ГЕОХИМИЯ

 

АТОМЫ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ. ОТ АРКТИКИ ДО СУБТРОПИКОВ

 

 

 

 

Еще мальчиком я совершил путешествие из Москвы на юг Греции, и среди детских воспоминаний осталась на всю жизнь передо мной картина смены красок, которая развертывалась по мере того, как мы подвигались к югу.

 

Я помню ясный день в Москве, серую однотонную землю, серокрасные, бурые глины серозема центральной России. Мне помнится затем более пестрая картина черноземной окраски окрестностей Одессы, освещенных яркими лучами весеннего южного солнца. Вспоминаю, как изменились эти краски, когда мы вошли в Босфор: синева воды, каштаново-бурые почвы, возделанные под виноградники.

 

И, наконец, я как сейчас вижу пейзаж южной Греции,— темно-зеленые кипарисы, красные почвы и красные натеки окислов железа среди белоснежных известняков. Я помню, как резко врезалась в мое воображение эта картина смены цветов и как настойчиво просил я отца объяснить мне, почему же так меняются краски. Лишь через много лет я понял, что передо мной прошел один из величайших законов земной поверхности, закон тех окислительных химических процессов, которые так по-разному протекают на различных широтах Земли.

 

С тех пор мне пришлось очень много путешествовать по Советскому Союзу, начиная от сплошных лесов тайги, равнин, тундр и полярных океанов, вплоть до снежных высот «крыш» мира» — Памира. И каждый раз передо мною снова, но в гораздо большем масштабе вставала картина этих разнообразных химических реакций и разной судьбы атомов на поверхности Земли от самой глубокой Арктики до знойных субтропиков.

 

Вокруг старого архипелага Свальбард, в который входят острова Шпицберген, сплошные льды. Мертвая ледяная пустыня. Никаких химических реакций, породы не разрушаются в глины или пески, действие морозов распространяется вглубь, образуются грандиозные осыпи. Только изредка на птичьих базарах скапливаются остатки органической жизни, и потеки фосфатов являются почти единственными минералами среди сплошного льда. Столь же медленно протекают химические реакции южнее, в нашем Кольском или Уральском Заполярье. Как свежи все породы на Кольском полуострове!

 

Вы можете в холодное утро в бинокль наблюдать породы за десятки километров так, как будто вы рассматриваете их в музее. Тоненькие пленки бурых окислов железа видны на огромных пространствах. Лишь в низинах накапливаются торфяники, медленно сгорает органическое вещество растений, превращаясь в бурые гуминовые кислоты, и весенние воды уносят их вместе с другими растворимыми солями, окрашивая пласты студнеобразных масс торфяников и сапропелей на озерах и болотах.

Южнее, в окрестностях Москвы, можно наблюдать другие химические реакции. Тут тоже медленно протекает сгорание органического вещества, те же бурные весенние воды растворяют железо и алюминий, белые и серые пески окружают окрестности Москвы, синие прослойки фосфатов яркими пятнами выделяются на пространстве огромных торфяников.

Далее к югу постепенно меняются краски, изменяется ход химических реакций, атомы попадают в новую обстановку. Мы видим, как черноземы Среднего Поволжья сменяют серые глинистые почвы Подмосковья. Мы видим, как постепенно яркое солнце видоизменяет поверхность Земли, вызывая все более бурные, все более энергичные химические процессы.

 

Уже в Заволжье мы встречаемся с новыми природными реакциями: мы попадаем в огромный соляной пояс, который тянется от границ Румынии через Молдавию, по склонам Северного Кавказа, через всю Среднюю Азию и заканчивается на берегах Тихого океана. Накапливаются различные соли хлора, брома и йода. Кальций, натрий и калий являются металлами этих солей в лиманах и в умирающих озерах, десятки тысяч которых разбросаны на территории этого пояса. Здесь идет сложный процесс образования осадков.

 

Но еще более яркие краски мы видим в предгорьях Тянь- Шаня. Здесь бурные химические реакции встречаются на каждом шагу, и пути странствования атома на поверхности Земли

очень сложны. Я не могу забыть моих впечатлений от тех ярких и пестрых цветов, которые бросились мне в глаза, когда я посетил впервые одно замечательное месторождение. В моей книжке о цветах камней я описал эту картину в следующих, словах:

 

«Ярко-синие и зеленые пленки медных соединений покрывали обломки пород, то сгущаясь в оливково-зеленые бархатистые корочки ванадиевых минералов, то сплетаясь лазоревыми, и голубыми тонами водных силикатов меди.

Пестрой гаммой тонов лежали перед нами многочисленные соединения железа — гидраты его окиси: то желтые, золотистые охры, то яркокрасные маловодные гидраты, то буро-черные сочетания железа и марганца; даже горный хрусталь приобретает здесь ярко-красные цвета «кампостельского рубина», прозрачный барит делается желтым, бурым, красным «рудным баритом»; на розовых глинистых осадках пещер выкристаллизовываются красные иголочки алаита — свободной ванадиевой кислоты, а на белых костях человеческого скелета — яркие зелено-желтые листочки вновь образовавшегося минерала...»

 

Картина песцрых, ярких тонов незабываема, и геохимик с вниманием присматривается к ней, стараясь разгадать ее. Он видит прежде всего, что все соединения находятся в сильно окисленном виде, и самые высокие степени окисления марганца, железа, ванадия и меди характеризуют эти минералы; он знает, что этим они обязаны южному солнцу, ионизированному воздуху с его кислородом и озоном, разрядам электричества в часы тропических гроз, когда идет превращение азота в азотную кислоту.

Но стрела уносит нас еще дальше за границы песков. Поднимаясь на высоту в 4 тысячи метров, вы снова попадаете в пустыню, но пустыню льда: вы здесь не видите ярких красок, ни странствований атомов, которые только что наблюдали в низинах Средней Азии. Перед вами почти такая же картина, как на Новой Земле или Шпицбергене. Всюду грандиозные осыпи механических осадков, свежие горные породы почти не знают химических реакций, и только кое-где среди снегов и льдов выцветы одиноких солей и скопления селитры.

 

Эта картина напоминает арктические пустыни; и лишь редкие грозы с сильными молниями говорят о жизни и образуют в воздухе разряды электричества, создают частицы азотной кислоты, оседающей в виде селитры в высокогорных пустынях Памира и в еще более грандиозных количествах в пустыне Атакама в Чили.

 

Но протянем нашу стрелу дальше, через высоты Гималаев, я мы снова увидим яркие краски южных субтропиков. Непрерывные теплые дожди сменяются тропическим сухим летом, и сложнейшие химические реакции происходят на поверхности земли, перенося растворимые соли, накапливая громадные толщи красных осадков, руд алюминия, марганца и железа.

Дальше показываются кроваво-красные латеритные почвы Бенгалий. Иногда в диких смерчах поднимаются они вверх.

Вот шоколадно-красные тона почв тропической Индии; сверкают накаленные солнцем обломки пород, покрытые как бы нолуметаллическим лаком, и только изредка видны залегания «ванн» белой и розовой соли, перемежая эту картину красных почв индийских субтропиков.

В глубинах, в иле, там, где накапливаются остатки скелетов живых организмов, образуются фосфорные соли в виде желваков фосфоритов.

 

Радиолярии с их панцирями из кремнезема, принесенного реками, строят свои ажурные раковинки, а фораминиферы, строя свои скелеты, поглощают барий и кальций. Так быстро сменяются атомы от Арктики до субтропиков, и так грандиозны процессы странствования отдельных элементов на поверхности Земли.

 

Что обусловливает это различие в ландшафтах дальнего севера и тропического юга? Мы знаем сейчас, что оно вызвано действием солнечных лучей, выгоранием, обилием влаги и высокими температурами земли. Оно вызвано бурно развивающейся органической жизнью, требующей огромного количества различных атомов. Мощные скопления остатков живой клетки на горячем южном солнце разлагаются в углекислоту, которая насыщает воду своими кислыми растворами.

Скорость химических реакций повышается на юге во много раз, ибо мы, геохимики, хорошо знаем одно из основных правил химической науки, что в большинстве случаев увеличение температуры на каждые 10 градусов повышает вдвое скорость ©бычных химических реакций.

 

И нам становятся понятными и неподвижность атомов в арктической пустыне, и сложные пути их странствования в субтропиках и пустынях юга. Мы видим, что можно говорить о химической географии, что мир природы с ее разнообразием материков и стран связан прочными нитями с теми химическими процессами, которые идут вокруг.

Среди факторов, определяющих ход геохимических процессов, все большее значение приобретает сам человек. Его интенсивная деятельность за последнее столетие была связана со средними широтами, и лишь постепенно он начинает осваивать ледяные пустыни Арктики и Антарктиды и овладевать песчаными пустынями юга. Он приносит свои новые, сложные химические реакции и нарушает природные процессы, возбуждая новые движения и странствования нужных ему атомов. Новая химическая география давно уже наметилась установлением основ почвоведения, той науки, родина которой — Россия и будущее которой — плодородие наших полей.

 

И мы вспоминаем, как в восьмидесятых годах прошлого столетия в небольшой аудитории Петербургского университета знаменитый «отец почвоведения» В. В. Докучаев в блестящих лекциях раскрывал увлекательные картины новой науки, рисуя те почвенные пояса, которые покрывают всю Землю, начиная с полярных тундр и кончая пустынями юга.

Тогда его прекрасное построение нельзя было еще перевести на язык химии. Но сейчас, когда химия мощно врывается в область геологической науки, когда агрохимики стали управлять жизнью растений и теми реакциями, которые происходят в почве, когда геохимики охватывают своими исследованиями все области странствования атомов,— мы начинаем понимать те сложные пути, которые проходит каждый атом в разных широтах нашей Земли.

 

А между тем прошлое учит нас, что эти широты менялись. В течение почти двух миллиардов лет менялась жизнь нашей земной коры, изменялось положение полюсов, горные хребты сначала вздымали свои снежные вершины лишь в полярных странах, и постепенно складчатость перемещалась на юг, образуя такие хребты, как пояса Альп и Гималаев. Перемещались с севера на юг и большие моря, опоясывающие Землю; менялись пояса, менялись условия ландшафта. В каждом месте много раз сменялись моря горами, горы — пустынями и снова морями.

 

Так в долгой геологической истории Земли менялся и ход химических реакций и странствования отдельных атомов, а почвенные и поверхностные покровы в каждом данном месте земного шара есть лишь отражение тех химических судеб, которые испытывали атомы в долгие периоды разнообразной истории нашей Земли.

 

Сейчас мы знаем, что все живет, все течет, все меняется во времени и пространстве, и среди природы самым подвижным, постоянно ищущим новых путей является атом, первозданный кирпичик, из которого строятся самые замечательные постройки мира, который вечно ищет покоя и равновесия, покорный основным законам природных процессов.

Ищет — но не находит и не найдет никогда, так как в природе нет покоя, а есть только вечная материя в вечном движении...

 

 

 Смотрите также:

 

Планета Земля состоит из земной коры, мантии и ядра.

В течении года с поверхности Земли и океанов испаряется в воздух около 355 тыс. км3 воды.
Царство покровных ледников – арктический и антарктический пояс. Они покрывают всю поверхность арктических островов и Антарктиды, постепенно сползая к океану.

 

Открытия в тиши кабинетов. Посмотрите на карту: на многие...

Так и появилась на карте Российского сектора Арктики Земля. Франца-Иосифа площадью в 19 тыс. кв. км, 87% которой покрыто льдом. Очевидно, было бы правильнее назвать этот архипелаг в честь Шиллинга.

 

Полярные Одиссеи. История освоения Арктики в последние годы...

кой Земли Санникова, другие - что здесь полностью отсутствует ка-. кая-либо жизнь, третьи, что, наоборот, на Земле Гарисса существует.
ли 7 марта. Итак, 11 смелых еще раз доказали, что длительные переходы. по дрейфующим льдам в самом сердце Арктики, после...