Рудольф Баландин - Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие

• Название: Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие
• Автор: Рудольф Баландин
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1979

По широте научного кругозора и разнообразию научных открытий Владимир Иванович Вернадский стоит, пожалуй, особняком среди других великих естествоиспытателей нашего времени. Молекулярные кристаллические структуры, планетарные геохимические оболочки, история минералов и геосфер, движение химических элементов Земли, геологическая роль «живого вещества» в истории планеты, учение о биосфере — таков в кратком перечислении круг научных интересов ученого-мыслителя, идеи которого приобретают со временем все большую актуальность.

Научно-популярная книга для широкого круга читателей.

---

Более того. Важно помнить о теснейшей связи минералогии с практикой, техникой: «Горное дело и изыскание полезных ископаемых являются той областью, откуда искони, извека минералог черпает главный материал для своей научной работы». Как видно, Вернадский очертил перед минералогией обширнейшую область исследований, включающую как традиционные разделы (описание минералов, классификация, познание особенностей системы минералов, практическое их использование), так и новые (история минералов, их роль в жизни Земли и человека). Но как справиться с такой титанической задачей? Кто сможет создать новую минералогию? «Для этого нужны страшные знания и такой смелый ум…» Прервем известную нам цитату. Прошло немногим более десяти лет, и Вернадский начал писать (и издавать отдельными выпусками) свою «Историю минералов земной коры».

Этот курс минералогии содержит описательную часть — обязательную часть любой монографии о минералах. Подобно различным видам растений или животных, каждый минеральный вид имеет свой облик, свои особенности, набор определенных качеств. Все это безусловно требуется знать… Но этого мало.

Вернадский стал, можно сказать, Дарвином в минералогии. Он показал минералы не только как отдельные особи, но и выявил «образ их жизни», связь с окружающей средой, изменения.

Главная особенность живых существ — неповторимость: одна особь умирает, рождается другая; один вид вымирает, появляется совсем другой. Эволюция жизни необратима, у жизни нет возможности вернуться к ранее пройденному пути, возродиться точно в прежних формах.

Для мира минералов иной закон жизни. Здесь господствуют круговороты. Одни и те же минералы, исчезая, появляются вновь. «Все химические реакции земной коры, насколько можно их проследить до сих пор, представляют определенные циклы, определенные круговые системы химических изменений, которые постоянно вновь повторяются».

Казалось бы, сама по себе идея проста и не нова. Известно, что из раствора соли при испарении воды выпадают кристаллы. Если периодически доливать воду, будут чередоваться циклы растворения и выпадения. Ясно, что для растения, например, подобную цикличность не установить: перестанешь поливать — погибнет, а потом поливай не поливай — не оживет.

Ученые прежде не обращали внимание на «жизненные циклы» минералов. Считали эту проблему далекой от своей науки. Но вот появилась динамическая минералогия Вернадского, и стали ясны недостатки прежнего подхода. Ведь минерал надо знать в каждом периоде его жизни, надо выяснить его «любимую» среду, условия рождения и распада. Без этого невозможно понять, какова роль минерала в общей жизни поверхности Земли, каково его обычное окружение. А чем точнее такое знание, тем легче искать и использовать минерал.

Вернадский описал природные геологические тела, в которые объединяются минералы, а также и сферы Земли, составленные из этих тел. Если прежде исследовались свойства минералов в связи с их внутренними качествами, то теперь те же свойства изучались и как результат воздействия окружающей среды, особенностей «жизни», определенного этапа развития данного минерала.

(Между прочим, знаменитый физик Э. Шредингер предложил называть живые существа особыми апериодическими кристаллами — он усмотрел много общего между формированием организма и кристаллизацией.)

Вернадский особенно подробно рассмотрел минеральные тела — крупные природные образования, объединяющие минералы, своеобразные минеральные содружества. Подобное совместное рождение минералов называется парагенезисом. Вернадский считал важнейшей задачей определение парагенезиса минералов (на основе обобщения имеющихся данных или с помощью теоретических разработок). Эти знания необходимы для практической цели — поисков и разведки месторождений полезных ископаемых.

Парагенезис минералов существенно не менялся за геологическую историю. Можно сказать, минералы очень устойчивы в своих симпатиях и не склонны нарушать сложившиеся сообщества.

Как будто в царстве минералов должна сохраняться одна и та же обстановка на протяжении всей геологической истории. Однако в действительности это царство время от времени испытывает необычайные изменения. Бывали эпохи, когда на Земле скапливались огромные массы льда, позднее исчезавшие (и мы живем в одну из ледниковых эпох!). Оловянный камень — каситерит — в наибольших количествах накапливался в древнейшей архейской эре и сравнительно недавно, в третичный период. Для меди характерно по крайней мере четыре подобных волны. «Едва ли мы наблюдаем полную синхроничность этих явлений во всех местностях, но, несомненно, известное усиление и ослабление образования тех или иных минералов в земной коре на протяжении геологического времени часто наблюдаются. Очень резко это сказывается в истории каменного угля. Причины этих явлений неизвестны».

Обратим внимание на последнюю фразу. Вернадский знал гипотезы о резких изменениях климата на планете, о периодических космических влияниях, менявших обычное течение химических реакций на Земле. И все-таки счел нужным подчеркнуть незнание. Почему?

Обычно ученый стремится дать не только описание, но и наиболее полное объяснение явлению. И тут он часто незаметно для себя начинает верить в точность и верность не только своих описаний, но и объяснений. Ему кажется, что дело сделано, надо только уточнить некоторые детали. Проблема решена!

Если такое мнение утвердится, молодые ученые будут проходить мимо будто бы решенной проблемы. Лишь много позже кто-то сумеет обнаружить ошибку и откроет неведомое в привычном.

Вернадский хотел нацелить исследователей на проблему, которую считал важной и недостаточно разработанной. В наши дни выяснилось, что он был совершенно прав.

Сейчас мы не станем прослеживать судьбу некоторых научных предсказаний Вернадского. Об этом речь пойдет позже. Вернемся к минералогии.

Вернадский построил свою «Историю минералов земной коры» так, что введение, занимающее немалую часть книги, посвящено теории минералогии (хотя и в описаниях отдельных минеральных групп теоретические вопросы рассматриваются постоянно). В современных курсах минералогии обычно сохраняется подобное разделение.

Рассматривая минералы в их связи с окружающей средой, Вернадский вынужден был охватить многие миллионы лет геологической истории и обширнейшие области планеты, геологические оболочки — атмосферу, гидросферу, земную кору. Он особо выделил коллоидальные системы. До него минералоги не обращали внимания на геологическую роль коллоидов. Иногда упоминали о них в связи с деятельностью организмов.

В области жизни коллоидов много — особенно в воде. И сами живые существа можно считать разновидностью коллоидов. Подобно организмам, коллоиды смертны, «имеют на Земле очень временное существование; они неизбежно должны перейти в кристаллические тела».

И вновь Вернадский подчеркивает: «Эта область явлений еще мало охвачена теорией, а эмпирический материал минералогии не сведен и не обработан».

Замечательное качество: в густом лесу геологических проблем распознавать пути, ведущие далеко вперед, забытые или не увиденные другими.

Говоря о коллоидах, Вернадский отмечал у них как бы две формы существования: близ земной поверхности, где находятся живые организмы, и глубже — в земной коре. Здесь они часто образуют псевдоморфозы, то есть заполняют формы, свойственные другим минералам или телам.

Псевдоморфозы разнообразны.

Некогда в шахте погиб рудокоп. Каково же было изумление шахтеров, когда шестьдесят лет спустя они наткнулись под землей на человека, сплошь состоящего из сернистого железа! Эта псевдоморфоза вошла в историю под именем пиритового человека.

Нередки псевдоморфозы древних деревьев. Эти деревья жили, шумели листвой десятки миллионов лет назад. В твердом коллоиде опале, заменившем с годами древесину, сохраняется даже микроскопическое клеточное строение.

Псевдоморфозы редко имеют практическое значение. Но для науки они очень ценны. По ним можно восстановить проходившие когда-то под землей химические реакции. А еще, как особо отметил Вернадский, псевдоморфозы указывают на иные, чем ныне, природные условия, существовавшие в той или иной местности.

Отдаленно напоминает псевдоморфоз другое интересное явление — изоморфизм. На него обратили внимание еще в начале прошлого века: многие одинаковые по форме минералы (изоморфные) могут различаться по своему химическому составу. Позже было высказано предположение: изоморфизм — это образование твердых растворов. В кристаллах, как и в жидкостях, одни атомы могут смешиваться с другими, но не при свободном перемещении, а в точках пересечения невидимых линий кристаллических решеток. Подобные твердые смеси элементов широко распространены в природе. Они придают характерные черты одним и тем же минералам, находящимся в разных месторождениях: примеси обычно отличаются между собой. Так, вода каждого моря имеет индивидуальный химический состав. Хотя в общем воды всемирного океана более или менее однородны.