Александр Ферсман - Занимательная минералогия
Ледяные стебельки редко стоят поодиночке. Обыкновенно несколько стебельков срастаются вместе в столбик и сообща поднимают гальку. Под более крупными камнями, до двенадцати-пятнадцати сантиметров в диаметре, кристаллики не срастаются группами, а располагаются сплошным бордюром по краям камешка. Иногда, повидимому, у растущих игл нет достаточной силы поднять такую гальку с поверхности земли, и они приподнимают ее лишь с одного края.
Эта интересная форма кристаллизации льда встречается не только в Хибинах. Она, видимо, довольно распространена и на севере и в умеренных странах.
Наблюдали это явление в Бугульминском районе Куйбышевской области и на Амуре. Несколько исследователей отмечают его в высоких Альпийских горах. На многочисленных шведских болотах образуются иногда целые заросли таких же тонких ледяных игл, накрытых сверху гальками и песчинками.
Не менее распространены они и в Японии и хорошо известны там под названием «симобасира» (бруски инея).
Мелкие, тонкие — казалось бы, ничтожные — иголочки льда все вместе, сообща, совершают значительную работу постепенного перемещения галек. Поднимая их на своих головках, кристаллики утром при таянии слегка изгибаются навстречу солнцу, и гальки падают уже не на то место, откуда их поднял лед. Так, понемногу, день за днем, кристаллики сортируют почву, на которой они вырастают; приподнимают более крупнозернистые составные части почвы и передвигают их по глинистой поверхности площадок к востоку.
Почему же образуются эти ледяные стебельки? На этот вопрос мы имеем много ответов, но ни одного, который бы полностью выяснил странное, но красивое явление.
Вот другой любопытный случай со льдом. В знаменитой Илецкой Защите, около Чкалова, которую я описал в очерке о соли, есть старая разработка, заполненная водой и превратившаяся в соляное озеро. Тысячи больных собираются под знойным солнцем на его берегах; насыщенная солью вода настолько плотна, что купающиеся не могут пойти ко дну. Красивые белоснежные скалы западной стороны состоят из кристаллической соли причудливых очертаний; тяжелые волны соляного озера отшлифовывают их, местами образуя глубокие пещеры и впадины. На поверхности вода обжигает. По измерениям геолога Л. Ячевского, в июле температура воды днем достигает 36°, однако по мере углубления она быстро падает. Уже на глубине пяти метров она опускается до 1–2° ниже нуля, а на глубинах в двадцать метров господствует холод; температура там 5° ниже нуля, и это в самое знойное время лета!
Какие интересные минералы образуются там, в глубинах, и как странно растет лед зимой, снизу вверх! Но этого еще мало: в той же Илецкой Защите другое явление привлекает наше внимание. На северо-восток от озера возвышается гипсовая гора со следами старого казачьего «острога». К крутому южному склону прилепился ряд домиков; обитатели их пользуются гипсовыми скалами как ледниками. В некоторых местах достаточно прислонить к каменной стене какую-либо постройку и тем изолировать эту часть скалы, чтобы получить естественный ледник с низкими температурами, так как из трещин и пустот в гипсе «несет сильным холодом». Я лично испытал эту холодную струю воздуха в нескольких ледниках, и это явление не могло не поразить своей необычайностью, особенно в знойный летний день. Очевидно, оно стоит в связи с соляным озером или вообще залежами соли, так как на северной и западной сторонах этой горы «холода» не наблюдается.
Снова загадка, но она невольно напоминает нам другое явление, которое, повидимому, имеет связь с нашими пещерами-ледниками. Это знаменитая Кунгурская ледяная пещера на Урале.
В этом лабиринте ходов, некогда вырытых подземной рекой, особенно замечательными являются залы, расположенные у входа. Один из них называется бриллиантовым залом и весь украшен ледяными цветами — кристаллами. Это не маленькие звездочки снежинок, это целые большие пластинки шестиугольной формы, величиной с ладонь. Они состоят из нежных, очень тонких иголочек и пластинок, как бы искусственной филигранной работы. Они свешиваются гирляндами или целым лесом покрывают стены пещеры, сверкая при свете лампы или зажженной пакли с керосином. Вот где во всей красоте растет лед как настоящий кристаллический минерал земли!
Много еще разных форм принимает лед на нашей земной поверхности. Я хотел бы, чтобы в зимние дни читатель внимательно изучал перистые рисунки мороза на окнах, чтобы с лупой в руке наблюдал он снежинки, зарисовывал летом форму градинок, а путешествуя высоко в горах, внимательно следил за льдом и его судьбой среди других камней и минералов.
И чем больше собственной инициативы и интереса проявит читатель, тем глубже и яснее поймет он природу во всей ее красоте и многообразии.
Вода и ее история
Казалось бы, что нового и интересного можно узнать об этом важном минерале Земли? Мы слишком привыкли к воде, слишком обычны для нас дождь, течения рек, гладь озер и морей. Мы даже не задаем себе вопроса, — всегда ли это было так, и не было ли периодов в истории нашей планеты, когда эта вода далеко не имела того значения, какое имеет сейчас.
Не только в обыденном представлении человека, но и в истории развития научной мысли мы сплошь и рядом встречаемся с тем, что самые обычные явления природы не привлекают достаточно нашего внимания. Так, нужен был пытливый взгляд знаменитого физика Ньютона, чтобы падающее на землю яблоко возбудило вопрос о сущности самых «простых» явлений тяготения.
Более ста лет тому назад, в первые годы французской буржуазной революции Лавуазье развивал свои идеи о воде и тепле. Ломались старые, привычные взгляды, — новые, глубоко «еретические» идеи раскрывали природу воды: именно тогда установили, что она состоит из двух летучих газов.
Вместо обычных картин потоков, ручьев, подвижных масс этого жидкого тела Земли Лавуазье рисовал фантастические картины того состояния, в которое перешла бы Земля, если бы понизилась температура. Холод планеты Юпитера охватил бы поверхность Земли, а вода и некоторые газы застыли бы в твердые тела. Разве не новый мир создался бы в этой обстановке? Разве среди гор и скал льда мы узнали бы нашу подвижную и животворящую воду? Так Лавуазье представлял себе значение воды в строении Земли и в жизни природы. Падала резкая грань между мертвым гранитом и жидкой водой — этим нервом природы.
Оценить это значение воды можно только в той безжизненной обстановке, которая царит там, где отсутствует вода. Да ведь и в жизни человека воду оценивают, подобно здоровью, лишь когда ощущают в ней недостаток…
Но на этом я не буду останавливаться сейчас; этим вопросам посвящены целые тома, и новые тома будут им посвящаться и впредь. Здесь я хочу выяснить, откуда взялась вода, каковы те законы, которые определяют ее существование и каково ее будущее. Еще в туманных теориях древних поднимались эти вопросы о происхождении и судьбах воды, и сейчас поднимаются они, правда, в несколько измененном виде, в лабораториях ученых. В наследство от седой старины нашей науке досталось много загадок природы, и сейчас ученые подходят к их разрешению. Но в науке, как и в жизни, многие идеи долго остаются неизменными, и исторически сложившиеся взгляды нередко держатся лишь в силу привычки и давности.
С пустыни началась древнейшая история осадков Земли.
В те времена «…океан еще не владел землей или успел сделать в ней лишь небольшие местные завоевания. Суша, неравномерно нагретая, с многочисленными вулканами и горячими источниками, владела почти нераздельно поверхностью планеты. Это и была древнейшая в мире пустыня. Первобытные бури потрясали атмосферу Земли могучими страшными концертами. По временам разражавшиеся ливни выметали из диких скалистых горных долин в необозримые безжизненные и голые равнины разнообразные продукты дробления… Солнце льет свой жар в тех местах, где холодные верхи гор не сгущают паров в тучи. Море еще не родилось или только еще рождалось в наиболее глубоких впадинах юной планеты. Снизу, еще близко к поверхности, недавно заключенный в каменную оболочку обрывок солнечной массы — раскаленная магма Земли. Местами она льется по земле могучими потоками, доставляя свежий каменный материал для грядущих процессов разрушения, или выбрасывает из глубин новые массы паров — созидателей будущего моря».
Так рисовались в красивых обобщениях московского профессора А. П. Павлова (1910) условия отдаленного прошлого нашей планеты, предшествовавшие появлению воды на Земле. Тяжелая атмосфера паров и газов окружала еще раскаленную Землю, и при температурах выше 350° не могло еще существовать Мирового океана. Но медленно и постепенно остывал земной шар, охлаждалась атмосфера. Горячие струи воды стали собираться на раскаленной пустыне, осаждаясь из паров и вновь превращаясь в них. Так из охлажденной оболочки газов собралось первое море, и в него стали вливаться испарения застывающих магм и охлажденные облака паров из жерл вулканов. И с тех пор в молодой океан стала собираться «девственная», или ювенильная, вода, впервые на земле рождающаяся вода. Эти воды питают многие минеральные источники, в которых больные ищут восстановления сил. Кто скажет, сколько этих вод родилось со времени архейской эры, и кто станет утверждать, что первобытная атмосфера Земли заключала в себе все воды нынешних океанов? Постепенно стал расти и расстилаться океан. Сложные геологические явления изменили его состав, его очертания и его массу. Как результат всей прошлой истории Земли лежат перед нами необозримые пространства вод, и задача ученого — расшифровать их загадку.
