И приведено сравнение этого процесса с размывом ручьем своего ложа: при круто падающем русле размыв идет по всему протяжению ручья, а при пологом лишь в верховьях, тогда как в нижнем течении преобладает накопление материала. Так и расплав, где рождаются алмазы, при слабой растворительной способности может на одних участках разрушать кристаллы алмаза, а на других — способствовать их росту.
Даже па одном и том же кристалле одна грань может иметь явные следы растворения, а другая — роста. За описанием этого явления вновь следует врезка: «Аналогия…» и приводится пример вихрей в реке, вызывающих сопряженно размыв и накопление осадков.
Подобные сравнения — прием литературный, привнесенный в научную монографию художественно мыслящим ученым. Предлагаемые аналогии лишены научной точности и строгости. Однако они создают в воображении читателя цельный образ явления.
Казалось бы, обстоятельнейшее исследование алмазов и, вдобавок, постоянные минералогические экскурсии не оставляли времени для других более или менее обстоятельных научных работ. И все-таки, как ни удивительно, молодой ученый написал еще полтора десятка статей, не относящихся к проблеме алмаза. Одна из них — «Материалы к минералогии о-ва Эльбы» — особенно значительна.
В этой статье верный ученик школы Вернадского не только дает детальные описания минералов Эльбы, но и стремится мысленно воссоздать условия их возникновения.
Он пишет о внедрении магматических масс, о перекристаллизации известняка в мрамор под действием повышенных температур, движениях по трещпнам горячих подземных рудоносных вод, откладывающих минералы. Позже последовало новое вторжение магмы несколько другого состава, а на ранее образовавшийся гранит стали активно воздействовать новые подземные растворы.
Все это было не просто изложение результатов полевых наблюдений и основанных на них гипотез, не просто мимолетный эпизод в его творческой биографии.
Если «Алмаз» как бы вершина его научных достижений па данном этапе, то статья, посвященная минералам Эльбы, — фундамент, первая ступень последующей замечательной серии работ о пегматитах.
ВПЕРВЫЕ В МИРЕ…
Внедрение идей физической химии в геологические дисциплины даст нам ту же живительную силу и смысл, которые дали идеи эволюции биологическим наукам.
В то время когда Ферсман занимался кристаллографией и минералогией в Германии, Франции, Италии, Московский университет становился мировым центром зарождающейся новой науки геохимии.
Истоки этой области знаний — в средневековых лабораториях алхимиков. А слово «геохимия» впервые было предложено швейцарским ученым X. Шенбейном.
В 1842 году он писал: «Мы должны иметь геохимию, которая ясно должна направить свое внимание на химическую природу масс, составляющих наш земной шар, и на их происхождение… Время, когда это совершится, кажется мне не столь далеким».[8]
Последнее предположение оказалось слишком оптимистичным. Только спустя полвека американский ученый Ф. Кларк, обобщив многие тысячи химических анализов разнообразных горных пород и учтя распространенность последних, подсчитал атомарный состав земной коры. Так был заложен фундамент геохимии.
На этом фундаменте В. И. Вернадский построил величественное здание новой науки. Он использовал прежде всего достижения минералогии. Еще в конце прошлого века он начал разрабатывать учение о происхождении минералов, о совместном появлении минеральных ассоциаций (парагенезисе) генетическую минералогию. Затем он сделал следующий шаг: стал прослеживать судьбы и взаимные превращения химических соединений на Земле.
До Вернадского геологи изучали только твердые природные химические соединения, называя их минералами.
Лед минералоги изучали, а вода пх не интересовала, водяной пар тем более. Так было отчасти и потому, что исторически минералогия и кристаллография развивались совместно.
В генетической минералогии необходимо восстанавливать закономерности переходов газов в жидкости и твердые тела, растворения и охлаждения минеральных масс и т. д. Терялись принципиальные различия между твердым, жидким и газовым состоянием земного вещества, охваченного вечными круговоротами. Все химические элементы и соединения, устойчивые в определенной природной обстановке, Вернадский предложил считать минералами. Это был переход к изучению истории атомов Земли, к новой науке — геохимии.
Вернувшись на родину, Ферсман стал работать ассистентом при минералогическом кабинете Московского университета. В 1909 году Минералогическое общество наградило его золотой медалью им. Антонова (она присуждалась молодым ученым за минералогические работы).
В 1910 году Ферсман был избран профессором Народного университета им. Шанявского (общественного деятеля, завещавшего свое большое состояние на организацию учебного заведения). Ферсман читал в нем лекции по минералогии и кристаллографии, проводил минералогические экскурсии в окрестностях Москвы.
Значительным в его жизни стал 1912 год. Он впервые посетил Урал, начал работу как популяризатор науки, прочел первый в мире курс геохимии.
Объем курса был невелик: пять двухчасовых лекций.
В них определялся предмет геохимии и прослеживались его исторические корни, сообщались основные сведения о химических элементах, их распространенности в земной коре, взаимодействиях в природных условиях Земли, перемещениях и круговоротах (миграции), об устойчивых продуктах химических реакций — минералах, о химических особенностях главных зон нашей планеты — от центрального ядра до атмосферы, об истории отдельных олементов (в их числе и редких: радия, урана, ниобия и др.) в геологическом прошлом и настоящем. Геохимию он считал частью химии космоса.
О содержании этого курса лучше всего судить по статьям Ферсмана, опубликованным в журнале «Природа» в 1912–1914 годах. Дело в том, что на своих лекциях Ферсман никогда не читал написанный текст, а ярко и вдохновенно рассказывал слушателям, именно рассказывал с необычайной выразительностью. Записать его лекции целиком, дословно никто из учащихся не старался. А в своих популярных статьях он безусловно давал волю воображению, добивался литературной образности изложения.
Статьи эти написаны вдохновенно. Они прекрасно читаются и теперь, спустя семь десятилетий.
Ферсман пишет, что минералогия выходит из стен научных кабинетов и музеев к необъятной лаборатории Земли. Каждый камень изучается как свидетель длительных природных процессов, химической истории и современной жизни земной коры.
Минералы лишь временные, не вечные продукты химических земных реакций. Глубоко в недрах застывают очаги раскаленных магм. Из глубин на поверхность вырываются огромные объемы газовых струй, горячих вод и пара.
Вода и воздух постоянно разрушают горные породы. Одновременно идет перенос материала и накопление осадков.
Живые организмы активно включены в эти процессы.
И повсюду на земной поверхности и под землей безостановочно идет величественная, разнообразная и во многом непознанная работа природной физико-химической лаборатории.
Некогда биологам виды животных и растений представлялись неизменными. Теория биологической эволюции опровергла этот предрассудок. Были обнаружены законы превращения, изменений органического мира. Так и геохимия раскрывает тайны изменений, своеобразной жизни неорганического мира, где свои законы естественного отбора, превращений и смерти.
«Изучение истории существования и переходов элементов в земной коре вот одна из главных задач геохимии». Она изучает всю физико-хпмическую обстановку, где протекают земные реакции, количественное распространение и роль отдельных элементов, законы их совместного нахождения в природе.