Ферсман: Занимательная геохимия. Химия земли

ЗАВОЕВАНИЯ БУДУЩЕГО

Бурное развитие физики и химии в наши дни — это только преддверие того подъема, который все отчетливее и отчетливее намечается в науке, промышленности и хозяйстве и который будет, как мы говорим химизировать науку и технику. Я думаю, что наступает век химии, век, в который не только все химические элементы будут подчинены человеческому гению, но будут разбужены и все силы атома и использованы грандиозные запасы энергии, таящиеся в каждой молекуле, атоме, электрическом «лубке. Пусть несколько фантастическими покажутся следующие страницы, но фантазия настоящего часто превращается в технику будущего.

Ведь фантазии Жюля Верна, которыми мы и сейчас еще увлекаемся, превратились в реальную быль сегодняшнего дня! У нашего замечательного ученого К. Э. Циолковского мы находим еще больший размах фантастической мысли, и хотя прошло только несколько десятков лет со времени его смелых предсказаний, но уже многое из того, о чем он тогда писал, претворилось в жизнь. Поэтому мы не должны бояться научной фантазии, но нельзя и принимать ее за нечто уже существующее; мы должны бороться за нее, ибо фантазия — один из методов научной работы.

Недаром В. И. Ленин говорил, что фантазия есть качество величайшей ценности. «Напрасно думают, что она нужна только поэту... Даже в математике она нужна, даже открытие диференциального и интегрального исчислений невозможно было бы без фантазии»

Так давайте пофантазируем вместе о том, что будет с нашей техникой в эпоху расцвета химических наук.

Прежде всего будет побеждена воздушная стихия, не только. (потому, что самолеты и ракеты будут подниматься в заоблачные высоты на пятьдесят-сто километров и летать со скоростью, почти равной скорости звука, но и потому, что химия овладеет веществом воздуха и подчинит его власти человека

В громадных турбодетандерах на разбросанных по всей земле крупных заводах будет извлекаться из воздуха гелий, разделяться кислород и азот, и целые реки жидкого кислорода потекут по искусственно охлажденным трубам, направляясь к мощным металлургическим заводам, где выплавка металла в домнах сделается столь же простой, как выпаривание воды в лабораторной колбе.

На таких же заводах будет получаться чистый азот, превращаемый мощными злектрическими разрядами в азотную кислоту. Живительный азот в виде удобрений в грандиозных количествах будет вноситься на наши поля, удваивая и утраивая их урожаи. А по другим трубам этих же установок воздушной промышленности будут течь потоки благородных газов — жидкого неона, криптона и ксенона. По тонким трубам они потекут на заводы электрических ламп.

Но еще чудеснее будет победа над теми слоями озона, которые образуются под влиянием ультрафиолетовых лучей Солнца на высотах в десятки километров.

Мы знаем, что эти слои озона окутывают Землю как бы сплошной пеленой, отражая радиоволны, задерживая живительное действие ультрафиолетовых колебаний.

И вот представьте себе такую фантастическую картину: громадные наэлектризованные столбы аммиачных соединений поднимаются до высоты в несколько сотен километров, до знаменитого озонового слоя; озон распадается, в нем образуются свободные окна, через которые от Солнца мощными потоками льются волны ультрафиолетовых электромагнитных колебаний. В одних местах они губят жизнь, в других придают ей могучую силу, служа источником новой, живительной энергии.

Но еще фантастичнее кажется нам завоевание глубин.

Океан магмы, кипящий под нашими ногами, колоссальные количества тепла, запрятанные в земных недрах,— все это сделается доступным человеку.

По особым трубопроводам человек достигнет на глубине 20— 30 км слоев, нагретых до 500—1000°; он использует тепло земных недр в тепловых станциях; он прекратит уничтожение лесов и бесцельное сжигание угля, столь необходимого для химических процессов; он перестанет тратить нефть для тепловых установок.

Миллионы калорий принесут с собой трубы из глубин на земную поверхность. Они не только дадут тепло человеческим жилищам и заводам,—они согреют целые районы своим горячим дыханием, расплавят льды полярных стран, изменят климат. Мощные холодильные установки, разбросанные в. разных местах пустыни, превратят ее в цветущие оазисы.

Но человеку и этого будет мало... Человеку будет мало тепла, которое разольется по его приказу по всей поверхности Земли и исправит ошибки Солнца,— он поднимет из глубин те богатства, которые там скрыты.

Уже сейчас, по гениальному предсказанию Менделеева, в нашей стране начинается новый этап борьбы за овладение недрами.

В глубинах, не доступных рудничным шахтам, сжигается уголь, продукты горения по трубам поднимаются на поверхность и используются промышленностью. Не надо ни шахт, ни тяжелой работы бурильщиков, забойщиков и откатчиков в угольных копях,— сложный, длинный путь автомеханизации и телемеханики дает возможность овладевать угольными запасами, не спускаясь в шахты.

Уже люди поднимают серу из глубин земных залежей. Пары воды расплавляют в глубинах серу, и жидкие потоки ее выливаются на земную поверхность, а если пары воды, нагретые до 500—600°, направить в рудные жилы, в скопления тяжелых сернистых металлов, тогда вместо серы по трубам из нового устойчивого материала потекут сернистые соединения серебра, свинца и цинка.

Мощные слои сланцев будут сжигаться в глубинах, вызывая на поверхность живительные газы. Соли будут растворяться и в виде растворов извлекаться на земную поверхность. Сильные кислотные растворы будут растворять природные вещества, давая готовые соли для электролитических заводов. Вся земная кора будет пронизана миллионами стальных труб, извлекающих с разных глубин нужные человеку вещества.

Еще решительнее будет победа над веществом, когда химия научится собирать рассеянные атомы урана и использовать их энергию.

Сейчас физики говорят нам, что мировые запасы энергии урана колоссальны. Научившись делить эти распадающиеся атомы урана, человек построит новые двигатели, которые будут безотказно и безостановочно работать тысячи лет, служа источником сказочной энергии, двигающей и самолеты и корабли.

В новых химических установках вся энергия мира будет поставлена на службу человеку. Солнечные лучи, падающие бесцельно на земную поверхность, будут подхватываться громадными зеркалами и превращаться в тепло. Солнечные кухни в Калифорнии и в СССР— первый опыт овладения энергией солнца —войдут в обиход каждого человека.

Полностью использованы будут источники белого и синего угля, энергия которых будет подхвачена громадными станциями по всем берегам океанов, морей и рек. Человек будет хозяином таких громадных количеств энергии, что он сможет делать подлинные чудеса!

И тогда человек овладеет пространством, расстоянием и временем!.. Скорости в несколько тысяч километров в час сделаются обычными; расстояния между городами и отдельными центрами сократятся до минимума и перестанут разделять людей. Новые формы жизни, новое социальное переустройство мира смогут стереть все земные границы. Жизнь человека будет поставлена как главная задача научного творчества. Человек научится тонкими методами делить атомы, он сумеет нри помощи радиоактивных лучей и излучений громадных циклотронов делать с атомами вое, что ему нужно: разбивать их на отдельные кусочки, превращать тяжелые атомы в легкие и, наоборот, из легких атомов строить тяжелые.

Получая искусственно различные типы атомов, человек научится их использовать. Атомы, живущие только секунду или минуту, он сумеет ввести в организм как новые лечебные средства для борьбы с вирусами и вредоносными бактешшми. Он овладеет живой клеткой, управляя ею при помощи новой химии. Но для своих мощных химических процессов он сумеет использовать и микроорганизмы. Уже сейчас в институтах микробиологии в маленьких колбах, в желатине, человек выращивает многие нужные, полезные бактерии.

Внешний вид большой трубки для ускорения ионов с каскадной схемой умножения напряжений

Он сумеет получать их ® громадных количествах и рассыпать по полям. Бактерии дадут полям удобрения — азотную кислоту, разлагая , извлекут серу. Человек превратит бактерий в силу жизни, в мощного деятеля химии и, используя их, научится извлекать рассеянные в морях металлы, как это делают отдельные маленькие акантарий, поглощая и вбирая в себя стронций из морских растворов.

В борьбе за недра человек использует всю горную массу. Никаких отбросов, никаких неиспользованных пустых пород! Все будет служить промышленности, вся Менделеевская Таблица будет использована, а самые распространенные элементы — кремвкий и алюминий — сделаются основой жизни.

«Сверхредкие» вещества потеряют смысл своего названия; они прочно войдут в нашу жизнь. Уже сейчас успехи радиотехники, электротехники, военной техники, авиации, авиастроения и др. выдвинули новую отрасль — изучение редких элементов и добычу металлов из таких рассеянных руд.

И среди всех новых веществ, которые сумеет человек получить из элементов Земли, та химия, которую сейчас называем органической химией углерода, сделает грандиозные успехи. Вместо сотен тысяч углеродных соединений, которые известны сейчас, миллионы новых структур получит человек, когда он сумеет применять в своих новых установках низкие температуры, близкие к абсолютному нулю, температуры в миллионы градусов и давления в сотни тысяч атмосфер.

Это будет новая химия углерода. Это будут не только пластмассы, из которых можно изготовить любую вещь — от пуговиц до самолетов,— не только искусственный каучук, который с успехом начинает заменять естественный, не только замечательные краски, сделавшие ненужными плантации индиго,— нет, это будут совершенно новые вещества, близкие к настоящей органической молекуле, к протоплазме, белку... Это будут искусственные питательные вещества, которые сделают лишними сложные химические лаборатории в организме животных.

Новая, синтетическая химия сумеет использовать и другие элементы для того, чтобы строить такие же сложные соединения, какие сумела создать из углерода, кислорода и водорода наша органическая химия. Новые молекулы из кремния, германия, бора и азота уже рисуются мне сейчас в тех замечательных соединениях, которые удалось получить за последние годы химикам, построившим бензольное кольцо не из углерода или водорода, а из двух других элементов Земли — азота и бора.

Но для того, чтобы химия овладела миром, нужна огромная научная работа; нужны мощные и многочисленные научные институты с совершенными установками высоких давлений и температур, которые должны слиться с заводскими лабораториями.

И здесь, в этих новых дворцах науки, победа будет завоевана новыми людьми, вооруженными смелой научной фантазией, горящими огнем новых исканий.

В таких красках рисуется мне будущее в свете сегодняшнего дня. Но краски эти взяты из окружающей нас природы и из наших знаний. Еще величественнее будут картины более отдаленного будущего; но для того, чтобы нарисовать их, у нас пока нет ни слов, ни красок, ни образов...

Пути к науке будущего я вижу в победе над материей и энергией природы, в подчинении сил мироздания победоносному гению челове 1еской мысли. Мысль — это величайший и еще нами не понятый источник силы. Мысль, побеждающая пространства, одним великим открытием умеряющая страдания человечества и овладевающая тайниками природных сил — атомами. В мысли человеческого гения заложен новый мир науки будущего, который овладеет неиссякаемыми источниками мировых превращений энергии.

Счастье человечества — такова цель бурных исканий. Новая жизнь родится как результат победы над природой и над косностью самого человека.

Трудная и упорная борьба предстоит человечеству на этом пути. Но вехи для будущего уже поставлены, задачи намечены. Борьба за природу, за овладение ее силами, за превращение всего бесполезного в полезное явится одним из могучих рычагов для создания новой жизни.