Рудольф Баландин - Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие

Ученые прежде не обращали внимание на «жизненные циклы» минералов. Считали эту проблему далекой от своей науки. Но вот появилась динамическая минералогия Вернадского, и стали ясны недостатки прежнего подхода. Ведь минерал надо знать в каждом периоде его жизни, надо выяснить его «любимую» среду, условия рождения и распада. Без этого невозможно понять, какова роль минерала в общей жизни поверхности Земли, каково его обычное окружение. А чем точнее такое знание, тем легче искать и использовать минерал.

Вернадский описал природные геологические тела, в которые объединяются минералы, а также и сферы Земли, составленные из этих тел. Если прежде исследовались свойства минералов в связи с их внутренними качествами, то теперь те же свойства изучались и как результат воздействия окружающей среды, особенностей «жизни», определенного этапа развития данного минерала.

(Между прочим, знаменитый физик Э. Шредингер предложил называть живые существа особыми апериодическими кристаллами — он усмотрел много общего между формированием организма и кристаллизацией.)

Вернадский особенно подробно рассмотрел минеральные тела — крупные природные образования, объединяющие минералы, своеобразные минеральные содружества. Подобное совместное рождение минералов называется парагенезисом. Вернадский считал важнейшей задачей определение парагенезиса минералов (на основе обобщения имеющихся данных или с помощью теоретических разработок). Эти знания необходимы для практической цели — поисков и разведки месторождений полезных ископаемых.

Парагенезис минералов существенно не менялся за геологическую историю. Можно сказать, минералы очень устойчивы в своих симпатиях и не склонны нарушать сложившиеся сообщества.

Как будто в царстве минералов должна сохраняться одна и та же обстановка на протяжении всей геологической истории. Однако в действительности это царство время от времени испытывает необычайные изменения. Бывали эпохи, когда на Земле скапливались огромные массы льда, позднее исчезавшие (и мы живем в одну из ледниковых эпох!). Оловянный камень — каситерит — в наибольших количествах накапливался в древнейшей архейской эре и сравнительно недавно, в третичный период. Для меди характерно по крайней мере четыре подобных волны. «Едва ли мы наблюдаем полную синхроничность этих явлений во всех местностях, но, несомненно, известное усиление и ослабление образования тех или иных минералов в земной коре на протяжении геологического времени часто наблюдаются. Очень резко это сказывается в истории каменного угля. Причины этих явлений неизвестны».

Обратим внимание на последнюю фразу. Вернадский знал гипотезы о резких изменениях климата на планете, о периодических космических влияниях, менявших обычное течение химических реакций на Земле. И все-таки счел нужным подчеркнуть незнание. Почему?

Обычно ученый стремится дать не только описание, но и наиболее полное объяснение явлению. И тут он часто незаметно для себя начинает верить в точность и верность не только своих описаний, но и объяснений. Ему кажется, что дело сделано, надо только уточнить некоторые детали. Проблема решена!

Если такое мнение утвердится, молодые ученые будут проходить мимо будто бы решенной проблемы. Лишь много позже кто-то сумеет обнаружить ошибку и откроет неведомое в привычном.

Вернадский хотел нацелить исследователей на проблему, которую считал важной и недостаточно разработанной. В наши дни выяснилось, что он был совершенно прав.

Сейчас мы не станем прослеживать судьбу некоторых научных предсказаний Вернадского. Об этом речь пойдет позже. Вернемся к минералогии.

Вернадский построил свою «Историю минералов земной коры» так, что введение, занимающее немалую часть книги, посвящено теории минералогии (хотя и в описаниях отдельных минеральных групп теоретические вопросы рассматриваются постоянно). В современных курсах минералогии обычно сохраняется подобное разделение.

Рассматривая минералы в их связи с окружающей средой, Вернадский вынужден был охватить многие миллионы лет геологической истории и обширнейшие области планеты, геологические оболочки — атмосферу, гидросферу, земную кору. Он особо выделил коллоидальные системы. До него минералоги не обращали внимания на геологическую роль коллоидов. Иногда упоминали о них в связи с деятельностью организмов.

В области жизни коллоидов много — особенно в воде. И сами живые существа можно считать разновидностью коллоидов. Подобно организмам, коллоиды смертны, «имеют на Земле очень временное существование; они неизбежно должны перейти в кристаллические тела».

И вновь Вернадский подчеркивает: «Эта область явлений еще мало охвачена теорией, а эмпирический материал минералогии не сведен и не обработан».

Замечательное качество: в густом лесу геологических проблем распознавать пути, ведущие далеко вперед, забытые или не увиденные другими.

Говоря о коллоидах, Вернадский отмечал у них как бы две формы существования: близ земной поверхности, где находятся живые организмы, и глубже — в земной коре. Здесь они часто образуют псевдоморфозы, то есть заполняют формы, свойственные другим минералам или телам.

Псевдоморфозы разнообразны.

Некогда в шахте погиб рудокоп. Каково же было изумление шахтеров, когда шестьдесят лет спустя они наткнулись под землей на человека, сплошь состоящего из сернистого железа! Эта псевдоморфоза вошла в историю под именем пиритового человека.

Нередки псевдоморфозы древних деревьев. Эти деревья жили, шумели листвой десятки миллионов лет назад. В твердом коллоиде опале, заменившем с годами древесину, сохраняется даже микроскопическое клеточное строение.

Псевдоморфозы редко имеют практическое значение. Но для науки они очень ценны. По ним можно восстановить проходившие когда-то под землей химические реакции. А еще, как особо отметил Вернадский, псевдоморфозы указывают на иные, чем ныне, природные условия, существовавшие в той или иной местности.

Отдаленно напоминает псевдоморфоз другое интересное явление — изоморфизм. На него обратили внимание еще в начале прошлого века: многие одинаковые по форме минералы (изоморфные) могут различаться по своему химическому составу. Позже было высказано предположение: изоморфизм — это образование твердых растворов. В кристаллах, как и в жидкостях, одни атомы могут смешиваться с другими, но не при свободном перемещении, а в точках пересечения невидимых линий кристаллических решеток. Подобные твердые смеси элементов широко распространены в природе. Они придают характерные черты одним и тем же минералам, находящимся в разных месторождениях: примеси обычно отличаются между собой. Так, вода каждого моря имеет индивидуальный химический состав. Хотя в общем воды всемирного океана более или менее однородны.