Страница:
Ферсман не удовлетворяется описанием методов геохронологии (определения геологического времени). Мысль его стремится к философским обобщениям, к познанию сущности того, что мы привычно называем временем. Он высказывает ряд интересных идей, по устаревших поныне. При этом не боится противоречий и недоговоренности: он ищет, а пе поучает.
"Время такое же измерение пространства, как высота, ширила и длина. Не время течет, а текут и изменяются события, нет времени мира, а есть время отдельных космических систем, отдельных явлений и отдельных атомов" .
Очень похоже высказывался о времени и знаменитый русский физик И. П. Умов ("Течем мы, странники в четырехмерной вселенной"). Но ведь Ферсман, как мы уже знаем, пе раз писал в этой книге иначе: о потоке времени.
Противоречие? Да, как будто. Однако можно сказать так: высказывание различных точек зрения. А как еще поступить, если автор честно признается, что не имеет готового решения этой загадки природы? В сфере научных идей, как и среди Хибинских гор, он упорно ведет поиски.
Он искатель, страстный, неистовый искатель. И не только ищет, но и находит: интересные идеи, редкие минералы, новые месторождения полезных ископаемых. Но каждая находка - будь она самая прекрасная - не останавливает его. Напротив, окрыленный удачей, он еще острее испытывает жажду новых открытий.
Со стороны может показаться, будто он всецело занят только настоящим. Но это не так. Он как бы стремится уйти вперед за текучую грань сиюминутного. Трудно представить себе, что Ферсман смог бы когда-нибудь воскликнуть, подобно Фаусту: "Мгновенье, ты прекрасно, остановись!" У него был другой (неявный, невысказанный) девиз: "Мгновенье, ты прекрасно, прощай, я тороплюсь дальше!"
Он жадно жил настоящим, постоянно устремляясь в будущее. И пе случайно в этом стремлении оп видел одну из основных черт науки: "Самый смысл пауки и научного познания заключается не только в правильном позпании явлений и их слиянии в закономерные ряды, но и в возможности на основании этого знания предсказывать и предугадывать такие явления, которые не были раньше достоянием знания".
СРЕДНЯЯ АЗИЯ
Для того, чтобы найти... надо уметь искать, надо провидеть невидимое, ощутить предстоящее, не падать духом при неудачах и трудностях, настаивать и много трудиться.
Д. И. Менделеев
В жизни Александра Евгеньевича десятилетие 1920- 1930 годов было поистине героическим. Одной только хибинской эпопеи хватило бы для того, чтобы имя Ферсмана прочно вошло в список пионеров освоения минеральных ресурсов Советского Союза. А ведь была еще и Средняя Азия, где он тоже оказался первооткрывателем.
О подземных богатствах Средней Азии до революции высказывались самые пессимистические мнения. Были хорошо известны рудные месторождения Урала, Алтая, Забайкалья. По сравнению с ними Средняя Азия представлялась мелкоперспективпой. На нее геологи попросту не обращали серьезного внимания. Тем более это была очень отсталая экономически, полуколониальная окраина империи.
Положение резко изменилось при Советской власти.
Было привито решение взяться за экономическое возрождение окраин. Одни из главнейших путей для достижения этой цели - поиски, разведка и разработка минерал1,иых богатств.
Первые геологические отряды, начавшие исследования на огромной территории Средней Азии, обнаружили в ряде мест рудопроявлеиия, обследовали перспектиштые районы, обратили внимаиЕе на остатки древних горных выработок и примитивных металлургических производств. Все это были разрознеппые сведения. Требовалось обобщить их и наметить районы, где следует развивать горнодобывающую и перерабатывающую промышленность. С этой целью в Среднюю Азию весной 1924 года была направлена группа специалистов во главе с А. Е. Ферсманом.
В этой экспедиции, как и в последующих среднеазиатских, Ферсмана сопровождал геолог (в будущем академик) Д. И. Щербаков. Оп интересно описал эти путешествия. (Да и Ферсман о них писал очень хорошо и неоднократно.) Вкратце познакомимся с этими исследованиями и главными их результатами.
В первый год Ферсман побывал в Средней Азии недолго: очень спешил па север, в Хибины. И все-таки успел посетить месторождения плавикового шпата в Чаткальском хребте, поделочного камня - колыбташа у поселка Сайлык, кремнистых сланцев в долине реки Исфайрамсай, где ранее были обнаружены марганцевые и никелевые минералы. Кроме полевых работ в Ферганской долине, он прочел лекции и провел консультации в Ташкенте.
На следующий год Ферсман припял участие в изучении потцер в известняковых массивах южнее Ферганской долины. Он исследовал минералы, рожденные в пещерах, полупрозрачные или белые кальцитовые натеки, стебли, нити, сталактиты и сталагмиты, колонны, гирлянды, таблитчатые, водянисто-серые, отливающие стеклянным блеском кристаллы барита - тяжелого шпата, янтарно-жслтые пирамидки самородной серы, голубоватые, как бы промасленные корки целлестина - соли стронция, прозрачные кубики каменной соли - галита и белоснежные, словно сахарные, розетки - гипса...
Но его увлекают не только загадки образования и разрушения пещерных минералов. Он мысленно восстанавливает историю пещер, особености их роста, перехода от вертикального направления к горизонтальному, их связи с наземными и подземными водами. Пещерам он посвящает прекрасную статью в журнале "Природа".
Главным событием этого года стала экспедиция в Каракумы. "Мпе хотелось после пестрых и ярких красок, богатства и плодородия оказаться в мире безлюдья и тишины пустыни. Мне хотелось попять во всей глубине величие среднеазиатских песков, понять их трудности и опасности, своеобразие их богатств... Как химику земли мне хотелось самому посмотреть на тот своеобразный мир солеи и озер, мир вьщветов и песков, защитных корок и пустынных загароп, которые характеризуют пустыню и составляют ее красоту" [Ферсман Л. Е. Путешествия за камнем. Л., 1950, с. 233.].
Имелись сведения, что в центре Каракумов находятся странные посчапо-серые бугры. Происхождение и геологическое строение бугров оставалось загадкой. Предполагалось, что здесь сказываются результаты былой вулканической деятельности. Не исключалась возможность обнаружить месторождение серы, в которой очень нуждалась промышленность страны.
С большими трудностями удалось снарядить караван (6 верблюдов, 4 лошади). Ситуация очень осложнялась возможностью столкнуться с бандой басмачей. Но Ферсмдна нпчто по смогло остановить. Даже тяжелая болезнь, илза которой он не мог самостоятельно влезать па лошадь или спешиваться и двигался с огромным трудом.
Караван шел и шел. На одиннадцатый день пути показались серые бугры. "Картина вокруг была замечательная, - писал Ферсман. - Куда пи посмотришь, валы и валы песка. Кое-где среди них огромные черные площадки шоров, дальше окаймленные венцом ярко-желтых, сыпучих, подвижных песков красноватые площадки такырои, а вокруг, как вулканы Центральной Франции или окрестностей Неаполя, как кратеры луны, десятки отдельных остроконечных вершинок, то мелких "вулканических" конусов, то обрывистых скал. Далеко на севере и востоке рисовались новые группы бугров".
Бугры оказались исключительно интересными. Исследователи отобрали много образцов для лабораторных анализов, но уже на глаз было видно, что запасы серы немалые.
Прежние представления о происхождении серных бугтов пришлось оставить. Нигде не было никаких следов вулканических процессов, деятельности гейзеров или фумарол. Здесь проявились не глубинные, а поверхностные процессы.
В слоях гипсоносных горных пород содержится много серы. На земной поверхности она окисляется и превращается в сорную кислоту. Только в глубипс бугров сохраняется самородная сера. А сернокислые соли перерабатываются бактериями, благодаря которым накапливается сера.
Вернувшись в Ашхабад после месяца путешествия по пустыне, Ферсман доложил туркменскому правительству о перспективности обследованных месторождений серы и необходимости срочно приступать к их разработке.
На следующий год более крупная экспедиция под руководством Д. И. Щербакова провела первые опыты по добыче и обогащению серной руды но методу участника похода - химика П. А. Волкова. Метод был прост и надежен: руду нагревали в автоклаве, сера плавилась и погружалась вниз, а песок всплывал. Опыт прошел успешно.
Ферсману пришлось доказывать необходимость постройки в пустыне серного завода. Некоторым руководителям не верилось, что это возможно. Наконец, мнение Ферсмана победило. Караваны двинулись в Каракумы, перевозя оборудование серного завода, стройматериалы. И уже к концу 1927 года первые караваны с каракумской серой прибыли в Ашхабад.
Первый серный завод нашей страны был построен в центре пустыни.
В Средней Азии Ферсман охватил обоими полевыми исследованиями огромный регион. До этого он работал на сравнительно ограниченных территориях, где господствовали те или иные минеральные комплексы - в пегматитах, щелочных и гранитных массивах и т. д. А сейчас перед ним открывались просторы пустынь, степей, гор, долин Средней Азии, где встречаются разнообразнеишие горные породы и минералы.
На острове Челекен (ныне из-за понижения уровня Каспия он превратился в полуостров), где действуют грязевые вулканы, горячие источники отлагают разнообразные осадки. Здесь встречаются ярко-красные или бурые натеки, образующие систему ступепек-блюдец. Искристые корочки серебристого колчедана покрывают все предметы.
Ярко-желтые, сверкающие на солнце кристаллики серы украшают эти налеты. В относительно холодных сернистых источниках осаждаются черные и серые гидраты сернистого железа, быстро буреющие па воздухе. В других местах осаждается углекислый кальций в видо натеков мраморного оникса. Подобные образования встречались Форсману н вулканических областях Закавказья. Во всех челс-кенских источниках встречаются отло/кепия поваренной соли в виде гроздьев на сухих веточках, или небольших качающихся сталактитов, или скоплений шарикоа-леденцов, подорасываемых кипящими водами. Это необычайное обилие кристаллических минералов, рождающихся прямо на главах, дополняют газовые и жидкие минералы: выделения нефти, сероводорода, углеводорода, струй азота и редких газов.
Отложения озокерита и кира - черные маслянистые натеки "горного воска" - тоже очень характерные челекепские образования.
Иная картина в опаленных солнцем предгорьях Гаурдака, на крайнем юге Туркмении, где минералогическая картина однообразная - сера и гипс, но зато серы очень много. Или долина Шор-Су (соленая вода) Кокандского оазиса, где, кроме залежей серы и гипса, из глубин вырываются струи сернистого газа и нефтяных газов, встречаются черные пленки озокерита горного воска.
В Сумбарской долине хребта Копетдаг Ферсман изучил жилы, содержащие витерит - редкую бариевую соль (карбона? бария), а на берегах Кара-Богаз-Гола - разработки глауберовой соли, мирабилита (сульфата натрия).
Затем Ферсман отправляется в опасное путешествие по Кызылкумам, проверяя сведения о гранитных выступах в центре пустыни, прорезаемых рудоносными жилами. Здесь действительно оказались месторождения редких металлов.
Изучает он и другие пегматитовые жилы - теперь в отрогах Каратау. А еще - месторождения мрамора, талька, фосфоритов. Ущелье Харанчон в отрогах Тянь-Шаня с пещерками, "погребами" замечательного горного хрусталя. Древняя горная выработка в долине Чувая с пленками коричнево-красной сернистой ртути - киновари.
Месторождения сурьмяного блеска - Кадаледжай, а невдалеке прекрасные жилы Медной горы Хайдаркапа, "где руды ртути, сурьмы и меди сплетались в сложном теле из платкового шпата". Рудные залежи свинца и цинка в горах Кара-Мазара...
Ферсман совершает героические, опасные пересечения Каракумом и Кызылкумов на автомобилях. Проводит с самолета интересные геологические и географические наблюдения. Спускается в черные пасти пещер, карабкается по скалам. Верхом преодолевает горные перевалы. С верблюжьими караванами отправляется в пустыни...
И в этой мозаике впечатлений, постоянной смене ландшафтов и геологической обстановки, резких переходах от безлюдных просторов к шумным городам и рудникам, от жарких пустынь к заснеженным вершинам пытливый ум ученого отмечал сходства и различия, постигая тайные "замыслы" природы, скрывшей в недрах этого края многочисленные неведомые еще сокровищницы, минеральные кладовые.
"Нет, мы не согласны со всеми теми, кто не верит в ископаемые богатства Средней Азии. Правда, они рассеяны, правда, они не так концентрированы, как, например, па Урале или на Кольском полуострове, но минералогия Средней Азии исключительно своеобразна и самобытна".
Познать эту самобытность невозможно без охвата обширнейших территорий, желания осмыслить разнообразные сведения, стремясь не столько к глубине анализа, сколько к широте обобщений.
"Нужно, чтобы отдельные точки находок отдельных химических элементов слились в общую закономерную геохимическую картину, чтобы они образовали закономерные дуги, пояса, поля, чтобы эти дуги, зоны, пояса, концентры и поля слились в геологической картине прошлого этих замечательных горных цепей Центральной Азии.
Только тогда, когда в едином синтезе сольются идеи и факты геологии и минералогии, родятся те геохимические выводы, которые позволят смело предсказывать будущее, наводить на поиски и рисовать судьбы месторождения в глубинах - словом, позволят раскрыть ту геотехническую картину, на фоне которой только и можно строить горную промышленность".
РЕГИОНАЛЬНАЯ ГЕОХИМИЯ
Надо разрешить теоретику фантазировать, ибо иной дороги к цели для него вообще нет.
А. Эйнштейн
Геохимия, как известно, рождалась из минералогии, изучающей происхождение и превращение природных химаческих соединений.
Связь геохимии с геологическим картированием была неочевидной. А. Е. Ферсман первым стал разрабатывать региональную геохимию, изучающую закономерности распределения химических элементов на земной поверхности и в отложениях тех или иных геологических эпох.
Первый учебный курс региональной геохимии прочел Ферсман в 1919 году. Три года спустя была опубликована его книга "Геохимия России" (вып. 1).
Особенно много посвящает он статей и книг геохимии Советского Союза после работ в Средней Азии. И нс удивительно. Если первые труды по региональной геохимии оп писал почти исключительно по литературным материалам, побывав лишь в отдельных районах страны, то теперь у пего за плечами много тысяч маршрутных километров и Хибинах, на Урале, Алтае, в Забайкалье и Средней Азии.
Региональная геохимия - наука комплексная, учитывающая сведения целого ряда наук о Земле: стратиграфии (изучающей, в частности, последовательность напластований), минералогии и петрографии, тектоники и структурной геологии (изучающих характер смятий ц разрывов толщ горных пород, движения земной коры), геологического картирования.
"Только сочетая достижения исторической геологии, ног.ой тектонической мысли с законами поведения элементов, - утверждал Ферсман, - мы начинаем понимать распределение полезных ископаемых то в грандиозных поясах, тянущихся на тысячи километров, то в целых геологических полях на пространстве миллионов квадратных километров. Только в свете нового синтеза... рождается прогноз - предсказание - высшая форма научной мысли, которая из настоящего разгадывает будущее, на основе известного намечает то неведомое, что сделается уделом человечества через сотни лет" '.
Еще одну отрасль знания, смежную с региональной геохимией, открыл Ферсман: геохимическую географию (позже па ее основе расцвела благодаря талантливым трудам Б. Б. Польпюва, А. И. Перельмапа "геохимия ландшафта"). Идея этой науки появилась у пего во время путешествия по пустыням Средней Азии. Он много писал о геохимическом своеобразии пустынь, а также о чертах сходства заполярных тундр и среднеазиатских засушливых пустынных ландшафтов.
Ферсман выделил в северном полушарии пустынпоозерную зону, где преимущественно накапливаются натрий, калий, кальций, магний, хлор, сера, йод, бром, угольная кислота, сульфиды железа. Именно здесь целесообразно развивать химическую промышленность, непремеппо учитывая пересечения зоны поясами, где распространены металлы, для комплексного использования богатств недр.
Один из важнейших законов региональной геохимии, открытых Ферсманом, существование гигантских поясов, протягивающихся на сотни и тысячи километров. Эти пояса связаны со складчатыми зонами земной коры (геосинклиналями) и имеют ясно выраженную геохимическую зональность: химические элементы в них распределяются от центральной полосы к окраинам по определенным закономерностям. В центральных частях поясов обычно обнажаются гранитные или гранодиоритные массивы с пегматитами и рудами бериллия, урана, тантала, ниобия. Обрамляют их метаморфические породы, содержащие олово, вольфрам.
Затем полоса, обогащенная медью, свинцом, цинком, а далее - никелем, кобальтом, серебром...
Конечно, такая последовательность по абсолютна. Она изменяется в зависимости от местных условий. Однако только зная общее, можно уловить частности и выяснить отклонения от "пормы". Опираясь па идеи геохимических поясов, Ферсман отмечал геохимическую связь Урала и Тянь-Шаня, после того как в полосе, соединяющей эти два региона, он исследовал выходы, в частности, кызылкумских пегматитов. Еще раньше ученый выделил геохимический пояс, протягивающийся от Монголии через Забайкалье к Охотскому морю, и дал прогноз распределения здесь рудных месторождений. 1Тс все детали прогноза подтвердились в последующие годы, но была убедительно доказана великолепная идея о Монголе- Охотском поясе.
Итак, региональная геохимия изучает распределение химических элементов по горизонтали, по вертикали (в глубь земли), а также в глубинах геологического прошлого. Области, отличающиеся своеобразными сочетаниями (ассоциациями) химических элементов, Ферсман назвал геохимическими провинциями, а периоды геологической истории, когда преимущес1венио накапливались те или иные ассоциации элементов, - геохимическими эпохами.
Можно сказать так: Ферсман первым стал рассматривать гео,химию в четырехмерном пространстве - времени.
Геохимические провинции - это распределение химических элементов на плоскости в двух измерениях. В то же время учитываются особенности распределения элементов с глубиной по вертикали, по слоям (пааовем геохимическими зонами подобные однородные по вертикали области).
Это уже объемное, трехмерное пространство. А при выделении геохимических онох учитывается четвертая координата - геологическое время.
Правда, для твердых физически и химически устойчивых минералов вполне достаточно отмечать их распределение в трехмерном пространстве земной коры. В сущности их геологическая история не имеет принципиального значения, если они оставались практически неизменными.
Другое дело - изменчивые минералы, скажем радиоактивные. Их история интересна с разных точек зрения, она сказывается на характере и количестве минералов, а также позволяет определять возраст соответствующих горных пород, слоев.
Ферсман разработал не только теоретические основы региональной геохимии, но и методику исследований, составления геохимических карт и профилей. Он сам выполнил первые геохимические схемы, предложил различные варианты карт.
Региональную геохимию Ферсман неразрывно связывал с учением о полезных ископаемых, с практикой горного дела и освоением минеральных ресурсов. Так, в работе "Полезные ископаемые Кольского полуострова" он выделяет геохимические районы, объединяя элементы в три группы по степени их практической значимости и изученпости: эксплуатируемые или подготовляемые к эксплуатации, известные или вероятные, возможные, с указанием минерала или горной породы, содержащих данные химические элементы. Отмечает и характерные геохимические комплексы - "содружества" химических элементов. Кроме того, классифицирует полезные ископаемые (химические элементы отдельных регионов) по их хозяйственной значимости.
КОМПЛЕКСНАЯ
ЭКСПЛУАТАЦИЯ
И ОХРАНА НЕДР
Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой...
Ф. Энгельс
Полезное ископаемое - это не просто скопление какихто минералов или горных пород. Природное вещество должно быть полезным для людей и не абстрактно полезным, а конкретно, с учетом возможностей техники, добывающей и перерабатывающей природное сырье.
Залежи хибинского апатита, открытые экспедицией Ферсмана, неправильно было бы считать полезными ископаемыми до тех пор, пока не удалось изобрести технологию экономичной переработки апатито-нефелшювой руды. Поэтому Ферсман не раз говорил о том, что полезные ископаемые надо "сделать".
Подобные идеи Ферсман высказывал не по теоретическим соображениям, а в результате активной практической деятельности, из-за своей острой заинтересованное, и в судьбах открытых им залежей минерального сырья. Он искал полезные ископаемые пс из любви к поискам, a cтремясь приносить пользу людям. И считал своим долгом добиваться того, чтобы богатства недр как можно скорее стали богатствами страны, использовались в народном хозяйстве.
Нередко считается, что ученый-теоретик, занимаясь общественной работой и консультируя производственников, делится своими знаниями. А для пего как ученого поденная деятельность ничего существенного, мол, дать не может. Скорее даже, напротив, он вынужден отвлекаться от теоретических исследований.
Для Ферсмана вышло иначе. Он постоянно был буквально перегружен общественной и практической деятельностью (занимал одновременно до десяти и более постов).
Начальник хибинских экспедиций, директор Института археологической технологии, директор Радиевого института АН СССР, председатель Комиссии по изучению Якутской АССР, начальник Каракумских экспедиций, член комитета по химизации народного хозяйства...
Резалось бы, он превращается в организатора и государственного деятеля, отходя от научных теоретических исследований. А вышло иначе. Ферсман в эти годы приступает к своим наиболее грандиозным научным трудам, обобщениям. Помимо региональной геохимии, он разрабатывает целый ряд повых и очень важных теоретических проб^ лем, прямо или косвенно связанных с его практической деятельностью. Одна из них - комплексное использование и охрана минеральных ресурсов.
В наши дни охране природы придается очень большое значение. Полстолетия назад, когда Ферсман начал заниматься этими проблемами, они даже для многих ученых были неожиданными. Казалось, необходимо покорять природу, быстрее осваивать ее богатства, не считаясь с потерями, и прежде всего использовать самые ценные ресурсы. Зачем, например, тратить лишние средства для использования малоценных хибинских нефелинов, если выгоднее перерабатывать апатиты? Стране требуется напрячь все силы и укрепить народное хозяйство. Даже если природе при этом будет нанесен заметный ущерб, если часть ее богатств (не самых важных и ценных) останется не использованной - не беда! Пройдет, мол, несколько лет, а то десятилетий, страна расцветет и окрепнет, люди станут жить богато, вот тогда допустимо будет заниматься такими второстепенными вопросами, как охрана природы.
Сейчас подобные доводы кажутся очень упрощенными, неумными. Мы знаем, что человек - неразрывная часть природы, а не ее всесильный властелин и повелитель.
И если мы загрязняем и разрушаем окружающую среду, то рано или поздно почувствуем па себе "отдачу", испытаем тяжелые последствия таких непродуманных, безответственных поступков. Об этом писали ученые еще в прошлом веке. Ныне хорошо известны высказывания Ф. Энгельса и К. Маркса о том, что неразумное хозяйничанье человека превращает цветущие земли в пустыни. И в дореволюционной России некоторые ученые (ботаник академик И. П. Бородин, географ Д. Н. Анучин и др.) публиковали статьи, посвященные охране природы, был создан заповедник Аскания-Нова. Но эти единичные усилия частных лиц или небольших организаций не пользовались широкой поддержкой общественности.
Итак, будем помнить, что пятьдесят лет назад охрану природы многие считали делом необязательным или даже невыгодным, вредным для молодого Советского государства: сплошные расходы, а доходов никаких!
К счастью, были ученые и государственные деятели, имевшие совсем другую точку зрения. В 1920 году, когда еще не закончилась гражданская война и хозяйство страны находилось в критическом состоянии, по инициативе Л. Е. Ферсмана горный отдел представил Советскому правительству проект создания па Южиом Урале первого в мире минералогического заповедника. Казалось бы, проект совершенно несвоевременный. Однако он был рассмотрен правительством и 14 мая 1920 года подписан В. И. Лениным. Это было верное, мудрое решение: в период борьбы за промышленность и сырье укрепить великую идею охраны природных богатств! Ферсман горячо приветствовал создание Ильменского минералогического заповедника.
И все-таки главнейшие формы борьбы за охрану природы, в особенности минеральных богатств, связаны не с изъятием их из активной эксплуатации, а с бережным рациональным использованием. Для Ферсмана это было совершенно ясно: он ведь пе был кабинетным теоретиком, а принимал участие в организации промышленности, индустриализации страны.
"Время такое же измерение пространства, как высота, ширила и длина. Не время течет, а текут и изменяются события, нет времени мира, а есть время отдельных космических систем, отдельных явлений и отдельных атомов" .
Очень похоже высказывался о времени и знаменитый русский физик И. П. Умов ("Течем мы, странники в четырехмерной вселенной"). Но ведь Ферсман, как мы уже знаем, пе раз писал в этой книге иначе: о потоке времени.
Противоречие? Да, как будто. Однако можно сказать так: высказывание различных точек зрения. А как еще поступить, если автор честно признается, что не имеет готового решения этой загадки природы? В сфере научных идей, как и среди Хибинских гор, он упорно ведет поиски.
Он искатель, страстный, неистовый искатель. И не только ищет, но и находит: интересные идеи, редкие минералы, новые месторождения полезных ископаемых. Но каждая находка - будь она самая прекрасная - не останавливает его. Напротив, окрыленный удачей, он еще острее испытывает жажду новых открытий.
Со стороны может показаться, будто он всецело занят только настоящим. Но это не так. Он как бы стремится уйти вперед за текучую грань сиюминутного. Трудно представить себе, что Ферсман смог бы когда-нибудь воскликнуть, подобно Фаусту: "Мгновенье, ты прекрасно, остановись!" У него был другой (неявный, невысказанный) девиз: "Мгновенье, ты прекрасно, прощай, я тороплюсь дальше!"
Он жадно жил настоящим, постоянно устремляясь в будущее. И пе случайно в этом стремлении оп видел одну из основных черт науки: "Самый смысл пауки и научного познания заключается не только в правильном позпании явлений и их слиянии в закономерные ряды, но и в возможности на основании этого знания предсказывать и предугадывать такие явления, которые не были раньше достоянием знания".
СРЕДНЯЯ АЗИЯ
Для того, чтобы найти... надо уметь искать, надо провидеть невидимое, ощутить предстоящее, не падать духом при неудачах и трудностях, настаивать и много трудиться.
Д. И. Менделеев
В жизни Александра Евгеньевича десятилетие 1920- 1930 годов было поистине героическим. Одной только хибинской эпопеи хватило бы для того, чтобы имя Ферсмана прочно вошло в список пионеров освоения минеральных ресурсов Советского Союза. А ведь была еще и Средняя Азия, где он тоже оказался первооткрывателем.
О подземных богатствах Средней Азии до революции высказывались самые пессимистические мнения. Были хорошо известны рудные месторождения Урала, Алтая, Забайкалья. По сравнению с ними Средняя Азия представлялась мелкоперспективпой. На нее геологи попросту не обращали серьезного внимания. Тем более это была очень отсталая экономически, полуколониальная окраина империи.
Положение резко изменилось при Советской власти.
Было привито решение взяться за экономическое возрождение окраин. Одни из главнейших путей для достижения этой цели - поиски, разведка и разработка минерал1,иых богатств.
Первые геологические отряды, начавшие исследования на огромной территории Средней Азии, обнаружили в ряде мест рудопроявлеиия, обследовали перспектиштые районы, обратили внимаиЕе на остатки древних горных выработок и примитивных металлургических производств. Все это были разрознеппые сведения. Требовалось обобщить их и наметить районы, где следует развивать горнодобывающую и перерабатывающую промышленность. С этой целью в Среднюю Азию весной 1924 года была направлена группа специалистов во главе с А. Е. Ферсманом.
В этой экспедиции, как и в последующих среднеазиатских, Ферсмана сопровождал геолог (в будущем академик) Д. И. Щербаков. Оп интересно описал эти путешествия. (Да и Ферсман о них писал очень хорошо и неоднократно.) Вкратце познакомимся с этими исследованиями и главными их результатами.
В первый год Ферсман побывал в Средней Азии недолго: очень спешил па север, в Хибины. И все-таки успел посетить месторождения плавикового шпата в Чаткальском хребте, поделочного камня - колыбташа у поселка Сайлык, кремнистых сланцев в долине реки Исфайрамсай, где ранее были обнаружены марганцевые и никелевые минералы. Кроме полевых работ в Ферганской долине, он прочел лекции и провел консультации в Ташкенте.
На следующий год Ферсман припял участие в изучении потцер в известняковых массивах южнее Ферганской долины. Он исследовал минералы, рожденные в пещерах, полупрозрачные или белые кальцитовые натеки, стебли, нити, сталактиты и сталагмиты, колонны, гирлянды, таблитчатые, водянисто-серые, отливающие стеклянным блеском кристаллы барита - тяжелого шпата, янтарно-жслтые пирамидки самородной серы, голубоватые, как бы промасленные корки целлестина - соли стронция, прозрачные кубики каменной соли - галита и белоснежные, словно сахарные, розетки - гипса...
Но его увлекают не только загадки образования и разрушения пещерных минералов. Он мысленно восстанавливает историю пещер, особености их роста, перехода от вертикального направления к горизонтальному, их связи с наземными и подземными водами. Пещерам он посвящает прекрасную статью в журнале "Природа".
Главным событием этого года стала экспедиция в Каракумы. "Мпе хотелось после пестрых и ярких красок, богатства и плодородия оказаться в мире безлюдья и тишины пустыни. Мне хотелось попять во всей глубине величие среднеазиатских песков, понять их трудности и опасности, своеобразие их богатств... Как химику земли мне хотелось самому посмотреть на тот своеобразный мир солеи и озер, мир вьщветов и песков, защитных корок и пустынных загароп, которые характеризуют пустыню и составляют ее красоту" [Ферсман Л. Е. Путешествия за камнем. Л., 1950, с. 233.].
Имелись сведения, что в центре Каракумов находятся странные посчапо-серые бугры. Происхождение и геологическое строение бугров оставалось загадкой. Предполагалось, что здесь сказываются результаты былой вулканической деятельности. Не исключалась возможность обнаружить месторождение серы, в которой очень нуждалась промышленность страны.
С большими трудностями удалось снарядить караван (6 верблюдов, 4 лошади). Ситуация очень осложнялась возможностью столкнуться с бандой басмачей. Но Ферсмдна нпчто по смогло остановить. Даже тяжелая болезнь, илза которой он не мог самостоятельно влезать па лошадь или спешиваться и двигался с огромным трудом.
Караван шел и шел. На одиннадцатый день пути показались серые бугры. "Картина вокруг была замечательная, - писал Ферсман. - Куда пи посмотришь, валы и валы песка. Кое-где среди них огромные черные площадки шоров, дальше окаймленные венцом ярко-желтых, сыпучих, подвижных песков красноватые площадки такырои, а вокруг, как вулканы Центральной Франции или окрестностей Неаполя, как кратеры луны, десятки отдельных остроконечных вершинок, то мелких "вулканических" конусов, то обрывистых скал. Далеко на севере и востоке рисовались новые группы бугров".
Бугры оказались исключительно интересными. Исследователи отобрали много образцов для лабораторных анализов, но уже на глаз было видно, что запасы серы немалые.
Прежние представления о происхождении серных бугтов пришлось оставить. Нигде не было никаких следов вулканических процессов, деятельности гейзеров или фумарол. Здесь проявились не глубинные, а поверхностные процессы.
В слоях гипсоносных горных пород содержится много серы. На земной поверхности она окисляется и превращается в сорную кислоту. Только в глубипс бугров сохраняется самородная сера. А сернокислые соли перерабатываются бактериями, благодаря которым накапливается сера.
Вернувшись в Ашхабад после месяца путешествия по пустыне, Ферсман доложил туркменскому правительству о перспективности обследованных месторождений серы и необходимости срочно приступать к их разработке.
На следующий год более крупная экспедиция под руководством Д. И. Щербакова провела первые опыты по добыче и обогащению серной руды но методу участника похода - химика П. А. Волкова. Метод был прост и надежен: руду нагревали в автоклаве, сера плавилась и погружалась вниз, а песок всплывал. Опыт прошел успешно.
Ферсману пришлось доказывать необходимость постройки в пустыне серного завода. Некоторым руководителям не верилось, что это возможно. Наконец, мнение Ферсмана победило. Караваны двинулись в Каракумы, перевозя оборудование серного завода, стройматериалы. И уже к концу 1927 года первые караваны с каракумской серой прибыли в Ашхабад.
Первый серный завод нашей страны был построен в центре пустыни.
В Средней Азии Ферсман охватил обоими полевыми исследованиями огромный регион. До этого он работал на сравнительно ограниченных территориях, где господствовали те или иные минеральные комплексы - в пегматитах, щелочных и гранитных массивах и т. д. А сейчас перед ним открывались просторы пустынь, степей, гор, долин Средней Азии, где встречаются разнообразнеишие горные породы и минералы.
На острове Челекен (ныне из-за понижения уровня Каспия он превратился в полуостров), где действуют грязевые вулканы, горячие источники отлагают разнообразные осадки. Здесь встречаются ярко-красные или бурые натеки, образующие систему ступепек-блюдец. Искристые корочки серебристого колчедана покрывают все предметы.
Ярко-желтые, сверкающие на солнце кристаллики серы украшают эти налеты. В относительно холодных сернистых источниках осаждаются черные и серые гидраты сернистого железа, быстро буреющие па воздухе. В других местах осаждается углекислый кальций в видо натеков мраморного оникса. Подобные образования встречались Форсману н вулканических областях Закавказья. Во всех челс-кенских источниках встречаются отло/кепия поваренной соли в виде гроздьев на сухих веточках, или небольших качающихся сталактитов, или скоплений шарикоа-леденцов, подорасываемых кипящими водами. Это необычайное обилие кристаллических минералов, рождающихся прямо на главах, дополняют газовые и жидкие минералы: выделения нефти, сероводорода, углеводорода, струй азота и редких газов.
Отложения озокерита и кира - черные маслянистые натеки "горного воска" - тоже очень характерные челекепские образования.
Иная картина в опаленных солнцем предгорьях Гаурдака, на крайнем юге Туркмении, где минералогическая картина однообразная - сера и гипс, но зато серы очень много. Или долина Шор-Су (соленая вода) Кокандского оазиса, где, кроме залежей серы и гипса, из глубин вырываются струи сернистого газа и нефтяных газов, встречаются черные пленки озокерита горного воска.
В Сумбарской долине хребта Копетдаг Ферсман изучил жилы, содержащие витерит - редкую бариевую соль (карбона? бария), а на берегах Кара-Богаз-Гола - разработки глауберовой соли, мирабилита (сульфата натрия).
Затем Ферсман отправляется в опасное путешествие по Кызылкумам, проверяя сведения о гранитных выступах в центре пустыни, прорезаемых рудоносными жилами. Здесь действительно оказались месторождения редких металлов.
Изучает он и другие пегматитовые жилы - теперь в отрогах Каратау. А еще - месторождения мрамора, талька, фосфоритов. Ущелье Харанчон в отрогах Тянь-Шаня с пещерками, "погребами" замечательного горного хрусталя. Древняя горная выработка в долине Чувая с пленками коричнево-красной сернистой ртути - киновари.
Месторождения сурьмяного блеска - Кадаледжай, а невдалеке прекрасные жилы Медной горы Хайдаркапа, "где руды ртути, сурьмы и меди сплетались в сложном теле из платкового шпата". Рудные залежи свинца и цинка в горах Кара-Мазара...
Ферсман совершает героические, опасные пересечения Каракумом и Кызылкумов на автомобилях. Проводит с самолета интересные геологические и географические наблюдения. Спускается в черные пасти пещер, карабкается по скалам. Верхом преодолевает горные перевалы. С верблюжьими караванами отправляется в пустыни...
И в этой мозаике впечатлений, постоянной смене ландшафтов и геологической обстановки, резких переходах от безлюдных просторов к шумным городам и рудникам, от жарких пустынь к заснеженным вершинам пытливый ум ученого отмечал сходства и различия, постигая тайные "замыслы" природы, скрывшей в недрах этого края многочисленные неведомые еще сокровищницы, минеральные кладовые.
"Нет, мы не согласны со всеми теми, кто не верит в ископаемые богатства Средней Азии. Правда, они рассеяны, правда, они не так концентрированы, как, например, па Урале или на Кольском полуострове, но минералогия Средней Азии исключительно своеобразна и самобытна".
Познать эту самобытность невозможно без охвата обширнейших территорий, желания осмыслить разнообразные сведения, стремясь не столько к глубине анализа, сколько к широте обобщений.
"Нужно, чтобы отдельные точки находок отдельных химических элементов слились в общую закономерную геохимическую картину, чтобы они образовали закономерные дуги, пояса, поля, чтобы эти дуги, зоны, пояса, концентры и поля слились в геологической картине прошлого этих замечательных горных цепей Центральной Азии.
Только тогда, когда в едином синтезе сольются идеи и факты геологии и минералогии, родятся те геохимические выводы, которые позволят смело предсказывать будущее, наводить на поиски и рисовать судьбы месторождения в глубинах - словом, позволят раскрыть ту геотехническую картину, на фоне которой только и можно строить горную промышленность".
РЕГИОНАЛЬНАЯ ГЕОХИМИЯ
Надо разрешить теоретику фантазировать, ибо иной дороги к цели для него вообще нет.
А. Эйнштейн
Геохимия, как известно, рождалась из минералогии, изучающей происхождение и превращение природных химаческих соединений.
Связь геохимии с геологическим картированием была неочевидной. А. Е. Ферсман первым стал разрабатывать региональную геохимию, изучающую закономерности распределения химических элементов на земной поверхности и в отложениях тех или иных геологических эпох.
Первый учебный курс региональной геохимии прочел Ферсман в 1919 году. Три года спустя была опубликована его книга "Геохимия России" (вып. 1).
Особенно много посвящает он статей и книг геохимии Советского Союза после работ в Средней Азии. И нс удивительно. Если первые труды по региональной геохимии оп писал почти исключительно по литературным материалам, побывав лишь в отдельных районах страны, то теперь у пего за плечами много тысяч маршрутных километров и Хибинах, на Урале, Алтае, в Забайкалье и Средней Азии.
Региональная геохимия - наука комплексная, учитывающая сведения целого ряда наук о Земле: стратиграфии (изучающей, в частности, последовательность напластований), минералогии и петрографии, тектоники и структурной геологии (изучающих характер смятий ц разрывов толщ горных пород, движения земной коры), геологического картирования.
"Только сочетая достижения исторической геологии, ног.ой тектонической мысли с законами поведения элементов, - утверждал Ферсман, - мы начинаем понимать распределение полезных ископаемых то в грандиозных поясах, тянущихся на тысячи километров, то в целых геологических полях на пространстве миллионов квадратных километров. Только в свете нового синтеза... рождается прогноз - предсказание - высшая форма научной мысли, которая из настоящего разгадывает будущее, на основе известного намечает то неведомое, что сделается уделом человечества через сотни лет" '.
Еще одну отрасль знания, смежную с региональной геохимией, открыл Ферсман: геохимическую географию (позже па ее основе расцвела благодаря талантливым трудам Б. Б. Польпюва, А. И. Перельмапа "геохимия ландшафта"). Идея этой науки появилась у пего во время путешествия по пустыням Средней Азии. Он много писал о геохимическом своеобразии пустынь, а также о чертах сходства заполярных тундр и среднеазиатских засушливых пустынных ландшафтов.
Ферсман выделил в северном полушарии пустынпоозерную зону, где преимущественно накапливаются натрий, калий, кальций, магний, хлор, сера, йод, бром, угольная кислота, сульфиды железа. Именно здесь целесообразно развивать химическую промышленность, непремеппо учитывая пересечения зоны поясами, где распространены металлы, для комплексного использования богатств недр.
Один из важнейших законов региональной геохимии, открытых Ферсманом, существование гигантских поясов, протягивающихся на сотни и тысячи километров. Эти пояса связаны со складчатыми зонами земной коры (геосинклиналями) и имеют ясно выраженную геохимическую зональность: химические элементы в них распределяются от центральной полосы к окраинам по определенным закономерностям. В центральных частях поясов обычно обнажаются гранитные или гранодиоритные массивы с пегматитами и рудами бериллия, урана, тантала, ниобия. Обрамляют их метаморфические породы, содержащие олово, вольфрам.
Затем полоса, обогащенная медью, свинцом, цинком, а далее - никелем, кобальтом, серебром...
Конечно, такая последовательность по абсолютна. Она изменяется в зависимости от местных условий. Однако только зная общее, можно уловить частности и выяснить отклонения от "пормы". Опираясь па идеи геохимических поясов, Ферсман отмечал геохимическую связь Урала и Тянь-Шаня, после того как в полосе, соединяющей эти два региона, он исследовал выходы, в частности, кызылкумских пегматитов. Еще раньше ученый выделил геохимический пояс, протягивающийся от Монголии через Забайкалье к Охотскому морю, и дал прогноз распределения здесь рудных месторождений. 1Тс все детали прогноза подтвердились в последующие годы, но была убедительно доказана великолепная идея о Монголе- Охотском поясе.
Итак, региональная геохимия изучает распределение химических элементов по горизонтали, по вертикали (в глубь земли), а также в глубинах геологического прошлого. Области, отличающиеся своеобразными сочетаниями (ассоциациями) химических элементов, Ферсман назвал геохимическими провинциями, а периоды геологической истории, когда преимущес1венио накапливались те или иные ассоциации элементов, - геохимическими эпохами.
Можно сказать так: Ферсман первым стал рассматривать гео,химию в четырехмерном пространстве - времени.
Геохимические провинции - это распределение химических элементов на плоскости в двух измерениях. В то же время учитываются особенности распределения элементов с глубиной по вертикали, по слоям (пааовем геохимическими зонами подобные однородные по вертикали области).
Это уже объемное, трехмерное пространство. А при выделении геохимических онох учитывается четвертая координата - геологическое время.
Правда, для твердых физически и химически устойчивых минералов вполне достаточно отмечать их распределение в трехмерном пространстве земной коры. В сущности их геологическая история не имеет принципиального значения, если они оставались практически неизменными.
Другое дело - изменчивые минералы, скажем радиоактивные. Их история интересна с разных точек зрения, она сказывается на характере и количестве минералов, а также позволяет определять возраст соответствующих горных пород, слоев.
Ферсман разработал не только теоретические основы региональной геохимии, но и методику исследований, составления геохимических карт и профилей. Он сам выполнил первые геохимические схемы, предложил различные варианты карт.
Региональную геохимию Ферсман неразрывно связывал с учением о полезных ископаемых, с практикой горного дела и освоением минеральных ресурсов. Так, в работе "Полезные ископаемые Кольского полуострова" он выделяет геохимические районы, объединяя элементы в три группы по степени их практической значимости и изученпости: эксплуатируемые или подготовляемые к эксплуатации, известные или вероятные, возможные, с указанием минерала или горной породы, содержащих данные химические элементы. Отмечает и характерные геохимические комплексы - "содружества" химических элементов. Кроме того, классифицирует полезные ископаемые (химические элементы отдельных регионов) по их хозяйственной значимости.
КОМПЛЕКСНАЯ
ЭКСПЛУАТАЦИЯ
И ОХРАНА НЕДР
Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой...
Ф. Энгельс
Полезное ископаемое - это не просто скопление какихто минералов или горных пород. Природное вещество должно быть полезным для людей и не абстрактно полезным, а конкретно, с учетом возможностей техники, добывающей и перерабатывающей природное сырье.
Залежи хибинского апатита, открытые экспедицией Ферсмана, неправильно было бы считать полезными ископаемыми до тех пор, пока не удалось изобрести технологию экономичной переработки апатито-нефелшювой руды. Поэтому Ферсман не раз говорил о том, что полезные ископаемые надо "сделать".
Подобные идеи Ферсман высказывал не по теоретическим соображениям, а в результате активной практической деятельности, из-за своей острой заинтересованное, и в судьбах открытых им залежей минерального сырья. Он искал полезные ископаемые пс из любви к поискам, a cтремясь приносить пользу людям. И считал своим долгом добиваться того, чтобы богатства недр как можно скорее стали богатствами страны, использовались в народном хозяйстве.
Нередко считается, что ученый-теоретик, занимаясь общественной работой и консультируя производственников, делится своими знаниями. А для пего как ученого поденная деятельность ничего существенного, мол, дать не может. Скорее даже, напротив, он вынужден отвлекаться от теоретических исследований.
Для Ферсмана вышло иначе. Он постоянно был буквально перегружен общественной и практической деятельностью (занимал одновременно до десяти и более постов).
Начальник хибинских экспедиций, директор Института археологической технологии, директор Радиевого института АН СССР, председатель Комиссии по изучению Якутской АССР, начальник Каракумских экспедиций, член комитета по химизации народного хозяйства...
Резалось бы, он превращается в организатора и государственного деятеля, отходя от научных теоретических исследований. А вышло иначе. Ферсман в эти годы приступает к своим наиболее грандиозным научным трудам, обобщениям. Помимо региональной геохимии, он разрабатывает целый ряд повых и очень важных теоретических проб^ лем, прямо или косвенно связанных с его практической деятельностью. Одна из них - комплексное использование и охрана минеральных ресурсов.
В наши дни охране природы придается очень большое значение. Полстолетия назад, когда Ферсман начал заниматься этими проблемами, они даже для многих ученых были неожиданными. Казалось, необходимо покорять природу, быстрее осваивать ее богатства, не считаясь с потерями, и прежде всего использовать самые ценные ресурсы. Зачем, например, тратить лишние средства для использования малоценных хибинских нефелинов, если выгоднее перерабатывать апатиты? Стране требуется напрячь все силы и укрепить народное хозяйство. Даже если природе при этом будет нанесен заметный ущерб, если часть ее богатств (не самых важных и ценных) останется не использованной - не беда! Пройдет, мол, несколько лет, а то десятилетий, страна расцветет и окрепнет, люди станут жить богато, вот тогда допустимо будет заниматься такими второстепенными вопросами, как охрана природы.
Сейчас подобные доводы кажутся очень упрощенными, неумными. Мы знаем, что человек - неразрывная часть природы, а не ее всесильный властелин и повелитель.
И если мы загрязняем и разрушаем окружающую среду, то рано или поздно почувствуем па себе "отдачу", испытаем тяжелые последствия таких непродуманных, безответственных поступков. Об этом писали ученые еще в прошлом веке. Ныне хорошо известны высказывания Ф. Энгельса и К. Маркса о том, что неразумное хозяйничанье человека превращает цветущие земли в пустыни. И в дореволюционной России некоторые ученые (ботаник академик И. П. Бородин, географ Д. Н. Анучин и др.) публиковали статьи, посвященные охране природы, был создан заповедник Аскания-Нова. Но эти единичные усилия частных лиц или небольших организаций не пользовались широкой поддержкой общественности.
Итак, будем помнить, что пятьдесят лет назад охрану природы многие считали делом необязательным или даже невыгодным, вредным для молодого Советского государства: сплошные расходы, а доходов никаких!
К счастью, были ученые и государственные деятели, имевшие совсем другую точку зрения. В 1920 году, когда еще не закончилась гражданская война и хозяйство страны находилось в критическом состоянии, по инициативе Л. Е. Ферсмана горный отдел представил Советскому правительству проект создания па Южиом Урале первого в мире минералогического заповедника. Казалось бы, проект совершенно несвоевременный. Однако он был рассмотрен правительством и 14 мая 1920 года подписан В. И. Лениным. Это было верное, мудрое решение: в период борьбы за промышленность и сырье укрепить великую идею охраны природных богатств! Ферсман горячо приветствовал создание Ильменского минералогического заповедника.
И все-таки главнейшие формы борьбы за охрану природы, в особенности минеральных богатств, связаны не с изъятием их из активной эксплуатации, а с бережным рациональным использованием. Для Ферсмана это было совершенно ясно: он ведь пе был кабинетным теоретиком, а принимал участие в организации промышленности, индустриализации страны.