Ферсман

Каждая подобная карта заключает в себе огромный труд геологических партий, пядь за пядью исследующих разрезы или обнажения, где под современными наносами видны подстилающие их древние горные породы, отыскивающих остатки ископаемых животных и растений, чтобы определить возраст развитых в районе пород. Геолог попытается определить и их состав — это наиболее трудоемкая, длительная и в то же время наиболее важная часть работы. Надо во что бы то ни стало ускорить, облегчить именно эту, столь важную, заключительную часть научного труда. А может быть, именно с нее можно начинать? Может быть, можно путем геохимических предсказаний предугадать, где и что надо искать?

Ферсман говорил об этом в обычном своем живом, образном стиле: «Надо проникнуть рентгеновским лучом под покровы лесов, болот и степей и открыть новые точки — новые месторождения, на которых сможет спокойно строиться мощь нашей индустриальной базы».

Этим «рентгеновским лучом» и должен явиться широкий геохимический прогноз.

В фундаментальных научных трудах Ферсмана и прежде всего в той же его многотомной «Геохимии» мы можем познакомиться с тем, как ученый подходил к решению поставленной им большой задачи. Геолог-поисковик должен, по мнению Ферсмана, заранее знать, где что можно найти [85].

***

Из разнообразных природных процессов постоянного перемещения атомов Ферсман особенно глубоко исследовал одно явление, представляющее большой интерес, — явление постепенного охлаждения расплавленной массы, или застывающей в глубинах Земли, или вырывающейся на поверхность. Действительно, большая часть минералообразовательных процессов, протекающих в твердой земной коре, связана именно с этой характерной реакцией постепенного охлаждения расплавленных очагов.

Одни такие очаги состоят из гранитных, другие — из тяжелых базальтовых магм. Химически они довольно отличны. «Но мы знаем, — говорил по этому поводу Ферсман, — что природа и здесь идет в сторону более простого единообразного решения и что среди всех охлаждающихся очагов земной поверхности 95 процентов по весу и приблизительно столько же или немногим меньше по числу занятых ими атомов принадлежат к гранитным магмам. Гранитные магмы — кислые магмы — в сущности, определяют в значительной степени судьбы миграции химических элементов на земной поверхности, и не будет ошибкой, если мы скажем, что больше чем 80 процентов всех природных минералов связаны как раз с явлениями охлаждающейся гранитной магмы».

Вот эта-то охлаждающаяся гранитная магма и дает начало самым разнообразным сочетаниям природных химических элементов. Законы распределения в пространстве и времени атомов, связанных с охлаждающейся магмой, определяют, в частности, и распространение главнейших металлов.

Ферсман вновь и вновь возвращался к этим процессам, исследовал их и пытался указать те основные следствия геохимического характера, которые отсюда вытекают. Вот как он их себе рисовал.

Когда расплавленная масса охлаждается под покровом какой-либо окружающей или вмещающей ее породы, то она делится на две части. Часть расплава сохраняет известное количество летучих соединений; эта часть называется пегматитовым остатком или просто пегматитом. Другая часть расплава объединяет значительное количество летучих соединений, которые выделяются из магмы, проникают в окружающую породу, поднимаются кверху, постепенно охлаждаются и дают начало целому ряду отдельных струй растворов и газов. Нижняя, более тяжелая часть тесней связана с основной массой расплава; верхняя часть носит летучий характер — вернее, богата легко испаряющимися веществами. Совершенно ясно, что если какой-либо элемент или какое-либо вещество обладает большей летучестью, то-есть большей упругостью пара, то при том давлении, которое господствует в изучаемом очаге, оно будет раньше и больше других стремиться кверху — выйти из расплава. Если же, наоборот, упругость пара данного элемента невелика, он будет оставаться в расплаве. Значит, упругость паров — одно из наиболее характерных свойств, определяющих характер перемещения молекул при охлаждении выделяющихся из магмы веществ. Итак, в зависимости от величины давления (внешнее давление мешает выделению этого вещества) и сочетания давления и температуры определяется характер распределения элементов вокруг охлаждающихся очагов.

Множество исследований позволило с большой степенью точности обозначить распределение температур вокруг каждого очага расплава и распределение давлений, которые создаются для данного участка земной коры. Зная же эти две величины и присоединяя к ним третью — величину упругости пара химического соединения и данного элемента, исследователь приходит к довольно определенной и ясной картине. Оказывается, что химические элементы вокруг каждого охлаждающегося очага располагаются закономерно, и условия их распространения легко понять, зная основные геохимические законы.