков, бурных разливов рек. Поэтому возникло решение сократить путь по Восточной Сибири на 600-700 километров. В конце 30-х годов XX столетия начали строить Байкало-Амурскую магистраль (БАМ). Но из-за Великой Отечественной войны строительство было прекращено. Возобновили его только в 1974 году.

Энциклопедия подскажет вам, что длина БАМа от станции Тайшет в Иркутской области до Советской Гавани на берегу Охотского моря составляет 4300 км. Вся страна была мобилизована на эту грандиозную стройку. Геологи требовались на БАМе каждый день. Они изучали свойства грунтов, режим проявления оползней и селей, прогнозировали величину землетрясений, находили материалы для сооружения железнодорожной насыпи, станций, поселков, искали питьевую воду.

Было задание закончить строительство за 8-10 лет. Но эти планы нарушил камень преткновения – Северо-Муйский тоннель, самый крупный в Европе (длина 15 300 м). Он оказался геологическим ребусом. Никто из специалистов не мог предположить, что древние граниты, одни из самых прочных пород на Земле, на всем протяжении тоннеля окажутся сильно трещиноватыми.

Коварные трещины содержали то горячую подземную воду, то зыбучие плывуны, то глубинные газы. Ежемесячно происходили драматические события: из стен тоннеля хлестал кипяток, на людей и технику обрушивались тысячи тонн плывуна, прорывались опасные для жизни газы. Были человеческие жертвы.

Строительство остановились на два года, а тем временем геологи начали разгадывать этот дьявольский ребус. Наконец, выход был найден, план строительства изменился в корне: вместо одного пришлось строить два тоннеля, один под другим. Нижний, дренажный, должен был забирать воду и снижать опасность плывунов.

Перед сооружением высотных строений, например труб тепловых электростанций высотой 100-120 метров, инженеры-геологи с точностью до миллиметра рассчитывают осадку фундамента. Если они этого не сделают, труба наклонится, упадет, а электростанция не будет работать.

Когда же роют обводные или осушительные каналы, геологи ломают головы над другими вопросами: как сделать так, чтобы ил быстро не забивал дно каналов; будут ли прочными стенки каналов, не загорится ли осушаемое торфяное болото.

В ряде городов существует опасность провала зданий под землю. Это проявляет себя карст, процесс растворения горных пород подземными водами. В Москве за последние тридцать лет произошло несколько крупных провалов домов в районах Хорошевского шоссе и станции метро «Сокол». Жертв не было, потому что эти катастрофы происходили в течение нескольких суток. На помощь звали геологов, чтобы они определили места возможных проявлений карста. Наиболее подвержены карсту город Дзержинск Нижегородской области и столица Башкирии Уфа. Там в течение года обязательно происходят один или два происшествия.

Геология и сельское хозяйство

Казалось, как далеки друг от друга две области – геология и сельское хозяйство. Но, оказывается, они тесно смыкаются, и одна помогает процветать другой.

Выдающийся русский ученый Василий Васильевич Докучаев (1846-1903) создал науку о почве. Он увидел в ней особое естественноисторическое тело, подобное растению, животному, минералу. Основанием почв, утверждал ученый, являются материнские, преимущественно осадочные, горные породы, которые залегают вблизи поверхности, континентальные рыхлые отложения: различные лёссы, лёссовидные суглинки, глины, супеси, пески. Все они создались в результате многовекового выветривания.

В.В. Докучаев был профессором Петербургского университета. В своем знаменитом трактате «Русский чернозём» он заложил основы почвоведения. Создал учение о географических зонах. В книге «Наши степи прежде и теперь» изложил свои идеи о том, как бороться с засухой. Знаменит профессор Докучаев еще и тем, что основал первую в России кафедру почвоведения.

Без знания прежде всего геологии, а также ряда других естественных наук подобных успехов невозможно было достичь.

Многие века люди распахивают земли, удобряют их, поливают, осушают. Геологи советуют, где и какие минеральные удобрения использовать. Список их поначалу был невелик: азот, фосфор, калий и кальций, а затем пополнился борными, марганцевыми, медными, цинковыми, магниевыми и другими микроудобрениями.

Работникам сельского хозяйства всегда важно знать и как живет под землей, и как движется по земле вода. Поэтому геологи подсказывают., где рыть колодцы, бурить артезианские скважины, предсказывают количество водных запасов.

В 50-х годах XX столетия Россия осваивала целинные и залежные земли сухих степей. Главная проблема была не в тракторах и горючем, не в машинах и продуктах, а в том, чтобы найти для каждого целинного поселка хорошую питьевую воду. Для решения этой задачи создали специальную гидрогеологическую экспедицию, в ней работали многие сотни специалистов. Они находили воду на глубинах до 100 и больше метров и говорили, где можно строить поселки и даже города.

О чем предупреждала «усатая треска»?

Особой заботой геологов являются опасные природные геологические явления: землетрясения, сели, оползни, карстовые провалы. Их, к сожалению, становится все больше и больше, так как человек, проникая в недра планеты, нарушает ее природный ритм, великую гармонию Жизни...

Многие люди нашей страны помнят, как землетрясение уничтожило в 1988 году армянский город Спитак, а в 1996 году жестокая стихия полностью разрушила Нефтегорск на Сахалине. Погибли многие тысячи людей

Геологи изучают приметы, позволяющие им предсказать грядущую катастрофу и предупредить людей об опасности.

От пытливого внимания естествоиспытателей не укроются следующие моменты: перед землетрясением многие живые существа ведут себя весьма странным образом. Змеи и ящерицы выползают из надежных укрытий овцы сбиваются в кучу и тревожно блеют собаки надсадно лают, птицы стаями устремляются вдаль, а в воздухе появляется много насекомых. Во время катастрофического землетрясения 1923 года, которое разрушило столицу Японии, один ученый увидел у пляжа близ Токио «усатую треску», которая водится в очень глубоких местах. Было впечатление, что рыба от кого-то или чего-то спасается, предупреждает об опасности. Через два дня страшное землетрясение унесло 150000 человеческих жизней. А в ноябре 1963 года рыбаки с японского острова Ниидзима выловили в море невиданную глубоководную рыбу шестиметровой длины. «К чему бы такое чудо?» – толковали рыбаки. И как несколько десятилетий назад, через пару дней японские селения и города потрясли чудовищные подъемные толчки. Видимо, представители животного мира чувствуют высокочастотные колебания почвы, необычные звуки, непривычные запахи.

Самым надежным прогнозом землетрясений являются заключения геофизиков: они неутомимо наблюдают за непрерывными записями сейсмографов.

Кстати, сейсмографы регистрируют не только природные землетрясения, но и подземные ядерные взрывы, и обычные крупные взрывы, которые нередко сопровождают строительство.

Специалисты по подземным водам – гидрогеологи – изобрели свой метод определения землетрясений: он стал известен в 80-х годах XX столетия. Оказывается, перед землетрясением уровень подземных вод понижается, а в момент землетрясения резко возрастает.

Существует и другой метод «водных» предсказаний. Оказывается, в течение месяцев, предшествующих катаклизму, в подземных водах близ будущего эпицентра землетрясения увеличивается количество благородных газов: радона, гелия и аргона а также соединений урана и фтора. Зная это, ученые предупреждают о землетрясении силой 4-5 и более баллов. Изучая жизнь «кровеносных сосудов» Земли, можно довольно точно предсказывать геологические трагедии.

В середине XX столетия великий русский ученый-геолог, геохимик и биогеохимик Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) пришел к выводу, что сам человек с его хозяйственной деятельностью стал мощной геологической силой развития нашей планеты.

Сегодня с сожалением и честно надо признаться: человек – это та сила, которая больше разрушает земные недра, нежели бережет их для последующих поколений. То там, то здесь полностью исчезают месторождения полезных ископаемых – человек жадно выбрал их. Строительство крупных водохранилищ и длительная разработка нефтяных и газовых месторождений помогают возникновению землетрясений. Причина в том, что гигантская масса воды водохранилищ давит на горные породы. А в случае извлечения нефти и газа из недр земли происходит все наоборот. И здесь и там итог один – может начаться землетрясение. В районе известного газового месторождения Газли в Узбекистане подобные катаклизмы силой 6-8 баллов случались уже дважды.

Промышленное производство загрязняет моря, озера, реки и подземные воды. Снова на помощь приходят геологи. Они сообщают о размерах загрязнений, сроках поражения ими местности и о вариантах спасения. К геологам прислушиваются и тогда, когда устраивают городские свалки, – они определяют наиболее благоприятные места их организации.

Геологи, эти странные люди – романтики, практики, любознатели, стараются своими знаниями помочь государствам бережно использовать и сохранять недра Земли для потомков. Можно сказать, что геологи – верные рыцари нашей планеты.

Посмотри во тьму веков

А вот работа геологов-палеонтологов, наоборот, не связана с сиюминутными вопросами. Пытливый взор этих специалистов как бы погружен в тьму веков. Задача перед этими специалистами стоит не из простых – палеонтологи изучают развитие животного и растительного мира за последний миллиард лет его существования.

Среди окаменелых существ – предметов работы палеонтологов – обитатели древних морей, динозавры, мамонты и другие животные суши. Порой встречаются целые окаменелые деревья, а в микроскоп можно увидеть споры и пыльцу древних растений. Поистине, пыль канувших в Лету времен... Окаменелости помогают геологам определить возраст тех или иных пород и полезных ископаемых, рассказать о том, как они образовались и в каких условиях.

Известный русский писатель Иван Антонович Ефремов (1907-1972), автор романов «Туманность Андромеды», «Лезвие бритвы», был крупным ученым-палеонтологом. Много лет он изучал всемирно известное кладбище динозавров в Монголии и создал целое направление науки палеонтологии о могилах вымерших животных.

Выдающийся русский палеонтолог Сергей Викторович Мейен (1935-1987) с детства мечтал изучать ископаемые растения и древних животных. Все свое свободное время, будучи школьником, он бродил по берегам подмосковных рек и оврагов, собирал останки аммонитов и белемнитов, моллюсков и кораллов. А впоследствии его мечта осуществилась: Мейен создал всемирно известный атлас ископаемых растений. Этот атлас – настольная книга каждого современного палеонтолога.

Он был первым нашим университетом

В этой книге будет часто встречаться дорогое для русских и русской науки имя – Михаил Васильевич Ломоносов. Великий поэт Александр Сергеевич Пушкин сказал о нем: «Ломоносов был великий человек. Между Петром Первым и Екатериной Второй он один является самобытным сподвижником Просвещения. Он создал первый университет. Он, лучше сказать, сам был первым нашим университетом».

Каждому нашему пытливому соотечественнику Михайло Васильевич Ломоносов необыкновенно близок. С него хочется брать пример, потому что гигантская личность Ломоносова доказывает: начал с нуля, с зимней дороги из поморского селения в Москву, а окончил дни великим ученым и вечной российской славой.

Не стоит сетовать на то, что путь Михаилы Васильевича был тернист. Никто из нас не сможет вспомнить и назвать хотя бы одного творца, чьи будни были бы райским бытием. Поэтому все до черточки закономерно и естественно в жизни Ломоносова.

Уход из родительского дома в 19 лет.

Нелегкое учение в России и за границей: над книгами он просиживал сутками. Жесткая экономия в быту: скудная пища, обрывание перьев для письма у гусей на московских прудах, скромное платье.

Непонимание и насмешки современников.

И даже кажущийся теперь анекдотичным – случай с ограблением. Шел однажды Ломоносов по Васильевскому острову, что в Петербурге, и напали на него три матроса: чего бы лихим молодцам не ограбить одинокого путника? Так Михайло Васильевич одного мошенника поколотил, оставив без чувств, другого обратил в бегство, а третьего проучил тем же манером, о каком сами матросы помышляли. Снял с бедолаги камзол, куртку, штаны и принес

Ломоносов и матросы

добычу домой. Так-то вот обижать российского гения, даром, что ли, архангельский мужик!

Заслуги Ломоносова перед Россией огромны и поражают своим многообразием. Он был энциклопедист. И, как считал другой наш великий русский ученый, Сергей Иванович Вавилов (1891-1951), энциклопедичность Ломоносова была его внутренней потребностью. Михайло Васильевич сочинял стихи, занимался проблемами физики, постигал тайны античной мозаики, сделал много открытий в астрономии, химии, географии, геологии, истории, кристаллографии. Создал новую науку – физическую химию.

Ум его был дерзок, пытлив и быстр. Жажда познания похожа на жажду путника в пустыне.

Сладость открытий не кружила ученому голову, а толкала вперед и вперед к новым тайнам... Стоит по-доброму позавидовать Ломоносову: неистребимая потребность «оседлывать» научные задачи заменяла ему мечты о роскошной жизни со слугами, пышными праздниками и обедами, разными другими удовольствиями.

Наверное, и в этом стоит брать пример с Ломоносова: стремиться всю жизнь делать дело, а на потеху, как известно, тратить час...

Последние годы Ломоносова были отмечены признанием и почетом – сама Екатерина II благосклонно жаловала ученого милостями. Ломоносов же, став знаменитым, своим привычкам не изменял: принимал гостей в китайском халате; между земляками-архангелогородцами и важными вельможами различий не делал; обожал холодное, прямо со льда. пиво.

Умер Михайло Васильевич от весенней простуды всего 54 лет от роду...

Ломоносову принадлежит следующее высказывание: «Мой покоя дух не знает».

Наверное, самое естественное состояние для творческого человека, ученого – это душевное беспокойство, толкающее его за рыбным ли обозом, следующим из поморских земель в Москву, к письменному ли столу, на котором лежат чистый лист бумаги и отточенное перо... Главное – вперед и вперед, глубже и глубже в лабиринт непознанного, неизвестного, манящего.

Именем Ломоносова названы город, течение в Атлантическом океане, подводный хребет в Северном Ледовитом океане.

Периодический закон

Каждый геолог должен знать периодический закон, открытый Дмитрием Ивановичем Менделеевым. Ведь всё в природе состоит из химических элементов, в том числе и сокровища Земли – полезные ископаемые.

О том, как был открыт периодический закон и какой гениальной личностью был русский ученый Менделеев, наши следующие страницы.

На пути к открытию закона

К 1750 году было открыто 15 химических элементов. С 1751 по 1774 год открыли еще восемь элементов, и первым из них был никель. Один за другим рождались для мира водород, фтор, азот, кислород, хлор.

С 1800 по 1860 год к известным уже элементам добавилось 30 новых. Таким образом, к 60-м годам XIX века было известно 63 элемента. К этому моменту ученые завершили реформу атомно-молекулярного учения, выработали методы определения атомных масс. Они были рассчитаны для всех известных в то время элементов; правда, не всегда точно. Время и накопленные знания говорили о том, что назрела необходимость классификации элементов.

Что же брать за основу классификации? Химическое сродство? Валентность? Ученые стали объединять сходные по многим свойствам элементы в группы. Например, галогены (фтор, хлор, бром, йод), щелочные металлы (литий, натрий, калий).

Так появились самые, разнообразные варианты классификации. Их авторами были ученые П. Кремерс, Д. Кук, Э. Ленсен, У. Одлинг, Б. де Шанкуртуа и другие.

Каждый новый вариант классификации химических элементов имел свои слабые стороны и подвергался беспощадной критике со стороны ученого мира.

К тому времени уже около 10 лет изучением свойств простых веществ и элементов занимался русский химик Дмитрий Иванович Менделеев.

Его имя носят химический элемент, подводный хребет и лунный кратер

8 февраля 1834 года в семье Ивана Павловича Менделеева, директора тобольской гимназии, родился мальчик. Назвали его Дмитрием. Он закончил гимназию в 1848 году и поступил в Главный педагогический институт в Петербурге, где раньше учился его отец. Наверное, его юношеской мечтой было служение молодым силам России.

Именно в Главном педагогическом институте у Дмитрия Менделеева зародился интерес к химии. Лекции Д.И. Менделеев по этому увлекательному предмету читал сам «дедушка русской химии» А.А. Воскресенский (1809-1880).

В 1855 году Менделеев закончил институт с золотой медалью и получил звание старшего учителя. Здоровье его было не блестящим, и работать он отправился в Симферополь, а затем в Одессу. Так началась творческая и научная жизнь этого удивительного ученого, педагога. Дмитрий Иванович Менделеев всегда очень и очень много работал. Считал, что надобно себя трудом изнурять, даже если это и идет во вред здоровью.

Когда ему было 26 лет, он писал один из знаменитых своих трудов – «Основы химии». Менделеев не отходил от письменного стола целых два месяца. И время от времени домочадцы могли слышать его угрожающие крики, которые он обращал к формулам: «У-у! Рогатая! Вот какая рогатая! Я тебя одолею!...Убью!»

Если кто-то говорил Менделееву когда он уже стал маститым ученым, что он – гений, Дмитрий Иванович морщился и ворчливо отвечал: «Трудился всю жизнь, вот и стал гением... А так, какой я гений...»

Больше всего на свете Менделеев любил детей. «Много испытал я в жизни, – говорил ученый. – Чем бы и как бы серьезно я ни был занят, но я всегда радуюсь, когда кто-нибудь из них войдет ко мне...» Конечно, он имел в виду мальчишек и девчонок, с которыми обожал возиться, устраивать для них праздники, одаривать.

Был Менделеев по-былинному красив. Со временники описывали его как высокого, широкоплечего бородача с русыми волосами до плеч. С ярко-синими глазами, богатой мимикой, быстрыми, точными движениями.

Его боготворили студенты, которым он читал лекции по теоретической и органической химии в Петербургском университете Боготворили и... побаивались, потому что сдать экзамен ему было не так-то легко. Когда Менделеев и Александр Михайлович Бутлеров (1828-1886) принимали экзамены вместе, к Бутлерову выстраивалась очередь, а к Менделееву никто не шел

За непостижимо короткий срок, всего за три месяца, в 1861 году Дмитрий Иванович проделал титаническую работу: написал первый в России учебник по органической химии. Учебник был блестящим, и Менделеев получил за него Большую Демидовскую премию Академии наук.

Менделеев обладал необыкновенно сильным характером. Когда он, будучи взрослым человеком, отцом семейства, знаменитым ученым, влюбился в свою студентку, А.М. Бутлеров то мучился этим чувством четыре года. Он плакал, сгорал от страсти, понимал, что ничего из этой любви выйти не может, писал студентке письма и не отправлял их. Однажды решил уехать в Африку, чтобы по дороге упасть с палубы в море. Но... Менделеев смог совладать со своими страстями, смог усмирить себя, и жизнь потекла по прежнему руслу – в великих, изнурительных трудах.

Дмитрий Иванович как-то отметил: «Сам удивляюсь, чего только я не делывал в своей научной жизни». Он увлекался не только химией, но и изучением природных ресурсов, металлургией, угольной и нефтяной добычей, метеорологией, воздухоплаванием, агрономией. Перу ученого принадлежит более 500 работ по различным отраслям знаний: химии, физике, технике, экономике, географии, педагогике и другим наукам. Наверное, таким и должен быть истинный гигант науки – многогранной личностью, которой до всего есть дело

2 февраля 1907 года Дмитрий Иванович Менделеев умер. На его могилу вместе с венком студенты возложили огромный макет периодической системы...

Его «Основы химии» только на русском языке были переизданы более 13 раз. В 1964 году имя Менделеева занесли на открытую в США Доску почета великих ученых мира. Его именем названы 101-й химический элемент, подводный хребет в Северном Ледовитом океане, кратер на Луне, университеты...