Рудольф Баландин - Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие

По его мнению, можно выделить не менее трехсот различных видов (отдельных минералов) природной воды, причем максимальное число этих видов, вероятно, достигает тысячи. Подобного разнообразия не имеют никакие другие группы минералов (если не учитывать виды живых существ, которые в принципе можно тоже относить к особым кристаллическим структурам).

Природные воды имеют одну важную особенность: они сосредоточены преимущественно в гигантском резервуаре — Мировом океане. Значительно меньше по массе водяных паров, снега и льда, пресных поверхностных вод, а также вод подземных.

Существуют еще более редкие разновидности природных вод. В 1929 году Вернадский отметил, что среди десятков тысяч химических анализов природных вод отсутствуют анализы многих важных разновидностей: морской пены, придонных вод морских и пресноводных бассейнов, капиллярных вод горных пород и т. д. По сравнению с другими редкими минералами некоторые разновидности природных вод изучены чрезвычайно слабо. Это большое упущение.

«В истории нашей планеты и в истории… химических элементов вода занимает совершенно особое, исключительное положение. Если даже в валовом составе планеты вода исчисляется немногими долями процента массы планетного вещества, то в верхних ее геосферах и, в частности, в биосфере она преобладает по весу и определяет всю их химию. Сейчас наши точные химические знания ограничиваются верхними земными оболочками, а потому при временном состоянии геохимии ни одно вещество не имеет для научной работы в этой области такое значение, какое имеют природные воды…

Ввиду не менее исключительного практического значения природных вод в жизни человека, то или иное решение этих вопросов… входит в самую гущу жизни». Действительно в первой половине нашего века со всей очевидностью выявилась верность взглядов Вернадского на большое теоретическое и практическое значение исследований природных вод. После первых его выступлений в нашей стране стали появляться статьи и монографии, посвященные природным водам, а школа советских гидрогеологов быстро выдвинулась на одно из ведущих мест в мире.

Чтобы познать объект, надо найти ему место среди родственных объектов, создать классификацию. Классификация природных вод, как подчеркнул Вернадский, не может быть чисто химической:

«В ней должны получить выражение и геологические и физико-географические признаки, а именно те, которые определяют места, занимаемые данным телом в структуре планеты. Минерал не есть объект, от планеты независимый. Он всегда связан с определенным местом в ее механизме. Мы должны таким образом уже в классификации, если возможно, определять место данного минерала в планете — в вертикальном разрезе и в географическом положении».

Один из характерных признаков природных вод — присутствие в них газов, главнейшие из которых кислород, углекислота, азот, метан, сероводород, водород. По их содержанию Вернадский предложил выделить шесть основных классов вод Земли. Кроме того, по концентрации растворенных веществ он разделил воды на пресные, соленые и рассолы. А дальнейшее более дробное деление он основывал на содержании в воде определенных химических элементов, сравнительно немногочисленных (хлор, углерод, азот, натрий, кальций, магний и некоторые другие).

Геохимией природных вод Вернадский глубоко заинтересовался сравнительно поздно, в шестидесятипятилетнем возрасте. Это не помешало ему работать увлеченно и очень продуктивно. Его труды по гидрохимии составляют объемистый том в собрании сочинений. Правда, автор заметил в предисловии к своей «Истории природных вод» (входящей в «Историю минералов земной коры»), что работу он вел долгие годы «в часы досуга». Трудно себе представить такого рода «часы досуга», когда, как бы между делом, составляется целая наука, имеющая важное значение для нескольких отраслей знания: кроме минералогии и геохимии, для биологии, геологии, географии, геофизики.

Еще одна оговорка, сделанная Вернадским в том же предисловии. «Автор, уже когда первая часть была написана и частично напечатана, встретился (1934) с небольшой работой этнолога и гидролога В. Мак Ги в Вашингтоне… который дал в 1908 г. яркое изложение своих представлений о водном строе Земли, во многом совпадающее с основными идеями, мною в научную работу вводимыми. Но, насколько знаю, он дал только общее программное изложение своих взглядов. Реально минералогия вод в охвате Земли, как целого, дается в этой книге впервые».

Далее следует изложение минералогии земных вод, по объему превышающее пятьсот страниц. По содержанию труд этот действительно не имеет себе равных в гидрогеологии и минералогии. Он интересен, пожалуй, для всякого образованного человека. Конечно, отдельные разделы могут всерьез заинтересовать только специалистов, и все-таки читать ее легко, а круг затронутых в ней вопросов имеет непосредственное отношение к жизни приповерхностных областей нашей планеты. Ведь именно здесь находится, можно сказать, царство воды, а значит, и жизни (хотя область распространения природных вод — включая льды и подземные воды — значительно обширнее биосферы).

Итак, любознательный читатель может обратиться непосредственно к произведению Вернадского.

Еще одно направление гидрогеологических исследований привлекло внимание ученых в значительной степени благодаря трудам Вернадского. Оно получило название гидрогеотермия — наука о закономерностях теплового режима подземных вод, его изменениях и взаимосвязях с геотермальной энергией недр и тепловыми особенностями земной коры.

«Огромное значение в энергетике земной коры, — писал Вернадский, — имеют переносы водами тепловой энергии из глубоких слоев земной коры в стратисферу и в биосферу. Должен быть учтен и обратный процесс — перенос холодных масс водных растворов и твердых… их фаз. Это процесс планетного xapaктepa…»

По свидетельству советского ученого Н. М. Фролова, автора наиболее полного труда по гидрогеотермии, полученные им выводы являются «…по существу развитием весьма плодотворных и опередивших на многие годы свое время идей В. И. Вернадского…». Вот главные из этих выводов: термический режим земной коры нельзя изучать без учета той колоссальной роли, которую играют в нем подземные воды в силу своих исключительных свойств — высокой теплоемкости и подвижности. Эта роль выражается в переносах огромных масс тепла и вещества по разрезу и в плане, что прежде всего приводит к пересмотру существовавших ранее представлений о масштабах влияния инсоляции на термический режим недр Земли, о мощности развития слоев переменных температур, сложившихся под влиянием теории молекулярного теплообмена; благодаря наличию методов расчета зависимости между скоростью фильтрации подземных вод и температурой системы «порода — вода» гидрогеотермические методы исследований могут быть основой при решении многих задач теории и практики в области геологических наук.