В лаборатории минералога

Наша последняя совместная прогулка. Читатель уже достаточно устал от новизны впечатлений, новых слов, названий и стран.

Еще одно последнее усилие, чтобы проникнуть в самые тайники, где создается наука минералогия.

Мы в Москве, в здании геологического и минералогического института Академии наук, в том научном учреждении, где по путям, проложенным гениальным холмогорским крестьянином М. Ломоносовым, изучается камень точнейшими методами физики, химии и математики. Здесь его надо изучать самыми точными методами, измерять расстояния, которые в миллион раз меньше одного миллиметра, взвешивать такие количества, что нужно их взять миллион миллионов раз, чтобы получить один грамм.

Сначала пойдем в кристаллографический институт; здесь природные кристаллы измеряют на больших гониометрах, с точностью до секунд дуги — методы астрономии позволили применить ее законы к кристаллам. Через лупу, освещаемую лампочками, кристаллограф отсчитывает углы кристаллика величиной с булавочную головку, который, однако, покрыт сорока-пятьюдесятью мельчайшими блестящими площадками. Потом кристаллограф исследует свои кристаллы рентгеновскими лучами: в одной комнате получается ток в десятки тысяч вольт, по особым изолированным проводам проходит он в другую комнату, где через окно, как на рубке парохода, управляет процессом молодой исследователь. В рентгеновских лучах раскрывается внутреннее строение кристалла, и ряд пятен или колец на фотографической пластинке позволяет ученому разгадать с помощью сложных математических вычислений те ряды атомов, из которых построен кристалл.

Дальше в отдельной комнате, где искусственно поддерживается постоянная температура, особые ртутные регуляторы выравнивают температуру растворов в специальных сосудах, а сквозь стенки стеклянных банок виднеются огромные прозрачные кристаллы, искусственно выращенные в этих тепличках.

Пойдем в лаборатории института геологических наук. Здесь в минералогической лаборатории приготовляют тончайшие пластинки — толщиною в сотые доли миллиметра — шлифы. В особых микроскопах через шлифы пропускаются лучи то солнечного света, то отраженные лучи электрических ламп. Здесь изучается целый мир явлений светового луча, для которого незаметны ряды решеток; работа минералога должна быть особо тщательной, чтобы получить в своих вычислениях точность, которая выражается какою-то ничтожною дробью, миллиардными долями сантиметра. За эту точность он борется долгое время, и иногда после месяцев упорного труда ему удается добиться желанных результатов.

Зачем, спросите вы, ломать голову, портить глаза и тратить время из-за какой-то миллиардной доли сантиметра?

Как часто слышу я эти вопросы, и как много в них роковых заблуждений и вредных мыслей!

Величайшие законы мира открываются за последние годы именно в этих бесконечно малых величинах, миллионных и миллиардных долях сантиметра. Их отклонения от теоретических величин говорят нам о скорости движения небесных тел, о строении мельчайшего ядра атомов, о законах строения вещества, о притягивании световых лучей большими телами, о давлении света на мелкие частицы, о физическом сочетании времени и пространства, о тончайших ферментах жизни живого вещества и т. д. В величайшей точности наших приборов и наблюдений, в упорной борьбе за каждый новый десятичный знак лежит разгадка мира и великих сил, заложенных внутри атома. И управлять силами мира будет тот, кто первый постигнет эти цифры — где-то на двадцатом или тридцатом месте после нуля и запятой:

0,000000…5.

И мне хочется сказать нашим молодым исследователям: не спеши, будь точным и цени точно наблюденные и точно измеренные явления природы. Из этих кабинетов, где определяются удельный вес минерала, прохождение через него лучей света, его электрические и магнитные свойства, его форма, цвет, твердость, строение, пройдем дальше, в лаборатории геохимии. Если в минералогической мы боролись за точность измерения расстояний, то здесь ведется борьба за точность взвешивания, за точность веса. Мы входим в темные тихие комнаты специальных лабораторий: спектроскопической и рентгеновской. Большие приборы с трубками и трубами; слева пропускаются искры то ярких вспышек электрической дуги, то тихие разряды десятков тысяч вольт рентгеновского излучения. Здесь определяются ничтожные следы различных веществ — элементов — в наших минералах: взвешивают миллионные доли грамма, которые недоступны самым точным химическим весам, или открывают в минерале иногда двадцать-тридцать разных элементов, атомы которых запрятались в свободных промежутках кристаллической решетки. И хотя их очень мало, мы заставляем их хоть на миг сверкнуть спектральною линиею и этим обнаружить себя.

Из этих темных помещений перейдем в светлые, залитые солнцем химические лаборатории. Здесь — господство геохимика и минералога, здесь разгадывается прошлое минерала и намечается будущее в сложных процессах заводской деятельности. Здесь минерал разлагается на свои составные части, — то его сплавляют в платиновом или серебряном тигле в особых электрических печах, то кипятят в стеклянных или кварцевых стаканах с разными кислотами, то в больших платиновых чашках разлагают электрическим током, то в особых лодочках вставляют в длинные кварцевые трубки и нагревают до светло-красного каления. Длинный путь проходит минерал в химической лаборатории, и после каждого взвешивания на весах геохимик записывает: кремнезема столько-то, магния столько-то, фтора столько-то. Как трудны эти анализы, когда в минерале сплетено до тридцати различных элементов, как трудно отделить их друг от друга, и нередко проходит много недель, пока геохимик разгадает тайну минерала.

Разгадав ее, он переходит к новым задачам: теперь надо научиться использовать минерал в промышленности, указать, как извлечь на заводах ценные составные части и как и на что можно использовать минерал. И венцом трудов будет тот момент, когда геохимик в последней лаборатории — в экспериментальной — сумеет искусственно получить в колбе, тигле или печке минерал.

Мы кончаем обход научных институтов и идем отдыхать в Минералогический музей, где покорно на полочках ждут своей участи быть сваренными, сожженными и пронизанными жесткими лучами тысячи прекрасных минералов Земли.

Из прошлого науки

Кто хочет хорошо изучить какую-либо науку, тот должен не только знать ее, но и знать, как она создавалась и развивалась и кто были те крупные ученые, которые ее двигали вперед. Вот почему в этом очерке я хочу сказать несколько слов о трех крупных геологах и химиках нашей страны, сыгравших огромную роль в развитии минералогии.

Я говорю о Ломоносове, Менделееве и Карпинском , имена которых должны быть известны всем.

Жизнь и работа Михаила Васильевича Ломоносова относится к отдаленным временам: больше двухсот лет прошло со дня рождения и немногим больше полутораста лет после смерти этого гениального человека, из простого рыбака выросшего в титаническую фигуру ученого-академика. Ломоносова смело можно назвать первым русским химиком, геологом и минералогом. Многие из его научных идей только теперь входят в нашу науку. Он первый поднял вопрос о необходимости составить полный список минералов нашей страны и указал, какую огромную пользу принесет эта работа. Он первый внес в геологию точные данные химии, физики и математики и указал, что наука только тогда становится наукой, когда она опирается на точные данные математики.

Очень близка к Ломоносову фигура Дмитрия Ивановича Менделеева, величайшего химика прошлого века, который первый понял соотношение между отдельными химическими элементами. Он, расположив элементы просто по весу, создал свою бессмертную периодическую систему. Это гениальное открытие лежит в основе всей современной химии и минералогии; оно позволяет не только предвидеть ход химических реакций в лаборатории, но и подсказывает, какие элементы встречаются вместе, как вести поиски полезных ископаемых и что где искать.

И, наконец, третий гигант русской науки — Александр Петрович Карпинский, скончавшийся в 1936 году, многолетний президент Академии наук СССР, один из крупнейших геологов наших дней. Многие его замечательные работы посвящены Уралу, где он первый изучал его богатые месторождения. Но особенно важны для науки его работы по геологической истории нашей Российской равнины. Он сумел разгадать прошлые судьбы нашей страны, наметить те моря, которые в разное время заливали ее поверхность, и установить те катастрофы и разломы, которые нагромождали горные массы, вздымали целые континенты и открывали расплавленным массам доступ из глубин. Сейчас мы знаем, где что искать. Запомните эти три имени: Ломоносов — Менделеев — Карпинский.

М. В. Ломоносов — величайший русский ученый, первый русский химик, геолог и минералог (1711–1765 гг.)

Д. И. Менделеев — великий русский химик (1834–1907 гг.).

Академик А. П. Карпинский (1846–1936 гг.).

Акад. В. И. Вернадский (1863–1945 гг.) — крупнейший советский минералог и геохимик, изучавший влияние живых организмов на камни и химический состав растений и животных.

Последний совет

Что же должен делать читатель, если по прочтении наших очерков минералогия показалась ему наукой действительно интересной и он хочет познакомиться с ней поближе?

Постараюсь ответить такому читателю и не скрою, что буду очень рад, если много молодых читателей, преодолев все трудности этой книжки, доберутся до этой главы.

Начинающему минералогу надо помнить шесть заповедей:

1. Собирай минералы в природе и наблюдай их там.

2. Собирай и наблюдай минералы, которыми пользуется твой завод, фабрика, колхоз, совхоз.

3. Составляй коллекцию минералов.

4. Посещай минералогические музеи.

5. Выращивай дома кристаллы.

6. Читай книги по минералогии.

О первых пяти заповедях мы уже говорили; надо сказать кое-что и о шестой.

Что же прежде всего читать? Больших руководств по минералогии у нас много, но все они очень трудные (акад. Вернадского, Нечаева, Земятченского и др.), и потому их можно посоветовать только уже серьезно подготовленному читателю.

Для справок научного характера можем указать на следующие книги:

Э. С. Дана. Описательная минералогия. Перевод под ред. А. Е. Ферсмана и О. М. Шубниковой. Изд. ОНТИ, 1937, 422 стр.

A. К. Болдырев. Курс минералогии. 1936, 1050 стр.

B. А. Обручев. Полевая геология. I–II, 1932.

М. В. Самойло. Химическая жизнь земной коры. Изд. ОНТИ, 1934, 182 стр.

В. К. Агафонов. Настоящее и прошлое земли (части 1 и 2). 1932.

В. И. Вернадский. Очерки геохимии. 1934.

A. Г. Титов. Минералогия с основными сведениями по кристаллографии. Изд. Наркомпроса, М. 1941.

Из популярных книг отметим:

М. Ильин. Горы и люди. Рассказы о перестройке природы. Детиздат ЦК ВЛКСМ, 1936.

B. А. Варсонофьева. Жизнь гор. Изд. «Советской Азии», 1933 и 1935 года.

В. А. Варсонофьева. Происхождение Урала и его горных богатств. Изд. «Советской Азии», 1934, 294 стр.

Ф. Д. Бублейников. Рассказы о земле. Детгиз, 1944, 134 стр.

В. А. Обручев. Основы геологии. Госгеолиздат, 1947, 460 стр.

Л. С. Савельев. Следы на камне. Издание 2-е, Детгиз, 1946.

B. И. Соболевский. Замечательные минералы. Госгеолиздат, 1940. Москва — Ленинград, 233 стр.

Н. И. Ванеев. Золото. Металлургиздат, 1941. Москва, 155 стр.

Г. Григорьев и Г. Поповский. Рассказ о редких металлах. ГОНТИ, 1938.

Г. П. Гроденский. По Ильменскому заповеднику. Детгиз, 1951.

А. Г. Титов. Минеральные вещества как удобрение. Сельхозгиз, Москва, 1940, 110 стр.

Е. Л. Кринов. Метеориты. Издательство Академии наук СССР, 1951.

А. Е. Ферсман. Воспоминания о камне. Гослитиздат, 1940. (Третье издание — «Молодая гвардия», 1946.)

А. Е. Ферсман. Занимательная геохимия. Химия Земли. Детгиз, 1950.

А. Е. Ферсман. Рассказы о самоцветах. Детгиз, 1952.

А. Е. Ферсман. Мои путешествия. «Молодая гвардия», 1949.

Д. П. Григорьев, И. И. Шафрановский. Выдающиеся русские минералоги. Изд. Академии наук СССР, 1949.

А. В. Шубников. Как растут кристаллы. Изд. Академии наук, 1935, 175 стр.

C. С. Кузнецов. По горам и равнинам. Лениздат, 1947.

М. С. Шаскольская. Кристаллы. Детгиз, 1944.

А. А. Яковлев. В мире камня. Детгиз, 1951.

А. А. Яковлев. Минералогия для всех. 1947.

М. Жуков и А. Храмушев. Изучим богатства земли. Огиз, 1932.

С. Кузнецов. Геология в хозяйстве и на войне. 1932.

С. Кузнецов. Поиски полезных ископаемых. Ленингр. Обл. изд., 1935, 112 стр.

Ф. Д. Бублейников и Д. И. Щербаков. На поиски руд и минералов. ГОНТИ, 1939, 88 стр.

А. Е. Ферсман. Краткое руководство к собиранию минералов. Научно-техническое издательство, 1920.

В качестве определителей минералов советуем:

Н. К. Разумовский. (Определение минералов по наружному виду и при помощи паяльной трубки. Горгеонефтиздат, 1933.

Н. А. Смольянинов. Как определяют минералы по внешним признакам. Москва, 1951.

A. Ставровский. Определитель минералов и горных пород по внешним признакам. (Пособие для учителей средней школы и кружков юных геологов-краеведов.) Учпедгиз, 1949.

П. Пилипенко и П. В. Калинин. Определитель минералов при помощи паяльной трубки. Госгеолиздат, 1947.

B. Ч. Музафаров. Определитель минералов и горных пород. Учпедгиз, 1950.

Много популярных статей по минералогии и полезным ископаемым молодой читатель найдет в журналах «Техника — молодежи», «Наука и жизнь», «Знание — сила», а также в более серьезном журнале Академии наук — «Природа».

Из старых популярных книг очень недурная, хотя и устаревшая — А. П. Нечаев. «Что говорят камни» (Ленинград, 1926); см. также А. Щелканов. «Драгоценные металлы и самоцветы» (Библиотека «В помощь школьнику», № 22, 1927, ГИЗ).

Но одного надо всё-таки не забывать, когда заинтересуешься камнем и захочешь им заняться посерьезнее: минералогия требует знания химии, физики и геологии, и хороший минералог должен быть хорошо знаком с этими основными науками. Прежде всего надо заняться химией, чтобы сделаться минералогом, — таков основной совет.

Однако читать минералогию и изучать кристаллографию нельзя просто по книге: не поймешь всего и не запомнишь; только когда чтение связано с первыми четырьмя заповедями, из этого занятия выйдет и толк и большое удовольствие.

Если это будет трудно и непонятно, то пойди в научное краеведческое общество или местный музей, которые имеются почти в каждом большом городе, спроси совета у учителей или напиши письмо: Ленинград, 187, набережная Кутузова, 6, Дом детской книги. Приложи в письме и свой почтовый адрес.

Будь сам активен и энергичен — это самое главное, и ты проникнешь в тайны минералогии и будешь полезен своей Родине. Вот мой последний совет.