Очерки по химии Земли – Ферсман. Элементарный химический состав земной коры. Средний состав земной коры в процентах числа атомов

В 1908 г. по инициативе ряда ученых и общественных деятелей в Москве был создан Народный университет им. А. Л. Шанявского, завещавшего свое состояние на организацию университета.

В нем было два отделения: научно-популяризаторское, соответствующее среднему образованию, и академическое — высшему образованию. На академическом отделении подготовка велась по естественнонаучным и общественно-философским наукам. Среди преподавателей были видные ученые, не имевшие из-за своих прогрессивных убеждений возможности преподавать в официальной высшей школе.

Одним из организаторов университета был и А. Е. Ферсман. В 1910 г. его избрали профессором минералогии. В университете Александр Евгеньевич читал лекции по минералогии и кристаллографии. Он подарил Народному университету минералогическую коллекцию, которую начал собирать еще в детстве в Крыму.

В конце 1911 г. А. Е. Ферсман переехал в Петербург, но в 1912 и 1913 гг. приезжал в Москву, чтобы прочитать в Народном университете лекции по геохимии. Это был первый в мире опыт преподавания новой науки.

В 1913 г. он писал в Петербург В. И. Вернадскому: «Слушателей много, среди них химики, геологи, Алексей Петрович (А. П. Павлов — геолог, академик, профессор Московского университета.—А. П.) и большинство знакомых минералогов. Читаю я с массой эффектных таблиц»

Свои лекции А. Е. Ферсман предполагал издать в виде «серьезного учебника» — «Очерки по химии Земли»—и много работал над ним в 1912 и 1913 гг. К сожалению, работа не была закончена. (В 1923 г. вышла из печати книга А. Е. Ферсмана «Химические элементы Земли и Космоса», в которую вошли некоторые материалы этих лекций.)

В Народном университете Александр Евгеньевич руководил небольшой минералогической лабораторией. Число сотрудников в ней быстро росло. С ними А. Е. Ферсман совершал экскурсии в окрестности Москвы, знакомился с геологией и минералогией каменноугольных и юрских отложений. Во время поездок в более удаленные районы изучались и пермские отложения.

Об одной из экскурсий вспоминал преподаватель Народного университета (впоследствии академик) А. В. Шубников: «Как только тронулся дачный поезд, Александр Евгеньевич открыл заседание и заставил одну из участниц экскурсии сделать доклад о прочитанных ею работах, относящихся к теме экскурсии. Доклад закончен. Пора выходить из поезда. Не теряя ни минуты, Александр Евгеньевич рассказывает нам, куда мы приехали, в какой геологический период, в какое непостижимо далекое прошлое мы окунулись, какие красавцы аммониты и белемниты лежат тут и ждут веками, что мы их наконец поднимем, какие изумительные кристаллы горного хрусталя мы сейчас увидим, если разобьем молотком этот валяющийся у нас под ногами белый круглый камень...» 2.

Результаты исследований в Подмосковье ученый позднёе обобщил в книге «Геохимия России» [1922]. Интересные данные были получены по минералогии осадочных пород: изучен минерал ратовкит (землистая разность флюорита), обнаружена новая разновидность гидроокиси алюминия, изучены сульфиды свинца, цинка и меди в каменноугольных отложениях, собраны коллекции палыгорскита на р. Оке.

В 1908 г. Ферсман стал действительным членом старейшего в нашей стране Московского общества испытателей природы (МОИП). В 1909 г. за работы по минералогии общество наградило Александра Евгеньевича золотой медалью им. А. И. Антипова. Особый интерес вызвал его доклад на годичном собрании общества 3 октября 1912 г. «Химическая жизнь земной оболочки и новые пути ее исследования». Подобные заседания всегда проходили в торжественной обстановке, и поручение выступить на нем с докладом являлось большой честью для молодого ученого, признанием его научных заслуг.

Спустя много лет известный советский геолог В. А. Варсанофьева писала: «Помню, как мы, молодежь, слушали его, завороженные красотой образной речи, красотой и смелостью мысли, раскрывавшей перед нами широкую перспективу новых путей познания, новых исканий. Мы чувствовали, может быть бессознательно, интуитивно, что присутствуем при таинстве зарождения новой науки, которой суждено сыграть большую роль в будущем» 3. В 1936 г. А. Е. Ферсман был избран почетным членом МОИП, а в 1941 г.- вице-президентом.

В 1908 г. американский химик Ф. У. Кларк опубликовал сводку «Данные по геохимии» («The data of Geochemistry»). В ней он привел результаты множества химических анализов разных природных тел, в частности высчитал средний (в вес.%) элементарный химический состав земной коры.

В. И. Вернадский оценил огромное значение чисел Ф. У. Кларка для геохимии. Анализом этих данных увлекся и А. Е. Ферсман. Он хорошо понимал, что химические элементы в земной коре вступают во взаимодействие не пропорционально их весовым количествам, а в зависимости от их атомного веса и валентности. Поэтому А. Е. Ферсман предложил вычислять средний состав земной коры не в весовых процентах, а в процентах числа атомов.

Эта мысль возникла у него в 1907 г., но впервые была им изложена в статье, опубликованной в 1912 г. Подобный подход, сразу же поставивший автора в ряд выдающихся геохимиков, имел фундаментальное значение. Он позволил сделать ряд важнейших теоретических выводов относительно распространенности элементов. Позднее по предложению А. Е. Ферсмана эти величины получили наименование атомных кларков. В эти же годы к представлению об атомных кларках подошел и геолог- петрограф (позднее известный профессор) П. Н. Чирвинский. Его труды внесли крупный вклад и во многие другие разделы геохимии.

Взгляды А. Е. Ферсмана тех лет на геохимию отражены в программе курса, который он читал в Народном университете им. А. Л. Шанявского.

Основной задачей новой науки А. Е. Ферсман считал изучение миграции химических элементов в земной коре, их поведения в изверженных горных породах, горячих и холодных источниках, на земной поверхности. Особо подчеркивались проблемы совместного нахождения элементов (парагенезиса) и условия образования их главнейших соединений. Важное значение придавал А. Е. Ферсман также определению содержания элементов в земной коре и метеоритах, сравнению метеоритных минералов с земными.

«Сами минералы остаются только временными продуктами химических реакций Земли <...) — писал ученый.— Минералог видит только отдельные моменты из длинной цепи природных явлений. От глаз минералога ускользает та цепь химических процессов, которые медленно перегруппировывают элементы в земной коре <...>. Если минерал есть только этап в длинном природном процессе, то не естественнее ли взять за единицу в своих исследованиях не минерал, а те его составные части, те неизменяемые в наших обычных представлениях простые тела, которые мы называем элементами?» 4.

В том же 1912 г. в другой статье А. Е. Ферсман писал: «Но пока здание молодой геохимии только строится. Много вопросов поднято, но мало дано на них ответов. Мне кажется, что часто правильно поставленный вопрос более мощно двигает науку вперед, чем сотня неудачно построенных и малообоснованных ответов.

Однако задачи понятны, пути найдены, а люди... люди придут, если резко и ясно войдет в научное сознание цель минералогии как химии земной коры.

Будем же продолжать терпеливо собирать сведения о каждом отдельном элементе в земной коре. Из этих отдельных сведений о странствовании и переходах элементов в природе широкий и проницательный ум исследователя когда-нибудь построит общую картину жизни каждого элемента — его биографию».

К содержанию книги: Академик Ферсман