Изделия инков и следы разработок в долинах рек показали, что добыча золота и платины осуществлялась на территории их государства веками.
И в Колумбии удалось установить, что платину там добывали задолго до испанцев. Индейцы называли ее "чумпи". Крупным самородкам они поклонялись, а мелкие использовали в качестве гирь (совмещая таким образом святость с коммерцией). О "чумпи" сообщил один из пионеров освоения края Скалигер еще в 1582 году. Более подробное описание колумбийской платины сделал в 1640 году испанский ученый Альваро Барба.
.Из всего этого следовало, что Антонно Уллоа вовсе не первооткрыватель, а лишь удачник, поймавший славу. В Англии такой вывод был встречен с одобрением, там считали, что славу следует разделить между доктором Вудом, первым доставившим в Лондон колумбийскую руду, и доктором Уотсоном, который опубликовал ее описание в трудах Королевского общества чуть раньше, чем вышла книга Уллоа. Сторонников этой схемы неожиданно подвело признание самого Уотсона, обнаруженное в его статье, опубликованной в 1751 году. Он сообщил там, что еще до него изучением металла, более тяжелого, чем золото, занимался физик Гравезанд, получивший его не из Колумбии, а из Восточной Индии.
Это окончательно завело в тупик споро приоритете, и подводить итог, по-видимому, еще рано.
Зеркала с секретом. Платина обладает меньшей отражательной способностью, чем серебро или родий, и тем не менее имеются зеркала, из нее изготовленные.
Они не предназначены для технических целей и нужны только тем, кто склонен поглядеть в замочные скважины. Платина в тонком слое обладает замечательной прозрачностью. С теневой стороны сквозь нее все видно, а со стороны источника света она все отражает, как положено обычному зеркалу. Есть сведения, что такими зеркалами маскировали свои наблюдательные пункты не только "надзирающие и пресекающие", но и просто любители пикантных зрелищ.
Сохранились ли такие зеркала, изготовляют ли их теперь - автору неизвестно.
Драгоценные подделки. Существуют французские двадцатифранковики, на которых обозначен 1858 год, и английские фунты стерлингов 1872 года, которых когда-то остерегались как злостной подделки, а теперь о них мечтают все коллекционеры.
Эти монеты были кем-то отчеканены из платины и одеты в золотую рубашку.
Элементы, которые нельзя метать. Все шире становится область применения платиноидов, но неожиданно возникла и запретная для них зона - в спорте.
Еще в средние века метание молота было излюбленным профессиональным соревнованием кузнецов. Постепенно оно переросло цеховые рамки, и спортивный молот стал все меньше походить на орудие труда.
К началу нашего века он принял современный облик - металлическое ядро на гибкой проволоке - тяге, унаследовав от своего предка лишь название. Масса снаряда была строго ограничена правилами - 16 английских фунтов (7257 граммов).
Задача спортсмена-сильно раскрутить молот: чем больше будет центробежная сила, тем дальше он улетит. Величина центробежной силы, кроме мастерства спортсмена, зависит еще и от радиуса вращения - расстояния между рукояткой и центром тяжести молота.
Общая длина снаряда (ядро плюс тяга) установлена правилами, но в них осталась лазейка: не меняя общей длины снаряда, можно сместить центр тяжести! Для этого следует изготовить ядро из более тяжелого материала, уменьшив его размер и удлинив соответственно тягу.
Такая возможность была использована в начале 20-х годов нынешнего столетия, когда появились спортивные молоты с ядром из бронзы (взамен чугуна), что позволило уменьшить диаметр на несколько миллиметров.
Дальше-больше! В 1947 году рекорд был увеличен сразу на 1,5 метра. Спортсмен бросал молот, который по весу точно соответствовал правилам, но имел диаметр 105 миллиметров-на 15 миллиметров меньше обычного. Аэродинамический расчет показал, что в данном случае рекорд-заслуга не спортсмена, а ядра. Секрет ядра удалось раскрыть, оказалось, что в стальную оболочку была залита ртуть (ее удельный вес в полтора раза выше, чем у латуни).
"Ртутный" молот немедленно был запрещен прежде всего из-за опасности отравления, поскольку благодаря высокому поверхностному натяжению ртуть способна проникать сквозь мельчайшие трещины. Запретили заполнять ядро и любой другой жидкостью исходя из того, что она не может заполнить все пространство; при броске центр тяжести будет перемещаться, и случайно кто-либо из спортсменов окажется в лучших условиях.
Соревнование - уже не спортсменов, а технологов и "толстосумов" продолжалось: начали создавать сверхтяжелые молоты из вольфрама, платины, осмия, иридия. Конец этому положила Международная легкоатлетическая федерация - минимальный диаметр ядра был установлен в 100 миллиметров. Стандартным стало ядро из стальной оболочки, заполненной свинцом. Вскоре обнаружилась еще одна лазейка. Оказалось, что можно увеличить радиус вращения молота за счет растяжения стальной тяги. Американский метатель Г. Конноли стал рекордсменом, использовав "тягучую" стальную проволоку и делая не три, как все спортсмены, а четыре оборота. В связи с этим пришлось регламентировать и допустимое растяжение тяги. Теперь победа метателей не зависит от привходящих обстоятельств.
Иридий и гибель динозавров. Эти пресмыкающиеся жили на протяжении всей мезозойской эры. Были среди них гиганты-длина 30 метров, вес 80 тонн!
Скелеты брахио-, бронто-, цетно-, ульта- и многих иных "завров" реконструированы, украшают музеи, но как были устроены внутренние органы и мышцы, как обеспечивалось кровоснабжение - все это остается неясным. А самой большой загадкой является мгновенное, по геологическим масштабам времени, вымирание динозавров в конце мелового периода.
Объяснений предложено много: глобальное изменение климата, "мировая война" между динозаврами и вышедшими тогда на арену истории млекопитающими...
Ни одна из гипотез не получила общего признания, и теперь выдвинута еще одна: причина гибели динозавров - иридий! Сотрудники Калифорнийского университета, профессор Альварес и другие, как сообщил "New scientist" (№ 158, 1979), установили, что в костях динозавров и в слоях, вмещающих их "кладбище", содержание иридия (по сравнению с его кларком) резко - в тридцать раз - повышено. Это установлено в Италии, Новой Зеландии, Испании, Дании в пласте глин, разделяющем отложения мелового и третичного периодов. Объяснение еще не дано, исследования продолжаются и, как отметил их руководитель, "наводят на размышления", возникают аналогии с радиогенным рутением, угрожающим бедами в наши дни. Наиболее вероятно накопление иридиевой пыли в связи с космической катастрофой - падением, например, метеорита, богатого таким металлом.
В связи со всем этим надо отметить, что замечательные свойства платиновых металлов, обусловившие их широкое и разнообразное применение в технике, в то же время явились преградой для их участия в природных биологических процессах. Только осмий и рутений обнаружены в живых существах, но содержание их ничтожно, и биологическая роль пока выяснена не более, чем причастность иридия к гибели динозавров.
О драконах и платине-с улыбкой. По новейшим данным в гибели динозавров повинны драконы, а в гибели драконов-платина (точнее, ее отсутствие). К таким выводам приводит новая отрасль познания - драконоведение, объединившая реалистов и фантастов. Обстоятельный обзор ее достижений дал доктор А. Кон ("Химия и жизнь", № 4, 1977). Адресуя к нему желающих глубоко изучить проблему, остановимся лишь на самом необходимом.
О том, что драконы при движении выбрасывают желтое пламя, черный дым и серый смрад, свидетельствуют не только древние документы, но и наши современники, такие авторитеты, как Е. Шварц (в пьесе "Дракон"), братья Стругацкие ("Понедельник начинается в субботу") и многие другие.
Это отличие драконов от всех других позвоночных доказывает, что их биологическое формирование происходило в иных условиях и они, бесспорно, пришельцы из космоса.
Методами моделирования с использованием ЭВМ шестого поколения установлено, что драконы все съедаемое перерабатывают в сероводород, а его возгорание при выдохе происходит при каталитическом воздействии платины. Ее драконы накапливали, поглощая наносы в речных долинах (следы, указывающие на это, обнаружены во многих районах).
В свете этих данных весьма обоснованным выглядит предположение, что драконы в борьбе за место под солнцем в короткий срок уничтожили огненным своим дыханием динозавров. Сами же они вымирали в основном из-за платинового голода, исчерпав доступные для разработки россыпи. (Этим, по-видимому, и объясняется, что платиновых россыпей досталось человечеству так мало, в сотни раз меньше, чем золотых).
Информация обо всем этом представляется необходимой: она показывает, что платина заняла приличествующее ей место не только в науке и технике, но и в фантастике.
НЕМНОГО О БУДУЩЕМ
В мире каждый год теперь выдается несколько сотен патентов на новые применения платиновых металлов (и значительно меньше на замену их иными, не столь дорогими). Надо отметить, что патенты отображают, так сказать, лишь видимую часть айсберга: о применениях, имеющих военное значение, информация почти не поступает.
По заключению американских экспертов, приведенному в обзоре "Минеральные ресурсы промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран" (Москва, 1978), мировое потребление платиновых металлов достигнет к 1985 году 260 тонн, а к 2000-му превысит 400 тонн. Суммарно до конца нашего века будет израсходовано около 8000 тонн платины и членов ее семейства. Между прочим, за всю историю человечества было добыто не более половины этого!
Для характеристики-в широком плане-возможности обеспечить будущие потребности отметим, что из всех природных образований наиболее богаты платиноидами железо-никелевые метеориты. В них до 80 граммов на тонну, в том числе платины - 30. Среднее содержание в метеоритах всех типов с учетом их распространенности примерно в 10 раз ниже и составляет (в граммах на тонну): платины-2,3, осмия-1,7, рутения - 1,6, палладия - 1,4, иридия 0,7, родия - 0,6.
В породах земной коры соотношение иное, в них платина и палладий развиты почти одинаково, а их среднее содержание (кларк) составляет около 5 миллиграммов на тонну.
Предполагается, что метеориты отображают состав глубин планеты. Если это так, то проникновение в глубины могло бы решить все проблемы обеспечения человечества платиноидами. Но еще очень долго этот путь будет доступен, вероятно, только фантастам...
По современным представлениям формирование планеты началось с "протооблака"-скопления метеоритных частиц и космической пыли (ее незримое накопление продолжается, составляет миллионы тонн в год и компенсирует потери планеты из-за утечки газов из ионосферы в космос).
По скорости распространения сейсмических волн и другим признакам установлено, что дифференциация вещества "протооблака" зашла очень далеко и земной шар имеет теперь зональное строение.
Моделировать процесс дифференциации для значительных глубин пока не удалось, и еще не завершен спор, является ли ядро планеты железо-никелевым (в пользу этого говорит сильное магнитное поле Земли, состав некоторых метеоритов и другие признаки) или оно состоит из того же "метеоритного" вещества, что и более высокие зоны, но "металлизированного"; атомы силикатов там "раздавлены", и часть их электронов находится в свободном состоянии, как у металлов (возможность существования "настоящих" металлов при сверхвысоком давлении не доказана).
Для относительно малых глубин (до 1000 километров) процесс дифференциации удалось воссоздать на основе гипотезы А. П. Виноградова о том, что первоначальная неоднородность распределения радиоактивных элементов и другие причины обусловили неравномерное разогревание вещества планеты, возникновение и перемещение локальных зон плавления. В них легко-плавные компоненты переходят в жидкую фазу, поднимаются вверх, способствуя дальнейшему расплавлению кровли, а тугоплавкие вещества кристаллизуются, накапливаются в нижней части зоны.
Реальность такой схемы проверена при плавке каменных метеоритов с перемещением зоны нагрева. При этом в нижней части обособляется вещество, по составу отвечающее дуниту, а выше - базальт. Эксперименты подтвердили построенные на иных данных выводы геологов и геофизиков о том, что верхняя зона мантии - дунитовая, а над нею в земной коре - базальтовый слой. Их разделяет таинственная поверхность Мохоровичича, где резко меняются скорость сейсмических волн и другие показатели. На то, что базальтовая магма образуется ниже этой границы, указывают землетрясения, предшествующие излияниям ее из вулканов, например на Гавайях. Их очаги расположены на глубине 50-70 километров, там, где в мантии по снижению скорости распространения сейсмических колебаний выделена зона "базальтической жидкости". Ее внедрения происходили во все этапы геологической истории, и в составе земной коры базальты главенствуют. Благодаря высокой подвижности эта "жидкость" обычно достигала поверхности, образуя базальтовые покровы. Лишь малая ее часть застывала на глубине, превращалась в габбро - породу, которая отличается от базальта своей полнокристаллической структурой.
В отличие от "базальтической жидкости" расплав, порождающий дуниты,-"каша оливиновых кристаллов", как его иногда называют,-покидал свою родину редко.
Долгое время дунитовые массивы были известны только в горноскладчатых областях, где их формирование происходило в различные эпохи, но всегда в сходных геологических условиях, на ранних стадиях геосинклинального развития, при великих катаклизмах, когда наиболее интенсивно растрескивалась земная кора. Такие же условия характерны и для проникновения дунитов на платформы.
Дунитов в земной коре мало, и надеяться при современном уровне изученности на отыскание новых значительных массивов нет оснований.
Из всех пород земной коры дуниты самые богатые платиной, среднее содержание ее близко к 0,052, а в пироксенитах-0,038 грамма на тонну. При кристаллизации этих пород обособления платиноидов почти не происходило, практическое значение этого типа месторождений невелико, гортинолитовые дуниты составляют исключение, но ослаблять внимание к их поискам все-таки нельзя.
В основных породах среднее содержание платиноидов в 5-10 раз ниже, чем в дунитах, но условия для их локализации - вместе с сульфидами меди и никеля - были благоприятны. Этот источник наиболее перспективный.
Средние породы (диориты) и кислые (гранитоиды) беднее основных в десятки и сотни раз, и никаких надежд на отыскание платиноидов с ними не связывают. Осадочные породы еще беднее, но с оговоркой, что возможны существенные исключения. Они обусловлены тем, что разрушение дунитовых массивов и образование россыпей происходило не только в современным период, но и в далеком прошлом. Некоторые россыпи были погребены и сохранились в пластах осадочных пород. Повышенное содержание платины известно, например, в древних толщах Аляски, в силурийских сланцах Тюрингии, в девонских песчаниках Вестфалии. в пермских отложениях Приуралья и в более молодых толщах Бразилии, Англии, Центральной Африки. Но нигде в них пока не выявлено серьезных концентраций.
Предполагается, что и в дальнейшем основное и возрастающее значение будет иметь "попутное" извлечение платиновых металлов из медно-ннкелевых руд. Да и собственно платиновые месторождения, коренные и россыпные, еще долго будут использоваться. Не исчезла надежда обнаружить платиновое месторождение, подобное золотому Витватерсранду. Как известно, эта древняя россыпь, по-видимому обогащенная в дальнейшем за счет проникновения в нее горячих рудоносных растворов, дает почти половину мирового золота, а также немало осмия и иридия (окатанные зерна, содержащие эти металлы, распространены там довольно широко). Но это пока лишь надежда...
По данным Горного бюро США, обеспечение потребности человечества на ближайшие два десятилетия реально. Достоверные, разведанные запасы платиноидов в капиталистических странах к началу 1977 года оценивались так (по сумме платиновых металлов, в тоннах): ЮАР-12400, Канада-310, США-30, Колумбия-30. В этих запасах из общей суммы на платину падает 62 процента (8000 тонн), на палладий- 25 процентов (примерно 3200 тонн), на родий-3 процента (около 450 тонн) и 10 процентов приходится на долю всех остальных платиноидов.
Запасы недостоверные, то есть требующие разведки, подтверждения, оцениваются примерно втрое большими значениями.
Специалисты предвидят, что стоимость добычи и извлечения платиноидов, несмотря на прогресс техники, будет возрастать, потому что в старых рудных районах "сливки" в основном сняты.
И не только это определяет необходимость выявления новых месторождений. Приведенный выше прогноз является минимальным, он исходит только из плавного увеличения существующих потребностей, без учета новых сфер применения, которые еще не запатентованы, но уже, можно сказать, стучатся в двери. Так, все реальнее становятся идеи "биологизирования" техники. Одна из них-совершенствование ЭВМ, замена существующих (их уже называют динозаврами) на более совершенные, построенные на иных принципах, например "фунгоидные". ФВМ-так назвали свое творение английские исследователи Г. Паек и С. Вир, от латинского "фунгус" - плесень. И это название точно отображает суть идеи, потому что главной частью такой вычислительной машины является платиновая чаша, заполненная коллоидальным раствором - плесенью. По платиновым электродам подается "команда", и под воздействием слабых токов реализуется способность коллоидов выделять в осадок намагниченные частицы. Они растут, образуют "деревья", конфигурация которых изменяется в зависимости от поступающих команд и электромагнитных преобразований. Поступающие на выходные клеммы сигналы дают возможность, как утверждают изобретатели ФВМ, производить гигантские по объему расчеты.
Эксперименты с ФВМ продолжаются, и отмечено, что лучшие результаты и оптимальные условия для жизни плесени обеспечивает только платина. Если эти "биологизированные" машины оправдывают надежды и начнут вытеснять ЭВМ, расход платины резко возрастет.
Несравненно больший рост потребности в платине сулит энергетика. С одной стороны, растут потребности в энергии, а с другой - растет и опасность катастрофического истощения источников ископаемого топлива и загрязнения окружающей среды. Многие специалисты считают, что одно из решений проблемы - переход на водородную энергетику, то есть на использование водорода в качестве горючего, обыкновенного и вместе с с тем необычайного, потому что оно дает тепла в три раза больше, чем нефть, и экологически безвредно, так как образует при сгорании только воду. Водород легок, текуч, удобен для перекачки по трубам. Его использование позволит покончить с нелепостью, ставшей привычной,- сейчас тепло затрачивают на получение электроэнергии с тем, чтобы две трети ее снова превратить в тепло, необходимое для технологических процессов и обогрева помещений (лишь одна треть используется по прямому назначению - в электродвигателях и для освещения).
Водородная энергетика значительно улучшит использование тепла, избавит от дыма.
Мировое производство водорода за последние десять лет удвоилось и уже превысило 30 миллионов тонн в год, но этого количества едва-едва хватает лишь для технологических целей.
Применяемые сейчас способы (электролиз воды, разложение метана и другие) не могут обеспечить получение водорода в масштабах, необходимых для его использования в энергетике, да и стоимость "водородной" калории пока выше "бензиновой" в полтора-два раза. Водород уже добавляют к бензину, что увеличивает мощность и резко снижает токсичность двигателей. И уже проводятся испытания различных конструкций автомобилей, работающих на водороде. Успехи здесь так значительны, что по заключению Международной конференции по водородной энергетике, состоявшейся в 1976 году, водородные автомобили еще при жизни нашего поколения станут повседневностью. Параллельно с этим будут утрачивать свое значение каталитические нейтрализаторы, но это отнюдь не уменьшит потребность в платиновых металлах. В проектах "моста в водородное будущее" им отводится важная роль.
Возможности получения водорода из воды безграничны, но для того чтобы заменить им иные виды топлива, нужна подлинная революция в технике его получения.
Из многих разрабатываемых уже способов самым перспективным считается разложение воды солнечным светом с помощью энергоаккумулирующих кремнистых веществ и катализаторов, среди которых ведущая роль будет принадлежать, вероятно, платине, палладию, титану.
Подсчеты показывают: потребность в платиновых металлах резко возрастет, а удовлетворять ее станет все труднее и труднее. Можно предполагать, что в "неблизком" будущем решение проблемы принесет не только использование платиновых металлов земных глубин, но и их "рукотворных" родственников. Один уже получен. Сбылась мечта алхимиков о преобразовании неблагородного металла в благородный. В атомных реакторах при расщеплении урана в большие количествах образуется рутений, живут его радиоактивные изотопы до одного года, создавая труднейшую проблему: как от них избавляться! Однако существует перспектива получения "алхимическим путем" иных - полезных - "родичей" и платиновых металлов. Физики утверждают, что граница периодической системы элементов находится значительно выше ныне установленной, ограничивающей известный нам "архипелаг стабильности", и возможно существование элементов с порядковыми номерами до 170-180.
В подтверждении приведем цитату из книги Г. Н. Флерова и А. С. Ильинова "На пути к сверхэлементам" (Москва, 1977): "В стремлении найти границу периодической таблицы Менделеева ученые ушли далеко за уран, последний естественный элемент. За 35 лет было создано 14 синтетических элементов... Открылись реальные перспективы создания второй половины таблицы Менделеева из устойчивых сверхтяжелых элементов".
Изучение свойств новых элементов от №93 до №107 подтверждает сохранение закономерностей периодической системы и позволяет предполагать, что элемент № 108 будет по своим свойствам близок к осмию, №109-к иридию, а элемент №110-к платине.
Сохраняя терминологию Д. И. Менделеева, эти элементы, пока синтез их еще не стал реальностью, называют "экаосмием", "экаиридием" и "экаплатиной".
Когда эти "рукотворные" элементы "войдут в строй", вероятно, к ним перейдет титул самых стойких. А пока - и еще долго - привычные нам земные платиновые металлы будут его сохранять и верно служить человечеству.
И в Колумбии удалось установить, что платину там добывали задолго до испанцев. Индейцы называли ее "чумпи". Крупным самородкам они поклонялись, а мелкие использовали в качестве гирь (совмещая таким образом святость с коммерцией). О "чумпи" сообщил один из пионеров освоения края Скалигер еще в 1582 году. Более подробное описание колумбийской платины сделал в 1640 году испанский ученый Альваро Барба.
.Из всего этого следовало, что Антонно Уллоа вовсе не первооткрыватель, а лишь удачник, поймавший славу. В Англии такой вывод был встречен с одобрением, там считали, что славу следует разделить между доктором Вудом, первым доставившим в Лондон колумбийскую руду, и доктором Уотсоном, который опубликовал ее описание в трудах Королевского общества чуть раньше, чем вышла книга Уллоа. Сторонников этой схемы неожиданно подвело признание самого Уотсона, обнаруженное в его статье, опубликованной в 1751 году. Он сообщил там, что еще до него изучением металла, более тяжелого, чем золото, занимался физик Гравезанд, получивший его не из Колумбии, а из Восточной Индии.
Это окончательно завело в тупик споро приоритете, и подводить итог, по-видимому, еще рано.
Зеркала с секретом. Платина обладает меньшей отражательной способностью, чем серебро или родий, и тем не менее имеются зеркала, из нее изготовленные.
Они не предназначены для технических целей и нужны только тем, кто склонен поглядеть в замочные скважины. Платина в тонком слое обладает замечательной прозрачностью. С теневой стороны сквозь нее все видно, а со стороны источника света она все отражает, как положено обычному зеркалу. Есть сведения, что такими зеркалами маскировали свои наблюдательные пункты не только "надзирающие и пресекающие", но и просто любители пикантных зрелищ.
Сохранились ли такие зеркала, изготовляют ли их теперь - автору неизвестно.
Драгоценные подделки. Существуют французские двадцатифранковики, на которых обозначен 1858 год, и английские фунты стерлингов 1872 года, которых когда-то остерегались как злостной подделки, а теперь о них мечтают все коллекционеры.
Эти монеты были кем-то отчеканены из платины и одеты в золотую рубашку.
Элементы, которые нельзя метать. Все шире становится область применения платиноидов, но неожиданно возникла и запретная для них зона - в спорте.
Еще в средние века метание молота было излюбленным профессиональным соревнованием кузнецов. Постепенно оно переросло цеховые рамки, и спортивный молот стал все меньше походить на орудие труда.
К началу нашего века он принял современный облик - металлическое ядро на гибкой проволоке - тяге, унаследовав от своего предка лишь название. Масса снаряда была строго ограничена правилами - 16 английских фунтов (7257 граммов).
Задача спортсмена-сильно раскрутить молот: чем больше будет центробежная сила, тем дальше он улетит. Величина центробежной силы, кроме мастерства спортсмена, зависит еще и от радиуса вращения - расстояния между рукояткой и центром тяжести молота.
Общая длина снаряда (ядро плюс тяга) установлена правилами, но в них осталась лазейка: не меняя общей длины снаряда, можно сместить центр тяжести! Для этого следует изготовить ядро из более тяжелого материала, уменьшив его размер и удлинив соответственно тягу.
Такая возможность была использована в начале 20-х годов нынешнего столетия, когда появились спортивные молоты с ядром из бронзы (взамен чугуна), что позволило уменьшить диаметр на несколько миллиметров.
Дальше-больше! В 1947 году рекорд был увеличен сразу на 1,5 метра. Спортсмен бросал молот, который по весу точно соответствовал правилам, но имел диаметр 105 миллиметров-на 15 миллиметров меньше обычного. Аэродинамический расчет показал, что в данном случае рекорд-заслуга не спортсмена, а ядра. Секрет ядра удалось раскрыть, оказалось, что в стальную оболочку была залита ртуть (ее удельный вес в полтора раза выше, чем у латуни).
"Ртутный" молот немедленно был запрещен прежде всего из-за опасности отравления, поскольку благодаря высокому поверхностному натяжению ртуть способна проникать сквозь мельчайшие трещины. Запретили заполнять ядро и любой другой жидкостью исходя из того, что она не может заполнить все пространство; при броске центр тяжести будет перемещаться, и случайно кто-либо из спортсменов окажется в лучших условиях.
Соревнование - уже не спортсменов, а технологов и "толстосумов" продолжалось: начали создавать сверхтяжелые молоты из вольфрама, платины, осмия, иридия. Конец этому положила Международная легкоатлетическая федерация - минимальный диаметр ядра был установлен в 100 миллиметров. Стандартным стало ядро из стальной оболочки, заполненной свинцом. Вскоре обнаружилась еще одна лазейка. Оказалось, что можно увеличить радиус вращения молота за счет растяжения стальной тяги. Американский метатель Г. Конноли стал рекордсменом, использовав "тягучую" стальную проволоку и делая не три, как все спортсмены, а четыре оборота. В связи с этим пришлось регламентировать и допустимое растяжение тяги. Теперь победа метателей не зависит от привходящих обстоятельств.
Иридий и гибель динозавров. Эти пресмыкающиеся жили на протяжении всей мезозойской эры. Были среди них гиганты-длина 30 метров, вес 80 тонн!
Скелеты брахио-, бронто-, цетно-, ульта- и многих иных "завров" реконструированы, украшают музеи, но как были устроены внутренние органы и мышцы, как обеспечивалось кровоснабжение - все это остается неясным. А самой большой загадкой является мгновенное, по геологическим масштабам времени, вымирание динозавров в конце мелового периода.
Объяснений предложено много: глобальное изменение климата, "мировая война" между динозаврами и вышедшими тогда на арену истории млекопитающими...
Ни одна из гипотез не получила общего признания, и теперь выдвинута еще одна: причина гибели динозавров - иридий! Сотрудники Калифорнийского университета, профессор Альварес и другие, как сообщил "New scientist" (№ 158, 1979), установили, что в костях динозавров и в слоях, вмещающих их "кладбище", содержание иридия (по сравнению с его кларком) резко - в тридцать раз - повышено. Это установлено в Италии, Новой Зеландии, Испании, Дании в пласте глин, разделяющем отложения мелового и третичного периодов. Объяснение еще не дано, исследования продолжаются и, как отметил их руководитель, "наводят на размышления", возникают аналогии с радиогенным рутением, угрожающим бедами в наши дни. Наиболее вероятно накопление иридиевой пыли в связи с космической катастрофой - падением, например, метеорита, богатого таким металлом.
В связи со всем этим надо отметить, что замечательные свойства платиновых металлов, обусловившие их широкое и разнообразное применение в технике, в то же время явились преградой для их участия в природных биологических процессах. Только осмий и рутений обнаружены в живых существах, но содержание их ничтожно, и биологическая роль пока выяснена не более, чем причастность иридия к гибели динозавров.
О драконах и платине-с улыбкой. По новейшим данным в гибели динозавров повинны драконы, а в гибели драконов-платина (точнее, ее отсутствие). К таким выводам приводит новая отрасль познания - драконоведение, объединившая реалистов и фантастов. Обстоятельный обзор ее достижений дал доктор А. Кон ("Химия и жизнь", № 4, 1977). Адресуя к нему желающих глубоко изучить проблему, остановимся лишь на самом необходимом.
О том, что драконы при движении выбрасывают желтое пламя, черный дым и серый смрад, свидетельствуют не только древние документы, но и наши современники, такие авторитеты, как Е. Шварц (в пьесе "Дракон"), братья Стругацкие ("Понедельник начинается в субботу") и многие другие.
Это отличие драконов от всех других позвоночных доказывает, что их биологическое формирование происходило в иных условиях и они, бесспорно, пришельцы из космоса.
Методами моделирования с использованием ЭВМ шестого поколения установлено, что драконы все съедаемое перерабатывают в сероводород, а его возгорание при выдохе происходит при каталитическом воздействии платины. Ее драконы накапливали, поглощая наносы в речных долинах (следы, указывающие на это, обнаружены во многих районах).
В свете этих данных весьма обоснованным выглядит предположение, что драконы в борьбе за место под солнцем в короткий срок уничтожили огненным своим дыханием динозавров. Сами же они вымирали в основном из-за платинового голода, исчерпав доступные для разработки россыпи. (Этим, по-видимому, и объясняется, что платиновых россыпей досталось человечеству так мало, в сотни раз меньше, чем золотых).
Информация обо всем этом представляется необходимой: она показывает, что платина заняла приличествующее ей место не только в науке и технике, но и в фантастике.
НЕМНОГО О БУДУЩЕМ
В мире каждый год теперь выдается несколько сотен патентов на новые применения платиновых металлов (и значительно меньше на замену их иными, не столь дорогими). Надо отметить, что патенты отображают, так сказать, лишь видимую часть айсберга: о применениях, имеющих военное значение, информация почти не поступает.
По заключению американских экспертов, приведенному в обзоре "Минеральные ресурсы промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран" (Москва, 1978), мировое потребление платиновых металлов достигнет к 1985 году 260 тонн, а к 2000-му превысит 400 тонн. Суммарно до конца нашего века будет израсходовано около 8000 тонн платины и членов ее семейства. Между прочим, за всю историю человечества было добыто не более половины этого!
Для характеристики-в широком плане-возможности обеспечить будущие потребности отметим, что из всех природных образований наиболее богаты платиноидами железо-никелевые метеориты. В них до 80 граммов на тонну, в том числе платины - 30. Среднее содержание в метеоритах всех типов с учетом их распространенности примерно в 10 раз ниже и составляет (в граммах на тонну): платины-2,3, осмия-1,7, рутения - 1,6, палладия - 1,4, иридия 0,7, родия - 0,6.
В породах земной коры соотношение иное, в них платина и палладий развиты почти одинаково, а их среднее содержание (кларк) составляет около 5 миллиграммов на тонну.
Предполагается, что метеориты отображают состав глубин планеты. Если это так, то проникновение в глубины могло бы решить все проблемы обеспечения человечества платиноидами. Но еще очень долго этот путь будет доступен, вероятно, только фантастам...
По современным представлениям формирование планеты началось с "протооблака"-скопления метеоритных частиц и космической пыли (ее незримое накопление продолжается, составляет миллионы тонн в год и компенсирует потери планеты из-за утечки газов из ионосферы в космос).
По скорости распространения сейсмических волн и другим признакам установлено, что дифференциация вещества "протооблака" зашла очень далеко и земной шар имеет теперь зональное строение.
Моделировать процесс дифференциации для значительных глубин пока не удалось, и еще не завершен спор, является ли ядро планеты железо-никелевым (в пользу этого говорит сильное магнитное поле Земли, состав некоторых метеоритов и другие признаки) или оно состоит из того же "метеоритного" вещества, что и более высокие зоны, но "металлизированного"; атомы силикатов там "раздавлены", и часть их электронов находится в свободном состоянии, как у металлов (возможность существования "настоящих" металлов при сверхвысоком давлении не доказана).
Для относительно малых глубин (до 1000 километров) процесс дифференциации удалось воссоздать на основе гипотезы А. П. Виноградова о том, что первоначальная неоднородность распределения радиоактивных элементов и другие причины обусловили неравномерное разогревание вещества планеты, возникновение и перемещение локальных зон плавления. В них легко-плавные компоненты переходят в жидкую фазу, поднимаются вверх, способствуя дальнейшему расплавлению кровли, а тугоплавкие вещества кристаллизуются, накапливаются в нижней части зоны.
Реальность такой схемы проверена при плавке каменных метеоритов с перемещением зоны нагрева. При этом в нижней части обособляется вещество, по составу отвечающее дуниту, а выше - базальт. Эксперименты подтвердили построенные на иных данных выводы геологов и геофизиков о том, что верхняя зона мантии - дунитовая, а над нею в земной коре - базальтовый слой. Их разделяет таинственная поверхность Мохоровичича, где резко меняются скорость сейсмических волн и другие показатели. На то, что базальтовая магма образуется ниже этой границы, указывают землетрясения, предшествующие излияниям ее из вулканов, например на Гавайях. Их очаги расположены на глубине 50-70 километров, там, где в мантии по снижению скорости распространения сейсмических колебаний выделена зона "базальтической жидкости". Ее внедрения происходили во все этапы геологической истории, и в составе земной коры базальты главенствуют. Благодаря высокой подвижности эта "жидкость" обычно достигала поверхности, образуя базальтовые покровы. Лишь малая ее часть застывала на глубине, превращалась в габбро - породу, которая отличается от базальта своей полнокристаллической структурой.
В отличие от "базальтической жидкости" расплав, порождающий дуниты,-"каша оливиновых кристаллов", как его иногда называют,-покидал свою родину редко.
Долгое время дунитовые массивы были известны только в горноскладчатых областях, где их формирование происходило в различные эпохи, но всегда в сходных геологических условиях, на ранних стадиях геосинклинального развития, при великих катаклизмах, когда наиболее интенсивно растрескивалась земная кора. Такие же условия характерны и для проникновения дунитов на платформы.
Дунитов в земной коре мало, и надеяться при современном уровне изученности на отыскание новых значительных массивов нет оснований.
Из всех пород земной коры дуниты самые богатые платиной, среднее содержание ее близко к 0,052, а в пироксенитах-0,038 грамма на тонну. При кристаллизации этих пород обособления платиноидов почти не происходило, практическое значение этого типа месторождений невелико, гортинолитовые дуниты составляют исключение, но ослаблять внимание к их поискам все-таки нельзя.
В основных породах среднее содержание платиноидов в 5-10 раз ниже, чем в дунитах, но условия для их локализации - вместе с сульфидами меди и никеля - были благоприятны. Этот источник наиболее перспективный.
Средние породы (диориты) и кислые (гранитоиды) беднее основных в десятки и сотни раз, и никаких надежд на отыскание платиноидов с ними не связывают. Осадочные породы еще беднее, но с оговоркой, что возможны существенные исключения. Они обусловлены тем, что разрушение дунитовых массивов и образование россыпей происходило не только в современным период, но и в далеком прошлом. Некоторые россыпи были погребены и сохранились в пластах осадочных пород. Повышенное содержание платины известно, например, в древних толщах Аляски, в силурийских сланцах Тюрингии, в девонских песчаниках Вестфалии. в пермских отложениях Приуралья и в более молодых толщах Бразилии, Англии, Центральной Африки. Но нигде в них пока не выявлено серьезных концентраций.
Предполагается, что и в дальнейшем основное и возрастающее значение будет иметь "попутное" извлечение платиновых металлов из медно-ннкелевых руд. Да и собственно платиновые месторождения, коренные и россыпные, еще долго будут использоваться. Не исчезла надежда обнаружить платиновое месторождение, подобное золотому Витватерсранду. Как известно, эта древняя россыпь, по-видимому обогащенная в дальнейшем за счет проникновения в нее горячих рудоносных растворов, дает почти половину мирового золота, а также немало осмия и иридия (окатанные зерна, содержащие эти металлы, распространены там довольно широко). Но это пока лишь надежда...
По данным Горного бюро США, обеспечение потребности человечества на ближайшие два десятилетия реально. Достоверные, разведанные запасы платиноидов в капиталистических странах к началу 1977 года оценивались так (по сумме платиновых металлов, в тоннах): ЮАР-12400, Канада-310, США-30, Колумбия-30. В этих запасах из общей суммы на платину падает 62 процента (8000 тонн), на палладий- 25 процентов (примерно 3200 тонн), на родий-3 процента (около 450 тонн) и 10 процентов приходится на долю всех остальных платиноидов.
Запасы недостоверные, то есть требующие разведки, подтверждения, оцениваются примерно втрое большими значениями.
Специалисты предвидят, что стоимость добычи и извлечения платиноидов, несмотря на прогресс техники, будет возрастать, потому что в старых рудных районах "сливки" в основном сняты.
И не только это определяет необходимость выявления новых месторождений. Приведенный выше прогноз является минимальным, он исходит только из плавного увеличения существующих потребностей, без учета новых сфер применения, которые еще не запатентованы, но уже, можно сказать, стучатся в двери. Так, все реальнее становятся идеи "биологизирования" техники. Одна из них-совершенствование ЭВМ, замена существующих (их уже называют динозаврами) на более совершенные, построенные на иных принципах, например "фунгоидные". ФВМ-так назвали свое творение английские исследователи Г. Паек и С. Вир, от латинского "фунгус" - плесень. И это название точно отображает суть идеи, потому что главной частью такой вычислительной машины является платиновая чаша, заполненная коллоидальным раствором - плесенью. По платиновым электродам подается "команда", и под воздействием слабых токов реализуется способность коллоидов выделять в осадок намагниченные частицы. Они растут, образуют "деревья", конфигурация которых изменяется в зависимости от поступающих команд и электромагнитных преобразований. Поступающие на выходные клеммы сигналы дают возможность, как утверждают изобретатели ФВМ, производить гигантские по объему расчеты.
Эксперименты с ФВМ продолжаются, и отмечено, что лучшие результаты и оптимальные условия для жизни плесени обеспечивает только платина. Если эти "биологизированные" машины оправдывают надежды и начнут вытеснять ЭВМ, расход платины резко возрастет.
Несравненно больший рост потребности в платине сулит энергетика. С одной стороны, растут потребности в энергии, а с другой - растет и опасность катастрофического истощения источников ископаемого топлива и загрязнения окружающей среды. Многие специалисты считают, что одно из решений проблемы - переход на водородную энергетику, то есть на использование водорода в качестве горючего, обыкновенного и вместе с с тем необычайного, потому что оно дает тепла в три раза больше, чем нефть, и экологически безвредно, так как образует при сгорании только воду. Водород легок, текуч, удобен для перекачки по трубам. Его использование позволит покончить с нелепостью, ставшей привычной,- сейчас тепло затрачивают на получение электроэнергии с тем, чтобы две трети ее снова превратить в тепло, необходимое для технологических процессов и обогрева помещений (лишь одна треть используется по прямому назначению - в электродвигателях и для освещения).
Водородная энергетика значительно улучшит использование тепла, избавит от дыма.
Мировое производство водорода за последние десять лет удвоилось и уже превысило 30 миллионов тонн в год, но этого количества едва-едва хватает лишь для технологических целей.
Применяемые сейчас способы (электролиз воды, разложение метана и другие) не могут обеспечить получение водорода в масштабах, необходимых для его использования в энергетике, да и стоимость "водородной" калории пока выше "бензиновой" в полтора-два раза. Водород уже добавляют к бензину, что увеличивает мощность и резко снижает токсичность двигателей. И уже проводятся испытания различных конструкций автомобилей, работающих на водороде. Успехи здесь так значительны, что по заключению Международной конференции по водородной энергетике, состоявшейся в 1976 году, водородные автомобили еще при жизни нашего поколения станут повседневностью. Параллельно с этим будут утрачивать свое значение каталитические нейтрализаторы, но это отнюдь не уменьшит потребность в платиновых металлах. В проектах "моста в водородное будущее" им отводится важная роль.
Возможности получения водорода из воды безграничны, но для того чтобы заменить им иные виды топлива, нужна подлинная революция в технике его получения.
Из многих разрабатываемых уже способов самым перспективным считается разложение воды солнечным светом с помощью энергоаккумулирующих кремнистых веществ и катализаторов, среди которых ведущая роль будет принадлежать, вероятно, платине, палладию, титану.
Подсчеты показывают: потребность в платиновых металлах резко возрастет, а удовлетворять ее станет все труднее и труднее. Можно предполагать, что в "неблизком" будущем решение проблемы принесет не только использование платиновых металлов земных глубин, но и их "рукотворных" родственников. Один уже получен. Сбылась мечта алхимиков о преобразовании неблагородного металла в благородный. В атомных реакторах при расщеплении урана в большие количествах образуется рутений, живут его радиоактивные изотопы до одного года, создавая труднейшую проблему: как от них избавляться! Однако существует перспектива получения "алхимическим путем" иных - полезных - "родичей" и платиновых металлов. Физики утверждают, что граница периодической системы элементов находится значительно выше ныне установленной, ограничивающей известный нам "архипелаг стабильности", и возможно существование элементов с порядковыми номерами до 170-180.
В подтверждении приведем цитату из книги Г. Н. Флерова и А. С. Ильинова "На пути к сверхэлементам" (Москва, 1977): "В стремлении найти границу периодической таблицы Менделеева ученые ушли далеко за уран, последний естественный элемент. За 35 лет было создано 14 синтетических элементов... Открылись реальные перспективы создания второй половины таблицы Менделеева из устойчивых сверхтяжелых элементов".
Изучение свойств новых элементов от №93 до №107 подтверждает сохранение закономерностей периодической системы и позволяет предполагать, что элемент № 108 будет по своим свойствам близок к осмию, №109-к иридию, а элемент №110-к платине.
Сохраняя терминологию Д. И. Менделеева, эти элементы, пока синтез их еще не стал реальностью, называют "экаосмием", "экаиридием" и "экаплатиной".
Когда эти "рукотворные" элементы "войдут в строй", вероятно, к ним перейдет титул самых стойких. А пока - и еще долго - привычные нам земные платиновые металлы будут его сохранять и верно служить человечеству.