Занимательно о геологии - Анатолий Алексеевич Малахов

свойств называют твердость: одни минералы очень твердые, другие менее твердые, третьи совсем мягкие, как тальк. Называют большой удельный вес, по которому нужно распределять представителей царства минералов, цвет, оптические, электрические свойства; и после упоминания о каждом из таких свойств говорится, что это свойственно минералу, и только в редких случаях встречаются объяснения, почему такие-то свойства встречаются у таких-то минералов.

Вот это и вызывает законный вопрос: почему резко несхожие между собой минералы имеют одинаковые свойства? Состояние современной науки минералогии в какой-то мере напоминает то, что было в химии около 100 лет назад. Тогда, до открытия Менделеева, были известны некоторые закономерности в поведении химических элементов. Их делили на металлы и неметаллы, складывали в триады, усматривали другие сочетания элементов, но стройную картину периодической системы дал только Менделеев.

Ну, а в минералогии? Нельзя сказать, что мы не выявляли определенных закономерностей. Они есть. Американский ученый Дэна построил стройную систему классификации минералов по химическому составу, и во всех музеях мира, во всех учебниках принято придерживаться классификации Дэна. Ее применяют с теми или иными поправками, но в основном пользуются ею.

Наш крупный ученый академик Федоров разделил все образцы кристаллов на 230 групп, предвосхитив своими исследованиями учение о внутреннем атомном строении вещества, предвосхитив науку кристаллохимию. Он показал, что каждой кристаллографической форме свойствен свой химический состав, и методом Федорова, усовершенствованным его учеником профессором Болдыревым, пользуются многие ученые мира.

Есть классификация минералов по оптическим константам. Эта константа действительно постоянна для каждого минерала; и достаточно отколоть тоненький, маленький кусочек породы или минерала, положить его под микроскоп, определить с помощью тяжелой жидкости, в которой плавает тот или иной минерал, его оптическую константу — и сразу станет ясным химический состав минерала.

Много других таких же зависимостей установлено современной наукой, но единой стройной системы, которая учитывала бы и химизм, и оптическую константу, и магнитность, и облик кристаллов, и многие другие свойства минералов, — такой единой системы нет.

И невольно возникает вопрос: а может быть, попытаться создать периодическую систему минералов? Кажется, просто, надо поступить так же, как в свое время сделал Менделеев: он нанес на карточки свойства химических элементов и стал на полу перекладывать эти карточки. В конечном итоге у него появились определенные взаимосвязи, которые потом после уточнения переросли в закон, получивший имя Менделеева.

Вот и нам можно сделать так: написать на карточках все свойства минералов, разложить их на полу, пораскладывать пасьянс из карточек — и закон периодической системы минералов будет готов.

Попробуйте сделать так, и, я ручаюсь, у вас ничего не выйдет. Не смущайтесь, дело не в ваших способностях. Если бы это было так легко сделать, не было бы проблемы, о которой мы сейчас говорим.

Опять займемся арифметикой. У каждого из 3 тысяч минералов и их разновидностей надо учесть не менее 15 признаков (цвет, блеск, твердость, кристаллографические данные, оптические свойства…). Простой подсчет возможных сочетаний составит астрономическую цифру.

Может быть, такую работу смогла бы сделать в наши дни кибернетическая установка, с помощью которой можно было бы учесть разнообразные сочетания карточек со свойствами минералов, о которых мы говорим? Может быть, такие свойства надо рисовать не на двухмерной модели, а брать для нее модель трехмерную, четырехмерную, пятимерную?

Летом можно видеть, как бьется на стекле муха. Она использует только двухмерное пространство, она линейно ходит в различных направлениях, но не применяет третьего измерения. Она длительное время не отлетает от поверхности стекла в сторону комнаты, и только тогда, когда она, наконец, случайно переходит в трехмерное пространство, ей удается вырваться из оконного плена.

Мы, люди, существа трех измерений. Мы тоже иногда бьемся, не можем понять каких-то закономерностей. Для этого надо вырваться из плена третьего измерения, выйти в четвертое, пятое, шестое…

На такой многомерной модели минерального мира, в которую, может быть, войдут и все искусственные химические соединения, будут прочерчены линии закономерно повторяющихся свойств.

Представим себе на минуту, что такая модель создана. Кибернетические расчеты позволили нам построить эту модель. На ней красной линией ясно обозначились дополнительные свойства химических соединений как естественных, так и искусственных. Вот линия сверхтвердости. Оказывается, легко можно сконструировать с помощью этой модели вещество, в сотни раз более твердое, чем алмаз.

Как, например, создавался боразон — сверхтвердое искусственное вещество, нитрид бора, режущий даже алмаз? Были проделаны тысячи неудачных опытов, прежде чем боразон был открыт. Модель же периодической системы минералов позволит нам подобрать условия, с помощью которых мы можем создать то, что не сделала природа. Мы не должны ждать милостей от природы, мы должны перейти на новый этап, когда сумеем предсказывать создание совершенно новых химических соединений, даже, может быть, с не существующими пока еще свойствами.

Можно привести тысячи подобных примеров. Сейчас, например, химики используют пластмассы, прививают этим пластмассам нужные промышленности свойства, причем в целом ряде случаев работа ведется вслепую. Иногда эта прививка требует предварительного или последующего облучения вещества радиоактивными изотопами, иногда его нужно прогреть, иногда нужно подвергнуть электроразряду; но в каких случаях нужно применять все это? Большей частью никто на этот вопрос не ответит.

Конечно, создание периодической системы минералов — это пока мечта, но ее исполнение было бы революционным переворотом в науке.

Высшая геология

Мне вспоминаются слова одного поэта недавнего прошлого — Саши Черного. Он нарисовал портрет обывателя, который довольно просто представлял свою роль в строительстве будущего:

Сжечь корабли и впереди и сзади,

Лечь на кровать, не глядя ни на что,

Уснуть без снов и, любопытства ради,

Проснуться лет чрез сто.

Конечно, каждого волнует будущее. И каждому ясно, что если ничего не делать для этого, а руководствоваться подобной инструкцией, то в будущем нас ожидает регресс, а еще вернее — будущего не будет.

Если же не спать, а работать не покладая рук, то что же будет с нашей наукой «лет чрез сто»?

Запишем: первые геологи сразу делили эту науку примерно на восемь-десять крупных разделов. Геологи наших дней раздробили геологию более чем на 120 самостоятельных наук. Налицо, как видите, увеличение числа «ветвей» за последние 100 лет примерно в десять раз.

Если увеличить в десять раз нынешнее количество геологических наук и посчитать, что так будет через 100 лет, то получим 1200 наук! Число колоссальное.

Еще быстрее растет количество фактов, которые добываются и старыми и, главное, новыми методами. Мы получаем сейчас сведения с таких глубин, которые еще недавно казались недостижимыми, узнаем такие свойства горных пород и всей Земли