Александр Ферсман - Рассказы о самоцветах

Сейчас в самой природе наметились совершенно определенные системы, смысл которых нам открыла лишь современная наука: атом, молекула и их сочетание.

Соответственно этому наметилось и развитие отдельных дисциплин: геохимии, изучающей атом в условиях Земли и мироздания в целом; минералогии, изучающей минерал в условиях земной коры, и петрологии, освещающей проблемы горных пород и их историю.

За последние годы уточнился и характер тех основ, на которых строятся эти дисциплины. Их законы в основном решают проблемы упорядочения рассеянной в пространстве материи, определяют судьбы 90 % окружающей нас природы.

В кристаллической решетке атом нашел и еще более высокую форму своей организованности; и если в нем самом закон подвижных равновесий определяется планомерными системами эллиптических орбит, электромагнитных клубков, то здесь статическое равновесие достигается прочной постройкой из сферических полей этих атомов, расположенных в пространстве по законам прямолинейной геометрии.

Таким образом возникла химия земной коры с разделением ее на минералогию, изучающую минерал как соединение атомов в природе, и геохимию, изучающую сам элемент в мироздании.

На фоне этих идей старая минералогия должна была переживать коренную ломку. Из огромного накопленного ею научного материала возникли новые научные течения, которые врываются в химию, создавая кристаллохимию, радиологию, намечая новые законы атомной физики; в геологию, в науку о живом веществе, подводя новые материалистические основы.

Знаменитый уральский горщик Данило Кондратьевич Зверев (1854–1940) из деревни Колташи

На фоне этих идей создавалась и создается геохимия — замечательная наука XX в., изучающая судьбы и пути миграции, а также сочетания отдельных атомов в мироздании. Ее задача — выявить основные черты тех типов атомов — элементов, которые составляют в разных сочетаниях природу и космос во всем его многообразии.

Количественное и качественное распределение отдельных элементов в земной коре и в отдельных ее оболочках и процессах; законы перемещения (миграции); рассеяние или накопление элементов с образованием тех мест концентрации, которые мы называем месторождениями и на которых построено наше горное дело и металлургия; законы сочетания элементов между собой в различных условиях земной коры, ее оболочек и областей земной поверхности; законы участия элементов в построении почвы, горных пород и живого вещества и, наконец, законы использования вещества самим человеком — таковы основные задачи геохимии как науки об истории атомов.

Точное определение геохимии как науки было впервые дано в нашем Союзе, хотя ее положения наметились больше 100 лет назад еще в трудах швейцарского ученого Шенбейна (1799–1868). Основные ее проблемы были поставлены в нашей стране, и хотя ее экспериментальные основы были заложены сначала в Норвегии школой Гольдшмидта, хотя корни этих идей наметились еще в достижениях американских школ, однако основная формулировка ее законов и проблем принадлежит прежде всего нашему русскому академику В. И. Вернадскому и его школе.

Вторая наука (исторически первая) — минералогия. По концепции русских исследователей, минералогия призвана изучать химические соединения земной коры — молекулы, кристаллические решетки, коллоидальные обломки этих решеток или аморфные тела — в конкретных условиях земной коры.

Минералогия в течение двух с половиной тысячелетий своего существования была наукой описательной, и только благодаря точности ее достижений она подошла к пониманию природы минерала по существу (мы не должны забывать огромную роль точного факта, накопленного исследователями всех народов и всех веков).

Минералогия, изучающая минерал во всех его свойствах — кристаллических, физических, механических и кончая химическими, изучающая его не как самодовлеющее тело, а как часть неразрывного целого единой земной коры, именно сейчас подошла в нашей стране к постановке ряда важнейших и глубочайших проблем науки. Как мы знаем, минерал образуется из сочетания нескольких элементов Земли. Почему же таких сочетаний в природе нам удалось узнать всего лишь около 3 тыс., да и среди них обычными являются только 400? Очевидно, что существуют специальные законы минералогии, которые суживают это число и которые вызывают в природе только строго определенные комбинации элементов.

Минералы оказались не разбросанными без какой-либо системы или порядка, — наоборот, подобно тому как существуют законы распределения элементов, существуют законы и распределения самих минералов.

И сейчас благодаря применению ряда положений менделеевского закона в сочетании с законами кристаллохимии и энергетического учения о кристалле мы подходим к необычайной по важности задаче: в каждой природной системе элементов при данных условиях могут быть намечены те минералы, которые последовательно возникают при ее кристаллизации. Трудно сейчас оценить огромное научное и техническое значение этого прогноза, скрытого в теории парагенезиса.

Таким образом, в нашей стране на наших глазах вместо старых, неясных представлений прошлого наметились точные задачи минералогии как науки о минерале, его свойствах и его истории в земной коре.

Каковы же задачи изучения культуры камня в свете этих новых идей в годы развития технической химии и техники, в годы совершенно новых представлений о задачах всего естествознания?

Изучение свойств камня во всей их сложности и разнообразии — такова одна из важнейших проблем современной минералогии. Не только история его образования и роста в земной коре, а сама природа камня, его внутренняя структура, различные свойства, используемые промышленностью, наконец его синтез.

Культура камня потребовала за последние десятилетия совершенно новых технических приемов. Появились целые заводы искусственного камня, целые предприятия, фабрики, связанные с обработкой кристаллов.

Основной задачей этих предприятий было использование самых разнообразных специфических природных свойств — прозрачности, оптических свойств, радиопроводимости, электропроводимости, теплопроводности, огнеупорности, прочности, стираемости и т. д. и т. д. Благодаря этому расширилось применение самых различных минеральных тел: горного хрусталя, корунда, флюорита, исландского шпата, янтаря, талька и др. И все это менялось и расширялось в связи с развитием самой техники, изменениями в потребностях и типах объектов.