Но атомы углерода, занявшие в кристалле графита устойчивое положение, при обычных условиях не склонны перейти на положение атомов алмаза. Однако если алмаз так неустойчив и при кристаллизации углерода из огнежидких растворов всегда получается только графит, то как же вообще могли появиться на земле алмазы? Как «производила» их природа?
Исследования А. Е. Ферсмана позволили подойти к ответу на эти вопросы.
Месторождения алмазов в Южной Африке залегают в огромных воронкообразных углублениях, как бы трубках, заполненных магнезиально-силикатной породой — кимберлитом. Эти воронки — следы грандиозных взрывов, сопровождавшихся подъемом из недр земли расплавленных пород. Взрывы прорвали не только глубоколежащие граниты, но и покрывающие их слои позднейших образований. Через эти вулканические жерла — диатреммы, как их называют геологи, — открывали себе доступ скопившиеся в недрах земли газы и водяные пары, а вслед за ними находящаяся под огромным давлением расплавленная магма подымалась наверх отдельными порывами, то застывая по дороге, то вновь разламывая образующуюся кору и захватывая обломки окружающих пород.
Очевидно, в образовании алмаза из графита повинны именно высокие давления, под которыми находится застывающая магма. Они-то и являются силой, уплотняющей атомы графита до такого состояния их, в котором они находятся в алмазе.
Постепенное уменьшение давления при том же нагреве вызывало обратный переход алмаза на поверхности кристалла в графит. Графит растворялся, и таким образом появлялись характерные для многих кристалликов алмаза округлые формы. В тех случаях, когда очаг кристаллизации закупоривался застывшей массой и давление снова повышалось, подвергавшиеся поверхностному растворению кристаллы снова нарастали. А. Е. Ферсман собрал много кристаллов, в которых явления роста и растворения можно было наблюдать одновременно в самых разнообразных переходах.
Все это удалось прочесть в кристалле алмаза с помощью федоровского гониометра.
Работа Ферсмана вплотную подводила науку к мысли о возможности искусственного получения алмазов. Эта мысль давно дразнила воображение исследователей, однако все попытки, предпринимавшиеся ранее, не давали убедительных результатов и потому представлялись гадательными и неопределенными. Отныне становилось ясным, что должны были существовать строго определенные условия, при которых кристаллизация алмазов из графита была возможна, и, таким образом, эта задача приобретала уже практическое значение[21].
Завершив работу над алмазами изданием выдающейся монографии, превосходно иллюстрированной целым атласом различных кристаллических форм алмаза, зарисованных им самим, А. Е. Ферсман вернулся в Москву. Здесь в 1909 году за свои работы по исследованию минералов он — первый! — получил премию — золотую медаль имени А. И. Антипова, предназначенную Минералогическим обществом для поощрения молодых ученых.
Перед ним раскрывались безмятежные, ясные дали. Казалось, ничто на горизонте не предвещает близкой грозы.
Результаты новых исследований строения и происхождения алмаза в числе других были доложены на одном из заседаний минералогического кружка, где поочередно все рассказывали о своих исканиях в сложном мире кристаллов и атомов. Вернадский, вытянув на столе тонкие нервные руки, негромким голосом заключал эти выступления, высказывая вслух свои неторопливые раздумья.
И все же жизнь ворвалась в этот тихий мир, поколебала его.
Подземные толчки раздавались давно, и происшедшая следом катастрофа могла показаться неожиданной только тем, кто, подобно А. Е. Ферсману, обитал в искусственно ограниченном от бурь и невзгод современности «гониометрическом закутке». А выйдя из этого закутка, он мог бы увидеть, что вся необъятная Русь содрогается от всенародного гнева. После поражения революции 1905 года прошло несколько лет. Революция медленно набирала силы. В тяжелейших условиях, в глубоком подполье боролись, готовя народ к грядущим боям, большевики. И вот стрелка истории снова пошла вверх. 1911 год стал рубежом между злейшими годами столыпинской реакции и новым подъемом рабочего движения. Сто тысяч стачечников отметили этот год отчаянной борьбой против царя и фабрикантов. Тысячи крестьянских выступлений прошли по весям русской земли, испепеляя десятки тысяч поместий и кулацких хуторов. Волновался флот. Назревало брожение в войсках. И все эти раскаты праведного народного гнева не могли не найти отклика в вольнолюбивом Московском университете. Волны надвигавшегося шторма захлестнули и университетские аудитории. Зимой 1910/11 учебного года в высших учебных заведениях вспыхнула забастовка.
21
Эта интересная работа была доведена до ее логического завершения советским ученым О. И. Лейпунским, который в 1940 году опубликовал расчеты, точно указывающие границы температур (2000 градусов) и давлений (60 тысяч атмосфер), при которых процесс кристаллизации алмазов происходит в природе и которые должны быть воссозданы в лаборатории.