100 великих научных достижений России - Виорель Ломов

В начале XX в. Вернадский уже был научным светилом мировой величины, создавшим новую естественно-научную дисциплину – геохимию, «описывающую судьбу и превращения атомов Земли и космоса». Вместе с другими выдающимися геохимиками – А.Е. Ферсманом, Ф.У. Кларком (США) и В.М. Гольдшмидтом (Норвегия) – он сформулировал основные задачи новой науки: исследование распространенности химических элементов и их распределения (вместе с изотопами) в Земле в целом; изучение закономерностей поведения (миграции элементов) химических элементов в геологических и техногенных процессах, ведущих к концентрации или рассеянию элементов, формированию горных пород и минералов, месторождений полезных ископаемых.

Ученый стал основоположником нескольких разделов геохимии:

– историю, условия накопления и геохимическую роль неживого органического вещества изучает органическая геохимия;

– геохимическое влияние техногенных процессов, связанных с деятельностью промышленных предприятий и техники исследует геохимия техногенеза;

– закономерности разделения изотопов элементов в геологических процессах и разработку критериев использования этих данных для решения теоретических и прикладных задач геологии постигает геохимия изотопов;

– космическими объектами (планетами, их спутниками, астероидами, метеоритами, космической пылью и др.) занимается геохимия космоса.

Логическим продолжением геохимии стала биогеохимия Вернадского (1916), содержавшая новый взгляд на окружающую природу и природу человека, – наука о роли организмов в истории химических элементов Земли и о взаимосвязи организмов с земной корой.

Значительный вклад в разработку всех этих направлений геохимии сделан коллегами и учениками Вернадского – Я.В. Самойловым, А.Е. Ферсманом, А.П. Виноградовым, Б.Б. Полыновым, А.И. Перельманом.

В 1927 г. Вернадский предложил Геохимическую классификацию элементов по признаку их геохимического сходства, то есть по признаку их совместной концентрации в определенных природных системах. В классификации он выделил шесть геохимических групп: благородные газы, благородные металлы, циклические элементы, рассеянные элементы, элементы сильнорадиоактивные и элементы редких земель.

Не забывал ученый и о комплектовании минералогической части музея АН, ставшего благодаря его стараниям Геологическим и минералогическим музеем мирового уровня. Первым директором его был сам Вернадский. Из каждой поездки за рубеж, из каждой экспедиции он привозил коллекции камней и метеоритов. Ежегодно со всех частей света присылали в музей по сотне и более коллекций. Есть в музее и минерал из Италии, названный именем ученого – вернадскит.

Проблему радиоактивности Вернадский изучал много лет. Осознав, какую огромную энергию можно извлечь из ядер урана, геолог поначалу занимался картированием месторождений радиоактивных минералов и сбором образцов, затем в 1909 г. создал специальное радиологическое отделение при Петербургской геохимической лаборатории, еще через несколько лет разработал атомную программу, одобренную и профинансированную правительством и частными лицами, организовал несколько экспедиций по поиску месторождений урана. Дойдя до идеи цепной реакции и ядерного синтеза, ученый не смог продолжить работы в этом направлении из-за социальных перемен, прервавших его научные исследования. И хотя в 1921 г. учеником Вернадского В.Г. Хлопиным был получен первый русский радий из ферганской руды, а по инициативе самого Вернадского в 1922 г. в Петербурге был создан Радиевый институт, Владимир Иванович остановился буквально на пороге создания атомной бомбы. И только через 10 лет, в 1930-е гг., Вернадский инициировал продолжение работ по поиску урана, а в июне 1940 г. создание Комиссии по урану, чем фактически положил начало ядерному проекту в СССР.

Связанной с этой проблемой и одной из самых молодых геологических наук, получившей на протяжении прошлого века развитие во многих странах мира, стала радиогеология Вернадского.

Состоя в трех (из восьми) отделений АН СССР – геолого-географическом, физико-математическом и химических наук, ученый до последних дней был не «свадебным генералом», а полководцем науки.

В 1940 г., когда Владимиру Ивановичу было 77 лет, вышли в свет его «Биогеохимические очерки», в 1944 г. – «Несколько слов о ноосфере». Последние годы Вернадский возглавлял Комитет по метеоритам и космической пыли, Комиссию по изотопам, участвовал в работе Международного комитета по геологическому времени и др.

На сегодня геохимия заняла ведущее место среди наук о Земле, подтвердив предсказание Вернадского о ее центральной роли среди наук о веществе.

ГЕОХИМИЯ ФЕРСМАНА

Геолог, минералог, геохимик; государственный и общественный деятель; пропагандист и популяризатор наук о Земле; профессор, заведующий кафедрами Московского городского народного университета им. А.Л. Шанявского, Высших женских Бестужевских курсов, Петроградского (Ленинградского) университета, ректор Географического института; академик, вице-президент АН СССР, организатор и председатель Уральского филиала АН СССР; член многих зарубежных академий и научных обществ; ученый секретарь Комиссии по изучению естественных производительных сил России при АН; председатель специальной Комиссии сырья и химических материалов Комитета военно-технической помощи; старший хранитель минералогического отделения Геологического и минералогического музея Санкт-Петербургской АН; директор Минералогического музея АН СССР; руководитель многочисленных геологических экспедиций; организатор и директор Минералогического, Геохимического институтов АН СССР, Института геохимии, минералогии и кристаллографии им. М.В. Ломоносова, Института геологических наук АН СССР; основатель и редактор журнала «Природа»; лауреат Премии им. В.И. Ленина, Сталинской премии I степени и других премий, кавалер ордена Трудового Красного Знамени, обладатель медали Волластона и др. отечественных и иностранных наград, Александр Евгеньевич Ферсман (1883–1945) является одним из основоположников геохимии.

А.Е. Ферсман, внесший вклад в развитие наук о Земле не меньший, чем В.И. Вернадский, создал вместе со своим учителем современную геохимию, изучающую историю атомов и элементов в земной коре. Этих ученых, посвятивших свою жизнь новой науке, подарившей им мировую известность, можно назвать «поэтами камня» (А.Н. Толстой).

А.Е. Ферсман

Александр Евгеньевич часто говорил, что его «жизнь – это история любви к камню», и эта любовь воплотилась у Ферсмана в целую пирамиду трудов. Ученый создал два десятка фундаментальных монографий по геохимии. Написал 1500 статей по минералогии и кристаллографии, по химии и геологии, по астрономии и географии, по археологии и аэрофотосъемке, по биологии и почвоведению, по философии и искусству. Издал ряд научно-популярных книг, ставших классикой жанра. Составил и прочитал несколько учебных курсов по геохимии. Открыл промышленные месторождения полезных природных ископаемых – апатиты, серу, медь, никель, редкоземельные элементы и т. д. Организовал и руководил множеством геологических экспедиций, университетских кафедр, академических и отраслевых институтов. Возглавил десятки государственных и иных комиссий. Внес неоценимую лепту в создание минерально-сырьевой базы государства. Ну и наконец, огранил геохимию как алмаз.

Что же главное в работах Ферсмана?

Пожалуй, идея единства и тесной связи всех наук о Земле – геологии, географии, геофизики, геохимии, петрографии, теории рудных месторождений и т. д.

Еще – мысли и теории, относящиеся к энергетике геохимических процессов. До Ферсмана редко кто рассматривал взаимосвязь природных процессов с законами термодинамики. Геохимик впервые проследил зарождение, дифференциацию и кристаллизацию химических элементов при остывании природных растворов (расплавов, магм). Обобщив огромный фактический материал, накопленный предшественниками, Ферсман дал исчерпывающее толкование этого механизма. Ученый объяснил закономерности совместного нахождения в земной коре минералов и химических элементов, связанных общими условиями образования (парагенезис), впервые представил распределение элементов по различным оболочкам, или геосферам, Земли, истолковал образование различных типов рудных месторождений.

Считая геохимию частью химии космоса, Ферсман выделил несколько фундаментальных проблем этой науки. Прежде всего, это влияние изменений температуры и давления на химическую жизнь Земли и на образование концентрических оболочек планеты (геосфер) со своей геологической начинкой. К этому ученый добавил участие в геохимических процессах на поверхности Земли микроскопических коллоидных частиц, видоизменяющихся и проникающих на значительные глубины в почву осадков, и, наконец, деятельность живых организмов и человека.