Из-за серьезной болезни врачи запретили Ферсману работать в поле. Неистовый путешественник вынужден был теперь перейти на кабинетный режим. Несомненно, это подтолкнуло его теоретические разработки. Основы молодой науки, одним из основоположников которой он являлся, Ферсман изложил в фундаментальном четырехтомном исследовании «Геохимия». «Под геохимией, – писал он, – мы подразумеваем ту отрасль геологических наук, которая имеет целью изучение распределения, рассеяния и концентрации, сочетания и миграции химических элементов в земной коре. Основной единицей ее исследования является, следовательно, сам химический элемент, или нейтральный атом, или чаще всего та подвижная его часть, которую мы зовем ионом».
В «Геохимии» Ферсман первый коснулся проблемы выяснения относительной распространенности тех или иных элементов в земной коре. Известно, что, скажем, содержание таких элементов, как кремний и кислород, составляет на Земле соответственно 28 % и 49 % по отношению к весу земной коры, а вот содержание таких элементов, как радий, уран, торий почему-то выражается ничтожными долями процента.
Это требовало теоретического объяснения.
Ферсман неравномерное распространение элементов связал со строением их атомов. Как известно, к наиболее устойчивым элементам, составляющим Менделеевскую таблицу, относятся первые двадцать восемь, потому что они наименее склонны к самопроизвольному распаду, а вот тяжелые элементы с большим атомным весом, легко распадаются.
Замечательные идеи высказал Ферсман в области энергетики геохимических процессов. Никто до него не разрабатывал так глубоко влияние законов термодинамики на ход природных процессов. Разработанная Ферсманом геоэнергетическая теория объяснила законы последовательности выделения кристаллов из остывающих растворов и расплавов; парагенезис минералов и химических элементов; распределение элементов по геосферам; наконец, она объяснила образование различных типов рудных месторождений.
За вклад в науку Лондонское геологическое общество наградило Ферсмана палладиевой медалью имени Воллостона. Это высшая геологическая награда. Медалью Воллостона в свое время были удостоены Вильям Смит, Леопольд фон Бух, Чарльз Дарвин, Эдуард Зюсс.
В двадцатые годы Ферсман исполнял обязанности академика-секретаря отделения физико-математических наук Академии наук СССР, с 1927 по 1929 год был вице-президентом Академии, а с 1929 по 1945 год – членом ее Президиума. В те же годы Ферсман возглавлял Радиевый институт, а с 1932 по 1938 год исполнял обязанности председателя Уральского филиала АН СССР и Кольской базы им. С. М. Кирова. В тридцатые и в сороковые годы – был директором Института кристаллографии, минералогии и геохимии им. М. В. Ломоносова и Института геологических наук Академии наук СССР.
Много сил отдал Ферсман популярной литературе. Он написал несколько талантливых книг, выходившими в СССР и за рубежом многими изданиями. Среди них «Воспоминания о камне», «Занимательная минералогия», «Занимательная геохимия», «Мои путешествия», «Самоцветы России». Он любил и умел писать живо. О любимом Кольском полуострове он складывал чуть ли не поэмы:
«В диком краю непуганой птицы, как в сказке Пушкина, рождается новый мир полярной новостройки; залиты огнем гидростанций города, поселки, пути; мощные и скорые электровозы с их протяжным гудком нарушают безмолвие Севера. Большевики победили тундру! Уже веет старой легендой от рассказов об оленьих тропах, о тяжелых карбасах, о вехах, построенных на льду порожистых рек, о старых кольских погостах, где церковный звон воскресенья смешивался с языческими обрядами старого быта…»
Зимой 1937 года Ферсман в последний раз побывал в Хибинах.
К сожалению, радость этой поездки была омрачена резко обострившейся болезнью. В крытом фургоне больного академика доставили на железнодорожную станцию и на руках внесли в специально присланный из Ленинграда санитарный вагон.
Во время Великой Отечественной войны Ферсман возглавлял специальную Комиссию научной помощи Советской Армии при отделении геолого-географических наук Академии наук СССР. В работах этого времени, и в научных и в популярных, он делал все, чтобы люди лучше понимали происходящее, чтобы они знали, что, собственно, происходит в мире. В небольшой яркой работе «Война и стратегическое сырье», изданной в Москве в тяжелом 1942 году, он снова и снова напоминал, что современная война никак не может быть выиграна без помощи науки.
«…Условно примем действующую армию страны, например, фашистской Германии, в 300 дивизий, то есть в 6–7
Вдумаемся в эти грандиозные цифры и попробуем их осмыслить.