Периодическая система минералов
Мой друг Иван Иванович, геолог одного из северокавказских геологических учреждений, рассказал мне любопытную историю.
Во время одного из маршрутов в верховьях реки Лабы под проливным дождем прислонился он к скале и увидел гнездышко маленькой п гички. Птенцов в гнездышке уже не было. Светлый пух, устилавший дно гнездышка, несмотря на дождь, был сухим. 'Наваждение', ‑ подумал мой друг. Взял он этот пух, завернул в бумажку и, вернувшись домой, подверг тщательному исследованию. Желтоватый, местами светло‑зеленый пух несколько напоминал вату, но очень, очень мягкую. Он действительно не смачивался водой.
‑ Что бы вы думали? ‑ закончил рассказ Иван Иванович. ‑ Этот пух оказался минералом немали‑том,‑ или, вернее, волокнистой разновидностью другого минерала ‑ брусита, гидрата магния. Птичка разыскала немалит и использовала его для постройки гнезда.
Может быть, и забылась бы эта история, но вот, перебирая коллекцию минералов, просматривая в сотый, тысячный раз свою коллекцию, я как‑то обратил внимание, по‑особому посмотрел, на удивительное сходство определенных признаков среди совершенно несхожих между собой минералов.
Вот шестоватая каменная соль. Ее острые иглы (я подчеркиваю ‑ иглы) вонзаются в руки весьма чувствительно, напоминая о том, что такой вид соли вообще противопоказан.
В одном из учебников минералогии говорится, что каменная соль легко узнается по весьма совершенной спайности: как ее ни долби ‑ каждый ее осколок, даже самый мельчайший, будет иметь форму куба. Лишь в большом учебнике для вузов и в справочнике следует замечание, что волосистость у соли шестоватой такая же, как у асбеста, но чем это вызвано ‑ не говорится. Рассказывают, что в некоторых месторождениях шестоватая соль встречается среди глинистых прослоев в виде перешейков, ориентированных перпендикулярно уступам трещин.
|
|
|
А вот в очень древнем месторождении ‑ Солот‑винском, разрабатывавшемся в районе реки Тиссы сотни лет, шестоватый вид каменной соли встречается вовсе не среди глинистых прослоев, а в общей массе каменной соли.
Периодическая система минералов
Такое же удивление вызывает пушистый, как асбест, кальцит. Его так и называют ‑ атласный шпат или асбестовидный кальцит. Его привезли мне из окрестностей города Кунгура, расположенного в Предуралье.
Я часто показываю свою коллекцию минералов знакомым, и, когда дело доходит до атласного шпата почти все в один голос мне говорят: 'А, асбест, это мы знаем'. И удивляются, что здесь нет ничего свойственного асбесту, кроме формы.
А сколько других таких же волокнистых и шесто‑ватых минералов! В их числе обычный, или хризолитовый асбест, голубой асбест, противостоящий кислотам' и многие, многие другие. Пожалуй, если учесть все исключения, подобные описанному, шестоватых и асбестовидных разновидностей можно насчитать око^ ло пяти‑семи процентов от общего числа всех минералов. Получается свыше 200 минералов ‑ это очень и очень много.
|
|
|
Мы знаем много десятков магнитных минералов, причем иногда даже сам магнетит встречается и в магнитной и в немагнитной разновидности. Недавно я был в районе Магнитогорска. Главный геолог металлургического комбината Владимир Иванович Бондаренко показал нам карьер районного города Атач ‑ горы Магнитной. В качестве диковинок он подарил нам редчайшие куски магнетита, обладающие магнитностью, все же остальные руды горы Магнитной ‑ немагнитны, тогда как другие минералы, встречающиеся и на Урале и во многих других местах, ‑ магниты.
Чем объяснить сходство и несходство минералов по этому признаку? В учебнике говорится, что такой‑то минерал обладает такими‑то свойствами. Этим все сказано. Среди этих свойств называют твердость: одни минералы очень твердые, другие менее твердые, третьи совсем мягкие, как тальк. Называют большой удельный вес, по которому нужно распределять представителей царства минералов, цвет, оптические, электрические свойства; и после упоминания о каждом из таких свойств говорится, что это свойственно минералу, и только в редких случаях встречаются объяснения, почему такие‑то свойства встречаются у таких‑то минералов.
|
|
|
Вот это и вызывает законный вопрос: почему резко несхожие между собой минералы имеют одинаковые свойства? Состояние современной науки минералогии в какой‑то мере напоминает то, что было в химии около 100 лет назад. Тогда, до открытия Менделеева, были известны некоторые закономерности в поведении химических элементов. Их делили на металлы и неметаллы, складывали в триады, усматривали другие сочетания элементов, но стройную картину периодической системы дал только Менделеев.
Ну, а в минералогии? Нельзя сказать, что мы не выявляли определенных закономерностей. Они есть. Американский ученый Дэна построил стройную систему классификации минералов по химическому составу, и во всех музеях мира, во всех учебниках принято придерживаться классификации Дэна. Ее применяют с теми или иными поправками, но в, основном пользуются ею.
|
|
|
Наш крупный ученый академик Федоров разделил все образцы кристаллов на 230 групп, предвосхитив своими исследованиями учение о внутреннем атомном строении вещества, предвосхитив науку кристаллохимию. Он показал, что каждой кристаллографической форме свойствен свой химический состав, и методом Федорова, усовершенствованным его учеником профессором Болдыревым, пользуются многие ученые мира.
Есть классификация минералов по оптическим константам. Эта константа действительно постоянна для каждого минерала; и достаточно отколоть тоненький, маленький кусочек породы или минерала, положить его под микроскоп, определить с помощью тяжелой жидкости, в которой плавает тот или иной минерал, его оптическую константу ‑ и сразу станет ясным химический состав минерала.
Много других таких же зависимостей установлено современной наукой, но единой стройной системы, которая учитывала бы и химизм, и оптическую константу, и магнитность, и облик кристаллов, и многие другие свойства минералов, ‑ такой единой системы нет.
И невольно возникает вопрос: а может быть, попытаться создать периодическую систему минералов? Кажется, просто, надо поступить так же, как в свое время сделал Менделеев: он нанес на карточки свойства химических элементов и стал на полу перекладывать эти карточки. В конечном итоге у него появились определенные взаимосвязи, которые потом после уточнения переросли в закон, получивший имя Менделеева.
Вот и нам можно сделать так: написать на карточках все свойства минералов, разложить их на полу, пораскладывать пасьянс из карточек ‑ и закон периодической системы минералов будет готов.
Попробуйте сделать так, и, я ручаюсь, у вас ничего не выйдет. Не смущайтесь, дело не в ваших способностях. Если бы это было так легко сделать, не было бы проблемы, о которой мы сейчас говорим.
Опять займемся арифметикой. У каждого из 3 тысяч минералов и их разновидностей надо учесть не менее 15 признаков (цвет, блеск, твердость, кристаллографические данные, оптические свойства...). Простой подсчет возможных сочетаний составит астрономическую цифру.
Может быть, такую работу смогла бы сделать в наши дни кибернетическая установка, с помощью которой можно было бы учесть разнообразные сочетания карточек со свойствами минералов, о которых мы говорим? Может быть, такие свойства надо рисовать не на двухмерной модели, а брать для нее модель трехмерную, четырехмерную, пятимерную?
Летом можно видеть, как бьется на стекле муха. Она использует только двухмерное пространство, она линейно ходит в различных направлениях, но не применяет третьего измерения. Она длительное время не отлетает от поверхности стекла в сторону комнаты, и только тогда, когда она, наконец, случайно переходит в трехмерное пространство, ей удается вырваться лз оконного плена.
Мы, люди, существа трех измерений. Мы тоже иногда бьемся, не можем понять каких‑то закономерностей. Для этого надо вырваться из плена третьего измерения, выйти в четвертое, пятое, шестое...
На такой многомерной модели минерального мира, в которую, может быть, войдут и все искусственные химические соединения, будут прочерчены линии закономерно повторяющихся свойств.
Представим себе на минуту, что такая модель создана. Кибернетические расчеты позволили нам построить эту модель. На ней красной линией ясно обозначились дополнительные свойства химических соединений как естественных, так и искусственных. Вот линия сверхтвердости. Оказывается, легко можно сконструировать с помощью этой модели вещество, в сотни раз более твердое, чем алмаз.
Как, например, создавался боразон ‑ сверхтвердое искусственное вещество, нитрид бора, режущий даже алмаз? Были проделаны тысячи неудачных опытов, прежде чем боразон был открыт. Модель же периодической системы минералов позволит нам подобрать условия, с помощью которых мы можем создать то, что не сделала природа. Мы не должны ждать милостей от природы, мы должны перейти на новый этап, когда сумеем предсказывать создание совершенно новых химических соединений, даже, может быть, с не существующими пока еще свойствами.
Можно привести тысячи подобных примеров. Сейчас, например, химики используют пластмассы, прививают этим пластмассам нужные промышленности свойства, причем в целом ряде случаев работа ведется вслепую. Иногда эта прививка требует предварительного или последующего облучения вещества радиоактивными изотопами, иногда его нужно прогреть, иногда нужно подвергнуть электроразряду; но в каких случаях нужно применять все это? Большей частью никто на этот вопрос не ответит.
Конечно, создание периодической системы минералов ‑ это пока мечта, но ее исполнение было бы революционным переворотом в науке.
Высшая геология
Bспоминаются слова одного поэта недавнего прошлого ‑ Саши Черного. Он нарисовал портрет обывателя, который довольно просто представлял свою роль в строительстве будущего:
Сжечь корабли и впереди и сзади,
Лечь на кровать, не глядя ни на что,
Уснуть без снов и, любопытства ради,
Проснуться лет чрез сто.
Конечно, каждого волнует будущее. И каждому ясно, что если ничего не делать для этого, а руководствоваться подобной инструкцией, то в будущем нас ожидает регресс, а еще вернее ‑ будущего не будет.
Если же не спать, а работать не покладая рук, то что же будет с нашей наукой 'лет чрез сто'?
Запишем: первые геологи сразу делили эту науку примерно на восемь‑десять крупных разделов. Геологи наших дней раздробили геологию более чем на 120 самостоятельных наук. Налицо, как видите, увеличение числа 'ветвей' за последние 100 лет примерно в десять раз.
Если увеличить в десять раз нынешнее количество геологических наук и посчитать, что так будет через 100 лет, то получим 1200 наук! Число колоссальное.
Еще быстрее растет количество фактов, которые добываются и старыми и, главное, новыми методами. Мы получаем сейчас сведения с таких глубин, которые еще недавно казались недостижимыми, узнаем такие свойства горных пород и всей Земли в целом, о которых и не подозревали классики геологии. И количество новых данных будет нарастать еще более стремительно.
Это будет колоссальный взрыв информации! Ее придется осваивать каждому, кто пожелает занимать‑. ся наукой о Земле. Информация о горных породах Земли уже сейчас идет в невиданных количествах.
И все же интересно знать, по каким путям будет развиваться геология?
Вот несколько набросков будущего, в какой‑то мере отвечающих на этот вопрос.
У геологов есть конкуренты. Они пока еще не ходят в маршрут, а сидят в лабораториях. Но их дела скоро перешагнут пороги уютных кабинетов. А геологи радуются и ждут, когда это случится.
Тихо в лаборатории органов чувств Института проблем информации Академии наук СССР. В этой лаборатории трудятся физиологи, математики и геофизики. Они обучают электронно‑вычислительную машину (ЭВМ). Машина воспринимает навыки мышления геолога.
Работа с ЭВМ происходит сейчас по многим направлениям, Медики обучают машины диагностике ‑ распознаванию различных болезней. Гроссмейстер М. Ботвинник разучивает дебюты и миттельшпили, заставляя ЭВМ 'думать' на уровне гроссмейстера.
Геологи обучили ЭВМ распознавать нефтеносные слои.
В 'домашинное' время геологу или геофизику приходилось решать сложные головоломки, например: если сопротивление пласта больше 5 ом, а потенциал меньше 25 милливольт и если в следующем пласте сопротивление в 6,5 раза больше и если, кроме того, его радиоактивность мала, а диаметр скважины равен 20 сантиметрам, и если в соседней скважине... и т. д. и т. п., то сколько шансов из десяти, что в пласте есть нефть и сколько ‑ что вода? Не ошибиться этих условиях не легко. И нефть все‑таки находили.
Высшая геология
Но человек уже не может безошибочно учесть все разнообразие параметров по сотням скважин, причем в каждой из них сотни пластов с различными характеристиками: электрическими, магнитными, сейсмическими.
То, что сейчас делает машина, недоступно нормальному человеку. Она легко отличает нефтеносный пласт от водосодержащего. Больше того ‑ она не только узнает нефтяной пласт, но и дает рекомендации, где, в каком направлении и как вести дальнейшие работы.
В лабораториях готовятся узкие электронные специалисты и специалисты широкого профиля, знатоки‑универсалы. Есть ЭВМ‑палеонтолог, обученная определять фораминиферы из нефтеносных пластов. Но есть ЭВМ, которая может быть петрографом, минералогом, геохимиком одновременно! Она определяет в шлифе минералы. Дает название породе. Определяет химический состав каждого минерального зерна. Такая ЭВМ, не задумываясь над неземной красотой раскраски шлифа, выдает качественные определения всех возможных параметров с великолепной скоростью ‑ шлиф в минуту. Одному геологу принципиально не сделать той комплексной работы, какую машина выполняет за сутки, и за годы труда!
Существует ЭВМ, умеющая подсчитывать запасы полезных ископаемых. Раньше эта работа растягивалась по каждому из месторождений на многие годы. Теперь она значительно сокращена.
Уже сейчас можно говорить о 'машинной геологии', Иногда‑ее называют, более почтительно ‑ 'математической геологией'. Но уже прозвучал другой термин ‑ 'высшая геология'. На самом деле: сказочны результаты, получаемые в короткий срок на вычислительной машине!
Но пока еще результатов мало. Мне кажется, что в качестве награды этот термин можно будет закрепить за математиками‑геологами, когда они решат сложнейшие уравнения и расскажут математическим языком всю правду (а не только выскажут гипотезу) о происхождении Земли, об образовании различных горных пород и горных систем, о возникновении разных типов полезных ископаемых. Они создадут электронную модель нашей планеты, раскроют законы ее изменения, воспроизведут движения океанов и континентов.
Так будет!
Занимательно о геологии
Миллиарды лет назад возникла наша планета. Вулканы изливали лаву и извергали пепел; вода и воздух разрушали породы и создавали земную кору; появлялись материки, горы и пустыни. Затем они исчезали с лица Земли и вновь появлялись. И в какой‑то момент зародилась жизиь. Она была поначалу примитивной, но боролась за существование беззаветно. Первыми властителями планеты были бронированные чудовища ‑ трилобиты.Они метр за метром захватывали жизненное пространство. И ничто живое не могло им противостоять. Трилобитов сменили головоногие моллюски. Их ‑ рыбы. А на суше ‑ всевозможные страшилища ‑ парейазавры, иностранцевии и пр. Эпохи должны были пройти, прежде чем появились млекопитающие. Венчает эволюцию человек. О Земле, о рождении и развитии ее рассказывается в этой книге. И о том, как человек познает свою планету.
Предисловие
ЧАСТЬ 1 ‑ БЫЛОЕ СКВОЗЬ КАМНИ
В НЕПОНЯТНОМ МИРЕ
Мертвые симфонии
Невидимые огнецветы
Антицелесообразность
Застывшие кванты?
Поляризованный свет
В ХИТИНОВОМ САВАНЕ
Перехваченная радиограмма
Начало истории
Атака падалеядов
Жизнь в могиле
Итоги анализа
ПЕРВЫЕ ВЛАСТИТЕЛИ ЗЕМЛИ
Начало эры
Трилобиты
Трилобичество, для чего оно?
СРАЖЕНИЕ КОНСТРУКТОРОВ ПРИРОДЫ
У власти голова и ноги
Великие 'изобретения' рыб
О чем обычно пишут
Это‑кошмар
Таракан запечный
Путь предков
Родословная паразитов
Отзывы позывных дракона
Теория вероятностей
Открыто жизнью
Кинология и геология
Общественный путь
Тайна бессмертия
Невидимки за работой
ЭТО ‑ ИЗ КОСМОСА
О чем молчит палеонтология
На ловца и зверь бежит
'Священные' камни
Тунгусская тайна
Загадки мироздания
Гибель планеты (новелла в цитатах)
ЧАСТЬ 2 ‑ БИОГРАФИЯ ГЕОГРАФИИ (Ствол динамический)
ДОКУМЕНТЫ СОБЫТИЙ
О биографии
О геoграфии
Поликратов перстень
Немного о старом
Терра‑Росса
Блуждающие реки
ВЗБУДОРАЖЕННЫЕ НЕДРА
Искусственный вулкан
О 'диких кошках'
О признаках газа и нефти
Сказка о рыбаке...
Не только случай
В обжитой зоне
Угольная стежка
Молотком или умом?
Топливный скачок
'Тарелка' с рифленым дном
ЧЕРТИ И РОЗЫ
Наваждение
Геология и милиция
В подземном царстве
Подарок друзей
Немного статистики
Живая вода
Подземное тепло
По программе 'Лемех'
ХОЛОДНО, ХОЛОДНО...
Смерть великана
Вторая жизнь
Мамонт в Париже
'Гром‑камень'
Космический год
Зло или благо?
ХАРАКТЕРИСТИКА БЫЛОГО
Взрывы на планете
Причины вулканизма
Необычные шкалы
Великие сотрясения
Существовала ли Антлантида?
Полтысячи мнений
Следы ведут в космос
Корень зла под корой
А если она расширяется?
Вверх и вниз
Главная гипотеза
Загадoчный Урал
Что такое Урал?
Странная пропажа
В НЕДРАХ ПЛАНЕТЫ
Необычный репортаж
'Кипяченый' камень
Нефтяной котел
Медь или нефть?
Ископаемый Урал
На краю земли
Технические трудности
Лаборатория 'Крот'
А что еще глубже?
НЕМНОГО О БУДУЩЕМ
Слово об изумрудах
Периодическая система минералов
Высшая геология
Источник:
Малахов А. 'Занимательно о геологии' ‑ Москва: Молодая гвардия, 1969 ‑ с.240
Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 74; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!