ГЕОХИМИЯ КАК НАУКА. ПРЕДМЕТ И МЕТОД ГЕОХИМИИ

В химии значительная часть внимания обращается на техническую химию, то есть на судьбы атомов и молекул в промышленных химических процессах. Это и понятно: химии отводится решающая роль в "покорении" человеком природы, в обеспечении растущих материальных потребностей человеческого общества и в создании его материально-технической базы. Каждый шаг на этом пути знаменуется осуществлением новых химических процессов, ранее человечеству недоступных, либо раскрытием химического смысла и законов управления известными химическими реакциями.

Однако для естествоиспытателя не меньший интерес представляет химия природных соединений — химия естественных превращений, происходящих на Земле.

Поскольку источником сырья для химической переработки является земная кора, а поиски полезных ископаемых начались ещё первобытными людьми, веками накапливались сведения о том, как и где распределены химические соединения в природе. Знания эти накапливались эмпирическим (опытным) путём, ценой титанического труда рудознатцев-самоучек, горных дел мастеров, землепроходцев, искателей природных кладов. Именно на этих сведениях основывались первые труды химиков, заинтересовавшихся химией Земли.

Химию Земли в связи с минералогией и геологией изучали английский физик и химик Роберт Бойль (XVII в.), первый русский академик-профессор химии Михаил Васильевич Ломоносов, французский химик Aнтуан Лоран Лавуазье (XVIII в.), руссский минералог и химик Василий Михайлович Севергин (начало XIX в.).

Книга М. Ломоносова «О слоях земных» (1763) во многом способствовала развитию отечественной науки о химии Земли: «Вот каковы земные недра: вот слои, вот прожилки других материй, кои произвела в глубине натура. Пускай примечают их разное положение, цвет, тяжесть, пускай употребляют в размышлении совет от математики, от химии и обще от физики».

Однако только через полтораста лет после М.В. Ломоносова смогла родиться новая отрасль химической науки – геохимия.

Основоположником геохимии является выдающийся российский учёный, естествоиспытатель, мыслитель и общественный деятель В.И. Вернадский[1]. Однако сам термин «геохимия» предложен немецко-швейцарским хими­ком Ф. Шёнбейном в 1838 г. для обозначения науки о химических процессах в земной коре. Но эти процессы изучают также минералогия, петрография и другие науки, в связи с чем ещё одна наука, объединя­ющая реально существующие отрасли знания, оказалась излишней. Предложенный Шёнбейном термин был использован Вернад­ским для обозначения создаваемой им науки – истории[2] атомов Земли.

В.И. Вернадский в «Очерках геохимии» писал: «Геохимия... изучает химические элементы, то есть атомы земной коры и ... всей планеты. Она изучает их историю, их распределение и движение в пространстве-времени, их генетические на нашей планете соотношения…»

Вызвали к жизни геохимию потребности науки и техники. Если в XIII веке человек использовал только 19 химических элементов, в XVIII веке — 28 элементов, в XIX веке — уже 51, то в настоящее время добывает, получает (технеций ₄₃Tc) и используется в промышленности более 80!

Человечество теперь интересует не только вопрос о том, где можно найти тот или иной химический элемент (его соединение), но и вопрос о том, какова геохимическая и космическая роль различных элементов, какова их историческая судьба. Предметом особой заботы геохимиков является изучение проблемы направленного воздействия человеческого общества на природу и её процессы. Становит­ся необходимостью максимально точное предвидение результатов воздействия человека на природу.

Можно вспомнить строки одного из толкований библии[3]: «О раз-решённом размышляй. О том, что скрыто для тебя, не спрашивай: загадочного не ищи, сокровенного не исследуй... Лучше было бы не родиться тому совсем, кто вникает в следующие четыре вопроса: что выше небес, что ниже земли, что было прежде, что будет после».

Это – типичный пример церковной проповеди, опуты­вающей цепями человеческий разум, превращающей чело­века в бесправного «раба божьего», которому не дано поз­нать и активно преобразовывать природу.

Геохимия – наука совсем молодая. Успехи её ещё только начинают служить людям. Но пример этой науки, являющейся частью общего наступления человека на приро­ду, показывает, как человеческий разум стремится ответить на все четыре «крамольных» для религии вопроса: он проникает в тайны Вселенной, стремится вглубь Земли, раскрывая историю и перспективы её развития. В этом – одно из главных отличий научного мышления от религиозных воззрений.

Современная геохимия возникла на базе учения о строении и химических свойствах атомов. Именно поэтому она прочно опирается на Периодический закон и Периодиче­скую систему химических элементов Д.И. Менделеева. Из физики[4] гео­химия заимствует вопросы радиоактивности и ядерных превращений. Термодинамика[5] даёт геохимии основания для расчётов возможности геохимических процессов. Ещё более прочно геохимия связана с такими частными науками, как геология, минералогия, петрография, гидрохимия, почвове­дение, ландшафтоведение.

«Геохимия научно изучает химические элементы, то есть атомы земной коры и насколько возможно – всей планеты. Она изучает их историю, их распределение и движение в пространстве – времени, их генетические на нашей планете соотношения». Так охарактеризовал суть этой науки В.И. Вернадский.

Для геохимии очень важно выяснить принцип распространения химических элементов в земной коре. Почему одни из них часто встречаются в природе, другие значительно реже, а третьи вообще представляют собой «музейные редкости»?

Методы геохимии как науки заимствованы ею у анали­тической и физической химии, у общей и атомной физики, у вычислительной математики, у многих других наук, рас­полагающих самым современным аппаратом методов иссле­дования природы.

Но и сама геохимия является полезной для других наук о природе. В.И. Вернадский писал: «Знание дости­жений геохимии необходимо для химика, минералога, био­лога, геолога и географа. Её искания сталкиваются с обла­стью, охваченной физикой, и подходят к самым общим проблемам естествознания. С ними неизбежно должна счи­таться философская мысль. Её положения играют всё боль­шую и большую роль в понимании учения о полезных ископаемы и начинают входить в область земледелия и лечения».