Очерки геохимии [Владимир Иванович Вернадский] (pdf) читать онлайн

АКАДЕМИК

В. И. ВЕРНАДСКИЙ

т С)
л ,
1 ~

ОЧЕРКИ ГЕОХИМИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ
1927

ИЗДАТЕЛЬСТВО

Г

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО РСФСР

X

МОСКВА — ЛЕНИНГРАД

ГЕОЛОГИЯ. ПАЛЕОНТОЛОГИЯ. МИНЕРАЛОГИЯ.
КРИСТАЛЛОГРАФИЯ.
А р х а н г е л ь с к и й , А. Д. — Введение в изучение геологии Евро­
пейской России. Часть I. Стр. 146. Ц. 1 р. 20 к.
Б о р и с я к , А. — Курс исторической геологии (Геологические пе­
риоды). С рис. и атласом карт. Стр. 452 + 35 табл. (Атлас).
Цена с атласом 1 р. 50 к.
В у л ь ф, Г. В. — Основы кристаллографии. Изд., исправл. и дополн.
Стр. 96. Ц. 1 р. 20 к.
В у л ь ф, Г., и А. Ш у б н и к о в . — Практический курс геометриче­
ской кристаллографии со стереометрической сеткой. Стр. 60;
9 табл. Ц. 1 р. 30 к.
Г е ф е р, Г. — Подземные воды и источники. А. Н. С е м и х а т о в . —
Аотезианские и глубокие грунтовые воды европейской части
СССР. Стр. 304. Ц. 3 р. 50 к.
З е м я т ч е н с к и й , П., проф. — Краткий учебник кристаллографии.
Изд. 5-е. Стр. 109. Ц. 70 к.
"Ц-;3 и л ь б е р м и н ц , В. А. — Руководства и таблицы для определения
минералов при помощи паяльной трубки. Стр. 246. Ц. 3 р. 25 к.
К о н с п е к т и в н ы й к у р с г е о л о г и и с м и н е р а л о г и е й . По
лекциям, читанным проф. А. С. Гинзбергом в 1920— 1921 гг.
Стр. 88. Ц. 20 к.
Л е в и н с о н - Л е с с и н г , Ф., и Д. Б е л я н к и н. — Учебник кристал­
лографии. Ч. I. Геометрическая кристаллография. С 254 фиг.
Изд. 12-е. Стр. 141. Ц. 2 р.
Л у ч и ц к и й, В. И. — Курс петрографии. Изд. 2-е, дополн. и испр.
Стр. 341. Ц. 1 р. 70 к.
М у ш к е т о в . И. В., проф. — Физическая геология.
Том I. Общие свойства и состав земли. Вулканизм, землетря­
сения, тектоника. Изд. 3-е. С 680 рис. в тексте. Стр. XII,
778. Ц. 7 р. 50 к.
Том II. Денудационные процессы. Геологическая деятельность
атмосферы, подземной и проточной воды, озер, моря,
снега и льда. Изд. 3-е. С 542 рис. в тексте. Переработ,
и доп. Д. И. Мушкетов. Стр. 636. Ц. 7 р. 50 к.
Н е ч а е в , А., проф. — Минералогия. Изд. 4-е (посмертное). Под ред.
В. Зильберминца. Стр. 293. Ц. 2 р. 75 к.
О г, Э., проф. — Геология. Перев. с франц. под редакц. и с дополн.
проф. А, П. П а в л о в а . Том I. Геологические явления. Изд. 3-е.
Стр. 563. Ц. 4 р. 50 к.
П а в л о в а , М. В. — Палеозоология. Часть I. Беспозвоночные. Стра­
ниц 316. Ц. в/п. 5 р. 50 к.
С у щ и н с к и й , П., проф. — Краткий курс кристаллографии. I. Гео­
метрическая кристаллография. Стр. 142. Ц. 1 р. 40 к.
Я к о в л е в , П. И., проф. — Учебник палеонтологии. (С 831 фигурой
в тексте.) Изд. 3-е, измененное и дополн. Стр. 464. Ц. 5 р.

АКАДЕМИК

В. И. ВЕРНАДСКИЙ

О Ч Е Р К И ГЕОХИМИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ
МОСКВА

1927

ИЗДАТЕЛЬСТВО
ЛЕНИНГРАД

""••к.

1ч

Итм(Л»"»»-Ю

Г и з № 19009/л.
Л е н и н г р а д с к и й Г у б л и т М 38731
23 л . Т и р а ж 2С0О экз.

ОТ АВТОРА.
Эти очерки являются переработанным изданием моей фран­
цузской книжки Ьа gëochimie, вышедшей в 1924 году в Париже.
Многое

написано

и изменен.

вновь,

весь

текст тщательно

пересмотрен

Мне кажется, — изменения так велики, что пере­

мена заглавия вполне оправдывается.

Это заглавие к тому же

более отвечает духу русского языка.
Французская книга составилась из лекций, которые я читал
в Париже, в Сорбонне в 1923 — 1924 годах по приглашению Па­
рижского Университета. Я издал только лекции первого года;
курс, читанный во втором году, — история в земной цоре железа,
меди, свинца, редких элементов — остался еще в рукдниси.
Книга не является к у р с о м геохимии. Она, однако, может
служить введением в эту новую дисциплину, и мне кажется,
может быть полезной и нужной для высшей школы, в которую
до сих пор геохимия
А между тем

еще

правильным

не

вошла.

знание ее достижений необходимо для химика,

минералога, биолога, геолога, географа.
ются

образом

с областью,

Ее искания сталкива­

охваченной физикой, и подходят к самым

общим проблемам естествознания.

С ними неизбежно должна

считаться философская мысль. Ее положения играют все ббльшую и большую роль в понимании учения о полезных

иско­

паемых и начинают входить в области земледелия и лечения.
Значение геохимии в системе знаний неизбежно должно все
более увеличиваться, так как неуклонно растет темп ее ра­
боты

и быстро

углубляется

область

ее

исканий.

с быстрым ростом науки пришлось коренным образом

В связи
перера-

4

ОТ

ботать

(после 1923

года)

АВТОРА

части книги, касающиеся

явлений

жизни* и радиоактивных элементов.
Везде я старался использовать новейшую литературу, и я ду­
маю, что примечания к книге могут быть полезны для всякого,
ищущего точного знания. **
Я буду считать мою задачу достигнутой,-если эти «Очерки»
возбудят интерес к геохимии в моей родной стране.
6 февраля 1927.

* Многие вопросы, здесь затронутые, развиты в моей только-что по­
явившейся книжке «Биосфера 1 —II». Ленинград. 1926 (Научн. Техн.-Хим.
Изд.) Она может служить дополнением к этим очеркам.
** Номера с боку страниц текста указывают примечания, отнесенные
в конец книги.

ОЧЕРК ПЕРВЫЙ.

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ.
1. Геохимия — наука двадцатого столетия.
Мы живем на повороте, в удивительную эпоху истории чело­
вечества. События чрезвычайной важности и глубины совер­
шаются в области человеческой мысли.
Основы наших взглядов на Вселенную, на Природу — на то
Единое Целое, о котором так много говорили в XVIII веке
и в первой половине девятнадцатого столетия, преображаются
на наших глазах с необычайной быстротой, небывалой в исто­
рии мысли. Не одни теории и научные гипотезы — эти мимо­
летные создания разума, — но и точно установленные новые
факты и их венец — эмпирические обобщения исключительной
ценности .заставляют нас переделывать и перестраивать картину
природы, которая оставалась нетронутой и почти неизменной
в течение нескольких поколений ученых и мыслителей.Новые взгляды на мир, в сущности» углубленное обновление
веками сложившихся старинных представлений об окружающей
«среде и о нас самих, захватывают нас с каждым днем все
больше и больше. Они неуклонно проникают все дальше
и глубже в области отдельных наук, в поле научной работы.
Эти новые воззрения касаются не только окружающей нас
косной природы; они захватывают и явления жизни; они глу­
боко изменяют наши представления в областях знания, которые
нам наиболее близки и часто нам кажутся наиболее важными.
Можно сказать, что никогда в истории человеческой мысли
идея и чувство единого целого, причинной связи всех научнонаблюдаемых явлений не имели той глубины и той ясности,
какой они. достигли в X X столетии. Изучение изменения про­
исшедшего и происходящего в идеях и в понятиях заставляет

6

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ

нас думать, что мы еще очень далеки от конечного результата
и едва различаем направление, по которому пошло новое
научное творчество.
Это мы должны учитывать при оценке новых пониманий
а т о м а и х и м и ч е с к о г о э л е м е н т а , проникающих нашу
современную науку.
Они слагаются среди неустановившейся, изменяющейся, все
еще мало нам известной картины космоса. Атомы и эле­
менты — древние интуиции античной мысли — меняют в этой
новой, все еще полной противоречий, обстановке свой облйк
и приобретают новые формы.
Каждый химический элемент отвечает для нас особому атому
или атомам, глубоко отличным по своему строению от других
атомов, соответствующих другим химическим элементам. Атом
науки X X века не есть атом древних мыслителей — эллинов
и индусов — или мусульманских мистиков средних веков и ученых
нашей цивилизации последних четырех столетий. Это совер­
шенно новое понятие. • И если исторически корни современных
понятий могут быть сведены к атомам и к элементам древней
науки и философии, — изменения, которые они претерпели, так
велики, что от старого остались одни лишь названия. Все
изменилось коренным образом.
Может-быть, было бы правильно дать «атому» X X века
новое название. Это можно было бы сделать без всякого
ущерба для научной правды. Наш атом совершенно не похож
на материю, которую он образует. Законы, к нему относящиеся,
не тождественны с законами образованной им материи. В ма­
терии, в ее химических и физических свойствах мы наблюдаем
лишь общие, статистические свойства больших совокупностей
атомов, которые выявляют в смутной и сложной форме лишьчасть — кажущуюся ничтожной— свойств и строения самих
атомов. Атом не есть материя.
Атомы также не являются бесформенными и бесструктур­
ными центрами энергии, «центрами сил», какими наделял мате­
рию великий сербо-хорватский мыслитель XVIII века дубровничанин Р о ж Е Р Б о ш к о в и ч , французский академик в своем
глубоком динамическом представлении о Вселенной.
Новое понятие об атоме, новые научные факты, которые не
могут быть введены в схемы физико-химических наук послед­
них столетий, требуют создания новых научных дисциплин,.

ГЕОХИМИЯ

НАУКА ДВАДЦАТОГО СТОЛЕТИЯ

7

отличных от прежних, изучавших материю — совокупность ато­
мов — под статистическим углом зрения. И мы в X X в. являемся
свидетелями расцвета этих новых наук, наук об индивидуаль­
ных а т о м а х : физики атомов, радиологии, радиохимии и послед­
ней появившейся — геохимии.
Геохимия изучает химические элементы, — т.-е. атомы — зем­
ной коры и насколько возможно земного шара. Она изучает
их историю, их распределение во времени и в пространстве.
Она резко отличается от минералогии, изучающей в том же
пространстве и в том же времени лишь историю соединений
атомов — молекулы и кристаллы.
В этой ограниченной области она открывает те же явления
и законы, существование которых мы могли до сих пор только
предчувствовать в • безграничных областях н е б е с н ы х п р о ­
с т р а н с т в . Для нас в настоящее время очевидно, что химиче­
ские элементы не распределены в беспорядке в сгущениях мате­
рии этих пространств — в туманностях, звездах, планетах, косми­
ческой пыли. Их распределение зависит от строения их атомов.
Понятия о большом и малом суть меры человеческие. Они
не существуют в космосе. И мы видим, что одни и те ж е
законы господствуют как в великих небесных светилах и систе­
мах, так и в мельчайших молекулах материи, быть-может, даже
в еще более ограниченном пространстве атомов.
Более двух с половиной веков тому назад один из крупней­
ших ученых, голландец X . Г Ю Й Г Е Н С ( 1 6 2 9 — 1 6 9 5 ) выяснил неиз­
бежность тождественности материи Вселенной и нахождения
жизни на всем ее протяжении.
Тождественность материи вытекала и из законов тяготения
его современника Н ь ю т о н а . Но лишь в X I X столетии, через
1 5 0 лет после Г ю й г е н с а , англичанин В. Г ю г г и н с установил
посредством спектрального анализа эту тождественность для
звездных миров.
Творческий взрыв идей, который мы переживаем, не рас­
шатал этого основного положения. Он выразил его в новом
понятии о тождественности основных элементов — электронов
и протонов (из которых построены все атомы, т.-е. химические
элементы) и в генетической — хотя и сложной — связи, суще­
ствующей между атомами различного строения.
Устанавливая законы и правильности истории химиче­
ских элементов нашей планеты, изучая атомы, мы изучаем

8

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ

законности мельчайших пространств, неразрывно связанных
с великим целым космоса. Между ними существуют глубокие
аналогии и даже нечто большее, чем аналогии.
2. Из прошлого геохимии.
Геохимия — история химических элементов нашей планеты—
могла возникнуть лишь после окончательного выявления новых
понятий об атоме и о химическом элементе. Она могла окон­
чательно возникнуть в наше время.
Но корни ее идут глубоко- в прошлое науки, и мы сейчас
видим, как разрозненные искания многочисленных ученых прош­
лых веков под влиянием великих научных обобщений нашего
времени принимают новые формы, получают новый смысл и ока­
зываются между собою связанными. Я не могу здесь останавли­
ваться сколько-нибудь подробно на истории этих идей, на
создании геохимии. Еще не сделана предварительная работа,
и нет сейчас возможности дать полный и связный очерк пути,
пройденного здесь человеческой мыслью.
Можно, несомненно, найти ясные искания, связанные с гео­
химическими проблемами уже в XVII веке, когда впервые для
отдельных ученых стали ясными те идеи о химических элемен­
тах, которые затем господствовали в химии XVIII и X I X сто­
летий. Один из основателей учения об элементах Р . Б о й л ь
(1627—1691) может в то же самое время считаться одним из
первых предшественников современной геохимии.
Я не буду сейчас углубляться в эти забытые теперь научные
искания, которые, конечно, не прошли бесследно и в действи­
тельности так или иначе отразились на современной научной
мысли. Они длились почти два столетия. Уже ко второй
половине XVIII века геохимические проблемы начали возбу­
ждать научный интерес, хотя представление о химическом эле­
менте иногда было смутное и далекое от идей X I X и X X сто­
летий.
7
Р У Э Л Л Ь старший и его более великий младший современ­
ник Л А В У А З Ь Е , творческая работа которого была прервана
в ее полном расцвете, ярко ставили эти проблемы. Мы не знаем,
до каких высот мог бы еще подняться Л А В У А З Ь Е . Как р а з
перед смертью он — в истории воды и в физиологии дыхания —
стал подходить к глубоким геохимическим проблемам.

ИЗ ПРОШЛОГО ГЕОХИМИИ

9

старший очень мало печатал, но оказал огром­
ное влияние на современников своими публичными эксперимен­
тальными лекциями химии, которые он читал в Париже, в Коро­
левском Ботаническом Саду. На его лекции собиралась вся
интеллигенция Парижа, можно сказать, тогдашней Европы, к ним
стремились все многочисленные иностранцы — нередко крупные
умы, — толкавшиеся тогда в ее среде. Учесть влияние Р у э л л я
сейчас очень трудно, — этого никто и не пытался сделать.
Но совершенно ясно, что оно было велико, шло из Парижа по
всей Европе и чувствовалось долго после его смерти.
В трудах Л А В У А З Ь Е — в истории элементарных газов
в земной коре, в истории воды — мы имеем уже яркие образ­
чики геохимических обобщений, выраженных близким нам науч­
ным языком. Огромное влияние идей Лавуазье на всю новую
химию чрезвычайно способствовало проникновению в нее гео­
химических проблем. С его времени те или иные из этих про­
блем непрерывно стали входить в курсы химии.
Старший его современник Л Е К Л Е Р К ДЕ Б Ю Ф Ф О Н в своей
истории минералов, стоя совершенно в стороне от наших пред­
ставлений о химическом элементе, дал целый ряд блестящих
и интересных обобщений и поставил ряд больших геохимиче­
ских проблем. Их мы находим в главах об истории самород­
ных элементов, в частности металлов. Но мы находим их
и в других местах его Les Epoques de la Nature (1780) и Histoire
naturelle, générale et particulière ( 1 7 4 9 и след.). Б ю ф ф о н был
не только великим писателем, это был один из гениальных
глубочайших натуралистов, один из тех немногих людей, кото­
рые действительно научно созерцали Вселенную, как Единое
Целое. Мы встретимся не раз в этих «Очерках» с его дости­
жениями.
К началу XIX столетия новая химия овладела научной
мыслью. «Химический элемент» быстро получил новое выраже­
ние, резко отличное от того, какое ему придавал даже Л АВ У А З Ь Е . Казалось, геохимия была на границе своего возник­
новения, но она не была создана. Повидимому, собранный
эмпирический материал слишком был мал, и понимание самого
химического элемента было глубоко недостаточно. Это было
время создания современной химии и геологии. Мысль и инте­
ресы всецело — в этой области — были поглощены этой ра­
ботой.
РУЭЛЛЬ

10

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ

В литературе того времени мы на каждом шагу наталки­
ваемся на размышления о геохимических проблемах. История
химических элементов в земной коре — их роль в природных
процессах и в частности в живой природе — сто лет тому
назад в самых разнообразных проявлениях охватывала научную
мысль.
Три оригинальных талантливых ученых, глубоко проникну­
тых геохимическими исканиями, ярко выдвигаются на грани
X V I I I — X I X веков. Это англичанин Г Е М Ф Р И Д э в и ( J . Hum­
phrey Davy, 1778—1829) и немцы Р Е Й л ь (J. Reil, 1759—1813)
и А. фон Г У М Б О Л Ь Д Т (1769—1859). Главная блестящая работа
А. фон Г У М Б О Л Ь Д Т А , пруссака по происхождению, прошла вне
стран немецкого языка, и сам он в первой половине X I X сто­
летия весь жил умственной атмосферой Парижа.
Г Е М Ф Р И Д Э В И , блестящий экспериментатор, физик и химик,
охватывавший всю науку своего времени, мыслитель, шед­
ший своим путем и задумавшийся над проблемами бытия,
одаренный глубоким, поэтическим пониманием природы, все
время связывавший науку с жизнью, является одной из самых
ярких фигур первой половины столь богатого ими X I X сто­
летия.
Дэви оказал огромное влияние на науку своего времени
своими лекциями, многочисленными статьями и книгами, бле­
стящими опытами. В его работах мы найдем на каждом шагу
данные об истории химических элементов в земной коре.
В этом отношении, он развил в новом масштабе пути, открытые
Р У Э Л Л Е М И Л А В У А З Ь Е . ЕГО работы явились прообразом всех
позднейших трактатов химии, всегда связывавших изложение
химии элементов с их геохимией. В позднейших обобщающих
обзорах Д Ю М А , Л И Б И Х А , М Е Н Д Е Л Е Е В А и других, подхо­
дивших к этим вопросам с меньшим талантом, мы всегда
находим размышления и нередко яркие обобщения в области
геохимических проблем. После него геохимические проблемы
вошли в курсы неорганической химии; в них мы находим их
в течение всего X I X века. Они изучались между прочим в исто­
рии отдельных химических элементов.
Совершенно иной была судьба Р Е й л я. Один из самых
замечательных врачей своего времени, беззаветно преданный
помощи страдающим, он и умер на посту, не жалея себя.
Р Е й л ь погиб в расцвете своих научных исканий.

ИЗ ПРОШЛОГО ГЕОХИМИИ

It

Врач, анатом, психиатр, физиолог — он не интересовался
проблемами геохимии в прямом их понимании. Это был, впрочем,
человек широкого философского мышления, натуралист, како­
выми были все крупные врачи его времени. В философии он
примыкал к натурофилософским течениям, был, повидимому, бли­
зок к Ш е л л и н г у , но мыслил самостоятельно.
Его значение в истории геохимии связано с изучением химии
организмов.
Он впервые — в эпоху новой химии — ярко выдвинул зна­
чение химии организмов — и в этом отношении стоял далеко
впереди своего времени. Корни его стремлений и его идей идут
вглубь медицинской традиции. От иатрохимиков X V I I и X V I I I '
столетий, может-быть, еще от П а р а ц е л ь с а , значение химии
в медицинских системах и в понимании лечения стражду­
щих все время не сходило с горизонта мысли врачей. Непре­
рывно в течение столетий идут поколения врачей-химиков.
Р Е Й л ь считал необходимым тщательное опытное химическое
исследование организмов и искал в них разгадки проявлений
жизни. Он, несомненно, являлся новатором, работа которого
была прервана смертью. Трудно' сказать, что бы дал Р Е й л ь,
если бы не ранняя его смерть.
На этом же пути шла независимая мысль одного из удиви­
тельнейших людей первой половины X I X столетия А Л Е К С А Н Д Р А
ФОН
ГУМБОЛЬДТА.
В своих молодых работах, особенно isво «Florae Fribergensis specimen* ( 1 7 9 3 ) , еще до углубления
в природу тропической Америки, А. Г У М Б О Л Ь Д Т подошел
чрезвычайно близко ко многим современным проблемам геохимии.
Эти работы молодого Г У М Б О Л Ь Д Т А были прерваны много­
летним путешествием, обработкой его результатов, а затем,
созданием того удивительного синтеза, каким является его
«Космос». Уже в старости, в пятом недоконченном томе
«Космоса», он вернулся к одной из геохимических проблем,—
к влиянию жизни. Но эту работу прервала смерть на полуслове.
В указанной работе его молодости, 1 7 9 3 года, осталась
яркая попытка охватить живые организмы с точки зрения их
химических элементов, при чем Г У М Б О Л Ь Д Т — минералог и гео­
лог— неуклонно искал их начало в окружающей растения
косной материи. Пришлось ждать десятки лет, чтобы проблема
была поставлена вновь с той же яркостью, как это было сделаноГУМБОЛЬДТОМ.
ЕГО постановка проблемы географического-

12

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ

распространения организмов далеко заходит за пределы работ
его последователей; она глубже возникших под его влиянием
новых отделов географии и приближается к геохимическим
концепциям нашего времени. Для него живое вещество есть
неразрывная и закономерная часть поверхности планеты, не
отделимая от ее химической среды.
В X I X веке шла в трех направлениях подготовка поля иссле­
дования современной геохимии. С одной стороны, постепенно
выяснялась картина единства химического элементарного состава
Вселенной. Она была впервые поставлена на опытную почву
после того, как космическое происхождение метеоритов вошло
в общее сознание. Оно вошло в жизнь в первой четверти
XIX столетия в значительной мере благодаря неустанной мно14 голетней

15

16
17, 18, 19

(1794 — 1 8 2 6 ) работе Э . Ф. Х Л А Д Н И

(1756 — 1827),

оригинального ученого, стоявшего подобно Г У М Б О Л Ь Д Т У вне
рамок немецкой университетской науки. Х Л А Д Н И И В ЖИЗНИ
шел- своим путем и в науке явился новатором. Х Л А Д Н И не был
химиком. Тождественность химического состава метеоритов
с составом земных тел была впервые установлена В. Т О В А Р д о м ( 1 8 0 2 ) , и тогда же д е - Б у р н о н выявил их минералоги­
ческое отличие от земных минералов. Оба положения быстро
вошли в научное сознание, но выводы из них были сделаны
значительно позже.
Медленнее проникло в науку представление о тождествен­
ности химических элементов, входящих в живой • организм
и в мертвую косную материю. До сороковых годов X I X столетия
это представление еще не считалось научно установленным
и проверялось специальными опытами; такие крупные ученые,
как Д ю м а , еще с этим считались. К середине века, следуя по
путям, блестяще разрабатывавшимся Г. Д э в и , были выявлены
основные черты питания растений, сразу охваченные в своем
планетном значении, т.-е. изучавшимися не только в биологи­
ческом, но и в геохимическом аспекте. Здесь наблюдалась
непрерывная традиция еще со времен Л А В У А З Ь Е . — Ж . Б. ДЮМА,
Ж.
БУССЕНГО,
К.
ШПРЕНГЕЛЬ,
Ю. ЛИБИХ,
И мно­
жество работников, з а ними последовавших, или же современ­
ников, шедших отчасти своим путем, точно установили кар­
тину геохимического значения зеленых растений,— как увидим,
основной части живого вещества биосферы. Д Ю М А , Б У С С Е Н Г О
и Л И Б И Х выяснили значение зеленой жизни в газовом обмене

13

ИЗ ПРОШЛОГО ГЕОХИМИИ

планеты, при чем глубже других проник в нее, вероятно, Б УСС Е Н г о, ярче понимавший геохимический аспект явления. Он
сталкивался с ним вне лабораторий, в природе, — во время
своего долгого пребывания в тропиках и изучения вулканиче­
ских явлений и минералов. Это был один из самых проница­
тельных мыслителей в этой области в XIX веке, в работах
которого мы и сейчас всегда находим новый, неиспользованный
материал.

ШПРЕНГЕЛЬ

И ЛИБИХ

ВЫЯСНИЛИ

С

неменьшей

точностью значение «ЗОЛЬНЫХ элементов», при чем теоретиче­
ские построения Л И Б И Х А оказали огромное влияние на пони­
мание этих явлений и произвели полный переворот в объяснении
явлений удобрения. В другой связи они выявили геохимическую
роль зеленых растений в использовании соединений фосфора (что
было ясно и Б У С С Е Н Г О ) , калия и других нужных растению
элементов.
Одновременно везде проводилась химиками другая работа
по изучению окружающих нас минералов, вод, газов, горных
пород. Для очень многих — особенно химиков — минералогия
представлялась «химией земной коры», как ее называл И. Б.
Б Е Р Ц Е Л И У С . Постепенно точное исследование природы минера­
лов накопило огромный материал в этом направлении. В то же
время анализ горных пород, исследование вод, химическое изу­
чение полезных ископаемых дало к середине X I X века проч­
ную основу для эмпирических обобщений. К 1850 году — в пе­
риод 1847 — 1849 — были даны этим путем обобщения тремя
оригинальными натуралистами. Работы их дополняют д н а
другую и обобщают огромный вековой материал, собранный
путем точного наблюдения и опыта. Каждый в отдельности не
сумел охватить одним синтезом всю область геохимии, но, как
мы теперь видим, вышедшие почти одновременно результаты их
долголетних работ дали в целом уже готовую канву для
новой науки. Современники, однако, этого не видели — они
усматривали только противоречия — и не охватывали их как
проявление одного и того же целого.
Это были К. Б И Ш О Ф , профессор в Бонне, выпустивший
в 1847 году первый том своей Lehrbuch d. allgemeinen u. che­
mischen Geologie, профессор в Париже Э л и ДЕ Б о м о н ,
в 1846 году напечатавший в Bulletin de la Société Géologique de Paris
блестящий — непонятый современниками — мемуар об Emanaions volcaniques, и профессор в Фрейберге И. Б Р Е Й Т Г А У П Т ,
0

14

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ

синтезировавший в 1849 году , вековую работу Фрейбергской
минералогической школы в своей книге Paragenesis der Mine24 ralien.
В этих работах мы имеем уже ясные и прочные корни
основных данных геохимии. Если бы кто-нибудь мог в это
время, скажем, в 1850 году, охватить весь этот материал, он
дал бы нам — уже тогда — основы науки, сложившейся в X X веке.
Никто не мог этого дать, благодаря своеобразной атмосфере
геологической работы в то время. Это было время замиравшего,
но еще не законченного спора нептунистов и плутонистов,
захватывавшего в XVIII—XIX веках ученых трех поколений.
Одни — нептунисты — считали, что окружавшая их земная при рода создана силами воды и сложилась при обычных температуре
и давлении. Теснейшим образом связанная с водой, жизнь
имела свое почетное место в созидании окружающей нас при­
роды. Жизнь для нептунистов была огромная сила, а не слу­
чайное явление в истории планеты. Другие — плутонисты — не
придавали никакого серьезного значения силам и явлениям
земной поверхности. Они полагали, что огромные силы, нахо­
дящиеся внутри планеты, которую они представляли себе еще
находящейся в стадии расплавленной горячей магмы, форми­
руют окружающую нас природу. Жизнь в ней, при всем ее
разнообразии и кажущемся значении, является мелкой частностью,
не отражающей основных явлений существования планеты. Силы,
деятельность которых проявляется в вулканах, гейзерах, земле­
трясениях, термах, образуют все основные черты лика земли,
связаны и с образованием гор, горных пород и скоплений воды
и газов.
Эти два противоречащих представления о нашей планете
действительно затрагивали основные черты миропонимания.
Выбор между ними приводил к противоположным выводам,
имевшим глубокое жизненное значение. Вопрос шел о значении
жизни, духовного элемента в строении Космоса. Можно понять
значение этих старых споров в чуждой нам умственной жизни
того времени, обратив внимание на творчество великого нату­
ралиста и поэта, яркого и страстного нептуниста, каким был
В. Г Е Т Е . Второй том его Фауста, где он пытался в течение
всей своей жизни выразить свои представления о будущем
и о задачах человеческой жизни, весь — в основном — проник­
нут отражениями и отголосками этого спора.

ИЗ ПРОШЛОГО ГЕОХИМИИ

15

К. Б и ш о Ф стал нептунистом, придя к сознанию значения
земной поверхности в истории планеты путем долгого размыш­
ления и экспериментирования, — после того, как в первые
молодые годы своей научной жизни он был плутонистом. Этот
совершившийся перелом в его представлениях отразился на всей
его работе, при чем он в новой обработке своего замечательного
труда, произведенной им в старости, не сумел отбросить оболочку
представлений, ставших уже к тому времени пережитком про­
шлого. Исходная точка сказалась в его работе. Он действи­
тельно доказал значение воды, собрал огромное количество
фактов, дал яркие картины истории многих химических эле­
ментов, в конце концов показал, что и в явлениях косной
материи их история сводится к круговым процессам, в которых
в первых частях своего труда он видел яркую особенность
органических элементов. Для органических элементов эта кар­
тина уже была дана в его время Д Ю М А , Б У С С Е Н Г О И Л И Б И х о м . В связи с этим в его работе выдвинулись явления жизни
в химических процессах земли. Влияние его труда было огромно
и не только на континенте, но и в странах английского языка;
труд его в первой основной своей части был издан в перера­
ботанном виде в 1850-х годах на английском языке, и сам
Б и ш о ф был связан с английскими научными кругами.
В отличие от Б и ш о ф а, Э л и Д Е Б О М О Н был плутонистом
и выдвинул связь химических элементов и закономерности их
взаимного нахождения, вытекающие из магматических и вулка­
нических процессов. Долгое время замечательная работа Э л и де
Б о м о н А мало обращала на себя внимание вне Франции, частью
благодаря господству нептунических идей, частью, в связи
с неудачными гипотезами Э л и де Б о м о н д об образовании гор­
ных цепей, с которыми эти работы были тесно связаны. Но долго
спустя после его смерти правильность его обобщений была
подтверждена точным наблюдением, оказала большое влияние
на геологическую мысль и целиком вошла в геохимическую
работу.
Точный эмпирик И. Б Р Е Й Т Г А У П Т также шел незави­
симым путем. В указанной работе и в течение всей своей
жизни, пользуясь опытом рудного дела, он выдвинул соотно­
шения между элементами (и минералами), находящимися вместе,
которые выходили за схемы чистых нептунистов и плутонистов.
Процессы, изучавшиеся Брейтгауптом, не подходили под простые

16

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ

схемы нептунистов и плутонистов и открывали новые явления
в нашей планете, односторонне освещавшиеся и Э л и д е Б о м о н о м и Б и ш о ф о м . Б р е й т г а у п т был не один, по тому же
пути и в то же время шли и нептунисты и плутонисты, точные
эмпирики-наблюдатели рудных месторождений, среди которых
ярко выдвигаются работы Д Ю Р О Ш Э , Ф У Р Н Э , Г Е Н Н У У Д А И др.
В этих явлениях обнаружились новые свойства воды и выясни­
лось влияние высокой температуры. Изучение всех процессов
под углом зрения рудных месторождений, прежде всего метал­
лов, неизбежно заставляло изучать их историю в земной коре,
т.-е. историю химических элементов.
По всем этим путям — при постепенном замирании и нептунических и плутонических схем — шла научная работа во второй
половине X I X столетия. Геология быстро вышла из старых exe"
и охватила более разнообразными построениями сложность
явлений природы. В то же время внимание химиков отвлеклось
от геохимических проблем, и на первое место в истории хими­
ческих элементов стали все больше выступать такие их свой­
ства, которые, казалось, не проявлялись в процессах нашей пла­
неты. Химический элемент стал более абстрактным; казалось,
т о между геологическими и химическими науками существует
основная, непроходимая грань. Это ярко сказалось в различных
классификациях наук,-столь многочисленных в это время. Умо­
настроение исследователей было неблагоприятно для создания
геохимии. Такой обобщающий и глубокий охват химии, в кото­
ром в блестящей форме вылились традиции Р У Э Л Л Я , Л А В У А З Ь Е
и Дэ в и, обработанный оригинальным мощным умом, как
Д. И. М Е Н Д Е Л Е Е В , В «Основах химии» стоял совершенно
особняком. В «Основах химии» и проблемы геохимии и косми­
ческой химии получали не только яркое освещение, но нередко
выступали на первое место. Как всегда, у Д. И. М е н д е л е е в а
это не было повторением того, что давалось другими,— на каждом
шагу встречается новое, найденное его яркой личностью, схва­
ченное его всеобъемлющим умом.
ч

28

В общем, ни в геологии ни в химии не было создано
благоприятной среды для развития геохимических проблем
в цельную, обособленную, научно-обоснованную новую дисци­
плину. Почва была не готова; она медленно подготовлялась
в течение десятилетий, начиная со второй половины XIX сто­
летия.

ИЗ ПРОШЛОГО ГЕОХИМИИ

17

Можно отметить три изменения в представлениях об окру­
жающем, которые дали прочную основу новой науке уже в сле­
дующем X X столетии.
Прежде всего, начиная со второй половины XIX века, нача­
лось изменение наших представлений о химии Космоса. Един-,
ство его химического состава, которое, как мы видели, было
ясно для Г Ю Й Г Е Н С А в XVII веке и вновь было подтверждено
анализом метеоритов, получило новое прочное обоснование
с открытием Г. Р . К И Р Х Г О Ф Ф О М И Р . Б У Н З Е Н О М спектраль- 29ного анализа в 1 8 5 9 году. Это было одно из самых великих
расширений человеческого кругозора, по существу, как мы
видим теперь, одно из глубочайших проникновений в строение
сущего. Спектральный анализ указал на химическое единство
Вселенной. Хотя до сих пор в спектрах небесных светил мы
имеем ряд спектральных линий, нам неизвестных, твердое
убеждение натуралистов об единстве химического состава
мироздания все упрочивается. Одновременно уже К И Р Х Г О Ф Ф ЗО>
и Б У Н З Е Н доказали повсюдность, рассеянность в земном веще­
стве многих химических элементов, — факт, уже до них ста­
вший ясным отдельным более тонким наблюдателям, например,
Г. Д э в и . Эти элементы — что не всегда сознается — не могут
находиться в форме обычных химических молекул, по крайней
мере, в очень многих таких нахождениях.
В конце концов стало ясно, что геохимические проблемы
составляют неразрывную часть проблем космической химии,,
что химия земли есть одно из выявлений планетной химии
и что история химических элементов, особенно в связи с тем
глубоким изменением наших о них представлений, которое з а
это время произошло, является более широкой основой научного
исследования, более глубоко проникает в суть явления, чем
изучение их молекул (минералов и кристаллов).
Одновременно резко менялись — но это изменение долго не
сознавалось — наши представления об области, подлежащей точ­
ному геологическому, в том числе и геохимическому, изучению.
В первой половине X I X века полагали непреложным, что
геологические явления могут служить основанием для суждений
о в с е м з е м н о м ш а р е . Весь спор нептунистов и плутонистов был в своем корне основан на этом убеждении. Тонкая
поверхностная пленка, полная жизни, наша биосфера, к а з а ­
лось, терялась и никла в общей массе планеты. Отражения
Очерки геохимии.

2

ГОС.ПУБЛИЧНАЯ
.чАуЧНО-1 ь Х Н И Ч С С К А Я
=>' ь . ' ; И О | £ К А С С С Р

18

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ

внутренних частей планеты, столь преобладающих по массе
своего вещества, должны были являться основными и главными
и в геологических явлениях.
Медленно, но неуклонно из поколения в поколение эти
•представления исчезали, так как постепенно выяснялось, что
все геологически изучаемые процессы захватывают только на­
ружную часть планеты — земную кору. Наружными оказались
и такие процессы, которые раньше относили к внутренности
земли.
Постепенно определились и границы этой коры, не превышаю­
щие 100 верхних километров. Впервые к этому взгляду подошли
геодезисты, и уже в 1851 году английский священник П Р А Т Т
дал основы учения об изостазисе — о неоднородном строении
наружной земной коры, ее отличии в этом отношении от одно­
родных глубоких слоев планеты. Он указал, что с земной ко­
рой, а не с глубью земли, связаны величайшие, известные
нам на поверхности земли явления — образования горных цепей.
Идеи Пратта, в общей форме формулированные через тридцать
лет Д Е Т Т О Н О М , получили значение только в X X столетии.
Но уж раньше геологи иным путем подошли к тем же за­
ключениям.
Благодаря этому резко изменились все представления о гео­
логических проблемах.
Вулканические продукты, продукты
жизни, морские осадки одинаково оказались телами одной и той
же планетной области. В общем понимании геохимии значение
жизни повысилось и по существу изменилось.
Наконец, в то же время совершался еще более глубокий пе­
реворот в нашем общем миропонимании. Старая идея Д А Л Ь ­
Т О Н А и В О Л Л А С Т О Н А , может-быть, не вполне ясная им самим
в ее логических последствиях, стала реальностью. Атом и хи­
мический элемент оказались идентичными. Для понимания атома
оказалось возможным пользоваться свойствами химического
элемента. Атом сделался для нас такой же реальностью, как
химический элемент; он оделся плотью и кровью; стал кон­
кретным телом. Это достижение науки получено было в X X сто­
летии, но все последние десятилетия, вопреки тому, что ка­
залось современникам, фактически были к нему подготовкой.
Как известно, к концу X I X столетия казалось, что атомисти­
ческое представление об окружающем теряет почву и что мы
вступаем в эру динамических идей о мире, в тех обработках

ИЗ ПРОШЛОГО ГЕОХИМИИ

19

энергетических теорий, которые в то время занимали внимание.
В действительности же это было лишь кажущимся явлением —
реально атомистическое представление так овладело сейчас
научным пониманием мира, как никогда раньше. Правда, сам
атом в новом миропонимании ушел далеко от атома филосо­
фов и даже
физиков. Это химический элемент химиков
в образе атома.
Происходившие изменения позволили впервые охватить как
целое, как особую научную дисциплину, геохимические про­
блемы — выделить геохимию как н а у к у , и м е ю щ у ю с в о е й
з а д а ч е й и з у ч е н и е и с т о р и и а т о м о в , понимаемых как
химические элементы на нашей планете. Реально мы изучаем
только поверхностную ее оболочку — земную кору.
Конкретно такое выделение новой науки происходило более
или менее независимо в разных местах культурного мира.
В Вашингтоне Ф. К Л А Р К , ХИМИК Американского Геологического
Комитета, всю жизнь занимавшийся геологическими пробле­
мами, кажется, впервые дал этой новой дисциплине то назва­
ние, какое з а ней и удержалось, в своей книге — Data of geoche­
mistry, первое издание которой вышло в 1 9 0 8 году. Здесь 31
собран огромный фактический материал. К Л А Р К стремится в ней
дать точные числовые данные по истории главнейших химических
элементов. Хотя он в молодости (1872) был одним из пер­
вых, решившихся научно приступить к вопросу о возможности
превращения одного химического элемента в другой в связи
•с их историей в Космосе, и хотя через 5 3 года он вновь вер­
нулся к этим космогоническим обобщениям, он в своей Data 32
of geochemistry стремился не к гипотезам и к обобщениям,
а к сопоставлению и к критике точных числовых данных по
истории химических элементов в земной коре, в ее процес­
сах — к изучению состава моря, среднего состава рек, среднего
состава земной коры; он всюду вносил новые числа и крити­
ческую переработку старых. Книга К Л А Р К А действительно сде­
лалась основой для дальнейших обобщений и дальнейшей работы
в геохимии.
зз
Собрав эти факты как основу новой науки — геохимии,
К Л А Р К закончил в X X веке работу Б и ш о ф а ; книга его яви­
лась результатом многолетней работы. Еще в 1 8 8 2 году по­
явились его первые расчеты валового химического состава зем•ной коры, которые К Л А Р К непрерывно улучшал и изменял,

20

34

35

36

37

зз

39

40
4 1 >

42

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ

согласно новым данным (последний раз в 1 9 2 4 году совместно
с Г . У о ш и н г с т о н о м ) . Эти данные — числа К Л А Р К А — дол­
гое время не оказывали влияния на научную мысль, встречали
возражения, и их огромное значение оценено было лишь за
последнее десятилетие. Значение это может оказаться еще
ббльшим, чем думал К Л А Р К , если подтвердится сходство наруж­
ной оболочки нашей планеты с составом внешних оболочек
других небесных тел.
Как мы увидим ниже, К Л А Р К здесь шел по путям, указанным
еще в начале X I X века Ф и л л и п с о м , но он впервые поста­
вил задачей получение не примерной числовой оценки явлений —
числовой прикидки, а конкретного точного числа.
Другим путем, вне прямой зависимости от К Л А Р К А И его
сотрудников, шла работа в том же направлении в Московском
Университете в 1 8 9 0 — 1 9 1 1 годах. Она была тесно связана
с общей постановкой преподавания минералогии, при чем на
первое место выдвинута была история минералов, изучение
их генезиса и их изменения, обычно отходившие на второй
план при изложении минералогии. При таком изложении минералогии геохимические проблемы выступали в ней еще в боль­
шем масштабе и более значительно, чем это было обычно
в университетских курсах неорганической химии. Постепенно
работа Минералогического Кабинета Московского Универси­
тета, а позже связанная с ней работа Минералогического
Музея Академии Наук в Петербурге все более и более направлялись к геохимии. Данное К Л А Р К О М ИМЯ нашло здесь сразу
уже готовое, иное, однако, чем у него, содержание и благо­
дарную почву. Явления жизни и осадочных пород, в связи
с общими вопросами о свойствах и о характере атомов, высту­
пили на видное место. Здесь, в Москве, в Университете имени
Шанявского, впервые, в 1 9 1 4 году, А. Е. Ф Е Р С М А Н О М был
прочитан первый университетский курс этой новой науки. Ряд
работ А. Е. Ф Е Р С М А Н А И Я. В. С А М О Й Л О В А продолжал эти
традиции геохимической работы.
К X X веку изучение рудных месторождений, сделавшее
к этому времени большие успехи, чрезвычайно способствовало
созданию геохимии. Тесная связь геохимических проблем суче­
нием о рудных ископаемых, приведшая в прошлом столетии
к обобщениям Б И Ш О Ф А , Б Р Е Й Т Г А У П Т А , Э Л И Д Е Б О М О Н А ,
никогда не прерывалась. Но в новом столетии она получила

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

21

совершенно новый облик, благодаря успехам химии и бла­
годаря чрезвычайному подъему техники, в частности, уси­
лению значения металлов, характеризующему новый век.
Работы Д Е - Л О Н Э ,
ШТЕЛЬЦНЕРА
и главным образом
северо - американских горных инженеров, среди которых нельзя
забыть В А Н - Х А Й З А И В . Л И Н Д Г Р Е Н А , связали геохимию
с рудной практикой и придали ей большое практическое значе­
ние. Благодаря этомучрезвычайно увеличился объем фактов,
дающих основу научному изучению геохимических проблем,
и самые проблемы сильно изменились в своем содержании.
Сейчас обращено усиленное внимание на эти явления. На­
чинается период создания особых геохимических исследова­
тельских институтов, первым новейшим приближением к кото­
рым может считаться институт В . М. Г О Л Ь Д Ш М И Д Т А В Нор­
вегии.
Создание геохимических исследовательских институтов стоит
на очереди дня, и интересы науки и потребности жизни вы­
зывают их появление.

43
44, 45
46, 47

48

4 9

3. Геохимическая классификация химических элементов.
Первый вопрос, возникший в геохимии — это число предме­
тов, подлежащих ее изучению, т.-е. число химических эле­
ментов и атомов различного строения, существующих или
могущих существовать в нашей планете. Мы можем при совре­
менном состоянии науки изучать этот вопрос лишь в поверх­
ностном слое земли.
Относительно этой области можно ответить на поставлен­
ный вопрос с достаточной определенностью. В общем, принимая
во внимание лишь известные изотопы, а не изотопы возмож­
ные, мы можем установить более 200 различных строений ато­
мов, соответствующих 92 атомным числам — числам М О З Е Л И —
периодической системы Менделеева (таблица 1).
50
В пределах таблицы Менделеева — все представители 92 от­
носящихся к ней атомных чисел, повидимому, известны; они
или выделены, или присутствие их на нашей планете подтвер­
ждено точными данными.
51
Но возможно, впрочем, что в мире или на нашей планете
существует несколько химических элементов, в эту таблицу
е входящих, элементов более легких, чем водород (число

22

ВМЕСТО

ВВЕДЕНИЯ

см

со тз

о :
О. О !

г-

0

Г- и- о-

4

г- и.
г— ~

го
о

со

'

2 0 7

74

208
209
210

211
212,213,214,
217! 218',

ИСТОРИЯ МАРГАНЦА

Значение и необходимость марганца для живого вещества
были признаны лишь после долгой и трудной работы. Уже
в конце X V I I I в. шведский химик К. Ш Е Е Л Е доказал суще­
ствование марганца в растениях, и в конце века это было признано как факт. В самом начале следующего века марганец был
найден В О К Е Л Е Н О М в теле человека, В У Р Ц Е Р О М И другими
в животных. Однако, лишь в X X в. результат более чем
вековой работы окончательно стал достоянием на'уки ; пред­
взятые идеи о химическом составе организмов, о существова­
нии небольшого числа специально органогенных элементов имели
большую силу, чем постоянно наблюдаемые факты. В X I X в.
последовательные наблюдения и опыты, ясные, точные, не говоря
о множестве отдельных, случайных наблюдений — С о с е Ю Р А,
КАРРАДОРИ, ВУРЦЕРА, САРЗО, к н я з я
ЗАЛЬМС-ГОРСТМ

А

Р

А

)

ФОРХГАММЕРА,

?Д?'™' Д Е Н И Н Г Т О Н А ,

ГОРУПА

МОМЕНЭ,

Б E 3 A H Е Ц А, А . Л Е К Л Е Р К А,

ГРИФИТА,

ПИШАРА;

В X X в.

223, 224,

проф. Г . Б Е Р Т Р А Н А И его учеников, Ж О Д Е Н А

2эт' 228

Б Р А Д Л Е Я , Е. У С П Е Н С К О Г О , А. Ф И Л Л И П С А , Д. А. В Е С Т Е Р А

И АСТРЮКА,

были необходимы, чтобы побороть инерцию общих предвзятых,
глубоко укоренившихся идей. Особенно труды Г. Б Е Р Т Р А Н А
открыли в последнее время совершенно новые горизонты в изу­
чении роли марганца в живом веществе. Мы теперь можем ска­
зать, что в биосфере, в поверхностной термодинамической обо­
лочке миллионы тонн атомов марганца находятся в непрестан­
ном биохимическом движении, входят и выходят из живого
вещества.
Наименьшие количества марганца, найденные в живом ве229 ществе, равны в среднем n X 10~~ °/о, может-быть, n X 10 °/о.
Марганец всегда находится в растениях, в среднем, в ко­
личестве нескольких десятых или сотых процента (n X 10^ —
— n X Ю ° / о Мп), и в живом животном веществе в количе­
стве нескольких тысячных и даже десятитысячных процента
( п Х Ю — n X Ю ° / о Мп). Но среднее количество не дает
правильного понятия об его значении. Существует большое
количество организмов гораздо более богатых марганцом, орга­
низмов, довольно распространенных в природе, ролью которых
в его земной истории нельзя пренебрегать. Эти мало изученные,
к сожалению, организмы, могут содержать до 1°/о Мп. Это,
напр., несколько водных растений, как Zostera maritima, роль
3

_2

2

_ ,

- 4

- 2

230 которой в экономии и метаболизме морей бывает иногда совер-

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ МАРГАНЦА

75

шенно исключительной, лишайники, некоторые грибы, всюду
очень распространенные в небольших количествах, как урединеи, разные наземные растения.
231
Для некоторых из этих организмов, как, напр., для грибов
разных видов, обитающих в наших почвах, соединения марганца
служат пищей.
232
Но существуют живые вещества, еще более богатые марганцом, м а р г а н ц о в ы е о р г а н и з м ы . Таковы бактерии, ко«лонии различных Crenotrix Leptotrix, содержащие до 6 — 7°/оМп
и, вероятно, больше. Это организмы, к сожалению, мало 233
изученные, играющие большую роль в образовании вадов и во­
обще в выделении марганцовых отложений в пресных водах.
Лишь недавно удалось доказать ту же роль бактерий в водах
соленых — морских и озерных — и опытом подтвердить выводы
наблюдателей океанографов и геологов.
234
Все эти организмы аналогичны» ферробактериям, которые,
как доказал С. Н. В И Н О Г Р А Д С К И Й , автототрофны. Надо
думать, что они ищут и находят необходимую для жизни их
энергию в окислении соединений двухвалентного марганца в мар­
ганец трехвалентный. Существуют другие марганцовые орга- 235
низмы, еще менее изученные. Таков Bacterium Manganicum
БЕЙЕРИНКА,
обладающий способностью окислять карбонат 236
марганца (МпС0 ). Это не автотрофный организм. Он находится
в почвах и должен играть большую роль в изменении соеди­
нений марганца.
Не исключена возможность, что некоторые и высшие орга­
низмы окажутся марганцовыми. Так, Carex hirta, вырастая на
скоплениях марганцовых соединений, захватывает марганец
(в золе 7,9% Мп 0 ).
237
Наиболее затронута научной мыслью роль марганцовых бак­
терий. Невидимому, различие в составе первичных вадозных
водных минералов марганца, образование содержащих железо
вадов и содержащих марганец лимонитов объясняются разли­
чием организмов, их выделяющих. Железные бактерии могут
использовать марганец вместо железа и обратно.
Эти биохимические реакции, связанные с бактериями, имеют
глубокое значение в геохимической истории марганца. Они
превращают закисные соединения марганца в более окисленные
соединения окиси и двуокиси марганца. То же глубокое окисле­
ние соединений марганца совершается в природе и другим
3

3

4

76

238
239

240

241

ИСТОРИЯ МАРГАНЦА

путем, всегда, однако, в большей или меньшей связи с живым ве­
ществом. Сомнительно и во всяком случае не доказано, чтобы
атмосферный свободный кислород, даже в водном растворе,
мог при обыкновенной температуре окислять соединения мар­
ганца (Мп"). Но несомненно, что активный кислород — озон
или перекись водорода — это делает энергично. Эти два тела
образуются в земной коре за счет свободного кислорода,
всегда являющегося продуктом жизни. Озон и перекись водо­
рода всегда вадозные минералы; они постоянно образуются
при совершенно особых условиях — под влиянием ультрафиоле­
товых лучей, радиоактивных процессов, электрических разря­
дов, вероятно, биохимических процессов: для перекиси это
факт, кажется, несомненный.
Существует странная, глубокая аналогия между этим геохи­
мическим окислением и ролью марганца в физиологических про­
цессах.
Г. Б Е Р Т Р А Н давно уже доказал, что марганец играет
в организмах важную роль в образовании оксидаз, в процессах
окисления, в переносе кислорода.
Точно т а к ж е в земной коре происходит поглощение кисло­
рода во время образования вадозных минералов, содержащих
марганец. В течение неизменного круговорота, характерного
для их истории, эти минералы постоянно переходят в глубокие
слои земной коры. Там они теряют кислород, и марганец воз­
вращается в форму двухвалентную. Тот же самый факт дока­
зан для железа; он тоже играет роль передатчика кислорода
не только в живом веществе, но и в механизме коры.
Главные окислительные процессы в земной коре идут только
под влиянием живого вещества и радиоактивных явлений. Высшие
степени окисления наблюдаются только в биосфере: только
здесь встречаются минералы, наиболее богатые кислородом.
Лишь тут мы встречаем перекиси. Самое живое вещество
гораздо более богато кислородом, чем литосфера; оно—вещество
окисленное.
Таким образом живое вещество играет очень большую роль
в геохимической истории марганца, оно совершенно преобра­
жает ее, вызывает создание новых, сильно окисленных его
соединений. Можно видеть в марганцовых организмах, в бакте­
риях, специальное приспособление живого вещества к испол­
нению этой функции, последствия которой проявляются в много-

77

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ МАРГАНЦА

численных геохимических процессах; их влияние сказывается
на истории всей планеты.
Часто пытаются объяснить историю марганца в биосфере
различной растворимостью его соединений. Но анализ этих
взглядов легко доказывает их несостоятельность. Несомненно,
впрочем, что вода играет огромную роль в истории марганца.
Мы не можем ею пренебрегать в нашем изложении.
Важно отметить, что марганцовые соли с ионом Мп" рас­
творимы в воде, между тем, как марганцовые соединения, более
богатые кислородом, почти нерастворимы. Так,всякое окисление
соединений, содержащих марганец, уменьшает его миграцию
в биосфере, всякое восстановление ее усиливает.
В биосфере мы знаем два очень важных источника подвиж­
ности химических элементов: живое вещество и природные
воды. Организмы извлекают свои химические элементы из дру­
гих организмов, из пыли воздуха и почвы, из водных псевдо­
растворов и растворов. В конце концов водные растворы
и псевдо-растворы являются наиболее важными.
Марганец в ионах Мп" находится в растворе во всех при­
родных водах. Однако, его содержание в морской воде кажется
ничтожным — количественно его не удалось определить. Опыты
Д. М Е Р Р Е Я И Р . И Р В И Н А указывают, что марганец, пови- 242
димому, сосредоточен в ней в веществе, удерживаемом фильт­
рами, в взвешенной мути (и в организмах, не принятых ими
во внимание). Но он существует в растворе в придонной воде.
В воде рек он встречается постоянно. М Е Р Р Е Й рассчитал, 243
что реки ежегодно приносят в Океан 7,8 X Ю метр, тонн
марганца в виде ионов Мп". Если мы даже уменьшим это число
на половину, согласно новым вычислениям К Л А Р К А , все же 244
количество марганца, вносимое этим путем в море, останется
огромным: порядок явления не изменится. Это обогащение
морской воды марганцем, совершаемое в течение веков, должно
было бы быть ощутимо, однако, не существует никаких при­
знаков какой - нибудь концентрации марганца в море. Часть
вносимых ионов постоянно вновь захватывается живым веще­
ством, другая часть постоянно отлагается в виде вадов на дне
моря. Тот же процесс повторяется в бассейнах с пресной
водой, в болотах, почвах, подпочвах.
Механизм этого явления не очень ясен. Существуют указа­
ния, что в реках и в озерах марганец находится в растворе
Ь

78

ИСТОРИЯ МАРГАНЦА

в виде органических соединений, очень сложных «г у м и н о в ы х
с о е д и н е н и й » . В таком случае это были бы коллоидальные
растворы, и выпадение соединений, содержащих марганец, соот­
ветствовало бы образованию нерастворимых гелей. Некоторые
245 финляндские ученые, напр., В. А А Р н И О, опираясь на иссле246 дования О. А ш АН А о растворенных гуминовых соединениях,
считает, что воды, содержащие железо, и лимониты, в состав
которых входит марганец озер и болот, представляют такие
коллоидальные сгустки. Процесс их образования, по его мне­
нию, не биохимический, и связь его с жизнью заключается
в подготовке нужных органических тел, гуминовых соединений,
живым веществом. Однако, даже в этом случае жизнь неиз­
бежно участвует в образовании гелей. Коллоидальные гели
сосредоточиваются вокруг органических тел — живых или мерт­
вых. Подобное же явление наблюдается, может-быть, в образо­
вании пленок, содержащих марганец на горных породах,
в руслах тропических рек; в Квинсланде это лишайники и во­
доросли НЦбеЬгаптла, сосредоточивающие марганец, растворенный
247 в воде. Мне кажется, что эта теория не может иметь общего
значения. Существование организмов (бактерий) и их влияние
на образование вадов и лимонитов несомненно. К тому же
«гуминовые
соединения»,
почти
неизвестные по
своему
химическому строению, связаны с процессами биохимическими,
при чем связь эта не изучена.
Вадозная, фреатическая и ювенильная вода содержит атомы
марганца. Она их извлекает из продуктов разложения минералов
или разрушения живого вещества. Она несет их из глубоких
областей земной коры в водах минеральных источников.
Два факта очень характерны: 1) количество марганца
во всех этих водах меньше, чем концентрация его в организ­
мах, в них обитающих, и 2) количество марганца по отношению
к железу в них значительнее, чем то же среднее отношение
Мп/Ре в земной коре.
Один из источников, наиболее богатых марганцем,-—Эксельсиор, в Миссури. Он содержит 4,5 X 1 0 * % марганца, согласно
анализу В. М А С С о НА. Вода рек в общем гораздо менее им
богата, однако, некоторые источники пресной воды в Канзасе
249 дают по анализу Ю Н Г А ДО 4 X Ю ~ ° / о марганца. Воды болот
и озер, в которых отлагаются гидрокиси железа, содержащие
марганец и вады, содержат больше марганца; напр., в Еаегуееп'е
_

4

79

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ МАРГАНЦА
3

в Голландии найдено до 1,14 X Ю ~ % марганца. Но обыкно- 250
венно природные воды содержат гораздо менее значительное
количество марганца, п X Ю
— X 1 ~*%
меньше.
Живое вещество, повидимому, сосредоточивает марганец
по сравнению с природными водами, откуда оно его извлекает;
растения содержат п Х Ю
—пХЮ
Мп. Животные содер­
жат его меньше, но все же дают его количества, близкие к макси­
мальным для природных вод.
В пресных водах марганец большею частью встречается
в виде бикарбоната. Это факт большой важности, так как 251
угольная кислота в таких условиях почти всегда находится
в более или менее прямой зависимости от живого вещества
и почти всегда является продуктом жизни. Но состояние в виде
бикарбоната не отвечает всем его растворам: мы находим его
связанным с БОд", быть-может, с Р 0 , с гуматами.
Отношение Мп: Ре в водах — в пресных водах, соленых
озерах и минеральных источниках —>- совершенно иное, чем
их среднее взаимоотношение в земной коре (стр. 64). В этих
водах нередко количество марганца увеличено по сравнению
с железом, а иногда даже его больше чем железа, напр.,
в некоторых источниках Забайкалья или Северной Америки.
252, 253
Такие случаи не являются общим правилом, хотя и нередки.
Но повышенное отношение Мп/Ре в этих водах, по сравнению
с тем же отношением в горных породах, откуда в конечном
итоге воды получают и Мп и Ре — явление обычное. Уже
в них заметно отделение Мп и Бе, совершающееся в биосфере.
Малое количество марганца в воде гидросферы связано, повидимому, с явлениями жизни.
Совершенно несомненно, что вадозные минералы марганца
не вполне нерастворимы и что марганец вадов и пиролюзитов
отчасти вступает в раствор. Механизм этого процесса неиз­
вестен", но он связан с восстановлением высших окислов мар­
ганца, которое идет в среде, богатой разлагающимся орга­
ническим веществом.
Вероятно, это восстановление идет
биохимическим путем, подобно тому как оно происходит при
тех же условиях с соединениями серы, азота, и, вероятно,
железа.
Взаимные отношения вадозных форм нахождения марганца
могут быть изображены в виде вторичного геохимического
кругового процесса:
- 6

-

п

2

и

- 1

4

и

е

щ

е

80

ИСТОРИЯ МАРГАНЦА

Водный —
раствор ц-Мп"ж" I

живое вещество

>- вады и пиролюзиты
— богатые Мп" и Мп

1У

В конце концов значительная часть атомов марганца соби­
рается в биосфере и в осадочных породах в скоплениях,
в виде руд марганца. Сами породы обедняются марганцом.
254 В известняках
его количество (по Ф. К Л А Р К У ) равняется
5 X 1 ° °/о; еще меньшие его проценты находятся в песчани255 ках и глинистых сланцах, считая в том числе глины и мергеля.
Это факт совершенно обратный его распределению в ювенильных породах, где его скопления редки и где общее коли­
чество его в породе сравнительно высоко.
Метаморфические области земной коры являются переход­
ными между этими двумя крайними его состояниями. История
фреатических минералов марганца—промежуточная между исто­
рией вадозных и ювенильных его минералов. Фреатические
минералы марганца многочисленны. В третьей термодинами­
ческой оболочке, в верхних ее слоях, мы еще встречаем соеди­
нения М п 0 и М п 0 . Однако, часть окислов марганца уже
восстановлена до Мп". В нижних областях это восстановление
закончено или почти закончено. Там не находят соединений
Мп 0 , и редко образуются более или менее сложные соедине­
ния М п 0 — некоторые шпинели и алюмосиликаты (группы
эпидотов и граната).
Эти фреатические минералы собираются в глубоких ча­
стях вадозных нахождений марганца, как это мы видели для
марганцовых отложений морского происхождения. Это общее
явление. Ф о г т справедливо объясняет сланцы, богатые желез­
ной слюдкой, часто образующие большие скопления в метамор­
фических слоях, как остатки руд железа и марганца озер,
256 болот и морей.
Интересно отметить большое число фреатических минералов
марганца и их разнообразие; каждый год открывают новые
карбонаты, простые и сложные силикаты, манганиты простые
и сложные, ферриты, фосфаты, арсенаты, ниобаты, танталаты.
Все эти фреатические минералы устойчивы лишь при совер­
шенно определенных условиях.
Когда в результате
геологических явлений, вследствие
движений орогенетических, тектонических или благодаря дей2

2

2

2

3

3

2

81

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ МАРГАНЦА

ствию
денудации, эти фреатические
минералы
попадают
в слои, близкие к земной поверхности, они не могут суще­
ствовать, как таковые, они переходят в псиломеланы, вады, пиролюзиты и другие вадозные минералы, они разрушаются
водными растворами, их марганец входит в живое вещество.
Если вследствие орогенетических и тектонических движений
эти же самые минералы проникают в глубь магматической термо­
динамической оболочки, они не могут в ней
оставаться
без новых молекулярных перегруппировок. Здес атомы мар­
ганца устойчивы лишь растворенные в другом твердом телекогда они находятся в изоморфных смесях, более бедных мар,
ганцом, чем фреатические или вадозные его минералы.
Этот факт подтверждает старинное наблюдение рудокопов,
что все рудники марганца становятся более бедными по мере'
большего углубления. Общая геохимическая история марганца
может быть изображена следующей схемой его первичного
геохимического кругового процесса (табл. IX):
Т А Б Л И Ц А IX.
ЦИКЛ

Фреатическая"
область.

Ювенильная
область

В верхних частях ми­
нералы, содержащие

Соли Мп" кис­
лот танталовой,ниобовойи
вольфрамовой.

Вадозная
область
Живое
ство

вещеА

МАРГАНЦА.

Мп0 , Мп 0 , МпО
I
А
2

Водные раство­
ры Мп"
Ф
" 1т5 Si
ч

о

О

о

ч
Si <
/

•

.

Это ядро я буду называть к а о л и н о в ы м я д р о м (стр. 116).
Мы увидим, что образование и существование каолиновых ядер
имеет большое значение в геохимических процессах.

113

АЛЮМОКРЕМНЕВЫЕ ГИДРАТЫ. ГЛИНЫ

Если мы допустим, что глины являются сложными кисло­
тами, — что вытекает из соображений, не связанных с природными
процессами, — вся история кремния и алюминия в земной коре
может быть представлена в виде единого процесса.
Металлические силикаты и алюмосиликаты, устойчивые
в глубинах земной коры, на поверхности ее превращаются в соли
других кислот, прежде всего в карбонаты, очень стойкие в сре­
де биосферы. Вместе с тем их кремнеземистые и глиноземистые
остатки дают гидратные соединения: гидраты и коллоиды, окиси
алюминия (бокситы, гидраргиллиты), коллоиды кремнезема (опалы),
гидраты алюмокремневых ангидридов и коллоиды (каолиновые
глины).
Таким образом, в результате действия воды и угольной кис­
лоты все соединения кремнезема и глинозема по прошествии
некоторого времени разлагаются на земной поверхности. Они
теряют свои металлы, давая карбонаты или другие соли; они
заменяют входившие в их состав окиси водой. Образование
карбонатов, карбонатизация — химический обмен между БЮ
и С 0 в их соединениях — один из самых важных процессов
в механизме биосферы.
Он поглощает огромные количества угольной кислоты из
атмосферы и определяет геохимические циклы углерода (стр. 209).
Его значение видно, например, из того факта, что метрический
куб ортоклаза (К А1 51 0 ) или альбита (Ыа А1 81 0 ) для пре­
вращения в каолин (Н А1 81 0 -Н 0) поглощает 200 килограммов
С 0 , и что слой каолина в 100 метров требует для своего
образования массу этого газа, в 4,2 раза превышающую общую
массу всей угольной кислоты, существующей в атмосфере.
Представление о каолиновых глинах, как о кислых солях
кремнезема, не дает нам единого представления об этих явле­
ниях, могущего заменить е д и н о е химическое объяснение разно­
образных процессов, сюда относящихся, которое дается теорией
каолиновых комплексов.
Согласно этой теории, каолиновые глины могут быть выра­
жены следующими формулами:
2

2

2

2

6

16

2

2

2

2

8

2

2

ОН
0 Н

>А1 51 0 -Н 0
2

2

6

2

Каолин

ОН
А 1 2 5

Очерки геохимии.
0Н>

*4°1о

Пирофиллит

2

6

16

114

КРЕМНИЙ И СИЛИКАТЫ В ЗЕМНОЙ КОРЕ

Во всех случаях в этих телах находится каолиновое ядро
(стр. 116).
Коллоидальные формы каолиновых глин гораздо более рас­
пространены, чем их кристаллические разности: они образуются
в биосфере и являются господствующими или существуют
исключительно в почвах наших климатов, они образуются
в. областях богатых «гуминовыми кислотами» и в болотах.
Строение этих коллоидов не всегда известно. Это, несомненно,
алюмокремневые тела и, повидимому, их мицеллы в большинстве
случаев образованы из мельчайших кристалликов алюмокремневых г и д р а т о в , например, Н А 1 5 ь 0 (или Н А 1 5 ь 0 Н 0 —
каолин) в галлуазитах. ( Н А 1 5 ь 0 - 2 Н 0 — приблизительно).
Возможно,
однако, что существуют коллоиды другого
строения:
А1 5ь0 -|-Н 0
2

2

2

2

2

8

8

7

2

2

8

2

2

2

где мицеллы образованы из алюмокремнистых а н г и д р и д о в .
Повидимому, такие тела могут давать леверрьериты и ана­
логи, о которых упоминалось раньше (стр. 98).
Каолиновые глины играют большую роль в строении верхней
оболочки земного шара. Мы их всюду встречаем в верхних
слоях земной коры, в глинах, в конгломератах, в сланцах,
в почвах и подпочвах, в лесе; они всюду находятся в изобилии,
часто образуя главную часть осадочных пород. Они собираются
в детритах ледников, на дне озер, болот, в дельтах рек. Они
образуют илы дна океанических глубин и покрывают в еще
больших количествах безграничные равнины континентов. . Они
* образуют большие отложения последних оледенений Евразии
и Северной Америки — Гренландии. Из состава осадочных по­
род, по определению Ф. К Л А Р К А , следует, что количество каоли­
новых глин не может превышать 1°/о общей массы земной
332 коры. Однако, эти определения, повидимому, слишком низки.
Ф. Кларк и другие американские ученые, как, например,
333 К. В а н X а й з, занимавшиеся теми же вопросами, несомненно, не
дооценивали количество глин, принимая во'внимание лишь физикогеографические условия Северной Америки. Осадочные слои
Евразии, русского плато и Сибири производят совершенно иное
впечатление. Можно вывести из недавних определений проф.
334 В . Н . Ч И Р В И Н С К О Г О в Киеве, основанных на исследованиях
и идеях проф. П. Я. А р м А Ш Е В С К О Г О, ЧТО количество каоли-

АЛЮМОКРЕМНЕВЫЕ ГИДРАТЫ. ГЛИНЫ

115

новых глин гораздо больше, нежели это предполагали Ф. К Л А Р К
и К. В А Н Х А Й З . В. Н. Ч И Р В И Н С К И Й получил для серии пород,
•слагающих земную кору в Киеве ( 4 0 0 метров), около 14, 3%
каолиновых глин.
Но для наших • выводов более общие данные Ф. К Л А Р К А
и В А Н Х А Й З А достаточны. Они показывают порядок явления.
Каолиновые глины по весу дают массы того же порядка (и,ве­
роятно, их превосходят), отвечают весу всего земного водорода,
входящего в состав воды, или всего живого вещества биосферы.
Их масса без сравнения больше массы всех руд тяжелых ме­
таллов, за исключением, может-быть, железа.
Значение процессов образования глин, несомненно, велико
с точки зрения теплового режима земли. Алюмосиликаты — со­
единения эндотермические. Во время их разложения на земной
поверхности происходит освобождение тепла, количество кото­
рого не ничтожно. В среднем превращение (гранитной.) породы
в глины сопровождается выделением 120 калорий на 1 грамм,— 335
количество огромное, большей частью отвечающее образованию
каолиновых глин.
Это поверхностные реакции. Обратные процессы начинаются
уже на небольших глубинах. Каолиновые глины дают новые
соединения и поглощают тепло. Вероятно, здесь существует
равновесие: поглощается и выделяется приблизительно одина­
ковое количество тепла.
Можно различить две формы превращения глин. Они пре­
вращаются в ангидриды или в соли.
Первый процесс может быть представлен, например, следую­
щими формулами:
336

337

Эти.превращения вызываются в природе нагреванием, может-быть, давлением. Однако, несомненно, что потеря воды связана
с химическими процессами.
Гораздо обычнее более глубокое превращение глин: они
.дают алюмосиликаты. Это те же каолиновые алюмосиликаты,

116

КРЕМНИЙ И СИЛИКАТЫ'В ЗЕМНОЙ КОРЕ

которые на земной
глины.

поверхности превращаются в каолиновые

Мы здесь видим первичный, отчасти, замкнутый цикл:
Вадозная область

Каолиновые глины

И
Фреатическая
область

Каолиновые алюмосйликаты калия, натрия и другие (соли каолиновых
глин)

| .1
; Силлиманит и его
|
группа
Кварц (не меняются в вадозной области).

11. Каолиновое ядро и каолиновые алюмосиликаты.
Изучая алюмосиликаты, дающие каолиновые глины на земной
поверхности, мы ясно видим, что это всегда алюмосиликаты
особого строения.
Описаны были тысячи случаев подобного превращения, и они все
получают достаточное объяснение с точки зрения представления
об алюмосиликатах, как производных алюмокремневых компле­
ксов. Эти процессы непонятны, если рассматривать глины как
кислые соли кремневых кислот.
А л ю м о с и л и к а т ы , п р е в р а щ а ю щ и е с я на п о в е р х - ,
н о с т и в к а о л и н о в ы е глины, и м е ю т то же х и м и ч е ­
с к о е с т р о е н и е , ч т о и э т и г л и н ы . С т р о е н и е же:
а л ю м о с и л и к а т о в , не д а ю щ и х к а о л и н о в ы х г л и н ,
с о в е р ш е н н о иное.
Это эмпирическое обобщение может быть проверено огром­
ным количеством фактов. Оно дает нам удобный и верный
способ для исследования молекулярного строения алюмосиликатов.
Изучая отношения между различными каолиновыми глинами,
исследуя их в наших лабораториях или наблюдая их изменения
в природе, можно убедиться, что все они превращаются или
могут быть превращены в к а о л и н .
Можно, таким образом, считать каолин
^>А1 5ь.0 .Н,0
2

8

представителем всех каолиновых глин. Он вместе с тем, повидимому, самый устойчивый из кислот, которым отвечают в верх­
ней термодинамической оболочке земной коры каолиновые
алюмосиликаты.
Очень характерно, что наиболее важные и распространен ные
группы ювенильных алюмосиликатов дают глины — каолин —

КАОЛИНОВОЕ ЯДРО И КАОЛИНОВЫЕ АЛЮМОСИЛИКАТЫ

117

«а земной поверхности. Между всеми первичными алюмо- ззз
силикатами массивных пород одна лишь группа мелилита и геленита представляет исключение . и никогда не дает каолиновых
глин; она должна иметь совершенно иное строение.
Это,
вероятно, продукт присоединения к ортосиликатам.
ззч
Среди фреатических минералов многие алюмосиликаты иден­
тичны с теми, какие мы встречаем в изверженных породах; они
все дают каолиновые глины на земной поверхности. Суще­
ствуют, однако, фреатические алюмосиликаты в кристалли­
ческих сланцах — алюмосиликаты железа и магния, отчасти
кальция — никогда не встречающиеся в свежих изверженных
породах и не дающие каолиновых глин на земной поверх­
ности. Таковы, например,* различные хлоритоиды и хлориты;
оттрелит, хлоритоид, Маргарит, пеннины, клинохлоры, так же
как ставролит, призматин и т. д.
Их строение
иное
(стр. 130).
Таким образом, повидимому, самая большая часть алюмисиликатов, почти все алюмосиликаты массивных пород и значительная
часть кристаллических сланцев имеют строение, тождественное
с каолином. Они одни, несомненно, образуют большую ч а с т ь
земной коры, гораздо больше ее половины.
Эти каолиновые силикаты образуются во время застывания
магм при высокой температуре, часто при высоком давлении.
При тех же условиях они осаждаются во фреатических областях.
Они образуются в них также при более низкой температуре,
выделяясь из водных растворов, во время химических реакций 340
при высоком давлении и в присутствии водных паров. Это
так называемые гидротермальные минералы.
341
Повидимому, температура при их образовании не должна
быть очень высокой. Синтетические опыты указывают, что
минимальные температуры, при которых образовывались каоли­
новые алюмосиликаты, отвечают приблизительно 170 — 200° Ц.
В 1862 г. С . - К л е р - Д е в и л ь первый воспроизвел при этой 342
температуре каолиновый алюмосиликат, один из цеолитов,
Левин (хабазит) — действием алюминатов на силикаты в водном
растворе. Более поздние работы не понизили эту темпера­
туру. Однако,, ничто нам не доказывает, чтобы 'мы находи- 343
лись на границе поля образования каолиновых алюмосиликатов.
Очень характерно, однако, что точные факты их образования
при низкой температуре биосферы отсутствуют.
344

118

КРЕМНИЙ И СИЛИКАТЫ В ЗЕМНОЙ КОРЕ

Все эти каолиновые алюмосиликаты, так же как каолиновые
глины, образовавшиеся из них при их разложении под влиянием
атмосферных агентов — воды, угольной кислоты, кислорода,
содержат один и тот же алюмокремневый комплекс, остаю­
щийся неизменным во время всех многочисленных разнообразных
химических реакций.
Это тот остаток, который я назвал к а о л и н о в ы м я д р о м
(стр. 114).
Его простейшим выражением является:
А1 5ь0
2

,

7

и простейшая, ему отвечающая, кислота или соль будет Рч А1 5ь0 ,.
где Рч = Н , Ш , К , и , Ва, Са,
и т. д.
Это ядро имеет особенное строение, оно остается неизмен­
ным во время многочисленных химических реакций этих алюмо­
силикатов.
При высокой температуре оно очень устойчиво
и образуется в результате простого взаимодействия соответ­
ствующих окислов (идет синтез каолинового ядра). Самая низкая
температура,установленная для его синтеза равна 170°Ц. (при высо­
ком давлении); вероятно, она еще ниже. При температуре
земной поверхности каолиновое ядро не образуется.
Это, повидимому, эндотермическое тело, и оно не образуется
вне земных областей, обладающих большими запасами свобод­
ной энергии.
Все вадозные материалы с каолиновыми ядрами — продукты
преобразования минералов с каолиновыми ядрами, созданными
уже раньше в фреатических или ювенильных областях.
Таким образом, все алюмосиликаты, превращающиеся в каоли­
новые глины и происходящие из их обратного превращения
имеют одно и то же каолиновое ядро, одинаковое для всех,
очень устойчивое, сохраняющееся миллионы лет и -встречаемое
частью неизменным в тысячах химических соединений.
Здесь не место останавливаться подробно на строении каоли­
нового ядра и на вопросах теории алюмосиликатов.
Существование этого устойчивого комплекса есть факт,
который останется неизменным даже, если современные теорети345 ческие объяснения его строения подвергнутся изменению.
Но все же необходимо подчеркнуть, что такая устойчи­
вость лучше и проще всего объясняется существованием коль­
цевого строения. Мы имеем в таком случае явление очень
2

2

2

2

2

2

2

8

КАОЛИНОВОЕ ЯДРО И КАОЛИНОВЫЕ АЛЮМОСИЛИКАТЫ

119"

обычное для целого ряда природных соединений (см. нефти,
стр.162).
Придавая каолиновому ядру такое кольцовое строение, мы на­
ходим его в самых разных химических телах, сюда относящихся
Таков ангидрид А1 2 51 2 0 7 — (леверрьерит)
л 1

/
О

\
,

0 = 81

О
-81 =

О
!

О
\

0

7

I

О

А1

/

или калиевая соль кислоты Н 2 А1 2 81. 1 0 1 2 —лейцит — К 2 А 1 2 8 1 4 0 ] г
ОК

О

О

/

ч

° =< о > <

=

К о >
X

0

/

о

о
\

А1 /

ок
Оставляя в стороне все частности, остановимся настроении
алюмосиликатов только, поскольку это необходимо для нашей
цели — геохимической истории кремния.
Можно подразделить все каолиновые алюмосиликаты на два
ряда аналогичных соединений.
I. Простые соли алюмокремневых кислот, иногда их гидраты.
М А1 а
2

2

2 ь п

и

МА1 2 8] 2 +

п

О

08

М 2 1 1

где / 7 = 0 , 2, 4, 6, 8, 10,

2п

м = К, N3, и.

I

+

и

М = Са,

(Ва)

II. Продукты присоединения к солям иногда гидраты:
I

/ЯУ^А^

п

и

I

0 8 , дА

где М — К, Иа. •

2п

'

/?М А1 51 ^
2

2

п

п
о

8

+

2

п?

л

М-Са,

М§,

Ие,

Мп

= 1, 2, 3, 4, 5;
? = 1 , 2.

/7

120

КРЕМНИЙ И СИЛИКАТЫ В ЗЕМНОЙ КОРЕ

Продукты присоединения являются сложными соединениями,
свойства которых определяются каолиновым ядром. Химические
элементы, не входящие в это ядро и образующие в структуре
тела особую группу А, лишь очень незначительно изменяют
химические свойства соединения.
Химический состав группы А очень изменчив и может
быть выражен простыми молекулярными химическими форму­
лами, он может включать атомы алюминия и кремния.
Характер его связи с каолиновым ядром не изучен. Эта
связь достаточно глубока, чтобы свойства соединения, отве­
чающего группе А, не проявлялись, (например, когда А соответ­
ствует ИаС1, свойства ЫаС1 не могут быть открыты в соеди­
нении), но вместе с тем она недостаточна, чтобы изменить
реакции каолинового ядра.
346
в природных каолиновых алюмосиликатах наблюдаются
очень различные молекулярные комплексы, например: №С1,
№ Н 5 0 , № 5 0 , № 8,1ЧаН5, СаБО,, С а С 0 , 1У^ 5Ю , Са,БЮ ,
Са(ОН) , Н 0 , 510, и т. д.
В лабораториях получено большое количество алюмосили­
катов, в которых эти группы имеют еще иную формулу, соот­
ветствуют солям органических кислот, соединениям Бе, Те и т. д.
Такие сложные алюмосиликаты играют важную роль, как
ювенильные или фреатические минералы, в геохимической истории
углерода, хлора и серы.
Каолиновые алюмосиликаты образуются в магмах одновре­
менно с простыми силикатами, с пироксенами или с перидотами.
В них тогда наблюдается очень характерное распределение
металлов магмы между каолиновым ядром и простыми силикатами.
Это распределение определяется правилом, впервые указан347 ным в 1854 г. К а р л о м С е н т - К л е р - Д е в и л е м .
Алюмо­
силикаты
обыкновенно при этом бесцветны (лейкократы)
простые же силикаты часто окрашены, темные (меланократы)
В ряду, установленном Е. С е н т - К л е р - Д е в и л е м :
4

4

2

2

3

2

4

4

2

К ( Щ Ыа, C a . M g . M n . F e .
металлы расположены так, что, считая слева направо, они все
меньше и меньше входят в каолиновые ядра, а считая справа на­
лево, они все меньше и меньше входят в простые силикаты. Про­
стых силикатов калия или натрия и каолиновых алюмосиликатов
железа или магния нет совсем среди минералов массивных пород.

ПОЛЕ СУЩЕСТВОВАНИЯ КАОЛИНОВОГО ЯДРА

121

Каолиновые алюмосиликаты охватывают большую часть веще­
ства магм при их превращении путем застывания в горные
породы; минералы, им соответствующие, господствуют в массив­
ных породах.
В них можно различить три алюмокремневых кислоты:
Н А1 5ь0 , Н о Л Ь ^ О , , и Н,А1,81 О .
2

2

8

6

и;

Все три существуют в свободном состоянии (очень часто
с избытком воды). Полевые шпаты, слюды, нефелины, сканолиты, лейциты, акмиты, гранаты и т . п . — все ювенильные алюмо­
силикаты изверженных пород являются солями или продуктами
присоединения к солям этих кислот.
Ббльшая часть фреатических алюмосиликатов (например,
эпидоты, цеолиты).имеют такое же строение.
Изучение химического строения этих тел, общего им каоли­
нового ядра имеет, очевидно, большое значение, большее впрочем
для минералога, чем для геохимика.
12. Поле с у щ е с т в о в а н и я к а о л и н о в о г о ядра.
В геохимии для нас важно точно определить поле существо­
вания каолиновых алюмосиликатов, Когда и при каких усло­
виях распадаются эти соединения с каолиновыми ядрами, самые
важные ювенильные и фреатические соединения кремния и алю­
миния? Когда и при каких условиях разбивается само ядро,
•а атомы кремния и алюминия разделяются и дают независимые
соединения?
В наиболее простой форме эта реакция связана с отделе­
нием всех частиц БЮ из гидрата Н А1 5ьС\ и его солей.
Эта реакция происходит при высокой температуре, для
чистого каолина близкой к 1000° Ц. Надо думать, что као- зад
линовый ангидрид имеет полимерную формулу (А1 5ь0 ) , так
как при нагревании каолина получаются кристаллы, близкие к сил­
лиманиту, но более богатые алюминием; в этих случаях обра­
зуются кристаллизованные тела /0А1 О дБЮо, — где р больше д, зю
т.-е. идет увеличение алюминия в комплексе. Это кристаллы,
образующие тесто фарфора. Их химическая формула, повидимому,
всегда отвечает телу, названному к е р а м и т о м . М е л л о р о м
и С к о т т о м или м у л л и т о м Н. Б о у э н о м и В. Г р и г о м .
Состав его отвечает эмпирической формуле А1 51 0 . Повидимому,
это один из членов целого ряда соединений типа
рА\ 0 дБЮ 2

2

2

ч

2

2

7

п

3

6

2

13

2

А

2

122

350

351

КРЕМНИЙ и силикаты В ЗЕМНОЙ КОРЕ

В аналогичных случаях — в природе — под влиянием высокой
температуры или давления каолиновые глины часто дают силлиманит, дистен или андалузит более простой формулы А1 5Ю .
Неустойчивость каолиновых ядер при высокой температуре (при
определенных условиях) показана и для некоторых других слу­
чаев в наших лабораториях. Так, например, синтетические
опыты польского ученого С. А. В е й б е р г а , столь простые
и изящные, доказали, что при очень высокой температуре
синтетические щелочные алюмосиликаты не имеют каолинового
строения. Вместо К А1 81 08 образуется К А1 5Ю . Когда темпера­
тура понижается, получается натровый алюмосиликат с каоли­
новым ядром. Однако, кальциевая соль той же кислоты —
анортит СаА1 8ь 0,>— расплавляется при 1550° Ц., не р а з лагаясь.
Повидимому, другие каолиновые алюмосиликаты могут быть
устойчивыми при еще более высоких температурах. Наиболее
стоек лейцит К А1 81 0 , температура плавления которого
1755° Ц. Теряя 28Ю , ортоклаз К А ^ О ^ дает при 1220° Ц.
лейцит, сохраняя свое каолиновое ядро неизменным.
Повидимому, таким образом, очевидно, что разрушение каоли­
нового ядра под простым влиянием температуры не только раз­
лично для разных кислот, но зависит от металлических осно­
ваний, с которыми ядро соединено.
Вся эта область химии
алюмосиликатов мало изучена; в ней существуют проблемы,
которые я здесь могу лишь затронуть.
Они имеют большое
значение для объяснения генезиса природных алюмосиликатов.
Так, в земных магмах некоторые каолиновые алюмосиликаты
(соли) устойчивы при температуре застывания, не превышающей,.
но близкой к 1600 — 1700° Ц.
При этой температуре каолиновые а н г и д р и д ы не могут
уже существовать. Ангидрид А 1 8 ь 0 разрушается уже при 900—
1000° Ц..
В связи с этим в магмах при этих условиях выделяются
не каолиновые, а другие сложные ангидриды; это ангидриды
другого строения, как, например, силлиманит А1 8Ю , соли
которого в магмах отсутствуют. Но соли каолиновых анги­
дридов существуют при самых высоких температурах магм.
Можно, таким образом, считать, что з е м н ы е , м а г м ы
во в с е м их н а м и з в е с т н о м п р о т я ж е н и и я в л я ю т с я
полем с у щ е с т в о в а н и я к а о л и н о в ы х тел.
2

2

2

352

2

2

2

2

(;

2

2

2

4

12

2

353

354

355

2

356

7

2

5

5

ПОЛЕ

СУЩЕСТВОВАНИЯ

КАОЛИНОВОГО

ЯДРА

123

Связь между глиноземом и кремнеземом в каолиновых
алюмосиликатах нарушается при гораздо более низких темпе­
ратурах под влиянием сильных кислот. В земной коре —
в биосфере это производят серная кислота и серный ангидрид,
разлагая полевые шпаты или каолины.
В вулканических областях образуются калиевые и кис­
лые алюмосульфаты
(разные квасцы,
например,
алюнит 357
К о Б О ^ ЗА1 (50 ) 6 Н 0 ) ; таково издревле известное нахождение
алюнита в Тольфа, в Италии.
з&з
Но тот же процесс совершается при еще более низких тем­
пературах, не доходящих до 100° Ц. Условия этих разложений
мало известны, но очень возможно, что во многих случаях
они находятся в связи с накоплением и разложением живого
вещества. Ф О Р Х Г А М М Е Р давно доказал большую роль водо- 359
рослей и_ морских растений в образовании квасцовых слан­
цев. Хот.я химический процесс здесь и не ясен, но, очевидно,
что каолиновые глины, железные соли, органические вещества
и свободный кислород принимают в нем участие.
зб»
Разрушение каолиновых алюмокремневых
молекулярных
структур еще чаще совершается в биосфере под влиянием жи­
вого вещества.
Для его изучениянеобходимо предварительно установить
общие условия стойкости ювенильных и фреатических алюмо­
силикатов в биосфере. Они в ней неустойчивы, как я уже это
указывал. Их превращение в ней совершается медленно, но не­
прерывно. В общем можно отметить две различных стадии.
В первой стадии — при образовании каолиновых глин, сво­
бодных алюмокремнистых кислот, связь между алюминием
и кремнеземом остается не рушенной.
Во второй — э т а связь нарушается, и получаются другие, еще
более устойчивые в биосфере в присутствии живого вещества,
соединения алюминия, чем каолиновые глины.
Такими устойчивыми телами являются для кремния — к р е м ­
н е з е м (кварц) и его гели, для алюминия — кристаллические
гидраты глинозема (см. стр. 95, 109), (А1 (ОН) — гидраргиллит?),
для обоих металлов в присутствии магния — водные силикаты
и алюмосиликаты магния.
Прежде, чем итти дальше, остановимся на истории крем­
ния в земной коре при одновременном нахождении в ней
магния.
2

4

3

2

3

124

КРЕМНИЙ

И

СИЛИКАТЫ

13. Магний и кремний.

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Магний в з е м н о й коре.

Присутствие солей магния вообще совершенно меняет усло­
вия устойчивости атомов кремния в присутствии воды. Магний
дает легко водные силикаты. Он не единственный металл, дающий
их в биосфере. Дают их и три других металла того же изоморф­
ного ряда — №, Си и Ъх\. Но это металлы редкие, и соедине­
ния их играют очень подчиненную роль в массе биосферы.
361
Совершенно иная роль магния.
Масса его атомов может быть сравнима с массой щелоч­
ных металлов и с массой кремния, она отвечает порядку
т X Ю метрических тонн. Магний один образует 2,35%.массы
земной коры (таблица V).
1 8

Быть-может, атомы его еще более многочисленны в глубоких
слоях, в базальтовой оболочке и ниже (таблица V I ) . .
Ббльшая часть массы атомов магния в своих первичных
формах — ювенильных минералах — связана с кремнеземом.
Мы, однако, уже видели, что связь эта совершенно иная, чем
связь щелочных металлов (стр. 1 2 0 ) . Простые силикаты-—
метасиликаты и ортосиликаты — группа пироксенов, амфиболов
и перидотов содержат наибольшую часть его атомов. По опре362 делению
Г. В А Ш И Н Г Т О Н А И Ф. К Л А Р К А ,
количество М § ,
содержащегося в изверженных породах, равно в среднем' 2 , 0 9 % .
Ббльшая часть этого магния входит в указанные простые
силикаты.
Состояние магния в них не всегда ясно. Пироксены и амфи­
болы очень часто содержат большие количества окиси алюми­
ния, связанной, согласно теории австрийского ученого Г. Ч Е Р М А К А ,
с магнезией в форме соли MgAl2SiO , не имеющей
3 6 3 каолинового
строения. Теория Ч Е Р М А К А
встретила в по364 следнее время много противников, однако, мне кажется,. что
она в общем довольно хорошо объясняет известные факты.
Количество MgAl2Si0 , содержащееся в амфиболах и пироксенах, не превышает 25°/о, однако, польский ученый С. М О Р О ­
З Е в и ч получил искусственные пироксены, содержащие до
73°/о солей (большей частью кальциевых) кислот Н Р е 8 Ю и
Н А1 5Ю . В этом случае дело идет уже о твердом растворе
иного, обратного характера: здесь метасиликат растворен
в солях гипотетических алюмо-и феррисиликатов Ч Е Р М А К А .
G

6

2

2

2

6

6

МАГНИЙ

И

КРЕМНИЙ.

МАГНИЙ

В

ЗЕМНОЙ

125

КОРЕ

Однако, сложному соединению, полученному М О Р О З Е В И ч Е м, можно дать и иное объяснение.
365Другая часть магния магм — гораздо меньшая — связана
с первичными каолиновыми алюмосиликатами.
Каолиновые алюмосиликаты магния так же, как и железа,
резко отличаются от других каолиновых алюмосиликатов тем,
что они не дают ни в магмах ни в метаморфических обла­
стях чистых солей, аналогичных анортиту СаА1 5Ю , орто­
клазу К о А ' о Б ' б О ю , и т . д.
Мы в них наблюдаем — не очень часто — лишь продукты
присоединения к каолиновым ядрам магния, например:
2

Пироп. М Е А 1 , 5 Ь . 0 ^ , 5 Ю
;

(!

8

1

/ Н 5Ю,
2

кордиерит 4(Mg,Fe) • А1,5ь0

8

\SiOo

Эти продукты в изверженных породах образуются при осо­
бых

УСЛОВИЯХ.

366-

Но в этих породах еще более распространены каолиновые
алюмосиликаты, богатые магнием, иного строения. Это очень
распространенные м и н е р а л ы — ч е р н ы е с л ю д ы (биотиты, гоутониты и другие). Их строение мало известно: они всегда содер­
жат каолиновое ядро (К, Н) А 1 5 ь 0 , н о магний в него не вхо­
дит; он, повидимому, наблюдается в боковой цепи или же, что
менее вероятно, входит в состав алюмосиликата хлоритовой
группы, так или иначе связанного с производным телом каоли­
нового ядра (К, Н ) А1,5Г 0 .
Во всяком случае положение магния в слюдах и в таких
каолиновых алюмосиликатах, как гранаты, резко различное.
Все ювенильные, содержащие магний, силикаты и алюмосили­
каты изменяются в фреатической области и еще более в био­
сфере. Черные слюды дают иногда хлориты, силикаты пере­
ходят в водные магниевые силикаты и, быть-может, также
в хлориты.
2

2

2

2

8

8

Мёньшее количество магния выделяется из магм в состоянии
первичных алюминатов, шпинелей.
В биосфере, в вадозных областях, химический характер
магния совершенно иной. Этот элемент играет большую еще не­
достаточно выясненную роль в живом веществе. Так, хлорофил —
зеленый пигмент растений, близкий к белкам, роль которбго

126

КРЕМНИЙ И СИЛИКАТЫ В ЗЕМНОЙ КОРЕ

в геохимическом эффекте живого вещества совершенно исклю­
чительна, содержит до 2°/ магния. Количество хлорофила,
заключающееся в сухом веществе зеленых частей растений,
367 часто доходит до 1°/о и даже больше. В биосфере в каждую
данную минуту находятся
количества хлорофила порядка
лХЮ
тонн и в них л Х Ю
тонн магния.
Несомненно, что магний играет не менее важную роль
в строении некоторых белков, столь распространенных в жи­
вом веществе, быть-может, в плазме большинства орга363 низмов.
.369
Магний живого вещества (л X Ю / о его массы) в глав­
ной своей части удерживается в нем в течение всего геоло­
гического времени; меньшая его часть выделяется в конце
концов в виде магниевых карбонатов и различных других его
растворимых солей, переходящих на земной поверхности частью
в магниевые силикаты, мало растворимые. Часть его атомов
•всегда остается растворенной в природных водах, постоянно
переходя в живое вещество. В Океане заключается по край­
ней мере 5.5 - 6.0 X Ю метрических тонн магния.
0

1 3

1 1

- 2 о

1 6

14. Вадозные и фреатические силикаты и алюмосиликаты
магния.
Живое вещество значительную часть своего магния полу­
чает из водных растворов, частью в свою очередь извлекаю­
щих магний из живого же вещества, частью генетически свя­
занных с вадозными магниевыми минералами. Вадозные мине­
ралы магния очень многочисленны, что указывает на большую
роль этого химического элемента в биосфере.
Среди сотен таких соединений преобладают частью его
водные силикаты, частью карбонаты, иногда также водные.
Они связаны между собою своим генезисом. Динамические
равновесия часто наблюдаются между ними и водой.
Их можно выразить следующей схемой:
Водные силикаты —>• Водные карбонаты —>• Доломиты (СаМ^) С 0
магния
*—
магния
—>и магнезиты (1%С0 )
3

3

Водные силикаты магния в большом количестве находятся
. в вадозных и фреатических областях земной коры. В вадозных областях они часто рассеяны и не привлекают нашего
внимания, так как обычно скрыто-кристалличны.

ВАДОЗН,

И ФРЕАТИЧЕСК.

СИЛИКАТЫ

И АЛЮМОСИЛИКАТЫ

МАГНИЯ

127

Такие магниевые тела совсем не редки в почвах и в под­
почвах, в глинах, в доломитах и в известняках. Повидимому, 370
они всегда находятся в верхних земных слоях, где течет
вода. Их кристаллы, частью микроскопические, часто пред­
ставляют тонкие
волокна, образующие
массы, подобные
азбесту. Многие силикаты магния являются коллоидами. Суще­
ствуют переходы и смеси между кремнеземистыми коллоидами
(опалами) и коллоидами кремнеземо-магнезиальными.
В этих телах содержатся большие или меньшие количества
глинозёма. Они собирают алюминий (стр. 131) в биосфере
и дают очень своеобразные молекулярные строения, частью вод­
ные алюмосиликаты магния, частью — водные силикаты, содер­
жащие алюминий.
Образование этих водных алюмосиликатов и силикатов
в вадозных областях очень характерная черта в истории маг­
ния. Аналогичные силикаты известны для кальция, но они играют
лишь второстепенную роль в его геохимической истории. Алюмо­
силикаты, аналогичные магниевым, имеют некоторое значение
в истории железа в виде изоморфной подмеси к феррисиликатам
закиси железа, того же строения. Наблюдаются богатые скопле­
ния таких железных руд. Алюмосиликаты закиси железа— в каче- 371
стве растворителя изоморфной смеси точно не установлены.
Силикаты магния, содержащие воду, играют важную роль
в строении метаморфической оболочки.
Здесь сосредоточены огромные массы таких силикатов —
тальки, серпентины, стеатиты, антигориты; они образуют горы,
дают в земной коре почти чистые массы в сотни миллионов
метрических тонн. Они гораздо менее богаты водой, чем вадоз­
ные; водные силикаты магния, и их строение, повидимому, иное.
Невозможно представить строение этих фреатических мине­
ралов, например, серпентина
372
ЗMgO. 2 Н 0 . 2510,,.
М
Н 51 0 ,
2

ё з

ё

2

2

не допустив существование в них группировок Б1 — ОН.
Только при этом допущении получается соответствие между
данными анализа и структурной формулой. Вся вода (12,04°/о
для чистого серпентина) конституционная и выделяется сразу
при температуре выше 500°/ . Она; несомненно, входит в хими­
ческую молекулу.
0

128

373

374

КРЕМНИЙ

И СИЛИКАТЫ

В

376

КОРЕ

Можно подумать, что присутствие магния изменяет свойства
атомов кремния и допускает существование группировок Б1 — ОН,,
обычно неустойчивых. Такие же группировки с гидроксилом,
повидимому, существуют для кремне-органических соединений.
Можно думать, что и кремний в присутствии щелочных и ще­
лочноземельных элементов в растворе тоже получает свойство
удерживать ионы (ОН). В этих случаях в растворах будут суще­
ствовать ионы БЮз" и ОН, отвечающие не существующим
в твердом виде гидратам БЮ (ОН) или Б) (ОН) .
Эти магниевые фреатическйе минералы генетически связаны
с вадозными (напр., ренсселярит, энафит и другие). С другой
стороны, такая же генетическая связь существует между этими
фреатическими минералами и ювенильными магниевыми сили­
катами. .Часто метасиликаты (энстатиты) и ортосиликаты (пери­
доты) основных изверженных пород в фреатических областях
под влиянием воды нацело превращаются в серпентин, при
большом давлении и сравнительно высокой температуре:
2

375

ЗЕМНОЙ

4

1У№ 5Ю + МёБЮ, + 2 Н , 0 - Л ^ Н ^ - А , .
2

4

Превращение серпентинов и других магниевых фреатических
силикатов в магниевые силикаты, очень богатые водой, в сили­
каты, образующиеся всюду кругом нас в биосфере из водных
растворов, доказывает, что эти поверхностные магниевые
силикаты неизбежно должны превратиться в серпентины и в ана­
логичные тела, когда в результате геологических явлений они
очутятся в более глубоких слоях, где последние устойчивы.
Таким образом можно утверждать, что образование водных
магниевых вадозных силикатов является подготовкой к образо­
ванию фреатических его силикатов, менее богатых водой или
даже безводных, и что между их строениями должна существо­
вать определенная зависимость.
Все магниевые вадозные силикаты почти всегда содержат
377 алюминий, количество которого может достигать 20°/о. Тела,
богатые алюминием, в метаморфических областях частью пре­
вращаются не в силикаты, а в водные магниевые алюмосиликаты,
чрезвычайно в них распространенные и имеющие совершенно
иное строение, чем каолиновые алюмосиликаты — в хлориты
378

И

В

ХЛОРИТОИДЫ.

Эти магниевые алюмосиликаты очень обычны в верхней
метаморфической области. Хлоритсидные сланцы (с оттрелитом)

ВАДОЗН.

И ФРЕАТИЧЕСК.

СИЛИКАТЫ

И АЛЮМОСИЛИКАТЫ

МАГНИЯ

129 -

и особенно хлоритовые сланцы (с клинохлорами и пеннинами)
характерны для всей метаморфической оболочки. Они в ней
достигают многих тысяч миллионов тонн, если не больше.
В осадочной оболочке и в биосфере они никогда не дают
глин (каолинов) и синтезом не были получены из каолинов.
Каолиновые глины в метаморфических областях дают начало
слюдяным сланцам, а не сланцам хлоритовым. Хлоритоиды
более устойчивы на земной поверхности, чем хлориты. Хлориты
путем выветривания дают опалы, гидраты окиси железа, водные
магниевые силикаты. Они отчасти вновь превращаются этим 379
путем в исходные для них формы соединений кремния.
Мы таким образом наблюдаем концентрацию глинозема
в этих кремневых магниевых телах как на поверхности земли,
так и в метаморфических областях земной коры. Эта кон­
центрация начинается на поверхности.
Такая концентрация алюминия в вадозных, богатых водой,
в магниевых силикатах биосферы — важнейшее явление в истории
алюминия.
Алюминий в своих вадозных формах нахождения концен­
трируется: 1) в живом веществе, в меньших, однако, количе­
ствах, чем кремний или магний; 2) в глинах; 3) в гидратах
й 4) в водных магниевых силикатах и алюмосиликатах.
В этом последнем случае образуются кристаллические массы,
иногда коллоидные (минералы, на которые минералоги и химики
до сих пор обращали, к сожалению, очень мало внимания), очень
распространенные на поверхности земной коры и очень важные
в истории калия, магния, алюминия и кремния.
Повидимому, их существует две весьма между собою разли­
чающиеся группы. Одна из них, очень мало изученная, пред­
ставлена алюмосиликатами, входящими в состав мергелей.
за>
Эти алюмосиликаты очень часто отлагаются в осадках озер.
Они, может-быть, соответствуют главконитам морских илов;
химическое строение их, повидимому, тождественно. Оба со­
держат магний и калий. Это соли многоосновных хлоритовых
кислот. Они родственны обычным хлоритам, но являются
производными других алюмокремневых кислот. Другая группа, т
еще более богатая магнием, бедная или лишенная калия, содер­
жит вадозные, и, может-быть, фреатические минералы. Роль
в ней алюминия совершенно иная и впервые была указана
А. Ф Е р с м А н о м.
3 8 2

Очерки 1 еохпмии.

•

9

130

КРЕМНИЙ

И

СИЛИКАТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Алюминий играет в свойствах этой группы второстепенную
роль. Можно представить эти силикаты, как продукты при­
соединения (стр. 119) к силикатам, где весь алюминий и часть
кремния не входят в ядро, свойства которого определяют
сложный комплекс:
р М .д А
где М (ядро) —• гидратный магниевый силикат,. а А — комплекс
из атомов А1, Б1 и воды. Коэффициенты р и д простые числа
и ^ = 0, 1 или 2. Тела, не содержащие комплексов А, не отли­
чаются физически от тел, их содержащих. Они дают, повиди­
мому, непрерывные ряды изоморфных смесей. Так, для палыгорскитов — горных кож или бумаг можно дать такие формулы:
р г{ Ш ^ф .д
ъ

Ъ

п

Н А1 51 0 -5Н 0 где
2

2

4

12

2

Р

^

2

2

^^

Факты соответствуют этим теоретическим
представлениям.
Комплекс А никогда не имеет каолинового строения и прибли383 жается к аллофанам; атомы кремния и алюминия не находятся
в нем в прямой связи.
К этой группе, изученной А. Ферсманом, примыкает, можетбыть, другая группа аналогичного строения, более простая, где
группа А соответствует маргаритовой кислоте С. В Е Й В Е Р г А —
НаАЬБЮа.
Эти алюминиевые силикаты часто собираются большими
массами. Они дают землистые тела, и их зачастую не отличают
от глин.
Таким образом, образуются большие отложения «сукно384, 385 вальных глин». Они, вероятно, входят в состав мергелей.
Можно предполагать, что подобно тому, как водные маг­
ниевые силикаты, бедные алюминием, дают начало фреатическим
силикатам, таким, как серпентины или тальк, точно также
вадозные магниевые алюмосиликаты или алюмошликатовые
продукты присоединения к силикатам, дают начало хлоритам
и хлоритоидам.
В более глубоких слоях первые дают магниевые метасиликаты
и ортосиликаты, последние же разрушаются.
Магма при затвердевании, при перекристаллизации их не.дает.
Она дает алюмосиликаты каолинового строения. Хлориты
и хлоритоиды всегда содержат воду (10,3 — 15,2°/о воды для

ВАДОЗН. И ФРЕАТИЧЕСК. СИЛИКАТЫ И АЛЮМОСИЛИКАТЫ МАГНИЯ

131

хлоритов): они теряют эту последнюю при довольно низкой
температуре (между 400° — 700° Ц) и, повидимому, неустой- звб
чивы уже в глубоких слоях метаморфической оболочки,
(таблица VI).
Их химическое строение совершенно отлично от производных
каолинового ядра.
Можно представить хлоритоиды в виде солей и продуктов
присоединения маргаритовой кислоты Н А1 5Ю , а хлориты
в виде изоморфных смесей солей многоосновных кислот, отве­
чающих ангидридам:
2

2

В

А1 5Ю , А1 51 0 , АЬБ^Оц
а

в

2

2

9

например, соли кислот:
А1 51 0 (НО)
А1 51 0 (НО)
2

2

6

2

2

2

5

4

А1 51 (НО)
2

2

14

Они всегда богаты Н 0 , MgO, ИеО и часто смешаны с ана­
логичными феррисиликатами.
ш
Мы таким, образом, имеем для Б! и А1 следующий геохими­
ческий первичный цикл (таблица XI).
2

ТАБЛИЦА

Вадозные
минералы:

XI.

Коллоиды—«Водные сили- Каолиновые
кремнезема-—каты магния
гл.ины

Гидраты
-окиси
алюминия

NN
Живое
вещество

Кварц
Фреатические
минералы;

Кварц

Ювенильные
минералы:

Кварц
БЮ»

Водные сили
каты магния

Хлориты и Группа сил Каолиновые
хлоритоиды ^иманита
алюмосилиА| 5Ю
каты
а

л

132

КРЕМНИЙ

И

СИЛИКАТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

1

Эта схема указывает на важность разложения каолинового
ядра, происходящего в биосфере и ведущего к новым превра­
щениям глинозема и кремнезема.

15. Кремний в живом веществе.

зез

389
390

391

392

393

394

Становится все более очевидным, что разложение каолино­
вого ядра, кроме исключительных случаев действия сильных
кислот (стр. 123), не может происходить в биосфере без участия
живого вещества — что это п р о ц е с с б и о х и м и ч е с к и й .
Разложение каолинового ядра происходит под влиянием
живого вещества, обладающего необходимой для разрушения
этого ядра концентрацией энергии, которую оно черпает
в солнечных лучах.
Разложение каолинового ядра в каолиновых
глинах—
Н А1 5) 0 — всегда сопровождается большим выделением тепла,
имеющего, быть-может, значение в жизненных процессах, свя­
занных с этим разрушением.
Кремний всегда входит в состав живого вещества. Он был
найден в нем на рубеже X I X столетия, в растениях одновременно и независимо В О К Е Л Е Н О М
и Д э в и , в животных
организмах еще раньше П. А Б И Л Ь Д Г А А Р Д О М .
Уже Д э в и ,
а особенно Т. д е - С о с с ю р ясно сознавали его значение для
зеленых растений. И, однако же, потребовалось более ста лет
упорной работы для того, чтобы окончательно побороть со­
мнения и предвзятые идеи. Эта победа была одержана лишь
за последние годы, когда новые опыты П. М А З Е с несомнен­
ностью доказали необходимость кремния для жизни растений
и выяснили ошибки прежних опытов.
Не подлежит сомнению, что никакое живое вещество и никакие
организмы не могут существовать без кремния. Роль кремния
не вполне, однако, выяснена. Повидимому, ясно, что он частью
необходим для образования более твердых скелетных частей,
тканей и клеток растений и животных. Кремнезем сосредо­
точивается в оболочках клеток, в соединительной ткани,
в эпителии. Однако, кремнезем, кроме того, находится в полужидком содержимом клеток — в плазме, например, у диатомей..
Высказывались даже гипотезы, основывавшиеся на аналогиях, объ­
яснявшие само коллоидальное строение протоплазмы присутствием в ней коллоидального кремнезема.
2

2

2

8

КРЕМНИЙ

В

ЖИВОМ

133

ВЕЩЕСТВЕ

Ничто не доказывает, однако, чтобы кремний был необходим
организму лишь в связи с физическими свойствами его соеди­
нений. Наоборот, в течение жизни организма — животного или
растительного—миграции атомов кремния бывают очень сложны;
они сосредоточиваются и исчезают в определенной связи
с идущими в организме химическими и физиологическими
процессами.
Весь кремний, сосредоточенный в каждый данный момент
в живом веществе, находится в непрерывном движении. • Орга­
низмы все время извлекают его атомы для своего питания
и выбрасывают их в своих экскретах. В общем, количество
кремния, находящегося неизменно в организмах, равно десятым
долям процента их веса, т.-е. отвечает Ш — 1 0
тоннам.
Несомненно, это — ничтожная доля всего кремния, находяще­
гося в земной коре. Но в действительности доля эта отвечает
огромным массам вещества, много большим 10 » тонн, принимая
во внимание, что атомы кремния находятся в непрестанном
движении, входят и выходят из организма.
Количество кремнезема, находящегося в известный момент
в живом веществе, представляет лишь ничтожную долю всех
атомов кремния и связанного с ним кислорода, прошедших
через него в течение, например, одного года. В год проходит
через живое вещество во много раз — тысячи или десятки
тысяч раз — больше атомов кремния, чем сколько их содер­
жится в каждый данный момент во всех живых организмах.
Масса их, несомненно, больше, чем вся масса многих металлов,
существующих в земной коре, как, например, олова, серебра,
свинца, золота и других более редких простых тел.
Уже в силу одного этого факта живое вещество имеет
большое значение в истории кремния.
Но это значение еще больше благодаря особенностям нахо­
ждения кремния. Есть о р г а н и з м ы к р е м н е в ы е , содер­
жащие более 10°/о его по весу, и о р г а н и з м ы , б о г а т ы е
к р е м н и е м (от 1 о/о до 10% кремния).
Многие из этих организмов очень распространены и обра­
зуют огромные массы живого вещества на земной поверхности.
Такие организмы определяют всю геохимическую историю
кремния.
Миллиарды таких организмов отлагают неустанно миллионы
тонн опалов, коллоидального кремнезема, на дне водных
19

1

134

399

400

401

402
4оз, 404

КРЕМНИЙ

И

СИЛИКАТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

бассейнов и на земной поверхности. Сотни тысяч квадратных
километров дна современных океанов покрыты кремнистыми
остатками диатомей, радиолярий, губок. Диатомеи господствуют
в илах полярных морей Антарктики, в северных частях Тихого
океана, радиолярии — в Атлантическом океане, в глубоких
частях Индийского и Тихого океанов. Менее значительные
осадки образованы иглами кремнистых губок или остатками
других кремневых или богатых кремнием организмов. Подобный
же процесс, несомненно, совершался в предшествовавшие геоло­
гические эпохи. Многочисленные современные осадочные и мета­
морфические породы — кварциты, яшмы и т. п. — являются их
измененными остатками. Опалы в них превратились в кварц.
Нам в земной коре неизвестны процессы ббльшего масштаба
для кремния; самые большие концентрации чистого кремнезема
(кварца) получаются именно этим биохимическим путем.
К ним по своей массе приближаются метаморфически изме­
ненные песчаники и кварциты, образовавшиеся из продуктов
механического разрушения песков, зерна которых имеют в конце
концов разный генезис; частью они собраны из биогенных пород,
частью из массивных.
Кварцы, выделившиеся из водных растворов (коллоидальных
псевдорастворов) или благодаря химическому разрушению алюмо­
силикатов и силикатов, никогда не дают больших скоплении.
Несомненно, что этот процесс существовал всегда, от начала
жизни. Остатки радиолярий известны из докембрийских слоев,
кремнистых губок из раннего кембрия, диатомовых с лейяса,
но и для них неизбежно принять геологически длительную
предшествовавшую историю.
Роль живого вещества в истории кремния, однако, не огра­
ничивается такой концентрацией кварцевых масс, свободного
кремневого ангидрида.
Роль его в выпадении коллоидальных гелей кремнезема из еговодных псевдорастворов не менее велика. Во всех природных
водах всегда имеется кремнезем. Его количество ничтожно,
но оно находится в непрестанном движении. В морской воде,
в гидросфере находят п >( Ю ~ % БГ, в пресных водах количе­
ства эти того же порядка, иногда меньше. Бывают случаи,,
когда в реках тропических стран, богатых органическими веще­
ствами, эти количества доходят до л Х Ю
/ о , например,
в реке Демерара в Британской Гвиане, согласно Г А Р Р И С О Н У —
4

_ 3 о

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

И

135

СИЛИКАТЫ

_ 3

2 , З Х 1 0 ° / . В некоторых гейзерах и минеральных источ­
никах его количество того же порядка.
Процент кремнезема в природных водах всегда меньше, чем
его процент в организмах, обитающих в этих водах и черпающих
из них кремнезем. О р г а н и з м ы в с е г д а я в л я ю т с я с о б и ­
р а т е л я м и к р е м н и я по с р а в н е н и ю с е г о в о д н ы м и
п с е в д о р а с т в о р а м и . Это ясно из следующих данных про­
центного содержания кремния:
Организмы: л X Ю
(растения)—п Х Ю
(животные) °/ 5/,
для морской воды — п X Ю / .
Существует некоторого рода равновесие: если природные
воды становятся богатыми кремнеземом, это дает толчок энер­
гичному развитию кремневых организмов или организмов,
богатых кремнеземом, диатомей, силикофлягеллят и других,
сосредоточивающих больше одного процента кремния в своей
живой массе, и этим уменьшается концентрация ' кремния
в природном псевдорастворе. Как только эта концентрация
уменьшается, ослабляется жизнь кремневых и богатых кремнием
организмов.
Живое вещество еще другим способом ограничивает сосре­
доточение кремнезема в природных водах. В присутствии
органических веществ, выделяемых организмами при их жизни
или образующихся вследствие их разложения после смерти,
кремнезем выпадает в виде гелей из своих золей — водных
псевдорастворов. Очень часто он концентрируется в живых
организмах, еще чаще он окремняет мертвые тела. Процесс
окремнения, повидимому, биохимический.
0

- 1

- 3

0

- 4 о

0

-

16. Живое вещество и силикаты. Разложение
каолинового ядра.
Живое вещество, несомненно, играет первенствующую роль
в разрушении ювенильных или фреатических силикатов и алюмо­
силикатов. Мы знаем, что агентом этого разрушения является
вода. Оказывается, однако, что действие чистой воды очень
слабо. Природная вода всегда содержит в растворе свободный
кислород и угольную кислоту — продукты жизни; в ней нахо­
дятся органические вещества биохимического происхождения,
и наконец организмы. В этих сложных условиях силикаты
и алюмосиликаты разлагаются; богатые закисью железа выделяют

136

407

408
409

4ю

КРЕМНИЙ

И

СИЛИКАТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

гидраты окиси железа, образуются щелочные и щелочно­
земельные карбонаты, большею частью растворяющиеся в воде,
выпадают коллоиды (или золи) кремнезема, каолиновые глины
и другие алюмокремневые кислоты.
Связь кремнезема и глинозема с металлами исчезает, и так
или иначе они входят в соединение с водой.
Но механизм процесса не ясен. Это не простое химическое
действие кислорода и других тел, созданных жизнью. Процесс
идет в присутствии живых организмов; существуют указания
на влияние лишайников, особенно бактерий. Он обычно объ­
ясняется обогащением воды углекислотой, которая выделяется
жизнедеятельностью организмов. Несомненно, каолинизация —
разрушение каолиновых алюмосиликатов и выделение их сво­
бодной кислоты — всегда идет в среде, богатой углекислотой
и богатой жизнью; она наблюдается в почвах, болотах, расти­
тельных скоплениях тропических стран. Однако, и тут не
всегда происходит эта реакция. Мы еще не понимаем, каких
условий для этого не хватает. При таком состоянии наших
знаний мы можем говорить лишь о биохимическом ходе этого
процесса, не определяя его механизма.
Влияние некоторых живых организмов на алюмосиликаты
идет еще глубже, чем такое влияние воды и угольной кислоты.
Некоторые из организмов способны разрушать связь между
алюминием и кремнием каолинового ядра и резко менять мигра­
цию этих атомов. Под влиянием жизни они направляются по
разным путям и дают начало раздельным соединениям алюминия
и кремния.
Нам в настоящее-время известны три биохимических про­
цесса разрушения каолинового ядра, но возможно, что существуют еще и другие.
Первый процесс — это образование г л а в к о н и т а на океани­
ческом дне, на глубинах, не превышающих двух километров,
всюду, где проходит иловая линия, окружающая континенталь­
ные массивы, там, где осаждаются мельчайшие взвешенные\в воде
частицы ( М Е Р Р Е Й И Р Е Н А Р . 1891); он образуется при темпе­
ратурах не ниже 15° Ц, при более низкой образуется другой,
близкий к нему феррисиликат (К. Г у м м в л ь . 1.922).
Главконит — водный феррисиликат калия, железа и магния,
образующийся из каолиновых алюмосиликатов — «глин» (каолиновых) и калиевых их солей (полевые шпаты, слюды). Он при-

ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО И СИЛИКАТЫ

137

надлежит к хлоритам особого строения; кислоты, которым
-отвечают эти хлориты, близки к тем, к которым принадлежат
магниевые алюмосиликаты пресноводных мергелей (стр. 130).
Главкониты — кислые соли магния, калия, закиси железа,
реже натрия и кальция, кислоты Fe Si40 (HO) , содержащие
в изоморфной смеси, аналогичные производные алюмокремневой
кислоты A l S i 0 ( H O ) .
4U
Образование главконита — процесс большого масштаба, совер­
шающийся в настоящее время на протяжении многих сотен тысяч
квадратных километров. Образование это имело место и в древние
эпохи, несомненно, начиная от верхнего кембрия. Главконит
изменяется в коре выветривания на земной поверхности и обра­
зует скопления железных руд, лимонитов (водной окиси железа);
миллионы тонн этих тел собраны, напр., в осадочных породах сред­
ней России. Он, разлагаясь, поглощает кислород и воду.
Его образование, повидимому, несомненно, связано с жизнью,
но характер влияния последней в точности не известен. Влия­
ние живого вещества в образовании зерен главконита проявляется
не только в факте сосредоточения этих последних вокруг остат­
ков организмов (раковины фораминифер, иглы губок и т. д.),
и в их образовании в местах, богатых жизнью, но также в их
строении. К а с п а р и доказал, что свежие зерна главконита 412
всегда содержат гуминовое органическое вещество, и что это
органическое вещество представляет род губки, в которую
включены новообразования феррисиликатов.
Влияние живого вещества, вероятно, очень сложно. Преобра­
зование каолиновых алюмосиликатов (часто может быть натро­
вых) в главконит связано с потерей' большей части алюминия,
с поглощением атомов железа и с разрушением каолинового ядра.
Мы не знаем, что делается с алюминием измененных алюмо­
силикатов. Можно было бы по аналогии с- латеризацией пред­
положить образование гидратов глинозема в главконитных осад­
ках, но указаний на их присутствие нет; их впрочем там и не
искали.
Несомненно, что при наличии некоторых условий в морском
дне образуются, как то доказали М. К И Ш П А Т И Ч И Ф . Т У Ч А Н , 413,
гидраты глинозема. Они доказали, что нерастворимый остаток
от известняков и доломитов, образующий «terra rossa» карсто­
вых областей, большей частью состоит из гидратов глинозема,
образовавшихся еще в морской воде.
2

2

4

8

8

6

6

4Н

138

КРЕМНИЙ

И

СИЛИКАТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Наши сведения о разрушении каолинового ядра в биосфере,
на континентах и на островах, более определенны. Это изме­
нение идет на суше и связано с действием воды. Оно известно
для каолиновых глин и таких же солей, как полевые шпаты.
Нам известны два таких различных процесса: образование
алюмофосфатов и гидратов глинозема. В обоих случаях крем­
ний тем или иным способом подвергается миграции и отде­
ляется от алюминия, дающего нерастворимые
соединения
и остающегося на месте. В обоих случаях живое вещество
играет господствующую роль в процессе. Эти процессы наблю­
дались почти исключительно в теплых странах, но несомненно,
что те же явления (быть-может, с меньшей интенсивностью)
идут при благоприятных условиях и в умеренном климате.
Впрочем, значительные скопления продуктов выветривания обра­
зуются здесь редко.
Изменение полевых шпатов, глин, каолиновых и других
алюмосиликатов (например, авгитов) в алюмофосфаты наблюда« 5 ются в жарких, сухих странах, бедных осадками. Оно наблю­
дается на многих островах в пределах 17° широты по обеим
сторонам экватора; образование алюмофосфатов совершается
под влиянием гуано птиц и летучих мышей в самых различных
изверженных породах. Часто кристаллы алюмосиликатов, сохра­
няя свою форму, нацело превращены в алюмофосфаты. Повидимому, тропические дожди играют здесь еще невыясненную
роль. Тот же процесс имеет место в пещерах, где образуется
скопление экскрементов. Там, несомненно, проявляется действие
растворимых фосфатов, но механизм процессов тоже неизве­
стен. Как было отмечено А. Л А К Р У А , это, несомненно, биохи­
мический процесс, и возможно, что тот же процесс в менее
ясной форме совершается всюду, где при благоприятных клима­
тических условиях разлагаются остатки или отбросы организмов,
богатых фосфором. Такой процесс наблюдали в пещерах, в Юж­
ной Европе и в Северной Африке. Повидимому, образуются
водные алюмофосфаты при условиях, когда метеорная вода
может растворять металлические соли (калиевые и другие),
образующиеся во время разложения органических остатков.
Если эти соли остаются на месте (например, в пещерах), обра416 зуются калиевые и аммониевые алюмофосфаты. Агентом, вызы­
вающим разложение, должны быть бактерии, как это мы наблю417 даем в миграциях фосфора в почвах.

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

И

139

СИЛИКАТЫ

Другой процесс разрушения каолинового ядра, более изучен­
ный и, вероятно, более распространенный — биохимический — это
образование гидратов глинозема, так называемая л а т е р и з а ц и я .
Известно с давних пор, что в почвах и в подпочвах наших
широт наблюдаются не только глины (каолиновые), но и гид­
раты глинозема. В тропических и субтропических сырых стра­
нах издавна были известны особые почвы, богатые окисью же­
л е з а — латеритические почвы или л а т е р и т ы . Немецкий мине­
ралог М. Б А у Е р первый доказал, что эти почвы не только Щ
богаты водной окисью железа, но также и гидратами глино­
зема. Они очень аналогичны алюминиевым рудам, бокситам,
образующимся частью на месте, частью в осадках, перемытых
и отложенных водой. Несомненно, что эти гидраты глинозема
образуются за счет глин или каолиновых алюмосиликатов,
например, полевых шпатов. Во время этого превращения гидраты
глинозема сохраняются в виде мало растворимых остатков,
кремнезем каолиновых тел растворяется и уносится водой в виде
коллоидальных золей или вновь захватывается живым веще­
ством, содержащим обычно по крайней мере в несколько тысяч
раз больше кремния, чем алюминия.
^
Каким образом совершается это разложение каолинового
ядра? Почему разрушается каолин, который, как мы знаем,
представляет стойкий вадозный минерал, остаток, не изменяю­
щийся в биосфере, при наличии кислорода, воды и С 0 ? Поэтому
поводу высказано было много гипотез, явно не охватывавших
в достаточной мере известные факты. Я на них здесь оста­
навливаться не буду. Ибо, сверх того, в огромном большинстве
этих гипотез, не принимались во внимание два факта: 1) то,
что разлагающиеся каолиновые глины являются к о н е ч н о й ,
чрезвычайно устойчивой формой процессов выветривания и, оче­
видно, разлагаются при каких-то особых условиях и 2) то, что
отделение глинозема от кремнезема в этих каолиновых телах
не происходит в физико-химических условиях биосферы й тре­
бует особого, большого проявления энергии. Ни существование
ни особенности каолинового ядра при этом не принимались во
внимание, так как большинство исследователей считали, что
глины и алюмосиликаты — кислые и двойные соли кремневых
кислот.
2

Объяснения строились на этих
чащих фактам.

представлениях, противоре­

140

КРЕМНИЙ

И

СИЛИКАТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Английский минералог Г О Л Л А Н Д , изучая латериты Индии,
высказал, кажется, впервые догадку, что разрушение каолина
является следствием особых биохимических условий, продуктом
неизвестных микробов.
Г О Л Л А Н Д
не знал об исследованиях, сделанных несколько
лет раньше шотландским океанографом Д. М Е Р Р Е Е М И его
421 учеником
Р. И Р В И Н О М .
Размышляя во время знаменитого
путешествия «Чалленджера» об истории кремния в Океане и о
. питании диатомей, значение которых столь огромно (стр. 134),
Д. М Е Р Р Е й не мог объяснить себе, из каких источников эти
кремневые массы живого вещества черпают необходимый им
в таком количестве кремнезем.
Он думал,, что эти водоросли заимствуют его у мельчайшей
мути, «глины», находящейся в соленой воде .Океана. Во время
плавания он доказал присутствие этой мути, а по возвращении
в Эдинбург убедился, что диатомовые Navícula могут из нее
извлекать кремнезем, т.-е. могут разлагать эту глину.
Факт разложения каолиновых глин в присутствии диатомей
422 был доказан в эти последние годы для других родов и видов
диатомей еще в Киеве другим способом в наших работах
с М. Б Е С С М Е Р Т Н О Й И А. О г л о в л и н ы м и в Париже К У П Е Н О М . Во всех этих опытах всегда констатируется сосуществова­
ние диатомей и бактерий, и неизвестно, кто из этих организмов
производит разложение. Нам неизвестен механизм этого пре­
вращения. Но, если представления об особой стойкости каоли­
нового ядра правильны, механизм этот должен иметь очень
большое значение в жизни организма и представлять глубокий
биологический интерес.
Организм совершает здесь работу при низкой температуре,
которая, как мы видели, обычно идет только при высокой тем­
пературе или. при действии сильных химических агентов. В ре­
зультате этого биохимического процесса совершается факт
огромного геохимического значения: происходит разрушение
связи между алюминием и кремнием, в соединениях, устойчивых
в коре выветривания, в огромном масштабе. Остановившееся
разрушение алюмосиликата—на промежуточной стадии — идет
до конца.
Эта реакция по своему значению и по своему характеру
напоминает другую, еще более геохимически важную: разруше­
ние, столь устойчивых молекул, как С 0 и Н 0 зеленым живым
420

2

2

ПЕРВИЧНЫЙ

ГЕОХИМИЧЕС'К.

КРУГОВ,

ПРОЦЕСС

КРЕМНИЯ

141

веществом в хлорофильных пластидах. Выделение свободного
кислорода есть следствие этого разрушения. А это—самое важ­
ное химическое явление в химической истории земной коры.
Существует, однако, очень определенное различие между '
этими двумя процессами. Оно проявляется в тепловом эф­
фекте. Вода и угольная кислота — экзотермические соединения,
образовавшиеся с выделением тепла. Повидимому, строение
каолинового ядра совсем иное, это — эндотермическое соедине­
ние, и, когда живое вещество его разрушает, должно происхо­
дить выделение тепла.
В случаях Н 0 и С 0 организм пользуется лучистой энер­
гией солнца, подобно тому как мы пользуемся очень высокой
температурой для разложения тех же молекул воды или уголь­
ной кислоты. Возможно, что тепло, выделяющееся при раз­
ложении каолиновых ядер, необходимо для ж и з н и разрушаю­
щих организмов — для бактерий или диатомей.
Если это так, то жизнь этих организмов поддерживается
в конце концов не солнечной, но атомной энергией — энергией
радиоактивного распада, вызывающей расплавление магмы. Ибо
при ее застывании создаются каолиновые алюмосиликаты.
2

2

17. Первичный геохимический

круговой процесс кремния.

Картина, которая перед нами раскрывается, очевидно, отве­
чает первичному круговому процессу кремния.
Миллионы тонн атомов этого элемента находятся в непре­
станном движении — в миграции. Они концентрируются в био­
сфере, в осадочной оболочке, быть-может, в первой метамор­
фической оболочке, в поле цементации В А Н Х И З А ( В виде 4 2 3 , 4 2 4
кварца), и их количество постепенно уменьшается, по мере
углубления в земную кору. Они, вероятно, становятся сравни­
тельно редкими в металлическом ядре планеты, если таковое
существует.
На земной поверхности живое вещество вновь постоянно
захватывает эти атомы из водных золей кремнезема. Возможно
даже, что живая плазма живых клеток может растворять
некоторые количества опала. Живое вещество, в лице некото- 425
рых своих представителей, обладает способностью разрушать
устойчивые каолиновые ядра алюмосиликатов и извлекать из
них атомы кремния.

142

КРЕМНИЙ

И

СИЛИКАТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Кремний в биосфере под влиянием воды, угольной кислоты,
являющихся здесь продуктами жизни и, вероятно, под влия­
нием жизненных процессов самих организмов концентрируется
в твердые кремнеземистые коллоиды — в опалы; выкристаллизо­
вывается затем в кварц, собирается в псевдорастворах — в кол­
лоидальных золях, в водных магниевых силикатах и в глинах—
свободных сложных кислотах с каолиновыми ядрами. Водные
магниевые силикаты вновь собирают глинозем, освобожденный
из каолиновых тел силой того же биохимического воздействия.
С течением- геологического времени все эти кремниевые
тела мало-по-малу и неизбежно проникают в участки коры,
в которых все вадозные минералы неустойчивы, — в метаморфи­
ческие оболочки.
Там магниевые силикаты дают серпентины, тальки, хлоритоиды, хлориты и, наконец, в конце концов авгиты и роговые
обманки. Каолиновые глины возвращаются к своему исходному
состоянию — ккаолиновым солям, они дают слюды, полевые
426 шпаты и т. п. Их ядро иногда разбивается, давая минералы
группы силлиманита и кварца. Опалы дают кристаллический
кварц.
Уже в глубоких метаморфических областях вновь совер­
шаются синтезы различных каолиновых алюмосиликатов (идет
синтез каолинового ядра) в горячих водных растворах, в среде
больших давлений. То же образование каолиновых алюмосили­
катов происходит еще в более грандиозном масштабе в распла­
вленных магмах при их застывании.
Во всем этом вечно возобновляющемся цикле, характери­
зующем господствующую массу материи земной коры, видно
проявление двух сил: силы солнца, захваченной живым веще­
ством, и энергии кремневой магмы.
Живое вещество в своем существовании теснейшим образом
связано с другим элементом, который неправильно сравнивали
с кремнием—с у г л е р о д о м .
Энергия магмы связана с группой элементов радиоактивных.
Остановимся сперва на углероде.

ОЧЕРК ПЯТЫЙ.
УГЛЕРОД И ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО В ЗЕМНОЙ КОРЕ.
1. Углерод в земных оболочках и его значение.
Углерод —один из важнейших химических элементов земной
коры. Его значение несоизмеримо велико по сравнению с коли­
чеством его атомов, находящихся в земной коре. В истории
иода, марганца, кислорода, алюминия, магния, кремния мы
всюду видели решающее значение в миграции их атомов живого
вещества, очевиднейшим образом связанного со свойствами ато­
мов углерода. То же явление имеет место и для других эле­
ментов.
Нужно, однако, с самого начала помнить, что, противно
господствующим идеям, нельзя рассматривать организованную
материю, живое вещество, как материю, в которой преобладают
атомы углерода. В ней преобладают атомы кислорода и водо­
рода. Водород образует в среднем по весу больше 10°/о массы
организмов, а кислород один — больше половины. Три других
элемента^—углерод, азот и кальций — образуют каждый больше
одного процента. Несомненно, существуют организмы, гораздо
более богатые углеродом, как, например, растения суши и еще
более наземные млекопитающие, позвоночные вообще, содержа­
щие приблизительно 10—20°/о углерода, но вместе с тем боль­
шое количество организмов, богатых водой, и все водные орга­
низмы содержат лишь десятые, иногда немногие доли про­
цента углерода. Возможно, что есть организмы, содержащие
по весу л Х Ю ' °/о С.
2

Эти бедные углеродом организмы по весу состоят главным
образом из воды, т.-е. из атомов водорода и кислорода. С гео­
химической точки зрения, ж и в о е в е щ е с т в о е с т ь к и с л о ­
родное вещество, богатое
углеродом, и лишь

144

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

и н о г д а о н о я в л я е т с я у г л е р о д и с т ы м , содержащим бо­
лее 10°/о углерода. Значение углерода в живом веществе,
в организмах, не объясняется его количеством, но есть функция
его химических свойств, особого строения его атомов, можетбыть, даже не только их поверхностных электронов, опреде­
ляющих его химические свойства.
Преобладающее, особое значение атомов углерода свой­
ственно не только живым организмам, — это есть свойство всей
земной коры и ее живой и косной материи.
Значение углерода в геохимических реакциях всегда гораздо
больше, чем его относительное количество.
Среднее количество углерода в земной коре, в вадозных,.
в фреатических и ювенильных областях соответствует несколь­
ким десяткам долей процента. Новые определения петрографов
и химиков, например, Ф. К Л А Р К А И В А Ш И Н Г Т О Н А (1924)
427 уделяют ему менее 0.1 °/ (0.087°/ ). Мне кажется, что эти
числа не соответствуют действительности. В них принят во
внимание лишь углерод в карбонатах в виде угольной кислоты
и в изверженных породах; даже для последних они принимают
одну угольную кислоту обычных химических анализов. Извержен­
ные породы (в которых определен только такой углерод) отвечают
95% массы всей земной коры. В анализах изверженных пород не
приняты, однако, во внимание ни включенные в них газы, всегда
богатые углеродом, ни органические вещества, бедные кислоро­
дом, всегда в них находящиеся. Большие количества углеродных
соединений сосредоточены в метаморфических породах, например,
в гнейсах; богатые углеродом их разновидности (графитовые
гнейсы) гораздо более распространены, чем это обычно предполагается. Их находят в парагнейсах и в ортогнейсах, и не­
сомненно, что граниты, содержащие графит, часто образуют
большие массивы. К сожалению, обычные химические анализы
пренебрегают этим углеродом, и наши сведения основываются
на старых наблюдениях, которые следовало бы проверить, при­
менив новые методы химии. В определениях среднего состава
изверженных пород не приняты во внимание большие количе­
ства парагнейсов и соответствующих гранитогнейсов, всегда
более богатых углеродом, чем граниты и изверженные гнейсы
(ортогнейсы). -Изверженные породы третьей земной оболочки
(таблица VI), несомненно, более богаты углеродом, чем извер­
женные граниты. Углубленное изучение содержащих углерод
0

4 2 3

4 2 9

0

УГЛЕРОД

В

ЗЕМНЫХ

ОБОЛОЧКАХ

И

ЕГО

145

ЗНАЧЕНИЕ

сублимаций и эманаций, могущих выделяться из всех извержен­
ных пород и гнейсов, о которых у нас имеются лишь недоста­
точные и старинные наблюдения, представляло бы большой 430
интерес.
Весь этот углерод не принят во внимание
К Л А Р К О М
и

В А Ш И Н Г Т О Н О М .

При расчете среднего процента углерода они не приняли во
внимание и углерод осадочных и верхних метаморфических
пород. А между тем углистые сланцы, например, связанные
с месторождением угля, содержат ббльшую массу углерода, чем
самые угли. Альгонкские углистые сланцы содержат иногда 431
более 20°/о углерода. Ювенильные газообразные и твердые со­
единения углерода — карбиды, карбонилы, окись углерода, бытьможет, цианистые тела совершенно исключены из этих опреде­
лений, так же как графит глубоких слоев земной коры.
Таким образом, количество углерода земной коры, несомненно,
больше числа, даваемого Ф . К Л А Р К О М и В А Ш И Н Г Т О Н О М .
Среднее содержание углерода в земной коре, вероятно, близко
к 0,4 — 0,5°/ . ее веса, как я это рассчитывал раньше. Угле- 422
рода, несомненно, меньше, чем титана (больше 0,6°/ ). Но этот
углерод неравномерно распространен в земной коре. Мы на­
блюдаем очень определенную концентрацию углерода в верхних
химических оболочках литосферы (6-й и 7-й, стр. 58), которую
мы, к сожалению, не можем представить в определенных числах.
Для осадочных пород, согласно Ф . К Л А Р К У , среднее содер­
жание углерода (находящегося в состоянии С 0 ) и углистых
• веществ приблизительно доходит до 2°/ .
зз
В действительности колебания этого среднего числа очень
велики. В странах, богатых известняками, в частях коры,
в которых преобладают соединения, его содержащие (угли, би­
тумы, карбонаты и т. д.), количество углерода может подни­
маться до 10—12о/о. В биосфере оно, может-быть, бывает даже
еще большим, если исключить океаны. В частях же коры,
состоящих из песчаников, из глин, из изверженных пород, из
кристаллических сланцев и, в воде Океана, даже в верхних
оболочках его количество иногда понижается далеко за пре­
делы среднего. Однако, в общем, в верхних слоях литосферы
наблюдается определенное увеличение содержания углерода,
иногда превышающее в 5—6 раз его среднее количество для
всей земной коры.'
0

0

2

4

0

0*гер1ш геохимии.

10

146

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Это обогащение углеродом имеет тем большее значение, что
в геохимических процессах влияние углерода увеличивается не
просто пропорционально его массе, а много быстрее.
В геохимической истории углерода следует обратить внима­
ние на два важнейших явления: 1) на образование на земной
поверхности живого вещества, самым характерным элементом
которого является углерод, и 2) на господствующую газообраз­
ную форму ювенильных минералов углерода. Эти два факта
оставляют неизгладимый отпечаток на всей химии земной коры.
2. Устойчивость минералов углерода.
Нужно, с другой стороны, принимать во внимание особые
химические свойства углерода, между которыми наиболее харак­
терным является устойчивость его органических природных со­
единений в термодинамических земных условиях. Они изме­
няются в них лишь очень медленно, и часто вовсе не изменяются
даже азотистые углеродные соединения, которые мы привыкли
считать очень неустойчивыми. В нефтях мы всегда наблюдаем
азотистые соединения—с хинолеиновым строением — чрезвы­
чайно стойкие; хитины некоторых брахиопод сохраняются
в осадочных породах от начала кембрия миллионы лет без изме­
нения. Белковые тела, как хлорофил, сохраняются при бла­
гоприятных условиях многие десятки, если не сотни лет.
В термодинамических и химических условиях земной коры
все природные углеродистые соединения устойчивы, если защи­
тить их от влияния жизни. Соединения, образующие ж и в о е .
вещество,—белки, жиры, углеводы—остаются неприкосновенными
и изменяются лишь крайне медленно, не утрачивая своего
строения при условии изолированности от явлений жизни.
Гниение и брожение в биосфере, изменение живого вещества
после смерти суть биохимические явления. Знаменитые опыты
П а с т е р а непреложным образом доказали нам устойчивость
этих органических тел в стерилизованной среде, между тем как
в нашей обычной среде они являют характерный пример хими­
ческой неустойчивости. Всюду в природе мы видим многочи­
сленные примеры сохранения или лишь медленного изменения
этих продуктов живого вещества, если они остаются вне при­
косновения жизни, в безжизненной среде, даже при темпера­
туре и давлении биосферы. В торфяниках или в сухих стра-

УСТОЙЧИВОСТЬ

МИНЕРАЛОВ

УГЛЕРОДА

147

нах организмы сохраняются неизменными. Здесь мало меняются
самые сложные молекулы строящих организм соединений.
Углеродистые минералы еще более стойки, чем эти непо­
средственные продукты живых организмов.
В живом веществе и в органической химии — соединения
углерода дают определенные и многочисленные молекулярные
изменения: организмы, несомненно, заключают в себе миллионы
соединений, а в наших лабораториях синтез создал их сотни
тысяч. Эти тела дают в наших лабораториях очень многочи­
сленные и легко идущие молекулярные превращения, создают
соединения, резко отличающиеся друг от друга очень опреде­
ленными яркими химическими свойствами.
Совсем иначе обстоит дело с углеродистыми соединениями,
существующими вне живого вещества. Они также кажутся
очень многочисленными, но мы их лишь с трудом отличаем
друг от друга, настолько их свойства близки и мало опреде­
ленны. Это — косные тела, очень устойчивые, изменяющиеся
химически лишь медленно и с большим трудом. Они не могут
быть изучаемы обычными методами химии, созданными в ином
порядке идей. Мы лишь с трудом и путем больших усилий
начинаем понимать химию углей, нефтей и гумусовых веществ.
Не следует думать, чтобы эти тела не образовывались
в органических синтезах наших лабораторий или в живом ве­
ществе. В обычных реакциях органической химии мы имеем
те же гумусовые или стойкие смолистые продукты, как продукты
вторичных реакций, но мы их не изучаем и обычно не прини­
маем их во внимание при исчислении выхода реакции.
Этого мы не властны делать в биохимических и геологиче­
ских реакциях. Здесь мы должны изучать все образующиеся
тела, даже если они чужды главной реакции.
Всюду в живом веществе можно наблюдать образование
таких устойчивых и косных углеродистых тел. Они участвуют
в построении наиболее устойчивых и прочных частей организмов,
они еще гораздо более многочисленны в отбросах и экскре­
ментах живого вещества. Они собираются в его остатках после
смерти. Они преобладают в углеродистых минералах. Это
и понятно, так как почти все углеродистые минералы образо­
вались биохимическим путем или же происходят из остатков
и отбросов организмов. Их количество растет с течением
времени, так как организмы постоянно вновь образуют эти

148

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

косные тела, подвергающиеся лишь очень медленному разло­
жению.
Научное изучение этих продуктов начинает делать успехи
медленные, но верные. Очевидно, что эти новые главы органи­
ческой химии, при развитии которых мы ныне присутствуем,
открывающие строение молекул углерода, чрезвычайно стойких
и косных, будут не менее богаты, чем старая органическая
химия.
Изучение их не менее важно для химической истории угле­
рода, и мы поймем свойства этого необыкновенного химического
элемента, лишь когда примем во внимание все его молекулы
как устойчивые, так и лабильные, как косные, так и активные.
Для углерода следует отличать три различных формы на­
хождения, все играющие важную роль в . его истории. Это:1) миллионы х и м и ч е с к и х с о е д и н е н и й у г л е р о д а ж и ­
в о г о в е щ е с т в а , устойчивых лишь в биосфере (в пределах
тела организма во время его жизни); 2) сотни м и н е р а л о в
у г л е р о д а , образовавшихся в результате земных химических
реакций вне живого вещества и 3) п р о д у к т ы , о т б р о с ы
и в ы д ы х а н и я ж и в о г о в е щ е с т в а , мало-по-малу превра­
щающиеся в м и н е р а л ы у г л е р о д а и выходящие из химиче­
ских равновесий жизни.
Медленное и непрестанное превращение органических отбро­
сов и живого вещества после смерти в вадозные минералы угле­
рода есть основное явление в геохимической истории как угле­
рода, так и органогенных элементов О, Н, г1, Б.
3. Рассеяние соединений углерода.
«

В результате этого процесса получается очень большое рас­
пространение соединений углерода, проникновение углеродом
всей материи биосферы. Остатки организмов в ничтожных
следах рассеяны повсюду: в водах, в почвах, в осадках, в мор­
ских илах, во всех минералах, образующихся в биосфере
в результате какого бы то ни было процесса: " '
' *
Путем геологических процессов вещество биосферы из нее
уходит и проникает в более глубокие оболочки. Оно несет
в них углистые остатки живого вещества, и этим фактом объ­
ясняется, что мы всюду находим биогенный углерод: нет земной
материи, его не заключающей. Химическая природа этих следов

РАССЕЯНИЕ

СОЕДИНЕНИЙ

УГЛЕРОДА

149

углерода не всегда достоверно известна, но все заставляет
думать, что это различные углистые тела; мало-по-малу пре­
вращающиеся в исходное стойкое состояние свободного, несвя­
занного, углерода. Повидимому, можно утверждать, что суще­
ствуют две более распространенные и более стойкие группы
промежуточных тел. Одна из них содержит кислородные соеди­
нения, г у м у с о в ы е в е щ е с т в а , другая приближается к у г л е ­
в о д о р о д а м . В конце концов обе они превращаются в само­
родный углерод, но углеводороды в вадозных и фреатических
слоях очень устойчивы в течение долгого геологического времени.
Химический характер этих следов находится в генетической связи
со строением углеродных соединений, из которых они происходят.
Это рассеяние углерода, несомненно, лишь отчасти напоми­
нает рассеяние других элементов, как иод или бром, так как
конечный продукт этого рассеяния —чистый природный углерод—
в последней стадии — графит — твердое тело, не существующее
в жидком и газообразном состоянии при условиях земной коры.
Ничто здесь не указывает на выделение атомов углерода;
впрочем, все возможно в этой столь мало изученной области.
Это рассеяние углерода имеет выдающееся значение для его
геохимической истории. Два факта объясняют его механизм:
свойства живого вещества и существование многочисленных
газообразных соединений углерода, часто очень неустойчивых.
Следы углерода, всюду нами находимые, несомненно, различ­
ного происхождения. С одной стороны, это последние остатки
организмов, микроскопических и ультрамикроскопических, с дру­
гой стороны, конечные продукты, — твердые и жидкие, — разло­
жения газообразных углеродистых молекул, находящихся в со­
стоянии чрезвычайного рассеяния, напр., в земных газах.
Организмы, изменяясь после своей смерти, дают углеродистые
газообразные, твердые или жидкие продукты. Это — явление,
неизменное для всех организмов, крупных и мелких, видимых
и невидимых. Однако, в остатках зеленых земных растений
и больших водорослей заметную роль играют твердые гумусовые
продукты.
Углеводородные продукты более многочисленны
в остатках животных, бесхлорофильных растений, одноклеточ­
ных водорослей, спор и семян. Самые мелкие организмы имеют
наибольшее значение в рассеянии углерода.
Существование мельчайших микробов и ультрамикробов
не столь просто, как это часто представляется. Каждый из них

150

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

содержит часто больше 30 химических элементов, и вместе с тем
он резко и вполне отделен от окружающей материи. Это
центры химической деятельности, в форме резко отграниченных
масс жидкой или твердой материи в состоянии крайнего распы­
ления.
Мельчайшие организмы по величине приближаются
к молекулам.
Живое вещество—одна из самых могущественных сил распы­
ления материи в земной коре. В земной коре нет другой силы,
равной ей. Распыленная материя всегда наиболее химически
деятельная. Этот факт нам хорошо известен по нашей лабо­
раторной практике.
Чтобы распылить какое-нибудь вещество, нужно сделать усилие,
победить сцепление ее частиц. И для крошечных частиц жид­
костей или твердых тел существует граница, которую нельзя
преступить без их разрушения, граница, находящаяся в связи
с силами сцепления и поверхностными, капиллярными силами.
Материя порошкообразная, распыленная, существующая лишь
на поверхности нашей планеты. Она медленно, но неуклонно
слеживается, сцепляется. Ее уже нет в верхней метаморфиче­
ской оболочке: действие давления, химические и коллоидальные
процессы спаивают всю пыль в твердые массы. На поверхности
силами, распыляющими материю, являются разложение газообраз­
ных продуктов с образованием твердых или жидких налетов,
взрывы вулканов или диатрем, твердые или коллоидальные про­
дукты жидких брызг, водных или нефтяных растворов, исти­
рание, производимое деятельностью воды и атмосферы, живое
вещество.
Живое вещество — самое могущественное из всех явлений
распыления, единственное непрестанно действующее и в конце
концов распыляющее наибольшую массу земной материи.
Оно образует особую пыль, микробов, ничтожных по раз­
мерам, но имеющих очень сложный химический состав, про­
являющих очень большую химическую деятельность и обладаю­
щих совершенно исключительной на нашей планете способностью
быстро увеличивать количество, тождественных им, пылинокнеделимых.
Способность размножения организмов есть величайшая сила,
меняющая структуру биосферы. В ней ярче всего проявляется
влияние организмов на миграцию атомов, их геохимическая
энергия. Для микробов проявлением их геохимической энергии

РАССЕЯНИЕ

СОЕДИНЕНИЙ

151

УГЛЕРОДА

является быстрое создание путем размножения увеличивающихся
в геометрической прогрессии с ходом времени мельчайших
пылинок, быстрое распыление земной материи.
По умирании микробов создаются еще более мелкие части,
но такое умирание — в этой группе организмов — является отно­
сительно редким явлением.
Размеры живых организмов достигают пределов дисперсион­
ных частиц (мицелл) коллоидов. Они, несомненно, порядка вели­
чины 10 ~ см, может-быть, опускаются до 10 ~ см, но не могут
доходить до пределов атомов и молекул (10 ~ ' — 10 ~
см).
Жизнь при распылении вещества своим размножением дости­
гает физической границы распыления.
Микробы умирают и разлагаются на мельчайшие части только
при катастрофах, в исключительных случаях, но мельчайшая
углеродистая пыль создается и при жизни и особенно после
смерти других больших организмов в тех случаях, когда эти
организмы не являются материалом для жизни других.
Все эти остатки богаты углеродом. Часть их дает газо­
образные продукты — С 0 2 и другие, другая часть превращается
в мельчайшую твердую и жидкую углеродистую пыль. Эта пыль,
благодаря могучим силам капиллярности, пропорциональным ее
поверхности, поглощается и задерживается всеми внешними
телами — жидкими или твердыми, вадозными минералами, водами
и газами, живым веществом. Мельчайшая пыль плавает в газах,
дает коллоиды (и мути) в воде, проникает и прилипает к твердым
телам. В конце концов, они находятся всюду в материи био­
сферы, и их масса в общем огромна.
Другой источник рассеяния углерода, образования мельчайших
углистых частиц — это разложение природных газов.
Углеродистые газы отчасти определенно биогенного проис­
хождения. Живое вещество выделяет очень большое число
газообразных продуктов, з а п а х о в . Они химически изменяются,
частью давая твердые или жидкие, косные устойчивые продукты,
как, напр., продукты окисления терпенов.
Газовые продукты, как, напр., СН и другие, часто образуются
в следах во время гниения и разложения живого вещества после
его смерти в среде, бедной кислородом, напр., под водой, богатой
продуктами жизни. Очень разного происхождения — ювенильного или фреатического,—они поднимаются из глубины обычно
в состоянии следов, путем медленного непрестанного испарения.
5

6

8

4

152

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Газы эти, рассеянные в окружающей атмосфере, разрушаются
благодаря действию различных причин, оставляя часто тонкую
твердую муть. Так, например, разрушаются метан и другие угле436 водороды под влиянием электрических разрядов во время гроз.
Твердые осадки этих газовых эманаций, очень рассеянные,
дают налеты, неуловимую тончайшую углистую пыль, оседающую
на всех окружающих телах; эти остатки мало-по-малу пере­
ходят в чистый углерод или, в случае присутствия деятельного
кислорода, в угольную кислоту.
Почти несомненно, что аналогичное разложение газообраз­
ных соединений углерода, в форме твердой пыли, совершается
также в фреатических областях. Ибо мы видим в этих областях
образование графита, появившегося вследствие разложения газо­
образных тел (графит Цейлона, Пассау и др.), нам неизвестных,
иногда отожествляемых с окисью углерода или с металлическими
карбонилами. Но пылеобразные продукты — в условиях этих
оболочек — обыкновенно вновь кристаллизуются и быстро соби­
раются в большие массы.
Не следует
пренебрегать этими рассениями углерода.
Мы знаем, что в геологии в течение почти бесконечно дол­
гого времени мелкие явления дают в конце концов самые
грандиозные эффекты.
Такая распыленная материя, с одной стороны, дает тела
разнообразного строения, иногда очень сложного, могущие
вступать более свободно и быстро в химические реакции, нежели
большие твердые или жидкие массы одинакового с ними веса.
С другой стороны, ничтожные жидкие или полужидкие капли
и пленки могут при благоприятных условиях
собираться
в большие жидкие массы. Мы видим значение этого факта,
например, в геологической истории нефтей, природных углево­
дородов. Но, даже оставаясь в состоянии рассеяния, каждая
из таких углеродистых частиц превращается с течением вре­
мени в С 0 или в графит, проходя через- определенный цикл
изменения.
Углерод таких рассеяний, так же как и углерод живого
вещества и вадозных минералов, происходит в конечном итоге
из соединений ювенильного углерода, углерода глубоких слоев
земной коры. На земной поверхности постоянно наблюдаются
газовые эманации, бошатые углеродом, поднимающиеся из земных
глубин.

4 3 7

2

ПЕРВИЧНЫЕ

СОЕДИНЕНИЯ

153

УГЛЕРОДА

4. Первичные соединения углерода.
Состояние наших знаний о первичных, ювенильных углероди­
стых минералах довольно печальное.
Нам недостает точных фактов, и невозможно дать истории
ювенильного углерода чисто эмпирически, не прибегая к более
или менее обоснованным гипотезам.
Часть такого углерода, повидимому, связана с мало извест­
ными и мало до сих пор понятыми процессами, совершающи­
мися в самых больших глубинах земной коры, под гранитной
оболочкой или у ее нижней границы. Предположения о неорга­
ническом генезисе нефтей, существующие и вновь возникающие
в истории науки, воспламенившие научное воображение таких
ученых как М. В Е Р Т Е Л О , Г. А Б и х, Д. М Е Н Д Е Л Е Е В , М У А С А Н ,
также показывают, что геохимическая история углерода пред­
ставляет далеко еще неразгаданную загадку.

^

Попытаюсь сперва изложить известные факты.
П е р в и ч н ы е м и н е р а л ы углерода редко сосредоточи­
ваются в значительных скоплениях. Наиболее обычны окис­
ленные газы и углеводороды. Среди них преобладает угольная
кислота, соединение, наиболее богатое кислородом.
Ювенильные соединения разделяются на две очень различных
группы: окисленные соединения и соединения, лишенные кислорода.
Окисленные соединения могут с своей стороны быть разде­
ленными по кислороду на соединения бедные и богатые им.
К первой группе относятся углекислота, карбонаты, карбоносиликаты (как сперрит и другие), каолиновые силикаты с кар­
бонатной группой в боковой цепи. Все они находятся в гене­
тической связи с угольной кислотой. Угольная кислота при
определенных условиях либо соединяется с основаниями, давая
соли, либо образует продукты присоединения к алюмосиликатам,
таковы, например, кальциевые канкриниты :
3Na,Al Si 0 -CaC0
2

2

8

3

(или СаН С 0 ).
2

2

(;

Существуют изверженные породы богатые канкринитами, 442
содержащими до 1,7% С 0 , (т.-е. 0,74% С). Изверженные по­
роды с ювенильным кальцитом еще богаче углеродом: трахит
из Бильбао содержит 7,69% С 0 (т.-е. 2,09% С), фенит
из Норвегии (по Б р е г г е р у ) 35,2% С 0 (т.-е. 9,6% С).
443
2

2

2

«9,

154

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Ко второй группе — бедных кислородом—относятся СО,СБО,
С Н 0 (муравейный альдегид), С Н 0 (муравьиная кислота). Это
обычно тела, образующиеся при высоких температурах при
восстановлении угольной кислоты в присутствии воды и серо­
водорода. Они не очень редки, но встречаются лишь в состоянии
следов в ювенильных и фреатических газах. Несомненно, что
ш, 445 тиоугольная кислота и производные муравьиной
кислоты
играют очень важную роль в химических явлениях земной коры.
Возможно, что окись углерода в значительной части неза­
висима в своем генезисе от углекислоты. Есть указания на воз­
можность нахождения карбонильных соединений железа и ни446 келя.
Соединениями, лишенными кислорода, являются газо­
образные углеводороды— СН.!, С Н и другие — и металлические
карбиды.
Очевидно, что химические условия образования этих двух
групп, окисленных и лишенных кислорода тел, несовместимы
друг с другом. Их существование, быть-может, является пока­
зателем их происхождения из различных глубин магмосферы.
Это логическое заключение казалось наиболее простым
и вызвало многочисленные гипотезы. История этих идей пока­
зывает, что все эти гипотезы и все с ними связанные предста­
вления слишком просты, и что природное явление более сложно.
Можно было предположить, что в глубинах, бедных кисло­
родом, образуются углеводороды, и что в магмах, более близких
к поверхности, образуется угольный ангидрид. Образование
углеводородов объяснили действием воды при высокой темпе­
ратуре на металлические карбиды. Опыты доказали, что угле­
водороды действительно образуются при подобных условиях.
По аналогии с метеоритами часто допускают существование
металлических карбидов в земных глубинах. Нахождение нефтей
считали проявлением их разложения.
Более глубокое изучение вопроса совершенно разрушило
это слишком простое построение, но вместе с тем оно поста­
вило на очередь совершенно новые проблемы об ювенильном
углероде.
Прежде всего ювенильные, окисленные минералы
углерода могут быть в конце концов отнесены к С 0 , так как
карбонаты .разлагаются при температуре магматической оболочки
и даже, вероятно, глубоких областей метаморфической оболочки.
Алюмосиликаты, содержащие углерод — канкриниты, скаполиты
и другие, — являются вторичными ювенильными и фреатическими
2

2

2

2

(

2

ПЕРВИЧНЫЕ

СОЕДИНЕНИЯ

155

УГЛЕРОДА

продуктами; они образуются при действии углекислоты на као­
линовые ранее
существовавшие
алюмосиликаты, вероятно,
на полевые шпаты, при высоких температурах. Карбонатосиликаты очень редки.
В глубоких фреатических и ювенильных областях угольный
ангидрид очень стоек и, повидимому, очень обилен. Однако,
мы почти не находим там необходимых условий для его синтеза
(независимого от раньше образовавшихся карбонатов).
Мы знаем, что в глубоких слоях земной коры нет свобод­
ного кислорода. Находимые в газах терм его небольшие
количества, вероятно, другого происхождения (стр. 46). Вместе
с тем известны многочисленные вадозные и фреатические хими­
ческие процессы, дающие угольную кислоту, зачастую при
разложении карбонатов. Очень рассеянные углистые, богатые
углеродом или состоящие из чистого углерода тела, окисляются
в присутствии свободного кислорода, давая С 0 , но лишь
в фреатических или вадозных областях. Эти соединения, до­
стигнув более глубоких слоев, лишенных свободного кислорода,
в жидких или вязких магмах, растворяются и вновь выкристал­
лизовываются в виде графита или алмаза или, быть-может,
испаряются в форме углеводородов.
Угольная кислота, выделяющаяся в огромных количествах
во время вулканических извержений и в потухших вулканиче­
ских областях, происходит, по крайней мере частью, не путем
ее ювенильного синтеза, но вследствие разложения раньше
образовавшихся карбонатов, благодаря высокой температуре
глубоких слоев коры и плавления метаморфических и вадозных
пород. Эти породы, заключающие известняки, мало-по-малу
расплавляются, спускаясь в глубокие слои. Аналогичные явления
наблюдаются при захвате пород, содержащих углерод и карбо­
наты, магмами, поднимающимися в более высокие оболочки.
Угольная кислота вулканов и терм, несомненно, ювенильная
в том смысле, что она происходит из ювенильных областей
(глубоких слоев коры). Но ее происхождение всегда в сущности вадозное или фреатическое, как это доказал Р . Д Е Л Ь К Е С К А М П
для терм.
Углекислота устойчива в самых глубоких областях земной
коры, но не всегда она является в них продуктом магматиче­
ских реакций. Можно видеть подтверждение этого явления
в том, что массы вулканической угольной кислоты сравнимы
2

156

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

по величине с массами угольной кислоты вадозного или фреатического происхождения.
Количество угольной кислоты ювенильного происхождения,
достигающее земной поверхности, огромно. И. Б У С С Е Н Г О
448 первый в 1333 г. отметил важность этого явления для
равновесия угольной кислоты в атмосфере.
Эта кислота часто является господствующей в массе вулка­
нических газов и является там в почти чистом • состоянии.
4 4 9 Так,
Ф. Ф У К Е
нашел в газах
Санторина 95,37°/ С 0 ,
Ш. С Е н т-К л Е р-Д Е в и л ь в моффетах
Эоловых островов
450 (в Планарии) 97,1%. Она в особенности преобладает среди
вулканических газов старых вулканических областей, где ее
выделение является последней стадией бывших извержений.
В газовых эманациях действующих вулканов она часто играет
лишь очень второстепенную роль. В третичных — потухших—
вулканических областях, например, в Европе в Эйфеле, в Оверне,
в Рёне, в Фогельсберге, в Сицилии, в Италии, на Кавказе газовые
испарения почти чистой С 0 происходят со времени третичной
эпохи непрерывно в течение миллионов лет.
Тот же факт известен —для других континентов: Азии,
451 Северной
Америки, Новой Зеландии. Б У С С Е Н Г О рассчитал,
что количество С 0 , выделяемое Котопахи в течение одного
года, более 10 кубических метров, следовательно, больше
угольной кислоты, ежегодно выделявшейся процессами жизни
и заводами Парижа его времени (70— 80 лет назад, З Х Ю ку­
бических метров).
Углекислые испарения в области древних третичных вулканов
дают еще большие ее количества. Общее количество такой
углекислоты, вероятно, того же порядка, как количество угольной
кислоты гидросферы и атмосферы.
Не меньшие количества ее дают термы, сосредоточенные
в числе десятков тысяч в областях земной коры, подверженных
орогенетическим движениям.
Газовые струи, азотные и метановые, не связанные с вул­
каническими явлениями, всегда ее содержат. В некоторых выде­
лениях угольная кислота является господствующей составной
452 частью. Эти струи сосредоточены в дислоцированных обла­
стях, подвергающихся незаконченным орогенетическим и тектони­
ческим движениям. Иногда устанавливается связь этих выделений
с нефтями и каменным углем. Газы, сопровождающие выходы
0

2

2

2

:1

6

ПЕРВИЧНЫЕ

СОЕДИНЕНИЯ

157

УГЛЕРОДА

нефтей, часто бывают богаты угольной кислотой, большая 453
часть которой, несомненно, фреатическая, а не ювенильная.
Кварц гранитных пород содержит углекислоту в виде микро­
скопических включений в жидком или газообразном состоянии
в количестве, несомненно, объясняющем выделение угольной
кислоты термами для некоторых областей Западной Германии,
как это доказал Л д с п Е й р е с . Он вычислил, что один куби- 454
ческий километр гранита Рейнских провинций содержит в этой
форме 9 Х Ю
литров газообразной С 0 . Из его расчетов
следует, что общее количество угольной кислоты в гранитах
гораздо больше, чем в атмосфере.
455
Выделение угольной кислоты в вулканических областях, части
терм и при разложении гранитов находится в очевидной связи
с магматической угольной кислотой. Часть этой углекислоты,
несомненно, фреатического или вадозного происхождения, полу­
чается при расплаве магмой карбонатов, главным образом,
известняков (СаС0 ) и доломитов (СаМ^С 0 ).
Вся ли угольная кислота такого происхождения? Повидимому, это не так.
Изучение вулканических газов доказывает, что ювенильное
образование их угольной кислоты очень вероятно; это, однако,
синтез очень ограниченный по размерам.
Исследование А. Г О Т Ь Е , Т. Ч Е М Б Е Р Л Е Н А , К. Г Ю Т Т Н Е Р А , 4 5 5 , 4 5 7 ,
1 1

2

3

А.

Б Р Е Н А ,

А.

ДЕЯ

2

И

Е.

Ш

Е Ф Е Р д А,

6

Т.

Д ж

А г г А Р А,

Е.

А л-

4

|^'

газов вулканов и горных пород, так же как лабораторные 4 6 2 , 4 5 3
опыты, доказывают, что С 0 может образовываться при усло­
виях, имеющихся налицо при генезисе магматических газов.
Эти газы в общем могут быть сравнимы с газами, выделяющи­
мися при нагревании или плавлении изверженных пород в пустоте
или в атмосфере, лишенной кислорода и паров воды. Выделяю- 454
щиеся при этом газы являются отчасти продуктами новых
химических реакций, не заключаются как таковые в породах,
ибо часть их образуется во время опыта при взаимодействии
воды и соединений железа, входящих в состав породы.

Л Е Н А ,

2

Следует отметить следующие газы, встречающиеся в большом
количестве в вулканических испарениях: Н 0 , Н , СН , С 0 , СО,
муравьиная кислота и СБО. Кроме того, не нужно забывать,
что вода, выделяемая при плавлении и нагревании горных пород,
и часть воды магм, происходит благодаря распадению соедине­
ний— алюмосиликатов и силикатов.
2

2

4

2

158

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Вот несколько химических реакций, экспериментально изу­
ченных и, пбвидимому, прочно установленных:
С 0 -f- З Н = СО -f- Н 0 -j~ 2Н
При температуре каления
ЗС0 4 - 2 Н 0 = 2 С 0 + 2Н + СО
между 1200 и 1250°
4СО + 2Н = 2 Н 0 - f - С О , - f - ЗС
между 900 и 1000
4 C 0 - f - 8 H , = 2 H , 0 - j - C 0 + 3CH,
между 1200 и 1220°
2

2

2

2

2

2

2

е

2

2

2

Таких уравнений, весьма правдоподобных, можно написать
много.
Мы видим, что С 0 постоянно разлагается и вновь обра­
зуется во время этих реакций, при чем тела, давшие ей начало —
С, СО, С Н — могут также образовываться под влиянием ее
разложения. Возможно, что СО, СН (и другие углеводороды),
выделяющиеся в вулканических газах, являются продуктами ее
разложения, кислород же, который в ней содержался, мог быть
захвачен соединениями железа. А. Г О Т Ь Е думал, что СО
происходит вследствие восстановления С 0
солями закиси
железа (реакция, действительно идущая при этих условиях),
Г . Ю Т Т Н Е Р
объяснял происхождение СО действием Н на С 0
(тоже реакция, несомненная при этих условиях). Но возможно,
что СО является продуктом еще более важной реакции, также
исследованной А. Готье:
2

4

4

2

2

4СО + 2Н,

2

J 2Н..0 4 - ЗС + С 0 .
2

Это обратимая реакция, в которой участвует свободный
углерод, несомненно, находящийся в достаточных количествах
в магмах и изверженных породах. При действии воды и угольной
кислоты в глубинах коры могут образовываться большие массы
СО, неизбежно превращающиеся
на земной
поверхности,
в присутствии свободного кислорода, в С 0 , как то доказал
Т. Д ж А г г А р. Как известно, СО в биосфере находится в не­
больших количествах.
Таким образом, изучение этих сложных равновесий не дает
указаний на ювенильное образование С 0 , если только таким
указанием не является превращение СО, могущей давать С 0 под
влиянием паров воды при температуре 1200—1250. Первичным
ювенильным минералом будет ч и с т ы й у г л е р о д (графит),
дающий СО и С 0 в качестве вторичных ювенильных же про­
дуктов. Графит, проходя через СО, превращается в С 0 , но
2

2

2

2

2

ПЕРВИЧНЫЕ

СОЕДИНЕНИЯ

УГЛЕРОДА»

159

количество С 0 , образовавшееся таким путем, не может быть
очень велико.
Возможно, что это одна из реакций, поглощающих кислород
в наиболее глубоких слоях земной коры.
Мы до сих пор оставались в области достоверных фактов.
Мы видим, что СО, С 0 , СН могут образовываться при усло­
виях земных глубин за счет других ювенильных тел, присут­
ствие которых несомненно (С, С 0 , Н 0 , соединения железа).
Есть, однако, правда, менее несомненные факты, указывающие,
что условия реакций более сложны. Предлагались гипотезы
о вероятном существовании в глубинах коры больших коли­
честв первичных ювенильных продуктов, металлических кар­
бидов и СО, вызывающих те же реакции, с выделением больших
количеств углеводородов.
Думали и продолжают думать, что в природе идут химиче­
ские реакции, аналогичные изучаемым в наших лабораториях,
напр.,
2

2

4

2

2

со4-зн = сн 4-н о
2

4

2

Ре С 4- 2Н,0 ~ 2РеО -|- С Н ,
2

или возможным теоретическим реакциям,
ЗРе С 4 - Р е 0 = ЗСО 4- 8Ре
2Ре,С + С 0 = 2СО 4- 4Ре 4- С.
2

2

3

2

Часто допускают, что окись углерода и первичные металли­
ческие карбиды находятся ниже силикатовбй оболочки, в метал­
лическом земном ядре. Усматривали признаки их существования
в больших скоплениях углеводородов, нефтей, всюду наблю­
даемых в очевидной связи с орогенетическими движениями и
с тектоническим строением земной коры. Однако, эти движения
и связанное с ним строение земной коры, несомненно, являются
поверхностными явлениями; в верхних оболочках сосредоточена
и вода. Проникновение ее в металлическое ядро, если оно
существует, гипотетично и противоречит всем нашим геоло­
гическим представлениям.
Есть, однако, факты, доказывающие, что металлические
карбиды, когениты, а может-быть, и другие, действительно выпа­
дают в некоторых изверженных породах при условиях, не про­
тиворечащих образованию углеводородов под влиянием горячей
воды. К.сожалению, эти нахождения хорошо изучены лишь

160

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

467 в базальтах остр. Диско и других островов западной Гренландии.
Карбиды железа, содержащие никель, находятся здесь в явной связи
с металлическим железом, и их содержание значительно больше,
чем в их нахождениях в метеоритах. Углерод этих базальтов —
без достаточных оснований — объясняли особыми явлениями:
захватом расплавленным базальтом при его поднятии на земную
поверхность нижележащих масс каменного угля.
Однако, те же карбиды существуют в других месторожде468 ниях самородного земного железа, и очень возможно, что более
тщательное изучение этих минералов выяснит их повсеместное
существование в глубинных базальтах (базальтовых покровах).
Но даже и в этом случае образование углеводородов в связи
с металлическими карбидами не может.иметь большего значения
в истории больших скоплений нефти. Геология и химия нефти
сделали за последние годы большие успехи; явление в общих
чертах своих кажется ясным. Мы должны считать нефти фреатическими минералами, образующимися, повидимому, вне биосферы,
но связанными с живым веществом. Организмы, несомненно,
являются исходным веществом нефтей; возможно участие ана­
эробных бактерий и при их синтезе. Нефти не могут содер­
жать сколько-нибудь значительных количеств ювенильных угле­
водородов.
Раньше, чем перейти к генезису нефти, я хочу сказать еще
469 несколько слов об ювенильной окиси углерода. Действительно
возможно, что эта окись существует без какой-либо генетиче­
ской связи с С 0 , так как следующая реакция, изученная Б р о д и ,
2

СО + ЗН = СН -}~ Н 0 ,
2

4

2

(которая обратима, как все другие реакции газообразных тел),
'указывает на возможность ее образования при действии воды
на метан.
Окись углерода, несомненно, очень устойчива при высоких
температурах и должна собираться, не разлагаясь, в глубоких
частях коры.
Это эндотермическое соединение, распадение которого на
углерод и на'угольную кислоту, идет медленнее по мере повы­
шения температуры.

НЕФТИ И И Х ОБРАЗОВАНИЕ

161

5. Нефти и их образование.
Химики и геологи, специально занимающиеся нефтью, обычно
признают неювенильное происхождение больших масс жидких
нефтей и их твердых продуктов, так же, как углеродистых газов,
находящихся в очевидной генетической с ними связи.
Однако, вопрос этот не может считаться окончательно
решенным, так как еще существуют последователи гипотезы
о неорганическом генезисе нефтей.
Углеводороды должны в этом случае образовываться в частях
планеты, расположенных под земной корой. Нельзя отрицать
такой возможности. Но при современном состоянии наших
знаний можно делать лишь почти недоступные проверке пред­
положения о физических и химических условиях, царящих
в этих областях. При этом мы не находим на земной поверх­
ности каких-нибудь других признаков этих гипотетических
реакций, кроме самих нефтей.
Это невероятно, если таково происхождение больших ско­
плений нефтей.
Более глубокое изучение химического состава природных
нефтей поднимает новые проблемы в рамке этих'идей, приво­
дящие к новым гипотезам, еще менее доступным проверке.
Проще, поэтому, оставить в стороне эти сложные построе­
ния, аналогичные старым эпикиклам астрономов, и попытаться
понять историю нефти, оставаясь в пределах верхних оболочек
земной коры, доступных нашему непосредственному изучению.
В таком случае мы должны считать нефти минералами биохи­
мического происхождения, подвергшимися метаморфизму.
Можно отметить два типа месторождений для больших
скоплений нефти: 1) скопления в осадочных породах и 2) про­
никновение углеводородами битуминозных сланцев. Оба должны
считаться' частями единого явления. Нахождения в сланцах
содержат наибольшие массы нефти. Это часто забывается.
Нефти являются смесями органических соединений, в которых
преобладают углеводороды. Их состав в течение долгого вре­
мени считался мало разнообразным, так как сотни анализов
давали — для нефтей разных местностей и очень различного
геологического возраста — почти одинаковые отношения между
С и Н.
Очерки геохимии.

'1

162

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

2 п +

2

4

8

п

6

П

473

474
475

•
476

КОРЕ

С — колебался в пределах 83—86°/о (иногда до 87°/о)
Н—
»
»
11—13°/о (иногда до 14°/о).
Однако, в конце концов, убедились, что химическое строение
этих углеводородов очень различно. Первая хорошо изученная
нефть — пенсильванская — состоит почти исключительно и з
параффинов С Н
, от СН (газ) до С1 Н (последний
жидкий) и даже больше. В. В. М а р к о в н и к о в первый доказал,
что нефть Баку на Кавказе почти не содержит параффинов и
образована новым классом углеводородов особого строения,
названным им н а ф т е н а ми. Их строение теперь выяснено.
Это очень устойчивые углеводороды С Н кольцевого строения.
В нефтях Калифорнии преобладают ароматические углеводороды — бензол С Н Л ж и в о е вещество
удаляется из него в виде углекислого кальция, так как самая
большая масса живого вещества сосредоточена в Океане.
Между вадозными углеродистыми минералами преобладают
карбонаты.
Количество их определяется еще тем, что среди карбонатов
преобладает карбонат кальция; их образование связано с исто­
рией этого элемента, количество которого в несколько раз
превышает количество углерода. Если количество углерода
в земной коре соответствует
8,0 X I О

1 6

метрическим тоннам,

то количество кальция приблизительно равняется
6,5 X I О

17

метрически™ тоннам.

ЦИКЛ

УГЛЕКИСЛОГО

КАЛЬЦИЯ

217

Углеродные вадозные минералы находятся всюду и иногда, как,
например, известняки или каменные угли, в огромных коли­
чествах.
Получается даже иллюзия о большем, чем есть в действи­
тельности, их значении, так как забывается, что это лишь
ничтожные остатки когда-то существовавшего живого вещества.
Количество углерода, каждый год выходящего из жизненного
цикла, не велико; но в течение геологического времени его
набираются огромные массы.
Порядок количества этих масс изображен на нижеследую­
щей таблице, могущей дать представление о масштабе изучае­
мого явления (таблица XVII):

ТАБЛИЦА

XVII.

1. СОо, отвечающая углероду живого веще­
ства
• • • 5Х10
2. С 0 атмосферы
2,2 X 1 0
3. СО Океана
1,0X10
4. С 0 известняков
3,1 Х Ю
5. С 0 , отвечающая каменным углям, со­
гласно исчислениям Геологического
Конгресса
2,2X10"

13

1 2

2

14

г

! 6

2

и

— 5 X Ю метр. тонн.
метр. тонн.
метр. тонн.
2б
627
метр. тонн.
6

2

метр. тонн.

Эта таблица выявляет нам огромную массу угольной кислоты,
которая перешла из живых организмов в известняки. -Это
лишь минимум, но все же числа эти могут дать нам понятие
о порядке явления. Несомненно, повидимому, что к о л и ч е ­
с т в о С0 , о с в о б о д и в ш е е с я из ж и з н е н н о г о ц и к л а
в виде у г л е к и с л о г о кальция, в сотни раз б о л ь ш е
в с е г о к о л и ч е с т в а у г о л ь н о й к и с л о т ы , находящейся
в данный момент в атмосфере, в Океане, в живом веществе,
и угольной кислоты, соответствующей углероду пластов камен­
ного угля, технически доступных.
Не менее несомненно, что масса эта меньше массы уголь­
ной кислоты, отвечающей р а с с е я н н ы м углеродистым соеди­
нениям, битумам, углеводородам, гумусовым веществам, карбона­
там, самородному углероду различных форм. Все земное вещество
проникнуто этим углеродом (стр. 148), и нельзя найти вадозных или фреатических пород, в которых он бы отсутствовал.
Его может быть меньше в ювенильных породах, но все же.
несомненно, больше, чем мы думаем.
2

628

218

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Несколько чисел могут дать понятие о порядке этих коли­
честв. Так, реки ежегодно изливают в Океан органические
вещества в количествах, превышающих 2 X Ю метрических.
тонн.
Количества этих веществ, растворенных в морской
воде, соответствуют по меньшей мере массам в 5 X Ю метр.
тонн и, вероятно, еще гораздо более значительным.
Но воды представляют лишь 1% массы земной коры, и те же
следы в гораздо больших количествах находятся и образу­
ются повсюду. Огромные количества их рассеяны в осадочных
породах, за исключением известняков и доломитов. Согласно
Ф . К Л А Р К У , В таком состоянии находится не менее 7 X Ю
метрич. тонн углерода. Однако, Ф . К Л А Р К О М были приняты
во внимание лишь сланцевые и глинистые породы и оставлены
в стороне песчаники. Но мы знаем, что нет осадочного кварца,
в котором бы отсутствовали органические вещества. Указан­
ные 7 X Ю
метр, тонн углерода соответствуют по меньшей
мере 2 X 1 0 " метр, тонн органических и углеродных веществ.
Это рассеяние углерода сопутствует каждому химическому
явлению, каждому жизненному процессу. Я упоминал о боль­
шом количестве угольной кислоты, постоянно выделяемой
человеком в атмосферу при сжигании каменного угля (стр.212).
Это количество до войны, несомненно, превышало 1 X Ю метр,
тонн С 0 . Согласно опытам, правда, давним, А. С М И Т А , В т о ж е
время рассеивалось в виде битумов и черного дыма (1871) по
крайней мере 1 X Ю метр, тонн в год.
Таким образом, можно считать доказанными два ф а к т а :
1) что большая часть массы углерода, освобождающаяся -из жиз­
ненного цикла, находится в состоянии крайнего рассеяния
в каждом земном веществе и, 2) что наибольшая часть этого
углерода находится там в виде карбонатов, главным образом,
в виде углекислого кальция.
Это образование карбонатов—в этой форме и в форме извест­
няков—имеет большое значение в геохимической истории кальция,
Я не могу здесь входит в эту историю. Скажу лишь несколько
слов об этом великом биогенном явлении. Мы почти не встре­
чаем неорганических известняков, чисто химических осадков
СаС0 .
Внимательное изучение земных реакций нам все
больше доказывает, что это по большей части осадки биогеннохимические, В настоящее время мы не знаем ни одной вадоз8

629

1 2

630

631

1 5

15

1

бзг

9

бзз

2

7

3

ЦИКЛ

УГЛЕКИСЛОГО

219

КАЛЬЦИЯ

ной химической реакции, дающей значительные скопления карбо­
натов кальция, которая была бы независима от жизни. Несо­
мненно, есть случаи, когда карбонат кальция образован чисто
химическими реакциями, но он тогда рассеян, образует неболь­
шие скопления, которые почти всегда немедленно вновь погло­
щаются организмами.
Мы видели, что кальций — наиболее распространенный в ор­
ганизмах металл (стр. 198).
Он принадлежит в них ко 2-ой
декаде, его количество в живом веществе в среднем превышает
1°/ по весу; порядок его в живом веществе тот же, что угле­
рода и азота. Организм его всюду выискивает; если он нахо­
дит его среди доступных ему рассеяний кальция, он его неме­
дленно поглощает, напр., из пыли, содержащей углекислый кальций.
В силу этого углекислый кальций в рассеяном состоянии немед­
ленно вступает в живое вещество, в жизненный цикл. Организм
совершает огромную работу, чтобы его добыть.. Так, например,
согласно расчетам Г. Б и ш о Ф А , одна устрица для построе­
ния своей раковины должна провести через свое тело количе­
ство воды, превышающие от 2,7 до 6,6 X I О раз ее вес.
Эта работа совершается теперь, так же, как совершалась
в течение всего геологического времени, главным образом,
в Океане бесчисленным количеством организмов.
В воде Океана углекислый кальций не существует как тако­
вой. Кальций вносится в нее в виде карбонатов и бикарбона­
тов реками, большею частью разложенным на ионы; в морской
воде его количество уменьшается чрезвычайно быстро под
влиянием жизни, и невероятно, чтобы он мог существовать там
в форме карбонатов.
. Углекислый кальций образуется в море в твердом состоянии
почти исключительно в живом веществе, или биохимическим
путем. Часто указывали на образование углекислого кальция
в поверхностных частях моря, но становится все более очевид­
ным, что это также биохимический процесс, связанный с жизнью
микробов.
В организмах углекислый кальций кристаллизуется в тканях
в очевидной связи с физиологическими функциями. Он всегда
тесно смешан с азотистыми органическими материями.
При отсутствии или бедности жизни в природных условиях
кальций, главным образом, выделяется в виде сульфатов при
быстром испарении и концентрации соленой воды.
0

4

220

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Биогенное выделение кальция в морской воде, в Океане,
дает одни лишь карбонаты. Морская вода наполнена жизнью,
осаждение карбонатов является биохимическим процессом ; суль­
фаты начинают образовываться лишь в концентрированных
635 водах, уже лишенных жизни.
636
Это явление не зависит от
геологического
времени.
В Океане всегда существуют тысячи видов животных и растений—
концентраторов кальция, к а л ь ц и е в ы х о р г а н и з м о в . Они
содержат более 10°/ кальция в своей живой массе Кальций
в них находится в большем количестве, чем углерод, и его про­
центное содержание того же порядка, как содержание кислорода
и водорода. Эти организмы — моллюски, брахиоподы, иглокожие,
кораллы и гидроиды, черви, водоросли, криноиды — оставляют
в своих отбросах после смерти огромные количества кальция
и углерода в виде карбонатов. Часть этих карбонатов вновь
растворяется и в жизненном цикле немедленно вступает в жи­
вое вещество, другая часть поглощается другими организмами
и не покидает больше жизненного цикла. Но очень заметная
часть раковин и скелетных частей остается более или менее
нетронутой и образует скопления кальция и углерода. Когда,
благодаря геологическим явлениям, например, отложениям новых
осадков, она изолируется от влияния живого вещества, она
дает известняки путем дальнейшего диагенеза.
Теперь очевидно, что большая часть этого углекислого
кальция не образуется большими организмами, привлекающими
наше внимание среди великого богатства жизни Океана. Самая
большая часть образуется организмами, невидимыми глазу.
Долго принимали во внимание лишь фораминифер. Их значе­
ние в образовании известняков было доказано почти сто лет
637 назад
Э Р Е Н Б Е Р Г О М ,
введшим вновь в науку старый прин638 цип
Л И Н Н Е Я
— omne calx е vermibus — вся известь проис­
ходит из червей, т.-е. беспозвоночных животных, согласно
нашей современной терминологии. Лет двадцать назад было
открыто, что еще гораздо большее значение имели существа,
несравненно более мелкие: одноклеточные водоросли планктона—
кокколитофориды, кокосферы, радбосферы. Они водятся в огром­
ных количествах и воспроизводятся с невероятной быстротой.
В нашем веке открыли еще новые организмы, еще меньшие,
кальциевые бактерии, повидимому, представляющие еще более
могущественный механизм для образования углекислого кальция.
0

ЦИКЛ

УГЛЕКИСЛОГО

221

КАЛЬЦИЯ

Возможно определить количество или, вернее, порядок коли­
чества углекислого кальция, осажденного жизнью на дне Океа­
на. Оно огромно. Можно сказать, что вся масса кальция,
ежегодно вливаемого реками в Океан в виде карбонатов и би­
карбонатов, отлагается в нем в тот же срок в виде биогенного
углекислого кальция.
Числа Ф . К Л А Р К А Э Т О Я С Н О показывают (табл. X V I I I ) .

ТАБЛИЦА

XVIII.
8

Количество кальция, вливаемого реками
в растворе, в ионах С 0 " и Н С 0 " .
Количество кальция, осаждаемого в виде
известняков
3

( 4, 5, 6 X Ю метр.
(
тонн.
\
6,6 X Ю метр.
|
тонн.

3

639

8

640

Таким образом, вторичный геохимический цикл углерода на
земной поверхности является жизненным циклом, не вполне
обратимым. Часть углерода постоянно из него уходит.
Количество этого выходящего углерода, как бы оно ни каза­
лось нам великим, представляет лишь ничтожную долю всего
углерода жизненного цикла:
С 0 Л ж и в о е вещество.
2

Главная часть этого углерода, теряемая жизненным циклом,
как мы видели, отлагается в виде С а С 0 . Таким способом еже­
годно отлагается 2,2 X I О метр, тонн углерода. С первого
взгляда кажется, что это большая часть того углерода, который
в каждый данный момент находится в живом веществе.
Но масса углерода, прошедшего в течение одного года через
живое вещество, без сомнения, больше, чем его .масса, заклю­
чающаяся в живом веществе в данный момент. Мы знаем, что
она огромна, но еще не можем сейчас ее определить.
Мы должны сравнивать углерод углекислого кальция со всей
массой углерода, связанного с жизненным циклом, а не с угле­
родом живого вещества. Очевидно, что он в таком случае будет
отвечать незначительной части такого углерода, долям его
процента.
Но эти небольшие доли процента, собранные в течение гео­
логических веков, дают огромную массу вещества, и процесс их
образования имеет первостепенную важность в химии зем­
ной коры.
3

8

'

222

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Повидимому, масса эта ограничена и не растет беспредельно
в течение геологического времени. Благодаря этому, углерод
вновь входит в газообразную угольную кислоту и возвращается
в жизненный цикл.
Можно предположить, и уже старые натуралисты, как
А. С Н Я Д Е Ц К И Й , это думали, что весь углерод жизненного
цикла в конце концов возвращается в него через достаточно
продолжительное время из земных глубин, т.-е. из фреатической области.
Мы не можем этого, однако, сейчас доказать. И мы даже
должны допустить, что если он и возвращается в него, то это
происходит за счет энергии, независимой от солнечного излу­
чения, питающего жизненный цикл.
Лишь небольшая доля рассеянного углерода мало-по-малу
под влиянием кислорода (и озона) превращается на земной
поверхности в угольную кислоту и таким образом вновь увле­
кается в жизненный цикл.
Большая часть такого углерода превращается в С 0 лишь
в глубинах, в метаморфических и в ювенильных областях под
влиянием теплоты глубоких слоев земной коры. Пока углерод туда
не проникает, он остается вне жизненного цикла. Рассеянный
углерод может оставаться неопределенное время в' таком
состоянии.
Но, оставаясь иногда миллионы лет в форме свободного
углерода, карбонатов, углей, нефтей, битумов, вне жизнен­
ного цикла, по выходе из него, углерод этим создает и под­
держивает в механизме биосферы аппарат огромного первосте­
пенного значения.
Только этим путем создается
возможность
для с у щ е с т в о в а н и я в б и о с ф е р е с о о т в е т с т в е н н ы х
м а с с с в о б о д н о го к и с л о р о д а .
6«
В процессе жизни живое вещество, разлагая угольную кислоту
и воду, выделяет кислород, собирающийся в свободном со«42 стоянии: это — кислород атмосферы.
Весь кислород атмосферы имеет такое происхождение.
Если бы углерод не выступал, из жизненного цикла в виде
углеводородов, угля свободного углерода, карбонатов кальция,
свободного кислорода не существовало бы вовсе, не было бы
также, следовательно, тысяч важнейших химических реакций
биосферы, с ним связанных.
2

ЦИКЛ

УГЛЕКИСЛОГО

КАЛЬЦИЯ

223

Ибо свободный^ кислород земной коры чрезвычайно активен;
он одарен свободной химической энергией, в степени, несравнимой
с другими распространенными химическими элементами.
Должно, следовательно, существовать простое
ч и с л е н н о е с о о т н о ш е н и е , е щ е н а м не и з в е с т н о е ,
между количеством свободного кислорода нашей
п л а н е т ы и массой к а м е н н ы х углей, б и т у м о в и
н е ф т е й , к а р б о н а т о в , в ней с у щ е с т в у ю щ и х .
Таким образом, изучение необратимости жизненного цикла
приводит нас к еще более глубоким проблемам.
Оно приводит нас в научную область, находящуюся в про­
цессе образования и касающуюся
великих задач жизни
и энергетики. Это область будущего — энергетики нашей пла­
неты.
Приблизительно восемьдесят лет назад немецкий врач из
Гейльбронна Р. М А Й Е Р первый понял, что зеленые расте- 643
ния, в силу факта своего существования, изменяют энергетику
земной коры. Они превращают лучистую энергию солнца и
захватывают ее в благоприятной для химических процессов,
развивающихся на нашей планете, форме.
Эти идеи Р. М А й Е р А остались непонятыми долго спустя
после проникновения в научную мысль его же идей об единстве
и сохранении энергии. Р. М А Й Е Р несколько раз возвращался
к этим представлениям после первого их опубликования; он 644
из них вывел заключение (с тех пор само собою разумею­
щееся), что каменные угли содержат энергию « и с к о п а е м у ю » ,
энергию солнечных лучей, принадлежащую прошлым геологиче­
ским эпохам, и что человек, употребляя эти горючие ископаемые,
вновь пускает эту энергию в ход.
Живое вещество в форме зеленого растительного мира на­
копляет солнечную энергию; собранная этим путем сила может
быть сохранена миллионы лет в виде каменного угля, вадозного
минерала углерода.
Мы теперь должны обобщить идею Р. М А Й Е Р А . С о л н е ч ­
н а я э н е р г и я , через посредство живого вещества, п р е б ы ­
вает в потенциальном — «ископаемом» — состоя­
нии не т о л ь к о в к а м е н н о м у г л е , п р о и с х о д я щ е м
п р я м о из з е л е н ы х р а с т е н и й , но во в с е х в а д о з н ы х
минералах углерода, в углекислом кальции и
в других биогенных минералах, в большинстве

224

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

в

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

в а д о з н ы х м и н е р а л о в , п о в и д и м о м у, до и з в е с т н о й
степени вовсех.
Несомненно, что все продукты, связанные с жизнью, являются
собирателями солнечной энергии. Если даже энергия проявляется
в них в виде молекулярной химической энергии, действие ее
стало возможным только благодаря лучистой энергии солнца,
захваченной живым организмом, превратившим ее в химическую
энергию.
Мы здесь касаемся явлений жизни самых глубоких из всех,
какие были до сих пор изучаемы наукой. Необходимо не обхо­
дить их молчанием, чтобы понять все философское и научное
значение затронутых геохимией явлений.
19. Принцип Реди.
С этой точки зрения два общих явления в ходе жизни на
земной поверхности сразу захватывают наше внимание.
Во-первых, существование резкой границы между живым
и косным веществом.
Во-вторых, совершенно особый характер энергии, связанной
с проявлением жизни. Эта энергия кажется нам отличной
от энергии почти .всех других природных процессов.
Оставаясь в области эмпирических фактов, мы констатируем,
что нигде и ни в какой момент на нашей планете не создава­
лась новая жизнь. В геохимических явлениях, изучаемых нами,
она всегда существовала как таковая. Самые отдаленные косми­
ческие периоды истории Земли не подлежат научному изучению
геологии и геохимии. Мы всегда должны различать положи­
тельные научные факты от неизбежно гипотетических, космого­
нических предположений, даже, если эти последние излагаются
в научной форме. Я не сомневаюсь в их полезности для успехов
науки, но они по точности и по значению совершенно несоиз­
меримы с фактами наблюдения и опытов. Нельзя опираться на
космогонические выводы, когда нет соответствующих точных
эмпирических фактов, подтверждающих без всяких сомне­
ний выводы, из них сделанные.
Прошло уже больше двухсот пятидесяти лет с той поры,
как флорентийский ученый, врач, поэт и натуралист Ф . Р Е Д И
первый высказал совершенно новую в истории человечества
идею, формулированную несколько десятилетий после него дру-

ПРИНЦИП

РЕДИ

225

гим крупным итальянским натуралистом А. В А Л Л И С Н Ь Е Р И
в кратких словах: «Omne vivum е vivo» (Все живое от живого). 645
Это было отрицание самопроизвольного зарождения и абиоге­
неза и провозглашение непрерывного единства живого вещества
с самого его начала, если таковое было. После работ Л. П А¬
С Т Е Р А
стало чрезвычайно трудно поколебать этот взгляд
на Природу, — этот эмпирический принцип, опирающийся на
огромное число точных научных фактов. И хотя до сих пор
существование абиогенеза пытаются доказать, но тщетно.
Эти многовековые стремления вызываются не эмпирическими
фактами, но привычками философской мысли, очень глубокими
традициями, на которых основаны представления о мире, свя­
занные с религиозными и поэтическими, чуждыми науке, воз­
зрениями.
646
Изучая геохимическую историю углерода, мы не видели
в ней следов абиогенеза; нигде не существует органических
соединений, независимых от живого вещества, которые бы сви­
детельствовали о существовании такого процесса в течение
геологического времени.
Геохимия доказывает тесную связь живого вещества с исто­
рией всех химических элементов, она нам являет его как часть
механизма земной коры, совершенно отличную от косной ма­
терии. Нет места для абиогенеза, для самопроизвольного заро­
ждения, и нет признаков его существования.
Мы должны сохранить эмпирический принцип Р Е Д И и при­
знать за факт, до сих пор не поколебленный, что во все течение
геологического времени все время существовала непроходимая
граница между живым и косным веществом, и что в течение
всего этого времени имели место те же явления обмена хими­
ческими элементами между этими двумя проявлениями Природы.
Идея о вечности, столь глубоко проникающая философскую
и религиозную жизнь Азии, постепенно входящая в наше на­
учное представление о Космосе, кажется совершенно законной
в рамках этих эмпирических фактов.
Живое вещество всегда в течение всего геологического вре­
мени было источником энергии, — вещество'м, находящимся
в активном состоянии, имевшим большое влияние на геохими­
ческую историю химических элементов во всей земной коре.
Обычная косная материя земли ничего подобного на всем
протяжении биллионов лет не представляла и не представляет.
6 4 7

Очерки геохимиг.

15

226

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

20. Энергия живого вещества и принцип Карно.

648
649, 650

651

ь52
653

Мы приходим., таким образом, ко второму эмпирическому
обобщению, отличающему в общем аспекте Природы явления
жизни: к особому характеру энергии этих процессов.
История идей, относящихся к энергетике жизни, взятой
в рамках Космоса, указывает на почти непрерывный ряд мысли­
телей, ученых и философов, приходящих более или менее неза­
висимо к одним и тем же идеям, но не углублявших поста­
вленных ими проблем. Кажется, будто давно уже царила
благоприятная современным идеям атмосфера. Мы находим
краткие, но совершенно ясные указания на энергетическое
отличие живого и мертвого — в рамках их проявлений на нашей
планете уже в трудах основателей энергетики — у Р. М А Й Е Р А ,
В. Т о м с о Н А (лорда К е л ь в и н а ) , Г. Г Е Л Ь М Г О Л Ь Ц А .
Эти
указания не были поняты и оценены.
Уже позже и независимо рано умерший С. А. П о д о л и нс к и й понял все значение этих идей и старался их прило­
жить к изучению экономических явлений. Эти идеи играют
большую роль в концепциях философов, в философии Г. Б Е Р Г с о н А в частности.
Но мне кажется, что Дублинский профессор Д ж о л и
наиболее полно первый установил особый энергетический харак­
тер живого вещества, как противоположного косной материи, и
несколько раз выводил из этого положения важные следствия.
С той поры к этому не раз возвращались независимо от него
и в X X в. Эти идеи все больше проникают нашу научную мысль,
хотя они еще не приобрели необходимой устойчивости и не
окончательно внедрились в наши представления о мире.
Геохимическая история углерода неизбежно приходит к этим
идеям, которым, несомненно, принадлежит будущность. '
Природные явления, выраженные энергетически, обыкновенно
сводятся к принципу Карно. Мы видим, что они всегда связаны
с деградацией энергии; количество деятельной энергии, способ­
ной производить работу, падает с каждым природным явлением.
Энергия рассеивается в виде тепла, — Энтропия Мира, как говорил
К л а у з и у с , увеличивается, и уровень тепла выравнивается. Если
мир имеет границу, если совокупность природных явлений ко­
нечна, — из этого должен воспоследовать конец мира — уравни-

ЭНЕРГИЯ

ЖИВОГО

ВЕЩЕСТВА

И

ПРИНЦИП

КАРНО

227

вание энергии, которое не позволит проявиться никакому при­
родному явлению, связанному с энергией. Долгое время эти
выводы считались достоверными следствиями, законами природы;
не находили исключений из этого правила, столь богатого важ­
ными научными открытиями. Философская идея о конце мира
вместе с тем соответствовала глубоким человеческим настрое­
ниям, идеальным антропоморфическим представлениям о При­
роде. И до сих пор ценность и общность принципа Карно
очень разно оценивается учеными и философами.
К уточнению этой оценки все больше приводит нас эволюция
современной научной мысли. Перед ней вскрывается здесь кажу­
щееся свободным новое поле математических и философских по­
строений. Ибо глубоко меняется наше представление о с о о т н о ­
ш е н и и м е ж д у м а т е р и е й и э н е р г и е й . Не только резко,
коренным образом изменилось наше понимание материи. Давно
отошли в прошлое материя не только С . К А Р Н О (1824), но и
материя Р. К Л А У З И У С А
(1854). Само представление об
энергии, под влиянием эмпирических обобщений, начинает
меняться; ход и последствия этого изменения нами сейчас'пред. видены быть не могут.
Принцип К А Р Н О , неизбежно, получит новое понимание.
Проявления жизни являются эмпирическим фактом, с трудом
входящим в рамки других природных явлений — в аспекте прин­
ципа Карно. Уменьшение энергии, ее рассеяние в виде тепла,
не имеет места в жизни (такой, как мы ее понимаем) зеленых
хлорофильных растений или автотрофных микробов.
Наоборот, в силу факта существования этих организмов,
количество энергии, способной производить работу, очевидным
образом увеличивается к концу их жизни в окружающей при­
роде. Свободный кислород, изготовляемый зелеными растениями,
каменный уголь, образовываемый из их остатков, органические
соединения их тел, питающие животных, движения и другие
физические и химические проявления, очень различные и
многочисленные, организованных существ, представляют вы­
явления новой деятельной энергии, не сопровождаемой дегра­
дацией лучистой энергии солнца. Физиологи, изучающие машину
животных, особенно высших, не считали себя иногда обязан­
ными делать эти выводы.
Однако, мир животных суще­
ствует лишь за счет зеленого живого вещества. И если бы
зеленые растения погибли, он неминуемо должен был бы

228

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

разделить их судьбу. Мир животных сам по себе не представляет
жизни. Животный организм рассеивает внутри своей машины
энергию, накопленную зелеными организмами, обладающими
пластидами. Но вся совокупность животных, особенно цивили­
зованное человечество, повидимому, соответствует тем же энер­
гетическим проявлениям, которые столь характерны для зеленых
растений. В своей совокупности животные и растения, вся
живая природа, представляют природное явление, противоречащее
принципу К А Р Н О В его обычной формулировке. Обыкновенно
в земной коре, в результате жизни и всех ее проявлений, п р о ­
и с х о д и т у в е л и ч е н и е д е я т е л ь н о й э н е р г и и . В явле­
ниях биосферы, в силу существования жизни, энтропия Вселен­
ной должна бы была уменьшаться, а не увеличиваться.
Эмпирическое обобщение вызвало новые спекуляции. Немец654 кий
физик Ф . А У Е Р Б А Х увидел в нем выражение нового
принципа, противоречащего энтропии. Он назвал его э к т р о ­
пи е й . Он и другие исследователи старались вывести из него
космогонические следствия.
Ничто, однако, не заставляет нас делать новые гипотезы.
Энтропия К Л А У З И С А не имеет реального существования, это
не факт бытия, это математическое выражение, полезное и
нужное, когда оно дает возможность выражать природные
явления на математическом языке. Эти выражения всегда при­
близительны, если их сравнивать с эмпирическими фактами.
Последствие, вытекаемое из констатированного факта особен­
ного энергетического проявления жизни, может указывать, что
принцип К А Р Н О В своем обычном выражении слишком прост,
что он должен иметь менее абсолютное толкование, что он
655 не всеобщ.
Но возможно, что это противоречие обманчиво, что мы не
изучаем еще жизнь во всех ее проявлениях, что мы изучаем
лишь часть очень сложного явления, которое, будучи взято
656 в целом, не противоречит этому принципу.
Как мы увидим ниже, в X X веке были открыты новые при­
родные явления, вызывающие те же кажущиеся или действи­
тельные противоречия принципу К а р н о в его обычном пони­
мании, к каким приводят и живое вещество.

ЭНЕРГИЯ

БИОСФЕРЫ

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

229

21. Энергия биосферы и живое вещество.
Но вернемся к геохимической истории углерода и живого
вещества. Мы видим в ней очень ясное выражение того же
энергетического проявления жизни.
Живое вещество увеличивает деятельную энергию земной
коры двумя различными способами. Оно увеличивает ее, благо­
даря своим обратимым процессам, выделением свободного кисло­
рода, вызываемой им миграцией других химических элементов
среды. Оно производит таким образом большое количество
кинетической энергии и вообще деятельной энергии за счет сол"нечного излучения. Его распространение на всей, поверхности
нашей планеты играет большую роль в усилении ее химической
активности. Аппарат его размножения является своеобразным
и ни с чем несравнимым механизмом растекания геохимической
энергии, регулирующей миграцию элементов в биосфере, на всей
ее поверхности. Скорость растекания в наиболее приспосо­
бленных с этой целью организмах достигает предела, физи­
чески возможного.
Живое вещество становится, таким образом, регулятором
этой энергии биосферы. Оно распределяет" ее по всей земной
поверхности более или менее единообразно. Весь поверхностный
слой планеты становится, таким образом, через посредство
живого вещества, полем проявления кинетической и химической
энергии.
Это растекание деятельной энергии, повидимому, неизменно
т а к же, как неизменна солнечная радиация.
Вместе с тем, благодаря геохимическим обратимым процес­
сам, живое вещество собирает лучистую энергию Солнца и пере­
дает ее более глубоким слоям коры, в виде химических соеди­
нений, могущих при определенных условиях вызывать выделение
деятельной энергии, в значительной мере в виде карбонатов.
Количество этой накопленной энергии увеличивается с течением
времени до предела, определяемого геологическими явлениями.
Лучистая энергия Солнца таким же образом концентрируется
через посредство живого вещества во всех химических соеди­
нениях, образованных свободным кислородом (всегда биогенным),
во всех биогенных и, вероятно, во всех вадозных минералах без
исключения, которые всегда более или менее связаны с жизнью.

230

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Эта энергия постепенно выделяется по мере разложения
таким способом образованных соединений и их превращения
в устойчивые соединения при новых термодинамических условиях.
Для углерода мы знаем две несомненные формы этих устой­
чивых соединений, почти уже не содержащих накопленной энер­
гии солнечных лучей. Это чистая угольная кислота и графит,
самородный углерод. Чистая газообразная угольная кислота
возвращается на поверхность и там вновь входит в жизненный
цикл. Графит остается совершенно инертным, если только
в тонко дисперсном и распыленном состоянии он не оки658 сляется под влиянием организмов или, когда, достигнув ювенильных областей или магм, он вновь вступает в многочислен­
ные химические реакции, под влиянием свободной энергии, вы-*
сокой температуры этих областей.
1

Эти химические реакции могут итти для стойких углероди­
стых веществ только благодаря их чрезвычайной распыленности.
Распыленность — рассеяние углерода — очевидно, связана с живым,
веществом (стр. 148), т.-е. она в конце концов производится
солнечной энергией.
В общей экономике земной коры большие скопления извест­
няков, каменных углей или нефтей являются господствующей
формой углерода. Но их мелкие массы, рассеянные «следы»,
всюду находимые, играют гораздо более значительную роль.
Они химически деятельны, окисляются, всюду становятся,
центрами химической деятельности.
Вследствие их малых размеров, благодаря молекулярным
силам их поверхностей, они вызывают невозможные с обычной
энергетической точки зрения химические реакции, проявляющиеся
в грандиозных геохимических явлениях.
С геологической точки зрения важно отметить, что меха­
низм этого рассеяния сконцентрирован не в Океане и в морях,
где собрана самая большая масса живого вещества, но на кон­
тинентах и островах, особенно в газообразной атмосфере.
Мы видим здесь новую форму геохимической роли этих ча­
стей земной коры.
22. Геохимическая деятельность человечества.
Геохимический цикл углерода и с ним вместе геохимиче­
ская история других химических элементов не остаются неиз­
менными с течением времени. Несомненно, что во время эво-

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

231

люции животных и растительных видов, химические молекулы,
их образующие, не остаются теми же самыми. Но это измене­
ние химического состава проявлялось в течение геологического
времени лишь внутри, в живом веществе. Вне его, в косной
материи, начиная с архейской эры до плиоцена, создавались одни
и те же ассоциации одних и тех же минералов.Но в нашу геологическую эпоху — психозойную эру, эру
Разума — появляется новый геохимический фактор капиталь- 659
ной важности. В течение последних тысяч лет геохимиче­
ское воздействие человечества, захватившего посредством зем­
леделия зеленое живое вещество, стало необыкновенно интен­
сивным и разнообразным. Мы видим удивительную быстроту
роста геохимической работы человечества. Мы видим все более
яркое влияние сознания и коллективного разума человека на
геохимические процессы. Человек ввел новую форму действия
живого вещества на обмен атомов живого вещества с косной
материей. Раньше организмы влияли на историю только тех
атомов, которые были нужны для их роста, размножения, пита­
ния, дыхания. Человек расширил этот круг, влияя на элементы,
нужные для техники и для создания цивилизованных форм
жизни. Человек действует здесь не как Homo sapiens, а как
Homo faber.
ббо
И он распространяет свое влияние на все химические эле­
менты. Он изменяет геохимическую историю всех металлов,
он образует новые соединения, воспроизводит их в количествах
того же порядка, какой создался для минералов, продуктов
природных реакций.
Это факт исключительной важности 66i, 662
в истории всех химических элементов. Мы видим в пе-рвый раз
в истории нашей планеты образование новых соединений, неве­
роятное изменение земного лика. С геохимической точки зре­
ния все эти продукты — массы свободных металлов, таких, как
железо, медь, олово или цинк, массы угольной кислоты, произ­
веденной обжиганием извести или сгоранием каменных углей,
огромные количества серного ангидрида или сероводорода, обра­
зовавшихся во время химических и металлургических процессов,
и все увеличивающееся количество других технических продук­
т о в — н е отличаются от минералов. Они изменяют вечный бег
геохимических циклов.
Очевидно, что это не случайный факт, что он был предзаложен всей палеонтологической эволюцией. Это такой же

232

УГЛЕРОД

И

ЖИВОЕ

ВЕЩЕСТВО

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

природный факт, как остальные, и мы-видим в нем новое явление,
в котором живое вещество действует как-будто в противоречии
с принципом К А Р н о .
Где остановится этот новый геологический процесс? И оста­
новится ли он? Поэты и философы дают нам ответы, которые
человеку науки часто не кажутся невероятными и невозмож­
ными. Изучение геохимии доказывает важность этого процесса
и его глубочайшую связь со всем химическим механизмом зем­
ной коры. Он находится еще в состоянии эволюции, конечный
результат которой от нас еще скрыт.
Но таков, как он уже есть теперь и каким, наверно, оста­
нется через века, — он является фактором, все резче изменяю­
щим обратимые геохимические циклы всех элементов. Он вво­
дит новые соединения, и эти соединения еще более неустойчивы
в термодинамических условиях земной коры, чем те, которые
существовали раньше, они являются источником более интен­
сивной активной энергии, у в е л и ч и в а ю т свободную энергию
земной коры, устанавливающуюся с незапамятных времен.
Человек всюду увеличивает количество атомов, выходящих
из старинных циклов — геохимических «вечных циклов». Он
усугубляет нарушение этих процессов, вводит туда новые, рас­
страивает старые. С человеком, несомненно, появилась новая
663 огромная геологическая сила на поверхности нашей планеты.

ОЧЕРК ШЕСТОЙ.

ХИМИЧЕСКИЕ РАДИОАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ЗЕМНОЙ
КОРЕ.
1. Радиоактивные

ряды радия, тория и актиния.

Сильно радиоактивные элементы являются такими химиче­
скими элементами, атомы которых непрестанно разбиваются,
испуская энергетические излучения и образовывая новые атомы,
новые химические элементы.
Ход этого процесса совершенно независим от форм энергии,
от сил Природы, нам известных.
Изучая его, можно установить генеалогию новых образова­
вшихся элементов,- так как, разбиваясь, радиоактивные атомы
дают начало новым элементам, имеющим свою совершенно
отличную индивидуальность.
Нам известны три ряда такого распадения, обнимающие более
сорока химических элементов и происходящие из двух давно
известных элементов — урана и тория.
Это следующие ряды:
1

а

т —>
1-5х10'°а
п

(3)

8у

а

о.

а

МБТПА М Э Т ^ - » Яс1Тп -> ТпХ -> ' Т п Е т ->
6-7 а
62г.
1 - 90 с! 3-64 с!
54-5з
а

р!

'Л

а

ТЬ.А -->
0-14 Б

а

->ТпВ ^ Т Ь С - > Т п С ' ->ТпО(РЬ . 208)
10 . 6п 60 . 8 т \ ^ 1 0 ~ ' ' )
У
5

"^ТпС"
3.1т
1

В этой таблице буквы под элементами обозначают: а—года, с! —
дни, г-—часы, ш — минуты, в — секунды. Цифры при них определяют
продолжительность превращения половины массы элемента в новое тело,
а, ¡3, у — излучения.

234

ХИ.ППЧЕСК.

П, —> иХ)
4 о Х Ю а 24 а
: ,

-> ЯаВ
26-8т

РАДИОАКТИВН.

иХ„ ->
1-15 т

ЭЛЕМЕНТЫ

и„ ->
(2 X Ю а)

1о ^
10'а

6

ЯаС ^ Я а С ->
19-5т (10" э

ЯаЭ ->

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Яа -> ЯаЕт -> ЯаА -»
1600 а 3-85(1 3-0т
ЯаЕ -9> ЯаР(Ро)

6

^г1аС" ?
1 . 32 т

-V

КаО
(РЬ)
206

Еще до сих пор эти ряды не могут считаться окончательно
исследованными. Постоянно открываются новые явления, и, может-быть, дальнейшее изучение изменит их весьма существенно.
Так, например, не исключена возможность, что торий явится
генетически связанным с одним из изотопов урана.
Это, конечно, пока лишь спекуляция, но важно помнить, что
мы имеем дело с явлением, в котором выяснены лишь общие
черты, и нельзя смотреть на эту таблицу, как на вполне закон­
ченную.
В этой таблице указаны, с одной стороны, новые образую­
щие атомы, отвечающие разным химическим элементам, а, с дру­
гой стороны, связанные с их выделением излучения, состоящие
из заряженных атомов гелия (я), электронов (8) и световых
излучений с очень короткой длиной волны (у), которые можно,
повидимому, связывать с выделением одной кванты.
Одним из крупнейших обобщений в этой области, много
выяснившим ход распадения урана и тора, явилось открытие,
сделанное одновременно С о д д и и Р Е С С Е Л Е М
В
АНГЛИИ
и К. Ф А Я Н С О М В Германии (1911), которое указало, что обра­
зование нового атома связано с выделением или а частицы
(заряженного двумяположительными зарядами атома гелия) или
электрона 3. В первом случае новый атом (элемент) переме­
щается в периодической системе через одно место налево от
исходного элемента и является его изотопом, т.-е. химически
от него неотличимым; во втором, при потере одного электрона
¡3, новый атом обладает химическими свойствами элемента, сле­
дующего в периодической системе направо от элемента, теряю­
щего электрон.
Эта важная законность открыла нам возможность предста­
вить себе механизм явления: в обоих случаях надо принимать,

РАДИОАКТИВНЫЕ

РЯДЫ

РАДИЯ,

ТОРИЯ

И

АКТИНИЯ

235

что выход заряженного двумя положительными зарядами атома
гелия и заряженного одним отрицательным зарядом электрона
происходит из ядра исходного атома и связан с его разруше­
нием.
Выделение у излучений не сопровождается образованием
нового элемента (нового, отличного от старого, по строению
и свойствам атома). Оно почти всегда сопровождает выделение
электрона. В последнее время К О В А Р Ж И К указал, что энергия,
связанная с таким выделением, отвечает выделению одной
кванты.
Выделяемые при этом
- излучения являются излучениями
с наименьшей известной длиной волны. Такие наиболее «жест­
кие» — известные у - лучи до сих пор ни в каких дру­
гих процессах природы ни в наших опытах не наблюда­
лись.
Не ясно, возможно ли подойти к таким у - лучам обыч­
ными приемами их получения без одновременно идущего разру­
шения ядра атома.
7-лучи, помещенные в таблице, до сих пор резко отличны
от самых жестких рентгеновских лучей.
Кроме этих 3-й у -излучений есть еще ¡3-и у - излучения, вы­
деляющиеся одновременно с а лучами. Для у-лучей это всегда
лучи более «мягкие» и для 3-лучей это лучи с меньшей ско­
ростью передачи (более далекой от скорости света). Происхо­
ждение этих излучений выяснено работами последних лет, в зна­
чительной мере работами О. Г л н а и особенно Л . М Е Й Т Н Е Р .
Это выделения электронов и энергии в т о р и ч н ы е , не свя­
занные с разрушением ядра атома; они зависят от изменения
окружения радиоактивного элемента под влиянием разрушения
ядра.
Они сопровождают это разрушение, но к созданию нового
элемента прямого отношения не имеют.
В части уранового ряда между Uj и Jo, несомненно, суще­
ствуют пропуски. Есть еще два элемента UY и UZ, поло­
жение которых вызывает некоторые сомнения. Они, вероятно,
связаны с U II. Но возможно, что тут есть еще неизвестные
элементы. C U Y , несомненно, связан, может-быть, косвенным
образом протоактиний, первый устойчивый член серии актиния,
несомненно, происходящий из урана, так как отношения U : Ас
всегда постоянны (как доказал О. Г А Н ) .

664

665

236

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

(3)

Рач>
10 а

аЗ

Ас ->
20а

4

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

т

РчаАсч»
19 о"
а

ЭЛЕМЕНТЫ

АсХ -»
11-5(1

3

^АсВ-^
36 • 1 т

АсЕт ->
3 • 95 з

АсА ->
2 • 10" з
3

3

АсС-^.
2 • 15т

АсС'
(5 • 10)

а ф

\1- я

А с С " - > " АсБ
4 • 76т
РЬ
Мы таким образом видим 42 химических элемента, генети­
чески связанных между собой. Очень возможно, что существует
еще несколько элементов; соотношения между 1Л1, И2 и ЦТ,
вероятно, более сложны, чем мы ныне это предполагаем.
Нам известны пока два элемента, положение которых не ясно:
ЦТ — 25 п — изотоп тория
112—6,7 п —
»
полония.
Большинство элементов существует в этих рядах лишь очень
короткое время. Однако, это существование далеко не безраз­
лично с точки зрения геохимических явлений, особенно, когда,
как мы увидим, преходящие тела выделяются в газообразном
состоянии, как, например:
РчаЕт
ТЬЕт
АсЕт

3,85с1 ,
54,5 э изотопы № 86.
3,92 э |

Некоторые более устойчивые тела существуют годы, тысячи,
миллионы лет. Их значение в геохимических процессах несо­
мненно: это (таблица XIX).
Т А Б Л И Ц А XIX.
Изотопы.
Ш

у

4,5 X Ю лет . . . Уран
6

1Л1 2 Х Ю лет . . . . Уран
6

Ло 10 лет
Торий
Яа 1,6 X Ю лет . . .Радий
Яай
Свинец
Ра 1 0 л е т
Протактиний
АсБ
• . . . Свинец
ТЫ 5 Х Ю лет . . . . Торий
ТИБ
. Свинец
3

4

1 0

Атомные
числа.
92

92
90
88
82
91
.82
90
82

РАДИОАКТИВНЫЕ

РЯДЫ

РАДИЯ,

ТОРИЯ

И

АКТИНИЯ

237

Для ЯаС, АсЭ и ТгЮ долговечность, вероятно, того ж е
порядка, а, может быть, ббльшего, чем у тория и урана.
Таким образом, с химической точки зрения в этих рядах
элементов мы в настоящее время можем отличать 5 химиче­
ски различных элементов и, Тп, РЬ, Ра и Яа, встреченных
в значительных массах. Существует еще 1) а к т и н и й (№ 89;,
долговечность которого гораздо меньшая, она достигает прибли­
зительно 20 лет; более устойчивые изотопы неизвестны,
2) газы — нитон (радон) и его изотопы (№ 86) — совершенно
эфемерны и 3) столь же эфемерны изотопы таллия и висмута.
С этими радиоактивными элементами генетически связан еще
один элемент. Это г а з г е л и й , непрестанно образующийся
в течение радиохимических превращений. Лучи а представляют
атомы гелия, обладающие двумя положительными зарядами.
Эти атомы быстро теряют и л и компенсируют свои положитель­
ные заряды и превращаются .в нейтральные атомы, представляю­
щие обычные атомы гелия.
Очень возможно, ч т о п о д о б н о е же генетическое о т н о ш е н и е
существует между некоторыми а т о м а м и в о д о р о д а и р а д и о а к ­
тивными элементами. Лучи а для ЯаС (согласно Е. М А Р С Д Е Н У
и В. Л А Н Т Е Б Е Р Р И ) , ЯаЕ а ЯаА (согласно Е. Р ё З Е Р Ф О Р д у )
состоят ч а с т ь ю из а т о м о в (положительно заряженных) водо­
рода.
Все эти генетически связанные химические элементы более
или менее долго встречаются не только в тех же месторожде­
ниях, но и в тех же минералах.
Таким образом, с точки зрения химических реакций, в с е
у р а н о в ы е м и н е р а л ы содержат и, ¿0 ( = Т п ) , Ро, Яа, Не,
РЬ, Ас, Е т и, может-быть, Н, и все м и н е р а л ы т о р и я содер­
жат Тп, Не, РЬ и Е т .
Их количество в этих минералах связано с их долговечно­
стью. Можно его теоретически определить, — эти определения
вполне соответствуют наблюденным фактам.
Древние минералы, образовавшиеся в отдаленном прошлом,
порядка долговечности атомов урана и тория (4,5 X Ю лет
для первых и 1,5 Х Ю
лет для вторых), могут содержать
максимальные количества этих тел, соответствующие их р а д и оактивным равновесиям.
Так, например, максимальное количество Яа в уране соста­
вляют 3,4 X Ю - о/о массы урана, ибо если Ра непрестанно
9

1 0

5

238

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

образуется и з атомов иония, происходящих из U l i и т. д.,—
он в свою очередь разлагается, давая эманацию. 3,4 X 10 ~ °/о
Ra в уране соответствуют равновесию этих двух явлений: обра­
зованию и разрушению радия.
Согласно Е. Р ё з Е Р Ф О Р Д у , наибольшие количества радио­
активных элементов, могущих находиться в древних минералах,
выражаются в следующих весовых процентах (таблица X X ) :
5

-67

Т А Б Л И Ц А XX.
Урановый
Uli
UY
их
Jo
Ra
Nt
RaA
RaB
RaC'
RaD
RaE
RaF (Pb)

ряд:

Ториевый
MsTM
MsThll

1,96 X Ю
8X Ю
1,3 x Ю - °
3,9 X Ю
3.4 X 1 0 ~
5ХЮ_

2

- 1 1

-

1

5

1 0

- 1 3

3,1 X Ю
2,7ХЮ
2,0X10~
8,6 X 1 0 ~
7,1 X 1 0
1,9 X 10
_

1 2

RaTh
ThX
ThEm
ThA
ThB
ThCl
PbT = ThD

1 2

ряд:
s

4,2 X Ю ~
5,2 X Ю ~
1,5X Ю "
7,4 X 1 0 ~
1,2 X Ю ~
3,1 х ю ~
8,5 X 1 0 ~
7,9 X 10 ~
1.2ХЮ-

1 2

-

n

1 4

1

7

1 2

1 3

1 4

7

— 7

_

s

Эти отношения, установленные путем вычисления, часто
наблюдаются в земных минералах. Они с очевидностью пока­
зывают порядок величины их в о з р а с т а : они существуют
в том состоянии, в каком мы их теперь наблюдаем, по меньшей
668 мере десятки миллионов лет.
В каждой урановой массе находятся еще элементы актиние­
вого ряда.
Их количества менее значительны, ибо 97°,о атомов Uli по669 падают в ряд разложения Ra и только 3°/о — в ряд актиния.
Самый важный элемент актиниевой серии —протактиний—соста670 вляет не больше 7,2 Х Ю " °/о всей массы урана.
Минералы изменяются, когда переходят из одной термодина­
мической оболочки в другую и даже когда они находятся в раз­
ных и изменчивых условиях в той же оболочке. Начинаются
самопроизвольные миграции их атомов. Сила, которая возбу­
ждает это движение, не космическая, а междуатомная.
6

РАДИОАКТИВНЫЕ

РЯДЫ

РАДИЯ,

ТОРИЯ

И

АКТИНИЯ

239

Химические свойства новых элементов, образовавшихся
в результате изменения старых, так же как само это изменение,
являются одной из причин различных новых химических реакций,
совершающихся в этих минералах, когда последние находятся
в устойчивом состоянии в их среде. Химические свойства этих
новых атомов очень отличаются от свойств элементов, из которых
они происходят, они входят в новые химические циклы и отде­
ляются от атомов, с которыми были генетически связаны.
Так, атомы Яа, РЬ, 1о образуют новые соединения и отде­
ляются от урана, первые два и от тория. Ионий — изотоп тория
и отвечающая ему часть вещества урановых минералов оказы­
ваются резко отличными по химическим свойствам. Они попа­
дают в геохимические циклы тория.
Очень интересен и важен с точки зрения теории факт, что
количества (в процентах) элементов, образовавшихся из урана
и тория, сконцентрированные не в урановых (и не в ториевых)
минералах, всегда меньше, чем их проценты в радиоактивных
равновесиях, за исключением нейтральных атомов гелия.
Перед нами открывается совершенно неожиданная и никем
неразгаданная картина окружающего нас вещества. Оно мозаично
по времени. Часть вещества находится в нерушимом покое
в своих системах атомов за все геологическое время — п X 1 0 летДругая достигла нерушимости или подходит к ней — нерушимости
в смысле р а д и о - а к т и в н ы х р а в н о в е с и й — (столько атомов
создается, сколько разрушается), это древние радиоактивные
минералы. Третья находится в стадии неустойчивого равно­
весия, правда, направленного в одну сторону (изменять напра­
вление никакими силами мы не можем). Ее изменение затухает,
приближается с ходом времени к радиоактивному равновесию.
9

В нашем современном представлении косная материя кажется
составленной из двух резко различных форм. Одна непре­
рывно выделяет энергию, другая кажется совершенно инертной.
С таким представлением сейчас больше логически, чем на
основании эмпирического материала, не мирится человеческая
мысль.
Кажется мало вероятным,, чтобы это проявление атомной
энергии было особенным свойством урана и тория—двух хими­
ческих элементов, которые в других отношениях ничем не отли­
чаются от простых тел.
После открытия радиоактивности
высказана была гипотеза (повидимому, впервые Г. Л е - Б о н о м ) ,

6 П

240

ХИМИЧЕСК.

что

РАДИОАКТИВН.

радиоактивность

есть

ЭЛЕМЕНТЫ

общее

урана
сих

До

673

пор

представляют

удалось

с

лучей

8 для

излучения

и его

последствия

элементов

удобно

калия

указаны

объяснить

КОРЕ

Явления,

факт

и

рубидия,' но

нам

характера.

явления,

радиоактивным

которые

Все

же

необходимо

удалось

ввести

радиоактивного
чем

распада

бенно

как-будто

распадением

(для

можно

некоторых

и м е т ь в виду,

рубидий

распада

урана

калия),

в

и

которых,

и тория

круг

тех

обычных

радиоактивных

ожидать,

чтобы

эти

в

что,

калий,

во-первых,

до с и х

геохимическое

несомненно,

гораздо

больше,

виду их распространенности

законностей,
элементов.

законности

которые

Едва

ли,

оказались

открыть
его
но

распад

атомов

отсутствия.
мы

его

Такое

замечаем

состояние

наиболее

ярко

который

нашими

картинам

исчезнувших

Космоса,

старинными

однако,

можно

глубокая

677

искание

этой

как

гипотезу,

Р ё З Е Р Ф О Р Д О м ,
другие

элементы,

устойчивый
Наши

исчезнут,

большим и
образом

человечества.

В

остаток

радиоактивные
оставив

свинец.

противоположным

связанным
новизне

Р ё з Е Р Ф О Р д о м ,

мира

(стр.

с

их

очень

слышится,

приводит

к

точки

будит

Химические элементы

227).

установлению

Разложение всех атомов —

С

к

другую

предста­

близкому к тому, который вытекает из учения об

неизбежному

вает

тоже

любопытным

высказанный

пии — о к о н ц е
к

масштабе,

приемами.

старина.

Взгляд,
влению,

доказывает

все

элементов.

рядов

попыток

огромном

жизни

что

для

о т н ю д ь не

(1923)

недавно

приводят

исканиями

к

представляют

элементы урано-ториевого
представления

в

(осо­

выяснены

иными.

современными

возможность,

радиоактивных,

Оба

идти

вызвало

выраженную

распадения

элементов

может

знаний

допускает

кроме
от

не

других

Явление

пор

значение

Во-вторых, несомненно, что отрицательный результат

676

этого

нескольких

Для

металлов).

не

675

суще­

механизм

неизвестны.

эле­

установленные

общего

несомненностью констатировать

ствование

других

674

и тория,

ЗЕМНОЙ

свойство всех химических

ментов, что это общее свойство материи.
£•2 д л я

В

обратного
зрения

мысль

к

картину

возможных

место.

Сейчас

на

неизменного

идея

исканию.
областей,
научном

атомов.

идея Л Е - Б О Н А — н е и з б е ж н о

процесса,

эта

состояния

энтро­

приходят

их

где-то

научно" более
Н Е Р Н С Т

где

И

этот

горизонте

идущего

вызы­

синтеза.

плодотворна,

Джине
синтез

так

дали

яркую

может

иметь

появились

явления,

РАДИОАКТИВНЫЕ

ХИМИЧЕСКИЕ

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

241

которые заставляют думать, что существуют новые области
атомных явлений, связанные с синтезом или с распадением 679
особых атомов; космические области (звездные миры) должны
быть особыми областями энергии. Отсюда, может-быть, идут
- - и з л у ч е н и я , открытые Г Е С С О М — «проникающие лучи»,—
постоянно охватывающие нашу планету и несравненно более
могучие, чем самые жесткие лучи у наших радиоактивных веществ, бво
Мы приближаемся здесь к новой области природы.
Здесь, может-быть, мы подойдем к решению той загадки,
какую представляет сейчас причина радиоактивного распада.
Причина разложения атома нам не известна. Ее искали
в действии внешней энергии, но все усилия, сделанные для изме­
нения хода этого процесса какой-нибудь нам знакомой формой
энергии, оставались до сих пор тщетными. Мы должны ее искать
либо в особом строении атомов радиоактивных тел, либо в не­
известных до сих пор формах энергии. П Е Р Р Е Н
недавно 6 8 1
указал на допустимую для этого форму энергии в возможном
существовании очень проникающих излучений, которых надо
искать во внутренности земли.
Когда в геологических объяснениях прибегают к внутрен­
ности земли, это обыкновенно означает, что наших знаний
не хватает для точного и определенного ответа, для объяснения
явления. Однако, внутренность земли существует, и возможно,
что она будет проявляться в явлениях, которые можно наблю­
дать на поверхности.
Гипотеза П Е Р Р Е Н А ,
опирающаяся
на косвенные указания, таким образом допустима и вполне
законна. Но проверка ее привела к отрицательным результа­
там. Открытые Г Е С С О М проникающие излучения идут сверху 6 8 2
и недостаточны для того, чтобы производить распад атомов.
2. Радиоактивные химические элементы в земной коре.
Геохимическая история урана и тория при всей ее неполноте"
опирается уже на достаточное количество прочно установленных
научных фактов.
Масса — вес — этих элементов, существующих в земной коре
известна, быть-может, с ббльшей точностью, чем вес многих
других простых тел, более распространенных, ибо мы в радио­
активности имеем верный и могущественный способ устанавливать
их присутствие и измерять их массы даже в состоянии следов.
Очерки геохимии.

16

242

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Уран и торий принадлежат к пятой декаде (таблица VI).
Они образуют n X 10 — n X 10 °/о всей массы земной коры.
Количества материи, им соответствующие, принадлежат к порядку
1 0 — 10 метр. тонн. Торий более распространен, чем уран.
Наиболее характерным фактом является их в с е о б щ е е р а с ¬
с е я н и е . Вероятно, не существует земного вещества, в котором
не было бы урана и тория и их продуктов разложения.
Уран находится во всех земных породах, в большем коли­
честве в кислых породах, в меньшем — в основных.
Согласно А. X о л ь м с у, содержание урана в различных
породах следующее:
_

й

635
636

637'
688

_

¿

1а

Породы
»
*
»
»

664

3

вулканические, кислые
плутонические
основные вулканические
осадочные глинистые
известняки

9,1 % 10
8XЮ~
3,2Х10~
4,3X10^
2,6Х10~

"'"
%
°/о
°/°
°,

4

4

4

4

0

Средние числа, данные А. Хольмсом для кислых пород, повидимому, слишком низки, так как он исключил из своих вычисле ­
ний все породы более богатые радием. Мы имеем точные
определения, дающие гораздо большие количества урана. Так,
в кислых породах Симплона количество урана колеблется между
2,2 X I 0 ~ и 2 , 7 Х Ю ~ °/о. Д ж о л и нашел еще ббльшие количества в вулканических породах Везувия (до 3,7 X Ю ' ' °/о U).
Все эти определения урана были сделаны с помощью радио­
химических методов; определяли количество эманации радия.
Несколько чисто химических определений, которые, несомненно,
ни более точны ни более достоверны, дают числа такого же
порядка.
Но уран не только рассеян в породах, он также находится во всех минералах. Так, например, С Т Р Е Т Т определил
с помощью радио-химических способов, следующие количества
урана:
3

3

-

Галенит из Кумберланда
Цинковая обманка из Денби
Касситерит из Сент-Остель

0,8 X Ю
5,7 X Ю
2,9 X Ю

-

6

-

5

-

4

°/о U
°/oU
'о U
11

Ему удалось установить существование урана во всех чрез­
вычайно разнообразных минералах, не входящих в строение
изверженных пород, в антимонитах, в борнитах, в целестинах,
в кальцитах и т. д.

РАДИОАКТИВНЫЕ

ХИМИЧЕСКИЕ'-ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

243

Существование урана в живом веществе до сих пор не'прини­
мается во внимание. Наблюдения над живыми организмами
приводят к неясным результатам. Однако, в золе растений 689
уран, несомненно, открывается.
Атомы урана продолжают разлагаться даже в этом состоянии
крайнего рассеяния. Мы поэтому всюду находим следы других
радиоактивных элементов, сопровождающих его в еще меньших
количествах. Зная закон распадения урана, мы можем вычислить
их количество.
Очень характерно, что в горных породах, содержащих коли­
чества урана, достигающие 3 , 7 х Ю ° / о и, нам неизвестен
никакой м и н е р а л у р а н а , никакое урановое ювенильное соеди­
нение, входящее как таковое в их состав. Не менее характерно
и то, что его не находят и в состоянии изоморфных смесей
ни в каких породообразующих минералах. Лишь иногда он
встречается в таких минералах, богатых торием — в монацитах,
ксенотимах, торианитах — и, быть-может, в некоторых литини•стых слюдах в ббльших количествах, чем его рассеяние в поро­
дах, но эти концентрации не могут объяснить его нахождение
в таком количестве в форме рассеяния в изверженных породах. 690
Мы должны поэтому предполагать, что он там находится
в формах, не связанных с химическими реакциями, что о н т а м
р а с с е я н в а т о м а х , более или менее свободных, проникающих
всю земную материю.
691
Распределение атомов тория в земной коре иное.
Их рассеяние в веществе коры — существует. Так, торий
находится во всех изверженных, метаморфических и осадочных
породах. Количества его большие, чем количества урана.
.Для изверженных пород Д ж о л и дает 2,6 X Ю
°/° ТЬ.
По Г. Б л А Н у, количество его в кислых породах окрестно- 693
стей Рима еще больше —8,28 X 1 0 — 1 , 4 5 - Х 1 0 ~ « / о . Число
А. X о л ь м с А для кислых изверженных пород близко к числу 694
Д ж о л и (2,9 X Ю ~ ° / о ) . ,
Новые определения урана и тория для базальтов дали в сред­
нем, по Д ж о л и (1925):
695
_ 3

-

_ 3

3

2

3

и
Тп

-

3,4 X Ю " °/о
7,7 X Ю °/о
- 6

Для тория имеются не только радиохимические, но и хими­
ческие определения, дающие числа того же порядка.

6 9 2

244

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Чрезвычайно характерно резкое, по сравнению с ураном,
обогащение торием осадочных пород и почв, где его количество
не меньшее, чем в кислых массивных породах.
В первичных массивных породах его нахождение резко иное,
чем урановое; в отличие от урана среди породообразующих мине­
ралов (например, монацитов или ортитов) наблюдаются ториевые
минералы и его изоморфные подмеси ,(стр. 251). В горных
породах не существует резкого преобладания рассеяния тория,
наблюдаемого для урана.
Но очень большая часть тория, несомненно, находится
в рассеянии, особенно в минералах первичных, и в продуктах
выветривания. Рассеяние его гораздо меньше в телах, выделяю­
щихся из растворов, простых или гидротермальных. Повидимому, в рассеяниях уран преобладает над торием. Едва ли
это может объясняться большей чувствительностью методов
исследования для продуктов распада Ra, чем Th.
Как увидим, торий не переходит в водные растворы и концен­
трируется в биосфере в нерастворимых, частью детритовых,
остатках разрушения его более первичных нахождений и в та­
ких же новообразованиях.
Распределение и концентрация атомов урана и тория в земной
коре и даже во всей нашей планете ймеет особое значение,
не существующее для других химических элементов. Ибо уран
и торий переходят в конце концов в свинец и гелий, накапли­
вающиеся в земной коре при исчезании урана и тория. При
этом переходе постоянно выделяется тепло, имеющее, как мы
увидим (стр. 276), первостепенное, решающее значение в тепловом
режиме земной коры.
Свинец образуется из тория относительно быстро через
8,6 лет и несравненно более медленно из урана: считая
от Uli — его атомы дают свинец больше чем через 100000 лет
для главной их части и через десятки тысяч лет для меньшей
части (актиниевого ряда). Эта разница вызвана тем, что при
этом переходе в урановом ряде происходит образование долго­
летних атомов иония и радия, с одной стороны, и протактиния,
с другой. Идет задержка в образовании свинца.
Можно выразить происходящую реакцию следующими урав­
нениями:
U ->PbU + 8 Не
T h - » P b T h - f 6 Не.

РАДИОАКТИВНЫЕ

ХИМИЧЕСКИЕ

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

245

Надо иметь в виду, что остановка радиоактивного распада
на ториевом свинце для тория не может считаться доказанной.
Возможно, что ториевый свинец распадается дальше, можетбыть, переходит в изотоп висмута.
Как бы то ни было, эти два явления — образование свинца
и выделение тепла — заставляют обращать внимание на концен­
трации урана и тория в разных местах земной коры, с одной
стороны, и, во-вторых, на их распределение на нашей планете
в связи с глубиной их нахождения.
Очевидно, в том установившемся динамическом равновесии,
какое представляет сейчас земная кора, большие скопления
урана и тория не могут иметь места, -так как иначе будет идти
нарушение равновесия, ибо чем больше атомов урана и тория
скопляется в одном и том же участке земной коры, тем большим
нарушителем равновесия они явятся. Мы увидим, что это резко
•скажется в характере их руд*(их скоплений) (стр. 256 сл.). Оно же
обусловливает значение рессеяния этих элементов, которое так
бросается в глаза в их истории.
Еще большее значение имеет уменьшение их количества
с глубиной; это явление становится ясным, с одной стороны,
благодаря определению его содержания в глубинных, основ­
ных, породах, а с другой стороны, благодаря притоку тепла
которое сообщают земной коре массы этих радиоактивных
элементов. Сравнение этого тепла с теплом, наблюдаемым на
нашей планете, сразу указывает на его исключительное значение
во всех геологических процессах.
Совершенно несомненно, что наблюдаемый тепловой режим
нашей планеты может существовать лишь в том случае, когда
количество урана и тория быстро падает уже на небольшом
расстоянии от земной поверхности.
И действительно, наблюдения над нахождением и и ТЬ
в кислых (более поверхностных) массивных породах и в породах
глубинных (основных и ультраосновных) указывают, что умень­
шение содержания урана с глубиной в пределах верхней земной
коры достигает сотен тысяч раз, а тория немного меньше —
десятков тысяч раз (стр. 241). Более основные (перидотитовые)
породы дают все более уменьшающиеся количества урана и тория.
В глубоких частях земной коры основные породы преобла­
дают. Они приближаются к земной поверхности под океаниче­
скими бассейнами. Очевидно, в связи с этим существует большая
;

246

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

концентрация урана и тория в поверхностных участках- земной
коры и в толщах суши, чем в глубинных ее областях и в обла­
стях, подходящих к океанам.
С этим связано и разное количество тепла, постоянно ими
выделяемое. Его больше в областях, близких к земной поверх­
ности, больше в толщах суши, чем в океанах и в подстилаю­
щих их породах.
Состояние ториевых минералов меняется. Ториевые минералы
и ториевые изоморфные смеси, известные в кислых, главным
образом, гранитных — породах, исчезают в основных породах.
Торий в них находится т о л ь к о в рассеянии.
Неизвестны и месторождения минералов урана, связанные
с этими породами.
Для^ минералов урана и тория все нам известные их скопления
соответствуют кислым породам, особенно гранитным.
Но эта слабая концентрация атомов урана и тория в основ­
ных породах, как она ни мала, все же предоставляет этим
698 породам огромные количества энергии.
Д ж о л и показал,
что эти количества достаточны для того, чтобы в течение
2,5 X I О лет расплавить всю толщу базальта, в которой они
рассеяны. Мы увидим ниже, какие из этого проистекают следствия
(стр. 275).
Исследование теплового режима земли показывает с несо­
мненностью, чтб и такие основные породы не могут итти глубоко
внутрь планеты. Ниже их должны лежать породы, еще более
бедные ураном и торием. Тепло, находящееся в земных глубинах,,
много меньше того, которое в них существовало бы, если бы
количество атомов урана и тория отвечало их наблюдаемому
количеству в ультраосновных породах.
Итак, уран и торий — даже в рассеяниях — могут концентри­
роваться только в поверхностной части планеты, в тонкой
наружной ее пленке. Чем глубже изучают свойства земли в связи
с тепловыми явлениями, вызываемыми радиоактивными элемен­
тами, тем мощность этой пленки уменьшается.
Вначале
699 С Т Р Е Т Т
(1906) и А . Г о л ь м с (1911) допускали, что она
700 едва ли много превышает 1 6 километров.
Необходимость
принимать во внимание тепло, испускаемое атомами калия
и рубидия, уменьшает (А. Г о л ь м с , 1926) мощность этой.
701 оболочки до 6 — 8 километров.
7

РАДИОАКТИВНЫЕ

ХИМИЧЕСКИЕ

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

247

Причина этого явления является загадкой. Раньше в эпоху
господства представлений об инертности химических элементов
казалось естественным (как это, например, и указывал Э л и
д Е Б о м о н), что уран, как наиболее тяжелый элемент, 702
собирается к центру планеты. В связи с выяснением активности
элементов появились новые теории, так же как и первые связан­
ные с геогенетическими представлениями. Большого значения
они пока не имеют.
Сосредоточение урана и радия (и калия) в поверхностном
слое планеты мы должны принять, как факт, остающийся
загадкой. Может-быть, можно считать вероятным, что он °
связан с космическими причинами и будет понят, когда начнут
выясняться законности распределения атомов в космическом
пространстве. Есть уже ряд указаний на своеобразное химиче­
ское строение наружных оболочек небесных светил. В распределении урана — тория — калия (должно - быть, рубидия) на
земле мы видим еще одно новое, сюда относящееся, явление.
Весьма вероятно, что распространение урана и тория в зем­
ной коре находится в связи с историей в ней свинца.
Тут мы работаем еще в очень мало изученной области.
Однако, факт превращения обоих изученных рядов радиоактив­
ных элементов в изотопы свинца существует, и с ним уже сейчас
приходится считаться.
Первый вопрос, который в связи с этим стоит перед нами
и который должен быть прежде всего решен, касается проис­
хождения нашего обычного свинца.
Может ли наш свинец с атомным весом 207,2 рассматриваться
как смесь уранового, ториевого, актиниевого свинцов (атомные
веса — 206,0, 208,0, 210,0)? Прямых доказательств такого его
строения нет. Приходится идти косвенным путем.
Прежде всего надо подчеркнуть, что такое представление
приводит нас к числовым соотношениям между количествами
тория и урана в земной коре, не противоречащим действи­
тельности.
Исходя из представления об изотопах свинца и допуская,
что обыкновенный свинец состоит из смеси ториевого свинца
(ТЬО) и уранового свинца (РаЕ), можно вычислить отношение
и/ТЬ, определяющее свойства обычного свинца. Допустимо
думать, что это отношение будет соответствовать отношению
и/ТЬ в земной коре. Смешение обоих свинцов'должно было
7 0 3

7

4

7 0 5

248

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

происходить еще в магматической фазе до образования горных
пород, т.-е. до застывания магмы.
В горных породах такой свинец находится в рассеянии;
новые определения дают для него числа 2 х Ю % для кислых
706 пород. Все месторождения свинцовых руд — его скопления —
связаны в конечном итоге с магмами.
707
Обращаясь к числам, мы видим следующее: Х Е Н И Г Ш М И Д Т
нашел, что атомный вес свинца торианитов из Цейлона равен
207,2, т.-е. равен атомному весу обыкновенного свинца (урано­
вый свинец 206,0, ториевый свинец 208,0). Этот свинец образуется
из 68,9% Th и 11% U , содержавшихся в торианите. Он со­
держит еще RaD (долговечность 16 лет), третий изотоп свинца.
Приблизительно через 200 лет этого изотопа уже в нем не будет,
и свинец торианита данного строения не будет отличаться от
708 обыкновенного свинца. Согласно поставленной гипотезе, отно­
шения в природе — в земной коре — тория и урана должны
в таком случае соответствовать
_ 3

709

T h : U = 6,27:1.

Торий действительно более распространен, чем уран, и по­
рядок различия, здесь найденный, вполне допустим. Но все же
это не решает общего вопроса. Может ли обычный свинец,
всюду находимый с одним и тем же атомным весом в 207,2,
рассматриваться как смесь двух свинцов — уранового 206,0
7Ю и ториевого 208,0? Есть ли, другими словами, в земной
коре, в истории зарождающихся изотопов, явления, которые
могут привести к таким смешениям?
Вполне определенно ответить на этот вопрос мы не можем.
Загадка изотопов до сих пор не разгадана. За последние
годы было обращено усиленное внимание ученых на ее разреше7 п ние. Удалось, с одной стороны, выяснить, что огромное
количество химических элементов состоит из смесей изотопов
и что, с другой стороны, атомные веса химических элементов,
определенные в минералах самого разнообразного земного пара­
генезиса и самых различных метеоритов, совершенно одинаковы.
Это указывает на существование каких-то процессов, связанных
712 с чрезвычайным .смешением изотопов, процессов, независимых
даже от земных условий. Окончательно тождественность атом­
ного веса во всех случаях не может считаться доказанной,
так как до сих пор нет определения атомного веса элементов

НЕСКОЛЬКО ЗАМЕЧАНИЙ О МИНЕРАЛАХ УРАНА И ТОРИЯ

249

живого вещества; есть данные, заставляющие думать, что
элементы эти могут отличаться от элементов косной материи.
Пока возможно думать, что жизнь является силой, их разделяю­
щей.
Оставляя в стороне этот частный случай, общий 713
результат несомненен: ни в косной материи ни в условиях
образования метеоритов изотопы не разделяются.
Попытки объяснить такое чрезвычайное смешение были
совершенно неудачны.
ш
Мы просто мало имеем точных эмпирических данных, сюда
относящихся.
До сих пор не изучены ф о р м ы , в которых выделяются
вновь образованные атомы. Для свинца мы имеем указания,
заставляющие думать, что это — атомы, находящиеся в свобод­
ном

СОСТОЯНИИ.

715

Мы находимся здесь среди неведомой нам области новых
явлений.
3. Несколько замечаний о минералах урана и тория.
Минералы урана и тория принадлежат к одной из химически
наименее известных групп. Их состав иногда очень сложен, 7ie
и анализы их представляют значительные и почти непреодо­
лимые в настоящее время трудности. Вместе с тем химия урана
и тория не объясняет в должной мере их природных соединений.
Первичные минералы — ювенильные и фреатические — обра­
зуются При совершенно иных условиях, чем те, в каких полу­
чаются в лабораториях соединения урана и тория.
Так, окись тория в термодинамических условиях наших
лабораторий при обыкновенном давлении и не слишком высоких
температурах является о с н о в а н и е м ; она дает соли, например,
ториевые сульфаты и нитраты. Однако, в минералах окись
тория — T h 0 — аналогична S i 0 , Z r 0 или Т Ю ; это не основа­
ние, но ангидрид. Ее сложные соединения не являются ториевыми
солями, но солями сложных ангидридов. Повидимому, химические
функции окиси тория различны в зависимости от термодинами­
ческих полей.
Еще ббльшие усложнения являет уран. Все его соединения,
воспроизведенные и изученные в наших лабораторных синтезах,
резко отличаются от большинства урановых минералов, от всех
его юве'нильных природных тел. Это становится очевидным при
2

2

2

2

250

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

сравнении их физических свойств. Урановые соли наших син­
тезов — кристаллы, желтые или зеленые, прозрачные со стеклян­
ным блеском. Подобные минералы существуют в природе, но
самые важные и первичные минералы урана совершенно иные,
почти неизвестные в наших лабораториях. Они красно-коричне­
ватые, непрозрачные, с металлическим или полуметаллическим
блеском, очень темным, почти черным. Они, повидимому, обра­
зовались при высокой температуре в среде, бедной кислородом.
Их химическое строение кажется очень отличным от строения
урановых желтых и зеленых солей. Соли лабораторий и часть
природных продуктов являются или солями уранила, где комплекс
(и0 ) играет роль основания, или солями окиси 1Ю , которая,
повидимому, имеет свойства ангидрида. Первичные минералы
могут рассматриваться как соли комплексов риО дИ0
или
окиси и 0
и ее сложных ангидридов с ТЮ , N630,-,, Т а 0 ,
строение и химические свойства которых неизвестны. Для 1Ю
существует при этих условиях аналогия с БЮ , С е 0 , Т Ь 0 .
Окись урана не только имеет свойства кислого ангидрида, но
ее соединения находятся в металлическом состоянии; они
встречаются в жилах с другими металлическими телами, как,
например, с сульфидами, с сульфобазами и сульфосолями тя­
желых металлов. Таким образом, в различных термодинамиче­
ских средах совершается глубокое изменение строения урановых
тел, ибо переход в металлическое состояние связан, по всей
вероятности, с особым распределением электронов в атомных
сетках. Присутствие природного тела, в металлическом или
диэлектрическом состояниях всегда должно быть отличаемо; это
факт большой важности в его истории.
Мы лишь очень поверхностно знаем минералы урана и тория.
Их число довольно значительно. Мы в* настоящее время знаем
около 100 урановых минералов. Но с некоторой достоверностью
можно дать химическую формулу едва ли даже пятой их части.
Наиболее важные минералы урана, как, например, группа
урановой смоляной руды, из которой добыт впервые радий,
едва начинает выясняться и отчетливо обозначаться. Здесь под
одним именем до сих пор соединяются тела различного хими­
ческого строения.
То же самое относится и к ториевым минералам. Из них
было описано около сорока, но можно сказать, что точный их
состав совершенно неизвестен, так как указываемые для них
2

3

г

2

2

2

2

Г)

3

2

2

2

ТОРИЙ

В

ЗЕМНОЙ

251

КОРЕ

формулы никогда не соответствуют анализам. Быть-может, не­
которые изоморфные смеси, бедные Т г Ю — как монациты —
фосфорно-цериевые и фосфорно-лантановые ангидриды содер­
жат в твердом растворе соединение ТпБЮ,, единственное
ториевое природное соединение, формула которого точно уста­
новлена.
Это состояние наших химических и минералогических знаний
не должно быть упускаемо из виду при всем нашем дальнейшем
изложении.
Очень характерно, что эти соединения всегда о к и с л е н ы .
Мы не знаем ни одного минерала, который бы принадлежал
к другой химической группе. Это всегда не летучие соеди- 718
нения. Ювенильные минералы очень стойки при высоких
температурах.
2

4. Торий в земной коре.
Бедность или отсутствие вадозных минералов и нерас­
творимость всех природных соединений в природных водах на
поверхности 'м близ земной поверхности характеризуют всю
геохимическую историю тория.
Его присутствие в воде Океана требует новых определений. 719
В термах встречаются лишь его следы.
В некоторых термах — минеральных источниках — тория
нёт. Для вадозных вод нет указаний на нахождение тория. 720
Известные нам фреатические, содержащие торий, минералы
являются лишь продуктами метаморфизации ювенильных мине­
ралов.
Торий сосредоточивается в кислых породах (стр. 243) в трех
различных формах. Во-первых, он находится в виде изоморфных
подмесей первичных породообразующих минералов, главным
образом, в минералах, богатых редкими землями, особенно
цериевыми. Таковы особенно две группы: церофосфорные 721
ангидриды — монациты и ксенотиты и церосиликаты каолино­
вого строения, принадлежащие к группе эпидота (ортиты). 722
Это всегда минералы первых выделений в магме, рассеянные
после ее затвердевания в виде отдельных кристаллов, обычно
отвечающие небольшим долям процента общей массы пород.
Монациты и ортиты находятся в различных гранитных масси­
вах; возможно, что они друг друга в них заменяют.

252

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Во-вторых, торий находится во всех минералах пород в незна­
чительных следах, он в них рассеян, не давая, однако, концен­
траций и не образуя видимых соединений. Это рассеяние, повидимому, однородное. Невозможно сказать, находится ли в нем
торий в состоянии окиси или в состоянии свободных атомов.
Большая часть массы тория земной коры находится в этом
состоянии, часто крайнего рассеяния (стр. 246). Это единственная
форма, в которой он встречается в изверженных породах —
в средних или в основных.
Наконец, он находится в пегматитах кислых пород. Суще­
ствует, повидимому, два очень различных типа таких пегматитов.
В одних, самых обычных, минералы урана не существуют или
они представлены титано-ниобо- (или тантало-) уранатами, срав­
нительно бедными ураном, в других концентрируются минералы,
богатые торием и ураном. В первых торий часто находится
в изоморфной смеси в монацитах и в ортитах, во вторых он
концентрируется в урано-ториевых минералах, дающих два
723 различных ряда, ториевый и урановый. Это силикаты, титанониобаты и танталаты, окиси. Окись тория Т п 0 (ангидрид —
стр. 249) дает обычно изоморфные смеси с ей подобными
другими окисями. Все эти соединения устойчивы в биосфере
и не изменяются в ней. Однако, в метаморфических обла­
стях они изменяются путем гидратации; при этом, однако,
весь торий остается в минерале, даже если теряется часть
урана; измененные минералы довольно легко разрушаются меха­
ническими агентами, и уран уносится водой. Торий сосредото­
чивается в нерастворимых продуктах. В точности неизвестно,
являются ли ториевые водные силикаты, образующиеся при этих
условиях, вадозными минералами или же продуктами метамор­
физма в верхних метаморфических областях. Они часто коллои­
дальны.
Единственные известные концентрации тория в биосфере —
это механические концентрации, россыпи, образовавшиеся бла­
годаря ббльшей механической и химической устойчивости
содержащих торий минералов, по сравнению с другими состав­
ными частями пород.
Первичные минералы гранитных массивов, богатые редкими
землями — монациты и ортиты,—в которых сосредоточивается
торий, очень устойчивы в биосфере. При разрушении гра­
нитных массивов они собираются в детрите этих пород,
2

ТОРИЙ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

253

в остатках их массивов, и с течением времени в них концен­
трируются. Таким путем образуются монацитовые и ортитовые
россыпи, из которых человек в настоящее время пользуется
лишь первыми.
Говоря о гранитных массивах, я не делаю различия между
ними и гнейсами, из них происходящими, ибо в метаморфиче­
ских условиях их образования монациты гранитов не подвер­
гаются, изменению.
В течение геологического времени разрушаются огромные
гранитные массивы, и в их остатках сосредоточиваются большие
количества монацита,которые первично были рассеяны в породе
или сосредоточены в пегматитах. Количество монацитов, повидимому, больше в массивах, богатых пегматитами.
Возможно, что эти россыпи были еще обогащены монацитом
путем позднейших переработок при действии текущих вод, посте­
пенно уносящих все мелкие и растворимые частицы. Такие
богатые монацитом, вторично обогащенные действием морских
волн и прибоев, россыпи встречаются на берегах океана в Бра­
зилии от Маранкао, в Багии, до Рио-де-Жанейро.
Эти морские россыпи иногда очень богаты монацитом, со­
держат его более 75 / . Они образовались вследствие разру­
шения в течение геологического времени огромных гранит­
ных массивов. Они часто содержат несколько процентов
тория. Они играют роль концентраторов активной атомной
энергии.
В чистых монацитах количество Т п 0 редко превышает 5°/п
(обыкновенно не больше 10°/о), в ортитах редко находят не­
сколько выше 5°/о Тп0 ;для них богатыми являются тела сЗ°/оТЬ0 .
Россыпи, образовавшиеся из одного и того же массива, содер­
жат до 2 X Ю метрических тонн монацита и, быть-может,
больше, как, например, россыпи Траванкор в Индии. Россыпи,
богатые монацитом (м.-б., ортитом?), являются самыми богатыми
концентрациями тория. Эта концентрация не химическое явле­
ние, это явление геологическое, представляющее результат осо­
бых свойств первичных соединений тория, их физической
и химической устойчивости при выветривании пород, содер­
жавших их в отдельных редких минералах. Великое геологиче­
ское явление — выветривание гранитов — происходящее непре¬
рывно и существовавшее во все геологические времена, вызы­
вает эту концентрацию тория. Очевидно, что мы тут имеем*
0

0

2

2

8

2

254

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

почти неиссякаемый источник этого минерала (с точки Зрения
практических интересов человечества).
Россыпи, сосредоточенные в Бразилии и в Индии, являются
главным источником продажного тория. Россыпи Северной Аме­
рики, Колорадо, содержат не менее значительные количества
тория. Они прежде разрабатывались. Экономические условия,
а не исчерпание россыпей не позволяют их вырабатывать теперь.
Россыпи других стран (например, Восточной Сибири) еще не
выяснены в своей благонадежности.
В геохимической истории тория эти огромные концентрации
представляют лишь второстепенный эпизод. Его главная масса
остается в состоянии рассеяния, вероятно, атомного.
Геохимическая история тория может быть изображена сле­
дующей схемой (таблица XXI).

Т А Б Л И Ц А XXI.
ИСТОРИЯ
Вадозные
области:

Атомное рассея­
ние тория и пере­
ход его в новые
элементы

РчаТЬ., РЬ, Не.

Ф р е а т ичес кие
области.

То же

ТОРИЯ.

Механические рос­
сыпи
монацитов,
ксенотимов, орти­
тов.

т¬
!

к

Выделение при за­
стывании гранит­
ных магм в изо­
морфных
смесях
(монациты, ксенотимы, ортиты) с
редкими землями
и в форме рас­
сеяний,

т

Ю в е н и л ьные обла­
сти.

То же

То же

Кислые магмы
(рассеяние).

Рассеяние в твер­
дых осадках и кол­
лоидах. Выпадение
из растворов и
золей.

Образование в пег­
матитах
кислых
пород в виде ториевых минералов
(N¿1, Та, и, редкие
земли) и изоморф­
ных смесей (ред­
кие земли).

7-

УРАН

В

ЗЕМНЫХ

ОБОЛОЧКАХ

255

5. Уран в земных оболочках.
История урана совершенно иная. Ее характеризуют два
тлавных явления: существование нескольких окисей урана, обла­
дающих очень различными химическими свойствами, и суще­
ствование многочисленных природных соединений, растворимых
в воде при земных термодинамических условиях. Вместе с тем
уран не дает изоморфных смесей в минералах магм и в массив­
ных породах остается исключительно в рассеянном состоянии.
Большая часть урана, так же как и тория, находится
в состоянии крайнего рассеяния.
Атомы урана проникают всю земную материю. Нам не
известна форма, в которой они в ней находятся, (стр. 242).
Однако, мы не видим химического процесса, могущего их скон­
центрировать, кроме геологических явлений разложения и раство­
рения горных пород, их содержащих. Осадочные породы — про­
дукты этого разложения — менее богаты ураном. Таким образом
становится очевидным, что во время их образования часть ато­
мов этого металла была где-то сконцентрирована, что она дала
соединения, даже руды (стр. 256), но большая часть атомов урана
осталась в рассеянном состоянии в течение самых больших
и длительных геологических превращений.
В противоположность торию уран проникает жидкие массы
природные воды и находится в растворе в каждой природной воде,
впрочем, в состоянии крайнего разжижения.
Всякая природная вода радиоактивна, и эта радиоактивность
в главной мере объясняется нахождением в ней атомов урана.
Так, несколько сот миллионов тонн урана находятся 727
в растворе в морской воде.
728
Не менее значительные количества урана находятся в непре­
станном движении в водах источников и терм. Десятки тысяч
горячих источников беспрерывно выносят уран на поверхность
из глубоких областей. Мы имеем лишь радиохимические опре­
деления, дающие в этом случае для урана максимальные коли­
чества, так как радиоактивность источников иногда отчасти
объясняется присутствием радия, химически отличного от урана. 729
Однако, мы не знаем случая, где бы радиоактивность воды за­
висела от одного присутствия радия.
Один пример будет достаточен, чтобы дать нам понятие
о масштабе этих явлений: радиоактивность английских терм
)

256

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

отвечает для миллиона литров 1,73 —1,19 ,. Иа. Это при­
близительно соответствует 3,5 — 5 X Ю— °/о и, для Кингс730 Уэлль - 1 X 10— °/ .
Кажется очевидным, что массы урана, принесенные источни­
ками и растворенные в глубинных водах, давших им начало,,
являются в конце концов массами гораздо более высокого по­
рядка, чем уран океанических вод.
Несомненно, общее количество морской воды, отвечающее
приблизительно половине всей воды земной коры (стр. 109), больше
количества воды минеральных источников в каждый данный
момент, но процент рассеянного урана в них значительно меньше,
и вода эта находится в чрезвычайно слабом обмене; молекулы
ее уходят и возобновляются только сверху и снизу, и атомы
урана в ней находятся в медленной миграции.
Воды же минеральных источников напротив находятся в по­
стоянном движении, скорее испаряются и приносят все новые
количества атомов урана; они постоянно обновляются и в тече­
ние одного года должны приносить гораздо более значительные
массы урана, чем те, которые установлены в Океане. Миграция
атомов урана в термах несравненно быстрее миграции его ато­
мов в Океане. Она в термах быстрее миграции атомов тория.
Присутствие урана во всех водах доказывает непрестанную,
относительно быструю миграцию его атомов в земной коре.
Изучение его руд и месторождений подтверждает этот вывод.
шк

4

3

0

6. Три типа месторождений урана и тория.
Можно отличить три типа месторождений урана, из которых
каждый содержит минералы разного и очень определенного хими­
ческого строения. Все эти минералы урана образуются в при­
сутствии воды или водных паров.
Это будут: 1) Минералы пегматитовых жил кислых пород.
2) Минералы, осажденные в жилах, из гидротермальных
растворов при сравнительно высоких температуре и давлении.
3) Минералы, осажденные в биосфере или близ биосферы
растворами, уран содержащими, при невысокой температуре.
В первом типе — в пегматитах — урановые минералы нахо­
дятся в очевидной связи с химическим составом породы; они
находятся только в пегматитах, богатых редкими землями,.
I)

731 У, N1», Та, Тп, быть-может, П, очень бедных Сэ, РчЬ, и, Ве, И.

ТРИ ТИПА МЕСТОРОЖДЕНИЙ

257

УРАНА И ТОРИЯ

Эти пегматиты всегда соответствуют магме позднейшего
затвердевания данного массива, в котором собираются его самые
летучие и наиболее растворимые в воде продукты. Минералы
пегматитовых жил образуются при температурах, колеблющихся
приблизительно между 150 и 700° Ц., после затвердевания боль­
шой части массива; они концентрируются в узких пространствах,
образовавшихся вследствие изменения объема массива. Для этих
минералов характерно то, что они все образуются под влиянием
пневматолических реакций, т.-е. протекающих в присутствии
газообразных тел и особой кремнеземно-водной магмы. Окислен­
ные ториевые и урановые соединения не летучи в условиях
наших синтезов. Уран и торий, вероятно, и в природе прино­
сятся не в газообразном состоянии, но в водно-кремнеземном
растворе, механизм которого неизвестен. Th0 —одно из наиболее
тугоплавких тел, какие мы знаем.
В виде минерала оно, повидимому, образуется под влиянием
химических реакций из других неизвестных соединений торияУсловия этих реакций никогда не были воспроизведены в наших
лабораториях, и все наши выводы основаны на наблюдениях,
сделанных в земной коре, на изучении ассоциаций минералов,
их парагенезиса.
В пегматитовых жилах уран всегда соединен с торием
в тех же минералах. Уран никогда не дает в них соединений
U 0 или уранила — желтых или зеленых продуктов. Это кри­
сталлические черные минералы, с металлическим или полу­
металлическим блеском, черные зелено-коричневые или краснокоричневые в порошке (стр. 250). Это продукты химически
очень устойчивые, неизменяемые в биосфере. Они не выветри­
ваются. Из этого следует, что уран и торий не отделяются
друг от друга из своих соединений в коре выветривания.
Однако, они очень изменяются под влиянием воды (может-быть,
паров) в глубоких фреатических областях; в этом измененном
виде они легко разрушаются и в биосфере.
Их химическая устойчивость, их твердость и тяжесть благо­
приятствуют их концентрации в россыпях, где они иногда раз­
рабатывались, таковы, например, россыпи торианита на Цейлоне.
Однако, концентраций, сравнимых по массе, с россыпями монаци­
тов (или ортитов), не наблюдается, ибо пегматитовые жилы,
содержащие уран, образуют лишь ничтожную часть гранитных
массивов..
2

3

Очерки геохимии.

17

258

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ В ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Можно в них отметить две очень отличные группы минера­
лов, обычно находящихся в различных гранитных массивах:
1) Минералы, богатые торием и ураном.
\
2) Минералы, бедные торием. Это урановые минералы в соб­
ственном смысле слова.
Второй ряд соответствует урано-титанатам, урано-ниобатам
или урано-танталатам, очень сложного состава неизвестного нам
строения. Часто это кальциевые соли; атомы урана (и тория,
если таковые существуют) входят в строение сложного ангидрида.
Они часто изменены, вследствие поглощения ими воды в глу­
боких областях коры — процесс, шедший в первых стадиях обра­
зования пегматитовых жил.
Такие минералы становятся бледно-желтыми и зелеными,
как, например, столь известный мадагаскарский минерал — бета732 фит, водный урановый титанониобат — богатый кальцием.
Свежий, почти безводный минерал, ему соответствующий, имеет
аналогичный состав, но совершенно другие физические свойства.
Это черный минерал, с полуметаллическим блеском коричневокрасноватый в порошке, менделеевит пегматитов Забайкалья
733 в Восточной Сибири. При метаморфизации титанониобатов,
повидимому, происходит глубокое изменение строения урановых
соединений: окись 1Ю частью превращается в 1Ю и отчасти
734 заменяется ураниловым основанием (см. стр. 250),
после
чего зеленые и желтые цвета становятся господствующими:
максимальная концентрация уранов этих минералов достигает
приблизительно 25°/о и (бетафит, менделеевит).
Все другие
минералы, например: самарскиты, эвксениты, и проч. дают гораздо
менее значительные концентрации (до 12 — 1 3 % и ) . Количе­
ство тория в общем меньше, до 5 — 6% ТЬ (в бломстрандинах).
Существуют, однако, мало известные члены этой серии, богатые
торием и бедные ураном, например, некоторые из чевкинитов,
эшинитов и проч., содержащих до 19 — 20% ТЬ, но не более
1 — 2°/о урана.
Гораздо ббльшая концентрация тория и урана наблюдается
в другой группе природных соединений пегматитовых жил —
в уранитах: это торианиты, ураниниты и т. д. Металлические
окиси: ниобовая, танталовая, титановая в них довольно редки.
Основания не находятся в них в достаточных количествах.
Часто встречаются редкие иттровые земли (до 11 — 12% [ У ] 0
в клевеитах и [У С е ] 0 в а-торианитах).
Главная часть
2

3

2

2

3

3

ТРИ

ТИПА

МЕСТОРОЖДЕНИЙ

УРАНА

И

259

ТОРИЯ

этих минералов образована из окисей тория и урана в виде
двух рядов изоморфных смесей (Тп, и) 0 и р7Ъ0 д (ли0 $и0 ).
Приходится, следовательно, рассматривать эти тела, как с в о ­
б о д н ы е а н г и д р и д ы — простые ( и 0 . Т Ь 0 ) или сложные
(/-и0 б/и0 ). Их изоморфные смеси представляют господству­
ющее соединение — растворитель минерала, в котором раство­
рены могут быть тоже сложные ангидриды типа ри0 дИ 0
и т. д.
Обычно растворитель превышает 95°/о массы.
Это всегда черные кристаллические минералы с металлическим
блеском; в порошке они.черные, коричневые или красно-коричне­
вые. Эти свойства всегда характерны для урановых атомов
и окисей, даже, когда они не преобладают, или для урано-ториевых комплексов. Чистый ТЬ.0 , полученный искусственно, прозра­
чен и бесцветен, но, вероятно, тождественен с природными
телами, так как он кристаллизуется в той же системе — в кубах,
столь характерных для торианитов (содержащих до 9 3 % Т п 0 ) .
Концентрация урана в этих минералах может превысить
72% и, в а- и ¡3- уранониобатах, и концентрация тория дости­
гает 9 3 % в торианитах.
Эти минералы никогда не дают в земной коре больших
скоплений урана и радия, ибо они обычно очень рассеяны
в жилах. Ни поля таких пегматитовых жил, ни их природные
обогащения — россыпи—не дают больших количеств этих мине­
ралов. Их относительно немного в богатейших, известных
элювиальных россыпях Цейлона (торианиты).
В конце концов количества Ыа и и в каждой пегматитовой
жиле и даже в поле жил, в больших гранитных массивах неве­
лики; количество радия редко превышает 10 граммов, что соот­
ветствует 30 — 40 тоннам урана; наибольшее количество урана
всегда остается рассеянным в гранитной массе и не попадает
в пегматиты.
Уран, концентрирующийся в пегматитах, представляет, таким
образом, лишь очень малую долю всей его массы, заключавшейся
в самой магме.
Другая довольно большая часть урана исчезает из магм
до или после их затвердевания в виде водных растворов, вероятно,
еще до образования пегматитов. Уран осаждается в конкре­
ционных или в метасоматических жилах, часто вдали от гра­
нитного массива, но всегда в генетической с ним связи; иногда
эти жилы образуются на расстоянии нескольких километров
2

2

2

2

2

3

2

3

2

2

3

2

2

260

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

от гранитного массива, давшего им начало. Эти жилы содержат
другие металлы — медь, свинец, олово, железо, тоже мигриро­
вавшие из той же магмы; они иногда богаты соединениями серы.
В этих условиях минералы урана являются телами, богатыми
ураном. Это у р а н о в ы е ч л е н ы (UTh)0 или //rh0 ?[U0 U0 ],.
лишенные тория или очень бедные им, иногда они кристалли­
ческие (уранониобаты). Чаще всего они осаждаются в виде
коллоидальных аморфных масс, как, например, настуран, перекристаллизовывающийся во время вторичных процессов. Знаме­
нитая иоахимская руда (Иоахимсталь) в Чехо-Словакии, в кото­
рой супруги К ю р и нашли радий, образована из настурана,
большей частью áмopфнoгo, и из другого, не изученного мине­
рала урановой черни — «Uranschwárze» рудокопов, являющегося,
повидимому, урано-уранистым сложным, может-быть, аморфным
ангидридом той же группы.
Они отлагаются из горячих растворов при температурах,
не превышающих 200 —150° Ц. Они очень бедны торием,
нередко 1—2°/о Th, к которому к тому же примешан его изо­
топ ионий.
Урановые члены [Th, U ] 0 резко отличаются от ториевых
членов не только большей растворимостью, но также большей
изменчивостью. Их неустойчивость связана с действием свободного
кислорода и потому наблюдается только в биосфере. Такое
изменение урановых минералов, повидимому, приурочено к наи­
более глубоким слоям кислородной поверхности. Вместо соеди­
нений окиси урана уран в них дает тела с U0 и с уранилом (U0 ).
Настураны в верхних частях жил всюду и всегда превраща­
ются во вторичные урановые минералы. Это изменение иногда
наблюдается в жилах очень глубоко. Интенсивность процесса
увеличивается по мере приближения к земной поверхности, в среде
богатой свободным кислородом и органическими веществами.
Мы встречаем здесь в верхних частях жил много урановых
минералов — постоянно открываются новые соли уранила или
соединения, содержащие 1Ю — желтые и зеленые- тела, ана­
логичные продуктам наших лабораторий.
Самые распространенные из них двойные соли уранила
и кальция, уранила и меди, уранила и бария, тела, могущие
иногда являться главной рудой урана, как, например, в Guardia,
в Португалии, и в некоторых рудниках Корнваллиса — стениты,
торберниты, ураносирситы.
2

2

3

2

2

3

3

2

ТРИ

ТИПА

МЕСТОРОЖДЕНИЙ

УРАНА

И

ТОРИЯ

261

Но, с другой стороны, встречаются арсенаты, ванадаты, карбо­
наты, сульфаты, силикаты уранила. Известны уже десятки
разных минералов, но это, несомненно, лишь небольшая их
часть. Это обширное поле для грядущих минералогических
открытий.
Во всяком месторождении урана мы открываем новые мине­
ралы, и руды Ута, Колорадо, Ферганы содержат еще много сюда
относящихся неизвестных тел. Проф. С К У П недавно еще дока­
зал это для Бельгийского Конго установлением ряда новых
интересных видов. Эта неустойчивость и химическая актив­
ность урана в биосфере — странный и очень интересный факт.
Он, вероятно, связан с энергетическим состоянием его атомов.
Количества урана, сосредоточенные в этих месторождениях,
гораздо значительнее тех, которые находятся в пегматитовых
жилах. Так, в Иоахимовской жиле заключалось несколько сот
тонн урана. Повидимому, новое месторождение Бельгийского
Конго аналогично Иоахимовскому и заключает в себе массы
урана того же порядка.
Это обогащение урана, повидимому, находится в связи с умень­
шением тория. Атомы тория не дают таких растворимых соеди­
нений и остаются в гранитных массивах или в их соседстве
(в пегматитах), между тем как атомы урана сосредоточиваются
в конкреционных жилах. Руды урана такого типа месторожде­
ний всегда бедны торием.
Вообще всякое новое растворение очищает от тория ура­
новые руды. Образующиеся новые кристаллизации или новые
гели с каждым разом содержат все меньше тория. Они от него
освобождаются как, впрочем, и от всех новых химических эле­
ментов, таких как Ra, Ра, 1о, Ро, химические свойства кото­
рых столь отличны от урана.
В верхних частях таких жильных месторождений отлагаются
новые минералы урана, которые гораздо более растворимы, чем
те, какие мы встречали до сих пор. Это факт, имеющий боль­
шее значение в истории урана, так как минералы, образова­
вшиеся таким образом, не остаются на месте; они входят в мигра­
цию в водных растворах и распределяются водой во всей окруж­
ной местности. То же самое явление имеет место во время
разложения пород, содержащих ураноносные жилы с ювенильными
и фреатическими урановыми минералами, подвергнувшимися раз­
ложению еще в метаморфической оболочке (стр. 250).

262

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Благодаря этому такие водные, очень разведенные растворы
благоприятствуют рассеянию урана; однако, существуют некото­
рые физико-географические условия, при которых эти воды
способствуют его концентрации — о б р а з о в а н и ю в т о р и ч ­
н ы х у р а н о в ы х м е с т о р о ж д е н и й , самых больших из нам
известных скоплений урана и радия. Способ образования этих
скоплений, впрочем, еще не хорошо выяснен.
Мы можем лишь наблюдать конечное явление, образование
на земной поверхности, в б и о с ф е р е , скоплений нерастворимых
или мало растворимых солей уранила различных кислот, отла­
гаемых вадозными водами.
Ванадаты уранила при условиях биосферы, повидимому, одни
из самых устойчивых.
Уран сосредоточивается в земных
областях, в которых находятся окисленные ионы ванадия и урана.
Ионы урана, как мы видели, находятся в о в с е х вадозных
водах, но ионы ванадия имеют совершенно иную историю
и наблюдаются в немногих местностях. Из этого следует, что
история этих урановых тел зависит от истории ванадия
в биосфере.
Ванадий в своих ювенильных формах выпадает в алюмоси­
ликатах и силикатах, входя в состав их изоморфной подмеси,
743 при чем ванадий здесь трехвалентен.
В биосфере ванадий
всегда пятивалентен.
Можно отметить три типа нахождения ванадиевых минера­
лов: 1) ванадий находится в гидротермальных жилах и внесен
туда обыкновенно вадозными водами; он сосредоточен вблизи,
поверхности, в зоне вторичного металлического обогащения;.
2) он находится в асфальтах, генетически связанных с нефтями;
процентное содержание его увеличивается при превращении
744 нефтей в асфальты (жильные и осадочные), и наконец.
3) ванадий собирается в наземных и морских осадочных породах,
в песчаниках, богатых металлами, как Си, Ъп, № и т. д.
Это процессы, идущие при обыкновенной температуре. Очень
вероятно, что ббльшая часть этого ванадия (и это относится
также и к другим металлам) происходит из живого вещества;
745 известно большое число организмов, богатых
ванадием,
(например, некоторые голотурии и асцидии).
В случае, когда вадозные (или иногда фреатические) воды
этих ванадиевых месторождений содержат уран, образуются
различные ванадаты уранила, очень изменчивые и неустойчивые

ТРИ

ТИПА

МЕСТОРОЖДЕНИЙ

УРАНА

И

263

ТОРИЯ

соединения. Обыкновенно это трудно растворимые двойные
соли ванадатов уранила с вандатами калия, кальция, реже
бария.
Эти минералы наблюдаются во всех типах месторождений
ванадия, но главные их скопления известны среди ванадатов
осадочных пород. Ванадаты уранила обычно находятся совместно
с другими ванадатами, и такие месторождения урана опреде­
ляются свойствами ванадия, а не урана. В этих месторожде­
ниях соли ванадия удерживают атомы урана из сильно разве­
денных водных растворов.
Можно различить три типа таких ванадиево - урановых
месторождений, связанных между собой переходами: гидро­
термальный (жильный), асфальтовый и осадочный.
Ж и л ь н ы й гидротермальный т и п , вблизи поверхности,
представлен тяюмунитами, таковы уранило-кальциевые ванадаты
в Тюя-Муюне в Фергане, откуда добыт В. Г. Х л о п и н ы м 746
радий в количестве нескольких грамм.
А с ф а л ь т о в ы й т и п недавно найден был в горах Темпль
в Ута. Урано-ванадиевые асфальты в биосфере дают ванадаты,
из которых ванадат уранила — уванит — кажется самым обычным. 747
Наибольшее значение имеет о с а д о ч н ы й т и п ванадатов.
Они были открыты в Северной Америке, в Колорадо и в Ута, 748
где уран находится в состоянии ванадатов уранила и калия
или уранила и кальция:
Тюямунит
Карнотит

Са(и0 ) У 0 4Н 0
2

2

2

5

2

К (1Ю ) У 0 ЗН 0.
2

2

2

2

5

2

Реже он встречается в виде сульфатов, карбонатов, фос­
фатов. Это все желтые минералы, в порошке и кристаллических
пластинках, иногда, быть-может, аморфные. Эти минералы соста­
вляют цемент мезозойных песчаников, иногда очень богатых
органическими веществами, деревом, остатками обугленных
растений, костями. Они отлагались в неглубоких бассейнах,
близ берегов. Эти руды встречаются на поверхности несколь­
ких тысяч квадратных километров; пласты, богатые ураном,
образуют чечевицы, не превышающие 35 метров длины и
столько же ширины (максимальная площадь около 900 ква­
дратных метров); их мощность колеблется между 3 и 15 ме­
трами. В частях, богатых ураном, содержание его колеблется
между 1 и 2°/о.

264

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Генезис этих месторождений не очень ясен. Они принадле­
жат к типу распространенных осадочных полиметаллических
месторождений Си, Сг, РЬ, и, 1п, Ag, Ы, Со, Мо, Ре, история
которых известна очень отрывочно. Несомненно, что все эти
руды образуются на поверхности земли в биосфере или вблизи
биосферы, в неглубоких водных бассейнах, состав которых
определяется химическими процессами, связанными с выветри­
ванием (в присутствии кислорода) вещества континентов и
островов. Но выделение металлических соединений идет в них
вне доступа свободного кислорода или в среде, им очень бедной.
Огромное значение в этой среде имеет анаэробная жизнь.
В большинстве случаев ванадий и уран в таких образованиях
отсутствуют; их нахождение есть частный случай.
Их изучение указывает на одни и те же физико-географи­
ческие условия. Это не может быть случайностью. К сожа­
лению, изучение этих физико-географических условий только
еще начато, и очень возможно, что мы имеем здесь свое­
образный тип метаморфизации вблизи кислородной поверхности
отложений мелководных бассейнов, подобные тем, которые
дают начало сапропелям (стр. 174) или битумам. Но отложения
этих водных бассейнов не были связаны с образованем боль­
шого количества органического вещества. Может-быть, эти
мелкие бассейны были связаны с пустынями, с сухими местно­
стями.
Членом того же ряда образований, но богатых органическим
веществом, явятся асфальтовые ванадиевые соединения, если
окажется, что действительно часть их не связана с жильными
месторождениями асфальта.
Происхождение 'металлов, которые они содержат, может быть
различно: возможно, что отчасти оно объясняется механиче­
ским разрушением горных пород, богатых какими-нибудь место­
рождениями этих металлов. Но во многих случаях очень
вероятно, что. эти металлы сконцентрированы были живым
веществом при жизни или после смерти. Оба явления обыкно­
венно дополняют друг друга: живое вещество в местах, богатых
металлами, обыкновенно содержит их в больших количествах,
т.-е. в таких местах развиваются особые животные и расти­
тельные виды.
Факт богатства этих осадков органическими веществами и
остатками организмов всюду выражен очень резко.

ТРИ

ТИПА

МЕСТОРОЖДЕНИЙ

УРАНА

И

ТОРИЯ

265

В частности, очень вероятно, что большая часть ванадия
этих, месторождений была собрана живым веществом.
ГЕСс
показал значение органических веществ, происхо­
дящих от разложения организмов, для генезиса таких ванадатов уранила. Карнотит и тюямунит концентрируются в песча­
никах вокруг остатков организмов; они захвачены углистыми
их веществами.
Возможно, что ванадаты уранила осаждаются в этих разве­
денных растворах лишь в присутствии органических веществ.
Это действие органического вещества играет большую роль
в истории всех рассеянных металлов; здесь имеет место явление
контакта, проявление капиллярных сил.
Во многих случаях можно установить связь живого веще­
с т в а — происшедших из него органических веществ — с выпаде­
нием урана, ванадия и серы. .
Уран и ванадий, так же как некоторые другие металлы, кон­
центрируются в асфальтах. Фосфат уранила — отенит — в Мада­
гаскаре осаждается в богатых, торфом песчаниках, где соби­
раются воды, связанные с пегматитами, богатыми урановыми
минералами.
Эта к о н ц е н т р а ц и я у р а н а о р г а н и ч е с к и м в е щ е ­
с т в о м — ф а к т и с к л ю ч и т е л ь н ы й в его геохимиче­
ской истории, так как все другие и з в е с т н ы е нам
п р о ц е с с ы с п о с о б с т в у ю т е г о р а с с е я н и ю . Очень воз­
можно, что во всех водных месторождениях урана агентом
осаждения его соединений являются органические вещества.
Карбонаты извести, генезис которых столь тесно связан в био­
сфере с жизнью, также осаждают ванадаты уранила из их
растворов. Так объясняют образование некоторых из этих
РУД.
Самые большие количества урана сосредоточены в таких
осадочных месторождениях; таковы, например, месторождения
Ута и Колорадо. Количества находящегося в них урана, правда,
очень слабой концентрации, соответствует тысячам тонн.
В общем, однако, ясно, что все эти концентрации урана
представляют лишь факт второстепенного значения в его истории,
так как большая часть его атомов остается в рассеянном со­
стоянии. Из « Х Ю — л Х 1 0 метрических тонн урана, суще­
ствующих в земной коре, уран в форме соединений предста­
вляет лишь' ничтожную долю.
1 3

н

266

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

То же состояние рассеяния характерно и для тория. В этих
рассеяниях атомы тория и урана неотделимы и находятся
в земном веществе одновременно.
Однако, и в рассеянном состоянии наблюдается резкое отличие
тория от урана. Во вторичных перекристаллизованных из водных
растворов соединениях ториевые рассеяния значительно слабее
урановых, и не исключена возможность, что торий в этих вто­
ричных рассеяниях не встречается. Этот вопрос требует серьез­
ного изучения. Мы наблюдаем в земной коре, по мере прибли­
жения к биосфере, ясный процесс разделения урана от тория.
В наиболее глубинных минералах пегматитовых жил оба
элемента в с е г д а находятся вместе, при чем очень часто торий
преобладает. В более отдаленных от магматического центра
конкреционных жилах, переработанных водами и, может-быть,
пневматолитическими процессами, уран редко преобладает над
торием, хотя торий в с е г д а находится в месторождениях
этого типа. Здесь отсутствуют лишь ториевые минералы.
Наконец, в третьем, осадочном, типе месторождений урана—
тория всегда мало, и мы встречаем здесь урановые руды, не
заключающие тория.
Уран в земной коре в с т р е ч а е т с я без тория,—
т о р и й б е з у р а н а не в с т р е ч а е т с я .
Возможно, что это связано не с их генетическими соотно­
шениями, как это думают, но с условиями растворимости
их соединений в условиях земной коры.
Таблица XXII дает схему истории урана в земной коре.
7. Рассеяние радиоактивных элементов.
ТАБЛИЦА

Вадозные
области

Рассеяние

Осадочные
ванадаты

XXII.

Органические
вещества

Водные

урана
Фреатич еские
области

во всей

Ураниловые соли
и иО,

Водные
растворы

Конкрецион­
ные жилы V
Ю в е н и ль­
ны е
области

рий

В кислых породах
Соединения окисей
в состоянии рассеяния • —«-урана и тория
в пегматитах

Образова­
ние новых
атомов
РЬ, N1,

Иа.

Ас, Ра, 1о,
Не

РАССЕЯНИЕ

РАДИОАКТИВНЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ

267

Таким образом, состояние рассеяния есть наиболее харак­
терная форма нахождения для тория и урана. Она еще резче
выражена для всех сильно радиоактивных элементов, из них
происходящих: №;, Рча, Ро, Ра, Ас, 1о и т. д.
Их минералы неизвестны. Мы даже не встречаем концен­
траций их атомов. Мы видели, что максимальные количества
этих элементов, могущие находиться в массах урана и тория,
в их самых древних минералах (стр. 236), всегда ничтожны.
И нигде в природе мы не встречаем бблылих концентраций.
Урановый минерал, наиболее богатый ураном (а- и В- уранониобиты), не может содержать больше 2,5 X 10~ °/о радия. Это
число отвечает нескольким квадрильонам атомов радия в куби­
ческом сантиграмме минерала (6,7 X Ю ). Однако, и такая кон­
центрация встречается лишь очень редко.
Радиевых минералов не существует; это не зависит ни
от неустойчивости его соединений, так как мы их воспроиз­
водим в наших лабораториях, ни от родства радия с его предком
ураном, так как радий не остается в минерале, в котором он
получил начало.
В частности, мы в природе встречаем минералы, не содер­
жащие урана, но в которых есть радий. В течение миграций
урана водным путем, о которых я уже говорил, радий отде­
ляется от него, следует за другими элементами и собирается,
например, в баритах или в пироморфитах. Эта концентрация
является следствием явлений, связанных с образованием изо­
морфных смесей. По нашим современным представлениям, в изо­
морфных смесях атомы близких элементов могут замещать
друг друга, и возможно думать, что кристаллы—пространственные
решетки — соединений свинца и бария могут улавливать ионы
радия из растворов. В этих случаях радий никогда не скопляется
в больших концентрациях, чем в исходных для него урановых
телах. Наоборот, его процентное содержание здесь меньше,
так, например, максимальное количество, известное для пиро­
морфита, не содержащего урана, было 1 X Ю ° / о Яа.
Очевидно, что это не случайность. Точное определение
этих чисел важно для выявления энергетических свойств
радия.
Каждый его атом может быть рассматриваем, как источник
деятельной энергии, производящей работу в термодинамических
условиях земной коры.
5

15

-7

268

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Эта энергия пропорциональна количеству его атомов. Так,
500 граммов чистой эманации радия (согласно Ф. С о д д и ) ,
если бы они были собраны воедино, до такой степени повы­
сили бы температуру окружающей среды, что никакое земное
тело не могло бы их удержать, — все испарились или растек­
лись бы. Но в атмосфере, вокруг нас, находятся количества
этой эманации, в несколько раз, больше чем в шесть раз, пре­
вышающие полкилограмма. В воздухе больше 5 Х Ю ° / о —
по весу ее атомов. Но они рассеяны; в каждом кубическом
сантиметре воздуха находится 1—1,3 атома нитона. Это, ве­
роятно, величайшее рассеяние химических элементов в земной
материи, нам известное.
Благодаря такому рассеянию возможный для них разруши­
тельный эффект исчезает.
Неизбежно, всегда, сколько-нибудь заметные концентрации
радиоактивных химических элементов сделаются центрами
огромных изменений во всякой среде, в которой они бы нахо­
дились; они нарушали бы всякое равновесие. Вокруг них совер­
шались бы многочисленные реакции и физические и химические
процессы; этим путем скопление деятельных атомов стало бы
невозможным; в конце концов атомы были бы разбросаны на
огромное пространство и вновь вернулись бы к рассеянному
состоянию.
Здесь мы встречаемся с наличием факта общего характера.
Земная кора, как мы видели, находится в состоянии динамиче­
ского равновесия. Это равновесие нарушается всяким источником
энергии — внешним или внутренним. Энергия солнца, погло­
щенная живым веществом, представляет внешний источник по
отношению к данной системе, концентрация же радиоактивных
элементов — источник внутренний; оба они нарушают энергети­
ческую однородность земной коры.
Все геохимические процессы стремятся к состоянию, в ко­
тором деятельная, свободная энергия системы уничтожается или
приближается к минимуму. Равновесие этой системы устана­
вливается только тогда, когда произведена вся работа, отве­
чающая этой энергии.
Для среды, в которой находятся атомы, носители деятельной
энергии, устойчивое равновесие будет достигнуто только тогда,
когда эти атомы будут распределены в пространстве с макси­
мальной однородностью, когда в каждом участке данного про_17

РАССЕЯНИЕ

РАДИОАКТИВНЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ

269

странства достигнется возможный при данном количестве атомов
минимум такой энергии. Такое распределение соответствует
максимальному рассеянию сильно радиоактивной материи, воз­
можному обособлению атомов друг от друга.
В идеальном случае, если бы в системе не было других
форм энергии, кроме энергии атомной, все сильно радиоактив­
ные вещества (уран и торий в том числе) должны были бы быть
в том же состоянии полного рассеяния, в котором находятся
Рча, №, Ро, Ас, 1о, Ра.
758
Мы видим, что этот вывод соответствует действительности,
конечно, не для всей массы урана и тория, но во всяком случае
для главной ее части.
Лишь небольшая доля их атомов дает минералы и концен­
трации. Очевидно, что для того, чтобы понять их историю и
геохимическую историю нашей планеты, было бы очень важно
определить эту долю в точных цифрах. Мы не можем этого
сделать теперь, •— мы можем лишь констатировать, что она
очень мала. Несовершенное состояние общих знаний о,рассеянии
материи, — о лучистой материи К р у к с а,- — задерживает наши
успехи в изучении всех этих проблем.
До тех пор мы вынуждены считаться лишь с эмпирическим
фактом. Земная материя не может быть определена молеку­
лярными формулами или пространственными решетками-кристал­
лами. Химические формулы, их .выражающие, недостаточны для
охвата всех ее атомов. Они дают нам неполное о ней предста­
вление. Среди них и сверх них, в каждом кубическом санти­
метре земного вещества находятся свободные атомы — мил­
лионы миллионов, состояние которых нам сейчас неизвестно
и распределение в атомных системах непонятно. Мы можем, 759
однако, утверждать, что это состояние не есть состояние
обычных инертных неделимых.
Эти атомы в радиоактивном распаде являются центрами сил,
источником огромной атомной энергии.
Значение этой энергии в окружающих нас явлениях с каждым
годом становится нам все более ясным.
Атомная энергия — и связанное с ней рассеяние элементов —
определяет в сущности основные черты механизма земной
коры.

270

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

8. Гелий в земной коре.
Среди удивительных свойств радиоактивных элементов, про­
являющихся в земной коре и затрагивающих великие загадки
Природы — одно из наиболее глубоких, это непрестанное обра­
зование на земле легкого газа — гелия.
Гелий образуется вследствие разложения атомов радиоактив­
ных элементов.
Радиоактивные элементы постепенно теряют часть своей
массы и образуют новые, очень устойчивые атомы, длитель­
ность существования коих, повидимому, превосходит время
бытия нашей планеты.
В пределах этого бытия — п X I О лет — исчезающая масса
радиоактивных элементов не является ничтожной. В 5 X Ю лет
760 исчезает, превращаясь в другие элементы, 7°/и урана.
Новые создаваемые атомы э т о — гелий, изотопы свинца, быть761 может, водород. Во время их образования часть массы урана
и тория постоянно выходит, в форме новых тел, из геохими­
ческих циклов этих элементов, чтобы принять участие в гео­
химической истории других элементов, резко отличной от истории
урана и тория.
Геохимическая история свинца известна лишь в очень общих
чертах. Она отвечает обратимому циклу, аналогичному рассмо­
тренным циклам магния, марганца, кремния. Конечно, это сход­
ство касается только самых общих основных черт истории
свинца. Вся геохимическая его история (история всех его изо­
топов) полна особенностями, изложение которых выходит за
пределы этой книги.
Резко иной является геохимическая история гелия, благо­
родного газа, химически инертного. Эта история являет новые
свойства земной коры. Масса гелия должна была бы увеличи­
ваться с течением геологического времени, так как гелий по­
стоянно вновь образуется во время радиохимических превра­
щений и не разрушается. Атом урана, превращаясь в течение
геологического времени в ЯаО, изотоп свинца, дсет 7 атомов Не;
атом тория превращаясь в ТЬБ, также дает 7 атомов Не, и
по меньшей мере равное количество атомов образуется при
разложении актиниевого ряда. Возможно, что гелий образуется
еще путем других неизвестных нам процессов, так как его
9

8

ГЕЛИЙ В ЗЕМНОЙ КОРЕ

271

находят в земной коре в условиях, которые не объясняются
его образованием из урана и тория; таково его нахождение
в бериллиевых минералах.
В последнее время большое практическое значение гелия
заставило внимательнее изучить его нахождение в минералах
и, главным образом, в природных газах. Оно открыло широкое
его нахождение, указало, с одной стороны, его повсюдность
(в рассеяниях), а с другой стороны, его значительные концен­
трации. Для газов минеральных источников количество его
в свободно выходящем газе превышает иногда 10% (10,16% об.
в источнике Баптхшау во Франции), П О М У Р Э и Л Е п А П У (1912);
он временами в неменьшем количестве находится в струях
каменноугольных газов. В газовых струях, особенно азотнометановых, количество его в максимуме превышает 3%. Струи,
содержащие его больше 1% гелия, например, в Соединенных
Штатах в Канзасе или Идаго, дают в течение года очень
большие его количества.
Газовые струи, содержащие больше 0,1% гелия, являются
уже богатыми гелием,
имеющими практическое значение.
В общем такие газовые струи, чистые или связанные с минераль­
ными источниками, не так уже редки, но наблюдаются далеко
не во многих участках земной коры.
Очевидно, этим путем в атмосферу выделяются огромные
количества гелия, так как в большинстве газовых струй он
выделяется непрерывно в течение столетий и тысячелетий (напри­
мер, в газах источников), если не дольше.
Кажется несомненным, что гелий в таких концентрациях
находится в областях больших тектонических нарушений зем­
ной коры и тесно связан с выходами азота, частью метана. Мы
имеем в этих областях явные концентрации гелия. По существу
они нам совершенно сейчас непонятны,
ибо гелий нахо­
дится в небольших количествах во всех газах земной коры,
но обычно проценты его исчисляются сотыми долями и. меньше.
Увеличение его нахождения в некоторых определенных
участках земной коры может иметь место или вследствие того,
что есть участки земной коры, где находится относительно
больше урана и тория, его родоначальников, где, другими сло­
вами, больше создается гелия. Но концентрация может проис­
ходить и от того, что в некоторых областях земной корыидет
поглощение тех газов, вместе с которыми собирается в земной

#

<

272

РАДИОАКТИВН.

ХИМИЧЕСК.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

коре гелий, — поглощаются азот, углеводороды или углекислота.
Гелий — благородный газ — не входит в химические реакции,
и газовая струя им относительно обогащается.
С этой последней точки зрения для нас сейчас непонятно,
почему это явление должно преимущественно наблюдаться
в областях больших тектонических нарушений.
Это становится логически неизбежным, если концентрация
гелия связана с нахождением в этих местах больших скопле­
ний урана и тория, аналогичных тем, которые выявляются нам
на земной поверхности в формах их первичных ювенильных
или фреатических руд. В этих местах не только должны на­
блюдаться выделения больших количеств гелия, в них должны кон­
центрироваться термические эффекты урана и тория, которые могут
приводить к тектоническим дислокациям. Мы должны поэтому
наблюдать скопления гелия как раз в областях особых боль­
ших тектонических дислокаций. Эти области тектонических
дислокаций должны находиться в состоянии становления.
Если это так, то в магматических областях земной коры
должны образовываться участки обогащения ураном и торием.
Выяснение этого—дело будущего. Пока мы должны считаться
с фактом концентрации гелия в некоторых' участках больших
тектонических нарушений земной коры, но, однако, не во всех.
Многим кажется весьма правоподобным, что количество
гелия в земной коре б о л ь ш е , чем сколько его можно было бы
в ней ждать, исходя из известного нам в земной коре количе­
ства атомов урана (геэр. радия) и тория. М у р э и Л е п а п выдви­
нули гипотезу, что земной гелий скоплен от прежних косми­
ческих периодов истории земли.
Едва ли есть достаточные
основания для такого заключения. Можно, повидимому, считать
несомненным, что время исчезновения половины атомов урана
и тория (порядка 10 лет) по крайней мере соизмеримо с вре­
менем, протекшим от начала древнейших геологических эпох —
от начала археозоя (10 —10 ). Следовательно, з а этот период
могли исчезнуть половина атомов тория и урана, находившихся
в земной коре, и образоваться большие массы гелия.
Количество выделенного при этом гелия, может-быть, не так
отличается от действительно наблюдаемого в земной коре.
Оно должно было бы отвечать исчезновению атомов урана
и тория - порядка их современного количества в земной коре,
т.-е. п Х Ю " — 1 0 - т о н н этих элементов. Это количество
10

9

15

10

ГЕЛИЙ

В

ЗЕМНОЙ

273

КОРЕ

урана и тория должно было бы дать количество гелия порядка
п >< 10 — n X 1 0 тонн, т.-е. гелий должен был бы попасть
в VI декаду элементов (стр. 24).
Сейчас нет никаких указаний на такую его распространенность. ?бв
Как мы видели, по имеющимся данным (стр. 24), правда,
не очень полным, надо считать, что количество гелия отвечает
IX декаде (10 — 1 0
тонн). Едва ли могут найтись новые
данные, которые бы заставили повысить это количество в ты­
сячи или десятки тысяч раз. Возможно, что гелий должен
быть передвинут в VIII декаду, но едва ли дальше.
Можно было бы скорее удивляться, что его так мало, ибо
едва ли гелий образуется исключительно путем распадения
одних атомов урана и тория и их производных элементов.
Повидимому, выделение атомов гелия, в виде обладаю­
щих зарядами частичек а, позже переходящих в нейтральные
атомы гелия, тесно связано с определенным строением атом­
ного ядра атома. Уже в это ядро входят сложные протоны
гелия. Я не буду касаться здесь-многочисленных спекуляций,
связанных с этими идеями. Но их нельзя оставлять совсем
в стороне, так как выделение гелия, помимо элементов урана
и тория, весьма вероятно. Оно может происходить при транс­
формации элементов в строении ядра, в которое он входит.
Если, как все на это указывает, при 3-излучениях атомы калия
и рубидия дают изотопы кальция и стронция, — эти изотопы
должны при своем распадении выделять гелий, по крайней 767
мере изотопы кальция. Конечно, такие выходящие з а пределы
точных наблюдений данные всегда очень опасны, но, с другой
стороны, возможно, что факт существует и недоступен для на­
шей проверки, лишь благодаря малой скорости выделяющихся о.
частиц, не открываемых нашими методами изучения. Мы ни­
когда не должны забывать, что мы' с нашими теперешними
инструментами можем наблюдать только частички а, быстрота
движения которых превышает 20 ООО километров в секунду,
Частички а — атомы гелия с положительными зарядами—от нас
ускользают, как только уменьшается скорость их движения.
Если бы все атомы гелия оставались в земной коре и если
бы все радиохимические явления имели место в течение извест­
ных геологических периодов нашей планеты, количество гелия
должно было бы быть совершенно иным, чем оно есть в дей­
ствительности и быть гораздо ббльшим.
13

й

lü

Очерки геохимий.

11

18

274

76«
769

770

771

ХИМИЧЕСК.

РЛДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Мы стоим здесь, при изучении земной коры, перед загадкой
более общего масштаба. Почему так мало гелия? Куда он
девается? Не только мало для земной коры, — мало его во всей
вселенной. Если атомы гелия (и водорода) постоянно образу­
ются и ни во что не превращаются, то их во вселенной
должно было бы быть гораздо больше, чем ото вытекает из на­
блюдений Космоса. Надо искать процессы их превращения
в другие элементы. Недавно Н е р н е т высказал мысль о возможности такого процесса во всемирном эфире. Он допустим
и в туманностях.
Как показал П е р р е н, для гелия мыслим другой процесс
исчезновения и изменения — переход в более легкий элемент
в пределах высокой атмосферы земли — над озоновым экраном.
Здесь лучи солнца могут его превращать в водород.
Наконец, в механизме нашей планеты существует еще одно
явление, общее для обоих этих легких газов. Совершенно
ясно, что с земной поверхности они должны собираться в стра­
тосфере и выше, в гелиевой и водородной оболочках (стр. 58).
Но движение их атомов может итти и дальше. Они могут покидать
нашу планету, рассеиваясь в космическом пространстве. Гелий
(и водород), с другой стороны, в то же время могут и попадать
в нее вновь, собираясь из космического пространства.
Однако, его неизменно небольшое количество, повидимому,
указывает, что количество гелия в земной коре не увеличи­
вается, что оно или остается в динамическом равновесии (земля
и солнечное пространство?), что очень вероятно, принимая
во внимание совокупность известных геохимических фактов,—
или что оно постоянно уменьшается.
Таким образом, в истории гелия выявляется новый, очень
важный факт, новое свойство земной коры. Эта кора не вполне
изолирована от космического пространства. Все время проис­
ходит материальный обмен между земной корой, земным ядром
и небесным пространством.
Мы подходим к новым научным проблемам, едва затронутым
научною мыслью.
9. Земная кора и радиоактивные элементы.
Последствия существования на нашей планете радиоактив­
ного вещества сказываются в основных геологических явлениях,
на ней происходящих.

-

ЗЕМНАЯ

КОРА

И

РАДИОАКТИВНЫЕ

ЭЛЕМЕНТЫ

275

Они сказываются в неменьшей степени, чем получаемая
ликом земли, биосферой, солнечная энергия.
Больше двадцати лет назад Д. Д ж о л и первый обратил 772
внимание на значение' радиоактивных элементов для термиче­
ского режима земли.
Он доказал, что количество тепла,
испускаемого радиоактивными элементами, совершенно доста­
точно для объяснения крупнейших геологических явлений таких,
как существование кремнеземной магмы, расплавленной и нагре­
той до 1000° и выше, вулканические явления, горячие источники,
тектонические и орогенетические движения земной коры.
773
Для объяснения этих явлений издавна, еще с XVI — XVII сто­
летий и особенно с конца XVIII, начала XIX столетия, считали
необходимым допустить существование внутри земли запасов
тепла, связанных с ее происхождением. Думали, что наша
планета обладала некогда более высокой температурой, находи­
лась когда-то в жидком, расплавленном состоянии. Вся ее
.история связывалась с медленным, еще не закончившимся, ее
•охлаждением. Это представление очень прочно и глубоко про­
никло в наши научные мировоззрения и являлось исходным
пунктом многочисленных космогонических гипотез, царивших
•в прошлом веке и еще царящих до сих пор.
Д ж о л и впервые указал на существование в самом веществе
земли источника земной теплоты. Через три г о д а — в 1906 г.—
другой английский физик Р . С Т Р Е Т Т
(теперь лорд Р А - 774
Л Е Й ) с несомненностью доказал, что количества тепла, вы­
деляемого при радиоактивном распаде земных атомов, совер­
шенно достаточно для объяснения всех явлений, связывавшихся
в представлениях ученых с существованием космической тепло­
ты планеты. Больше того, из наблюдений С Т Р Е Т Т А С несо­
мненностью выявился факт величайшей важности в строении
земной коры: радиоактивные элементы не могут находиться во
всей толще земной коры в таком количестве, в каком они
находятся в доступных нам горных породах земной коры. Если
бы количество урана и тория и элементов, из них образова­
вшихся, было бы то же самое, какое мы наблюдаем вокруг нас,
то температура поверхности планеты-была бы совершенно иной,
чем это есть в действительности; земля была бы раскаленным
или расплавленным телом. Из наблюдений С т Р Е Т Т а следовало,
что радиоактивные элементы не могут проникать в планете много
глубже немногих сотен километров,—примерно, 300 километров.

276

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Наблюдения С Т Р Е Т Т А представляли не гипотезы, а факты
с поправкой, о которой я сейчас скажу. В их объяснении
С Т Р Е Т Т
допускал, что испускаемое при распаде атомов тепло
тратится и с к л ю ч и т е л ь н о на нагревание путем излучения
окружающих частей планеты. Это едва ли так; должна быть
внесена поправка, но она не меняет независимое от каких бы
то ни было представлений открытие С Т Р Е Т Т а.
Точные эмпирические факты, установленные С Т Р Е Т Т о м ,
не вошли в научное сознание и не обратили на себя достаточ­
ного внимания. Слишком глубоко проникли в науку космоло­
гические построения великих ученых X V I I — X I X столетий.
773
В 1909 году Д. Д ж о л и, пользуясь данными
С Т Р Е Т Т А , .
попытался объяснить этим путем явления горообразования,
вулканизма и т. под.. Его работа обратила на себя большое
внимание, но не изменила общего настроения. В 1915 году
775 новые исчисления А. Г о л ь м с А, основанные на новых фак­
тах, не только подтвердили, в общем, суждения С Т Р Е Т Т А ,
но заставили еще более увеличить количество таким образом
получаемого нашей планетой тепла. По его исчислениям, кон­
центрации радиоактивных элементов, порядка тех, какие мы.
наблюдаем в горных породах, нам непосредственно доступных
(пхЮ — п Х ' О
% К )>
могут существовать за преде­
лами 50 — 60 километров в глубину.
Прошло еще 10 лет. Мне кажется, сейчас мы подходим,
наконец, к окончательному проникновению этих идей в научное
сознание и к неизбежно связанному с этим коренному пере776 лому геологических представлений.
Это является следствием как дальнейших успехов учения
о радиоактивности, так и новых достижений геохимии, изме­
нения наших представлений о внутренних слоях нашей планеты
и о явлениях горообразования.
778
Новые работы, главным образом, Д. Д ж о л и , А . Г О Л Ь М С А
и Р. Л о у с о н а указали, что количество тепла, получаемого
земной корой благодаря радиоактивному распаду, много больше,
чем это предполагали.
Поправка на радиоактивность, главным образом, калия,,
779 сделанная Г о л ь м с о м и Л О У С О Н О М , заставляет увеличитьполучаемую землей теплоту больше, чем на 2 8 , 2 % . В действи­
тельности это тепло должно быть еще увеличено, так как
названные исследователи приняли слишком малые числа для
9

- 1 0

а

н е

ЗЕМНАЯ

КОРА.

И

РАДИОАКТИВНЫЕ

277

ЭЛЕМЕНТЫ

количества рубидия в земной коре. Увеличение тепла будет
порядка одного процента, может-быть, больше.
780
Новые данные Гольмса и Лоусона (1926) дают для этих 781
констант, определяющих энергию, выделяемую в год граммом
элемента в калориях:
и
ТЬ
ЫЬ
К

7900
2300
2.38
1.24

X Ю-*
X ЮX ЮX Ю
4

4

- 4

Грамм изверженных пород в среднем выделяет в год калорий
тепла 11.4 X Ю Л из них приходится на доли урана —
4.74 X Ю - , тория —3.45 X Ю - и калия 3.22 X Ю - калорий. ?82
Благодаря этому, приходится допустить, что граница исчез­
новения или сильного уменьшения радиоактивных элементов
уранового и ториевого рядов, а также калия и рубидия лежит
ближе к земной поверхности и не может превышать ту земную
кору, мощностью около 16 километров в среднем, средний
химический состав которой нам известен.
Такое распределение тепловых излучений находится в полном
согласии с выяснившимся за это время химическим и физиче­
ским строением этой земной коры. Исходя из геологических
данных, пришли к заключению, что гранитная оболочка довольно
быстро сходит на-нет, — под ней лежит-оболочка из основных
пород (базальтовая) (стр. 58 — 59). Мощность гранитной обо­
лочки различна под континентами и под океанами. Под
-океанами базальтовая оболочка подходит к их дну, под кон­
тинентами отходит на 8 —16 кил. от земной поверхности.
В тесной связи с принципом изостазиса приходится допустить,
что такое распределение есть неизбежное следствие равновесия
земной коры и самой планеты и что, таким образом и распре­
деление суши и океана есть основная, в общем мало изменчивая
черта ее строения. Океанические бассейны не перемещаются
в геологическое время, — мы наблюдаем лишь трансгрессии
и отходы прибрежных морей.
Термический режим земной коры в области океанов
и в области суши различен, так как в области базальтов грамм
породы выделяет гораздо меньше калорий (для базальтов больших
излияний — среднее — 3.9 X Ю
калорий в год), чем в области •
хранитов (среднее для гранитов 15.9 X Ю - калорий).
к

, ;

6

- 6

8

278

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Соответственно также уменьшается количество радиоак­
тивных атомов в поверхностной — гранитной — оболочке и в глу­
бинной — базальтовой. Мы имеем в одном кубическом санти783 метре атомов:
и
Тп
граниты
6.7 X Ю —1.5 X
базальты
1.8 X 10 — 4.3 X 1 0
1 1

11

й

Анализ такого строения земной коры дал возможность
Д ж о л и и Г о л ь м с у доказать, что эти различия теплового
эффекта горных пород, при указанном их распределении и при
подчинении строения земной коры принципу изостазиса, поз­
воляют подойти к объяснению всех самых больших движений
земной коры на протяжении всей геологической истории.
Я могу здесь лишь коснуться этих новых охватов истории
нашей планеты. Выявляются лишь общие контуры. Мы толькоподходим к собранию фактов, и многое еще изменится в наших
представлениях.
Так, повидимому, неизбежно будет допустить, что на глу­
бинах, ббльших 16 километров, идет более быстрое дальнейшее
уменьшение атомов радиоактивных элементов в кубическом
сантиметре, чем это наблюдается в верхней части планеты.
Одной из своеобразных черт такой выясняющейся структуры
земной коры является неизбежность периодичности геологиче­
ских явлений, как это указал Д ж о л и (1925), — смен во времени
периодов усиления и ослабления геологических явлений — горо­
образовательных и вулканических процессов, трансгрессий моря.
Нет места — в течение геологического времени (порядок 10 —
— 1 0 лет) — ни охлаждению ни нагреванию планеты.
Такое представление вполне отвечает новейшему развитию
геологии, открывающей нам периоды усиления и ослабления
784 геологической деятельности — около 6 раз с археозоя.
Конечно, указанная схема явлений еще далека от полного
объяснения сложных и основных геологических явлений, которые
обычно сводились к космической теплоте земли. Но она дает
для них более правдоподобное объяснение и связывает такие
эмпирические данные, как распределение океанов и суши,
явлений изостазиса, разной радиоактивности кислых и основных
пород, усилений и ослаблений горообразовательных процессов,,
которые не вытекали из старой гипотезы.
9

10

ЗЕМНАЯ

КОРА

И

РАДИОАКТИВНЫЕ

ЭЛЕМЕНТЫ

279

Наконец, главное, она основана на эмпирическом р е а л ь ­
н о м факте, на существовании выделения тепла, как следствия
радиоактивных процессов, тогда как космическая теплота земли
есть предположение, основанное на космогонических гипо­
тезах.
Перед выяснившимся, достаточным по мощности для объ­
яснения данных явлений, источником теплоты реально суще­
ствующим, гипотеза охлаждения земли должна сейчас быть
оставлена, как ненужное и не обоснованное на фактах пред­
ставление.
В представлениях Д ж о л и , Г О Л Ь М С А И других, в их
современной форме, баланс тепла, ими устанавливаемого, не полон
и, несомненно, вызовет значительные поправки, может-быть,
очень существенные.
Они в своих оценках принимают во внимание лишь лучи­
стое Тепло, поднимающее температуру среды и теряющееся
в окружающем пространстве, а также скрытое тепло плавления
и застывания глубоких пород. Однако, существуют другие
явления, не менее важные и, быть-может, более грандиозные,
требующие большего количества калорий. Таковы механические
явления, неизменно происходящие в земной коре. К тому же
ничто не указывает, чтобы ювенипьные минералы были экзо­
термическими соединениями; наоборот, минералы, образующиеся
при поднимающейся температуре, должны большей частью быть
эндотермическими, согласно принципу Л Е Ш А Т Е Л Ь Е .
Таковыми могут являться (стр. 118) самые обычные и распро­
страненные тела — каолиновые алюмосиликаты.
То же самое относится к углеводородам, к окиси углерода
и, вероятно, ко множеству других первичных, ювенильных
минералов.
Количество тепла, поглощаемое ими при их образовании, нам
не известно, но оно, несомненно, очень велико и должно изме­
нить все указанные расчеты.
Возможно, что радиоактивные элементы находятся и в более
глубоких частях нашей планеты и, распадаясь, выделяют тепло,
но в этих глубоких областях существует установившееся тер­
мическое равновесие: все выделяемое тепло поглощается на месте.
Это выяснит будущее. Несомненен, во всяком случае, самый
основной факт, — факт существования атомной активной энергии
в земной коре, проникающей всю ее материю.

280

ХИМИЧЕСК.

РАДИОАКТИВН.

ЭЛЕМЕНТЫ

В

ЗЕМНОЙ

КОРЕ

Эта атомная энергия всюду распределена с большей одно­
родностью, и ее местные концентрации не имеют большого
значения на земной поверхности; они могут существовать
на. ней лишь временно.
Эта
атомная
энергия—в
своей
главнейшей
ч а с т и — с в я з а н а не с м о л е к у л я р н ы м и
соедине­
ниями
или
кристаллическими
пространствен­
ными р е ш е т к а м и . Она с в я з а н а с атомами, нахо­
дящимися в состоянии рассеяния.
Эта энергия совершенно достаточна для объяснения существо­
вания расплавленной кремнеземной магмы, согретой до 1200° Ц.
и выше, для образования ювенильных, эндотермических мине­
ралов.
Эта энергия все время поддерживает обратимые геохимиче­
ские циклы всех химических элементов земной коры, непре­
станное движение их атомов, большие круговые процессы
их миграций.
Бросая теперь взгляд на отмеченные в этих очерках явления,
можно, как мне кажется, вывести следующие общие заключения:
Механизм земной коры определяется свойствами атомов,
ее образующих, химический состав коры не случаен.
Большая часть материи в ней находится в непрестанном
движении — в миграциях — и образует обратимые замкнутые
циклы, всегда возобновляющиеся и тождественные. Они возоб­
новляются на поверхности энергией солнца, поглощенной живым
веществом, а в глубинах силой атомной энергии, испускаемой
радиоактивным распадом.
Этот механизм, повидимому, не вечен. Деятельность челове­
чества и, быть-может, всего живого вещества производит
на земной поверхности изменения, последствия которых во вре­
мени от нас ускользают. Радиоактивная материя разрушается
при условиях, в которых мы не видим возможности воссоздания
погибших атомов.
Это представление, подобно всякому человеческому предста­
влению, служит лишь слабым отблеском необъятного величия
Космоса, всюду и всегда являющегося нам как Порядок Природы,
а не как творение хаотического случая.

ПРИМЕЧАНИЯ.
1) Р. Б о ш к о в и ч (1711 —1787), член общества Иисуса, гражданин
Дуброеницкой республики, не итальянец, как иногда пишут и против
чего он всегда протестовал (V. V a r i c a k , Matematicki rad Boscovicev,
1, Z. 1910 — 1912 p. X X V . Cf. R. B o s c o v i e h. Les eclipses. Trad, par
l'abbé' B é r u e l . P. 1779. p. IX). О Б о ш к о в и ч е существует огромная
литература, увеличивающаяся в последнее время, так как его идеи сохра­
няют большой интерес до сих пор. Основным источником должны счи­
таться издания Юго-Славянской Академии в Загребе (Rad Jugoslav
Akad.): №№ 87, 88, 90. Zivot i oejena djela I. Bôskovica (работы Ф. Р а ч ­
к а г о, J. Т op б а р а , V : D v o r a k a). Z. 1887 — 1888 и № 181—185,
190, 193 (Z. 1910—1913) —раб. V. V a r i ë a k ' a . Ср. также № 225 Z.
1917-1921 (раб. проф. М а й ц е н а ) , № 230, 232. Z. 1925- 1926 (V. Varièak).
Здесь очень полно указана литература. Spomenica R. J. Bôskovica.
Dubr. 1911. Любопытное письмо (об отношении веры и знания) Бошковича (1784) напечатано А. З а н и н о в и ч е м в сборнике Sirena Buliciana.
Zagr.-Asp. 1924., p. 709 сл. Интересный обзор своих работ дал сам Бошкович : R. B o s c o v i c h . Les eclipses. P.' 1779, p. 532 сл. Из новой литературы
о Б о ш к о в и ч е см. еще D. N e d e l k o v i t c h . La philosophie naturelle de
Boskovitch. P. 1922. L. C e r m e l j . Boskovicev Nauk o materiji — prostoru—
casu v lu£i relativnostne teorije. Ljub. 1923. J Г о л б е р г . Квантени,
проблеми y структурном или Бошковийеву атомским пол)у. «Глас ерпске
кр.ал Акад.» 117. Б.-З. 1926. 76. . С р . В е р н а д с к и й . Основы кристалл.
I. N1. 1903. 134 — 135. Новые работы вскрывают любопытные черты этого
глубокого представления о мире. Я благодарю проф. Ф. Т у ч а - н а
в Загребе за многие указания литературы и возможность ею пользоваться.
2) Он принял французское подданство в 1773 г. и несколько лет
(1773 — 1782) провел в Париже в качестве академика и директора «Opti­
que de la Marine». Иезуит, искренний и глубоко верующий христианин,
он имел друзей и могущественных врагов (между прочим д'А л а м б е ра).
Интересно отметить совершенно противоположную оценку научного зна­
чения Б о ш к о в и ч а в XIX и X X веках. Он, один из величайших ученых
человечества, казался в 1841 г. Ф. A p a r o «личностью, к которой
Л а г р а н ж и д'А л а м б е р относились с величайшим презрением», и «по­
средственным иностранцем» (F. A r a g o . Oeuvres complètes. II, P. 1854,
p. 139 — 140). О Б о ш к о в и ч е во Франции см. указания Р а ч к о г о ,
Т о р б а р а , Д в о р а к а и других) в указанных изданиях Юго-Славянской
Академии Наук.
4

282

П Р И М Е Ч А Н И Я

3) R. J. B o s c o v i e h, Philosophiae naturalis theoria. Vienna 1758. Был
ряд изданий в XVIII стол. В 1922 вышла перепечатка в Чикаго и Лон­
доне (Open Court) с английским переводом J. С h i 1 d'à. Первые зачатки
этой теории были даны в 1748 г. (V. D v o r a k , 1. с , 1887—1888, р. 479).
Б о ш к о в и ч дал разъяснения своей теории в примечаниях к ученой
латинской поэме о мироздании, которую написал его друг единоплеменник,
видный эрудит и папский вельможа И. С т а й (И. С т о й к о в и ч). J. S t a j .
Piritas, recentioris libri decem. III. R. 1792. p. 417 сл. О нем L. C e r m e l j ,
1. с , 1923, p. 48.
4) В труде, который он закончил за несколько недель до своей
смерти, «Kosmotheoros», X . Г ь ю г е н с высказывает свои самые сокро­
венные мысли о строении мира, являющиеся основой всей его научной
работы. Два принципа огромной важности очень ясно в нем выражены:
принцип тожества материального состава и сил во всем Космосе и по­
нятие о жизни, как о чем-то резко отличном от косной материи и как
о явлении космическом (Kc/3¡j.oí)ág. Survey, 725, W. 1922,
p. 232 s.
192) J. V o g t . Zeit. f. prakt. Geol., В. 1906, p. 228.
193) О марганце в керченских рудах см. Я. С а м о й л о в , 1. с ,
1922, р. 73—74. Количество железной руды в окрестностях Керчи (плиоце­
новые слои), повидимому, того же порядка, как и в Лотарингии и в Лю­
ксембурге (мезозойские отложения). Новейшие исчисления (немного менее
миллиарда тонн по К. Б о г д а н о в и ч у , 1. с , IV, 2, П. 1920, стр. 20)
должны быть увеличены согласно новым исследованиям. К сожалению,
многочисленные анализы оолитовых руд Лотарингии не указывают коли­
чества находящегося в них марганца. С р . L. de L a u n a y . Gites minér.
et métall., 2, P. 1913, p. 489-490; L. C a y e u x . Les minérals de fer de
Lorraine. P. 1919. Есть ли он в этих рудах в заметных количествах?
О необходимости увеличить запасы руд железа, богатых марганцом,
в Кёрченском • районе см. В. Л у ч и ц к и й. Труды Центр, упр. промышл.
разв. I. М. 1922, стр. 36.
r

2

П Р И М Е Ч А Н И Я

299-

194) J. W a l t h e r . Abhandlungen d. math. phys. Cl. d. Sachs. Ges. d.
Wiss. 16, L. 1891, p. 456 s.; J. W a l t h e r . Das Gesetz d. Wüstenbildung,
B. 1900, p. 21 s; Ср. C. W h i t e . Amer. Journ. of Sc. (5) 7. N. J., 1924,
p. 413 |До 77.5'Vo MnO ).
195) L. F e r m o r , I. c, 1909, p. 395.
196) L. F e r m o r , l . c, 1909, p. 380 s.
197) E. H ä r d e r . Bull, of U. S. Geol. Soc. 427. W., 1910. p. 14,
198) H. M i s e r . Bull, of U. S. Geol. Soc, 660. W., 1918, p. 65 s..
(библ.).
199) H. M o l i s c h . Die Pflanzen in ihren Beziehung z. Eisen, J. 1892,
71; Е г о ж е . Die Eisenbakterien, 1910, 13 s.
200) S c h o r l e r . Centr. Bakter. (2), 12, J. 1904, 684 s.
201) D. J a c k s o n . Trans, of Americ. Microsc. Soc, 23, Line, 1902,
p. 32 s.
202) M. B e i j e r i n c k . Folia microbiol. 2, D., 1913. p. 125 s.
203) H. Z i k e s . Centralbl. f. Bakt. (2), 43. J, 1915, p. 541; R. L i e s k e ,
ib. 49. 1920, 413 s.; S. W i n o g r a d s k y , ib. 57, J., 1922; cp. N. Ch'ol o d n y . Die Eisenbakterien. B. 1926.
204) J. B u c h a n a n . Proc. of R. Soc. of Edinb., 18, E. 1892, p. 18.
205) H. С о к о л о в ъ. Труды Геол. Ком., 18, 2, Пет. 1901, стр. 47.
206) J. M u r г а у а. Е. P h i l i p p s . " Wissensch. Ergebnisse d. deutschen.
Tiefsee Expedition «Valdivia». 10, 4, J. 1908, p. 190.
207) Я. С а м о й л о в и Т и т о в . Труды Минер, и Геолог. Музея
Академии Наук, 3. П. 1922, р. 106.
208) С. S c h e e l e . Kg. Sv. Vet. Akad. Handlingar, 35. S. 1774. p. 190.
209) С p. F. H u m b о l d t. Florae freibergensis spécimen, B. 1793, p. 134.
210) A. C h e v a l l i e r и E. C o t t e r e a u (Ann. de l'hyg. publ., 42.
P. 1849, p. 160 s.) дают историческую сводку старых наблюдений.
211) T h . de S a u s s u r e . Recherches chimiques sur la végétation.
P. 1804, p. 303.
212) G. С a r r a d о r i, Giornale di fisica, pub. da В r u g n a t e 11 i, 5, Pisa.
1812, p. 365. Работа Г. Каррадори была напечатана в Giornale scientiC
eletterar di Pisa. I. P., 1810, 214, и в пятом издании его Del fertilita délia
terra, .Fir. 1815, p. 13, которых я не мог достать. Эти исследования при­
мыкают к другим современным очеркам, напр., А. Г у м б о л ь д т а .
Ср. E i n h o f (1810). Bibliothèque Britannique, Agriculture anglaise, 17,
Gen., 1812. p. 411.
213) F. W ü r z er. Schweigger's Journal f. Chemie u. Ph., 58, Halle,
1830, 481.
'
214) S a r z e a u . Journ. de pharm. (3) 16. P. 1832, p. 657.
215) F ü r s t z u S a l m s - H o r s t m a r . Journ. f. prakt. Ch. 46, L. 1849,
p. 202 s. .
216) J. F o r c h h a m m e r , P. A. 95, L., 1855, p. 84 s. Oversigt af
Danske Vidensk. Selsk..Forh. K j , 1855. 394, 398.
. 2 1 7 ) G o r u p B e s a n e z . Lied. Ann,. 100, L. 1856, 106, 118; L. 1861,
220. Он считал его необходимым для животных. G. B e r t r a n d . Revue
génér. de chimie, 8. P., 1905, p. 213.
218) D. L e c l e r c . C. R., 75, P., 1872, p. 1213.
s

300

П Р И М Е Ч А Н И Я

219) F. D u n n i n g t o n . Journ. of the Americ. Chem. Soc., 2, N. - Y
1878, p. 3 - 4 .
220) E. M a u m e n é , C. R., 98, P., 1884, 1416; Bull. Soc. Chim., N. S.
42, P. 1884, 305.
221) A. G r i f f i t h . С. R., 114, P. 1892, 840; 131, P. 1900, 422.
222) P. P i c h a r d . C. R., 126, P. 1898, p. 1888 s.
223) G. B e r t r a n d e t M. J a u v i 11 i e r s, Annales de l'Inst. Pasteur, 26,
P. 1912, 29, 291 ; G. B e r t r a n d et R o s e n b l a t t . Bull. Soc, Chim., de
Fr. (4) 31-32, P. 1922,125; G . B e r t r a n d et R o s e n b l a t t . Annales
de PInst. Pasteur. 35. P. 1921, 821; G. B e r t r a n d et R. V l a d e s c o .
Bull. Soc. Chim. de Fr. (4) 2 9 - 30. P. 1921, p. 915; G. B e r t r a n d . Revue
génér. de ch., 8, P. 1905, 205; G. B e r t r a n d et F. M e d i g r é c e a n u ,
Bull. Soc. Chim. de Tr. 11, P. 1912, 665. C, R., 154, P. 1912, 941, 1450,
155, P. 1912, p. 82. Annales de Plnstit. Pasteur, 27, P. 1913, p. I s.
224) F. J a d i n et A s t r u c . C. R., 155, P. 1912, 406; 156, P. 1913,
2023; -159, P. 1914, 268; Journ. de pharm, et chim., 105, P. 1913, 155, Revue
Scient., 54, 1916, 589.
225) H. B r a d l e y . Journ, of biol, ehem., 8. Bait., 1910-1911, 237.
226) E. У с п е н с к м й . Журналъ опытной агрономш, 16, П., 1915,
300, 450.
227) A. P h i l l i p s . Papers of the dep. of marine biology. 11, W., 1917,
p. 92 (Carnegie Public, 251).
228) D. W e s t e r . Biochem. Zeitschr., 118, В., 1921, 160. Pharmaceut.
Weekblad., 59, A., 1922, p. 52. Archiv d. Pharm. 261, 1922, p. 1.
229) В. В е р н а д с к и й . Химич. состав жив. вещества. П., 1922.
230) С. P e t e r s e n .
Report of the Dan. biol. station, 20, Cop. 1911,
p. 21. Cp. ib. 20. C. 1915.
231) К сожалению, не существует полных точных анализов организ­
мов, содержащих марганец и им богатых. Даже новые численные опре­
деления марганца даются- часто лишь для золы, при чем ее количество
по отношению к живому организму всегда сомнительно, например, в ана­
лизах Ж о д е н а и А с т р ю к а потеря от прокаливания до 120°Ц. при­
равнивается воде. Хотя новые анализы Ж о д е н а , А с т р ю к а , Б е р т р а н а ,
В е с т е р а , Р о з е н б л а т , несомненно, доказали присутствие марганца
во всех растениях, они не дают нам ясного понятия о его числен­
ном распределении. В разных видах мы большей частью имеем ана­
лизы различных частей одного и того же организма, а не анализ
живого вещества. Было бы необходимо иметь точные анализы мар­
ганца в организмах, богатых этим металлом: в ферробактериях, диатомеях
(например, Соссопеае), жгутиковых (например, Anthophysa vegetans
О. Müll), зостерах, гидронаядеях (например, Trapa), плаунах, водорослях
{например, Padina), урединеях, хвойных, лишайниках (о последних
см. Е. У с п е н с к и й , I. с. 1915, стр. 327) Следует предполагать, что
существуют растения, богатые марганцом, так как встречаются почвы,
содержащие большие количества этого металла, покрытые флорой, не изу­
ченной не только химически, но часто и морфологически. Марганец
в почвах обыкновенно не превышает n X Ю ~ — n X Ю~~ их процента,
но существуют, как мы видали, почвы, количество марганца в которых
2

1

П Р И М Е Ч А Н И Я

ч

301

доходит до 7 /о (стр. 69). В то же время есть растения, живущие
на марганцовых рудах, к сожалению, совершенно не изученные, а между
тем они, несомненно, могут поглощать из них много марганца. О расти­
тельности на выходах марганцовой руды в нагорье Ргани в Чиатури см. С. С а х е л а ш в и л и . Къ геолопи и петрографш Ч!атурскихъ
марганцовыхъ месторождешй, 1917, отт. 10—11. Животные организмы,
повидимому, менее богаты марганцом, но они еще менее изучены.
232) М. B e i j e r i r i c k . Folia microbiologica, 2, Delft, 1913, p. 128 s.
233) D. J a c k s o n . (Trans, of Amer. Microscop. Soc, 23. L. 1902,
p. 36) дает для высушенных охристых осадков Crenothrix, содержащих
марганец ( — Cren. polyspora согласно Б. Шорлеру (I. с , 1904, стр. 684) 23>
8% Мп.; Бейтин и его помощники (A. B e y t h i e n , H. H em p e l u. L.
K r a f t . Zeit. f. Unters d. Nähr. u. Genussmit., 7, B. 1904, p, 218) нашли
для высушенных колоний («stark inkrustierte Crenothrixfaden») до 36%
Mn (49.98°/o Mn 0 ). С геохимической точки зрения в живое вещество
Crenotrix следует включить биогенно выделенные им вады.
234) Напр., G. B e r t r a n d . Revue génér. de ch., 8, P., 1905, p. 211;
J. M u r r a y u. E. P h i 1 i p p i. Wissensch. Ergebnisse d. deutsch. Tiefsee Exped.
«Valdivia, 10, 4, J. 1908, p. 190; Я. С а м о й л о в и А. Т и т о в I. с. 1922, р.
106. —Работы последнего времени доказали, что железомарганцовые и же­
лезные конкреции в соленых озерах и морях образуются бактериями.
Б. П е р ф и л ь е в доказал это для соляных озер и Черного моря, проф.
Б у т к е в и ч для железо-марганцовых отложений Белого моря. См.
Б. П е р ф и л ь е в . «Курортное дело» М. 1923, № 11—12, стр. 8, 1925.
235) S. W i n o g r a d s k y . Botan.-Zeitung., В. 1888, р. 261 ; Centralbl.
f. Bacteriol. (2), 57, J. 1922.
236) M . B e i j e r i n c k . Folia microbio!.. 2, D. 1913, p..126.
237) H. S w o b o d a . Carinthia, 2, 1902, 192.
238) W. P r a n 11, G m e l i n К r a u t's Handb. d. anorg. Ch. I. Heid.
1907. p. 47, 142; A. M i о 1 a t i. A b e g g - A u e r b a с h's Handb. d. anorg.
Ch. 2. L. 1913, p. 686 - 687.
239) В. В е р н а д с к 1 й , 1. с , 1, П. 1914, стр. 688, 775 (библ.); е г о же.
Истор. минералов земн. коры, 1, 2, Л. 1927, стр. 230.
240) F. C z a p e . k . Biochemie d. Pfl., 3, J. 1921, p. 138 s.
241) Такая геохимическая роль марганца в биосфере была уже
в 1847 году указана К. Б и ш о ф о м. См. С. B i s c h o f . Gelehrte Anzreig.,
Kgl. Akad. W i s s . München. 1847, p. 134. Из новых G. B e r t r a n d , 1. с.
1905; Я. С а м б й л о в и А. Т и т о в , 1. с , 1922, р. 56.
242) J. M u r r a y a. R. I r v i n e . Transactions of Edinb. Roval Society,
37, E. 1895, p. 725. Необходимо иметь новые, более точные определения.
243) J. M u r r a y . Scottish geograph. Journal, 3, E. 1887, 77.
244) F. C l a r k e . Data of geochemistry, 5-th ed., W. 1924, p. 118. Он
дает 2.73 X Ю метр, тонн для всей массы разведенных солей, ежегодно
приносимых реками. Это немного более половины цифры, данной Ме'рреем.
245) В. A a r n i о. Geotekn. Meddel. Geolog. Korn, i Finland, 20, H.
1918, 59 s.
246) О. A sc ha n. Zeit. f. prakt. Geo!., B. 1907, 57. Он допускает
деятельность микроорганизмов.
3

9

4

302

П Р И М Е Ч А Н И Я

247) W. F r a n c i s . Proceed, of R. Soc. of Queensland, 32, 1920. Мне
э т а работа известна лишь в извлечении.
248) W. M a s o n . Ch. News, 61, L. 1890, 123.
249) С. J o u n g . Trans, of Kansas Acad, of Sc. 23—24. Top. 1911,38—39.
250) J. v a n B e m m e l e n . Zeit. f. anorg. Ch., 22, H. 1908, p. 337.
251) G. B e r t r a n d . . R e v u e génér. de chimie, 8, P. 1905, p. 209. V. L i n dg r e n . Mineral deposits, 2-nd ed. N.-Y. 1919, p. 272—273. F. C l a r k e , 1. с ,
1924, 539-542.
252) И. Б о г а ч е в ъ . Минеральные источники Забайкалья. М. 1905, 15.
253) F. C l a r k e . Data of geochemistry. 5-th éd., W. 1924, p. 196, 190.
254) F. C l a r k e . 1. с , 1924, p. 30.
255) Ср. V a n H i s e. Treatise on metamorph. W. 1904. p. 989. 1199.
256) J. V o g t . Zeitschr. f. pr. Geol., В., 1906, 228.
257) Ср. L. de L a u n a y . Gîtes minéraux et métall., 2, P. 1913, p. 534.
258) P. L e n a r d u. V. K l a t t . Annalen d, Physik (4), 15, L, 1904,
p. 227, 665.
259) Эти ученые не дают точных указаний о минералах и породах,
из которых они извлекли свой кальций. Неизвестно, изучали ли они
кальциевые силикаты и алюмосиликаты. Они говорят, что имели в рас­
поряжении известь всякого происхождения.
260) Они во многих случаях наблюдали максимальную фосфоресцен­
цию, соответствующую minimum 0,002 Мп в CaS. Беря-2 X 10~~ °/о Мп
в природном Са за максимум и количество кальция в земной коре
(табл. И), мы получаем указанные в тексте числа.
261) Т. W a t s o n a. R. B e a r d . Proceed, of U. S. Nat. Museum, 53,
W. 1917, p. 555, 559.
262) L. T e i s s e r a n c de В о r t. C. R., 134, P. 1902, p. 987. C. R.,
148, P. 1909, p. 593. Cp. R. A s s m a n n. Sitzungsber. d. preuss. Akad.,
B. 1902, 2, 495 s.
263) C. S c h u c h e r t . The evolution of the Earth and its inhabitants,
N.-V., 1918, p. 41 (Yale Univ).
264) H. W a s h i n g t o n . Bulletin of the Geolog. Soc. of America, 33.
W., 1922, p. 403. W. B o w i e . Americ. Joum. of Sc., (5) 2, N. H., 1921, p. 5.
265) Быстрое изменение наших знаний в этой области лучше всего
видно потому, что сводки 1923—1924 Fr. уже не дают вполне точной
картины явлений. О земле, как целом, лучшую картину с планетной точки
зрения, мне кажется, дают критические обзоры: L. A d a m s а. E. W i 1¬
1 i a m s о п. Smithson. Report f. 1923, W. 1924, p. 241 ; A. H o l m e s . Geolog.
Magazine, 63, L. 1926, p. 322. H. J e f f r e y s . Nature, 118, L., 1926, 443.
J. J о l y. Surface history of the Earth, L. 1925; A. H o l m e s . Philos. Mag.
•

П Р И М Е Ч А Н И Я

siol., 2. В. 1912, p. 17. Е. M el l o r , Les lichens vitricoles. P. (1922), p. 117
W i n c h e l l . Econ. geology. 16.1921, 481. К. B a s s a l i k . Chernik polskL
XIII. W. 1913, 147 сл., 223, 250. Весьма вероятно, что значение микро­
организмов будет очень велико и в явлениях образования каолинов —
так объясняет каолины Индианы Л о г а н .
408) Я уже указывал, что алюмосульфаты часто образуются в при­
сутствии живого вещества. Обыкновенно это объясняется действием
не живых организмов, но органических веществ, связанных с их разру­
шением. Допускается, что эти органические вещества восстанавливают
соединения железа и благоприятствуют образованию его сульфидов..
Образовавшиеся сульфиды (как например, марказит) не устойчивы
и, окисляясь, дают серную кислоту, разлагающую глину. Однако, обычно
окисление сульфидов (и особенно H S) в биосфере — явление биохими­
ческое, и сульфаты образуются благодаря действию особых бактерий.
Очень вероятно, что аналогичным процессом является и образование алюмосульфатов и что разрушение каолинового ядра глин и каолиновых
алюмосиликатов, сопровождаемое образованием алюмосульфатов, должно
считаться биохимическим явлением, аналогичным образованию главконитов, алюмофосфатов и гидратов глинозема.
409) Литература о главконитах огромна, и указываемое мною здесь
его химическое строение обычно толкуется иначе. В виду этого я при­
вожу здесь литературу, заставляющую меня оставаться при прежнем
мнении; помимо критической переработки опубликованных фактов, я'в свое
время обращался для проверки и к опыту и наблюдению. Мною приняты
во внимание данные следующих работ: С. G ü m b e l. Sitz. d. Math. Nat.
Cl. d. Akad. d. Wiss. München, 16, M. 1886. J. M u r r a y a. A. R e n a r d .
Deap Sea Deposits., L. 1891, p. 387 (Challenger Report), К. Г л и н к а . Главкониты. П. 1896. L. С ay e u x . Contributions à l'étude microsc. des terrains
sédim., I, L. 1897, p. 170 s. (Mém. Soc. Géol. du Nord. 4). F. C l a r k e .
Monographs of U. S. geological Survey, 43. W. 1903, p. 243. L. С о 1 1 e t a.
G. L e e. Proc. of R. Soc. of Edinb, 26. E. 1906, p. 246. J. M u r r a y a. E. P h i ¬
l i p p i . Wiss. Ergebn. d. deutsch. Tiefsee Exped., 20; 4. J. 1908, 175W . C a s p a r y. Proceed of R. Soc. of Edinb., 30, E. 1909, p. 367 s.
A. А р х а н г е л ь с к ! й . Матер'тлы для геолопи Росаи. 25. П. 1912,.
стр. 550 с. L. C a y e u x . Introduction à l'étude desbroches sédim., P. 1916.
F. Clarke. Data of geochemistry. W. 1924, p. 519. R. M a n s f e l d . Econgeology. 15. 1920. A. H a l l i m o n d . Miner. Magazine. 19. L. 1922, 330.
De C h a v e s . Boletín R. Acad. Ciencias da Cordoba. 1922, № 1, 55. Важ-ная сводка дана Р. N i g g l i . Zeitschr. f. Kryst. 57. 1923, 436.
410) A. A p X а н г e л ь с к i й, 1. с. 1912, стр. 561. L. С а у e u х (I.e.
1916, р. 248) рассматривает псевдоморфозы главконита по полевому шпату,,
как механические псевдоморфозы.
411) W. C a s р а г у , I. с. 1909, р. 367 (К , Ca, Mg, Fe) (Fe, A l )
S i Ojs 2H 0. Это формула Ф. К л а р к а (1. с , 1903, р. 243), считаю­
щего, что вода цеолитная. Новый анализ Н. Е р м о л а е в а (А. А р х а н ­
г е л ь с к ^ , I. с , 1912, стр. 566) дает ту же формулу, что и К а с¬
п а р и.
*
412) W. C a s p a r y , I. с, 1909, р. 368.
2

2

4

2

2

316

П Р И М Е Ч А Н И Я

413) M. K i s p a t i c . Neues Jahrb. f. Miner., В . - В . , 34. St. 1912.
p. 514-548.
414) F. T u c a n , ib. 404, 411.
415) A. G a u t i e r . (Annales des mines (3), 5, P., 1894, p. 135) первый
понял важность этого явления, изучая генезис минервита во Франции.
Общий характер процесса был выяснен А. Л а к р у а. Ср. А. С а г п о t. Ann.
des Mines, 8, P. 1895, p. 314. J. T e a l l . Quarterly Journal of geol. Soc, 54,
L. 1898, p. 230. A. L a c r o i x . Bull. Soc. Miner., 28, P., 1905, p. 13. C. R„
143. P. 1906, 663. Minéralogie de la France. IV. P. 1910, 481. Arch. de Mus.
d'hist. natur. (5), 3, P., 1911, 91. Bull. Soc. Minér., 35, 1912, 114. A. G a u t i e r . C. R., 158, 1914, 912.
416) Алюмофосфаты обыкновенно считаются двойными основными
солями фосфорной кислоты. A. W e r n e r (Neuere Anschaungen auf d.
Oeb. d. anorg. Ch., 3-е Aufl, L., 1913, p. 212) им приписывает более слож­
ное строение. Существует замечательная и очень определенная аналогия
строения алюмосульфатов, алюмофосфатов и алюмосиликатов. Она резко
проявляется в рассматриваемых процессах. По аналогии с алюмосилика­
тами, не говоря о других указаниях, можно считать фосфаты алюминия
производными алюмофосфорных кислот. Все эти тела, вероятно, имеют
схожее химическое строение и содержат соответственные ядра:
I
Al
О/
*t

I
Al

чО
I

0/
II

sl

> рI -

I
- р <
II

О

0

о

I

?s
0

I
А1

I

чо
I

/

ч
о

0
1
>Si

!
Si<
I

I

о

о

ч /

ч /

ч /

Al

Al

Al

!

I

I

417) С. С е в е р и н ъ . Въхтникъбакт.-агрон. станц.им. В. Ф е р р е й н а. М.
№ 18. М. 1911. Е г о ж е . Centralbl. f. Bacteorol. (2) 28. 1910, 561. J. S t o k l a s a . ib. 29. 1911, 385 сл. I. S t о k 1 a s a u. К v i ï k a. ib. 61. 1924, 298.
Я. Д у ш е ч к и н ъ . Журналъ опытн. агрон. 12. П. 1911. стр. 666. Биохими­
ческий характер миграции фосфора почвы впервые указан П. К о с т ы ч е в ы м в 1892 г. (С. С е в е р инъ, 1. с 1911. 157.)
418) M. B a u e r . Neues Jahrbuch f. Miner. St., 1898, 2, 165. Об его
предшественниках, см. J. H a r r i s o n . Geol. Mag. (5), 7, L. 1910, p. 445.
419) Библиография о латеритах указана в следующих новых работах
(представляющих также общий обзор наших знаний). A. L a c r o i x .
Nouveaux arch. du Muséum d'hist. nat. (5) P. 1914. К. Г л и н к а . Учете
о почвахъ, 2-е изд. П., 1915. M о г г о w С a m р b е 1 1. On latérite. L. 1917.
придонная 77.
» природная 67, 73, 77, 79, 82,
108, 126, 134, 135, 166, 210, 251,
255
Бода речная 286
Водные бассейны 264
»
растворы 261', 266

УКАЗАТЕЛЬ

Водород 21, 22, 24, 28, 30, 31, 39, 92,
100, 101, 105, 111, 115, 118,143,148,
157, 158, 162 - 164, 178, 199, 201,
202, 220, 237, 270, 274, 318
Водород фтористый 303
»
хлористый 101
Водоросли 48, 78, 123, 140, 149, 169,
174, 187, 188, 190, 202, 220, 292,300
Водоросли одноклеточные 149, 211,
214, 220
Волны жизни 174
Вольфрам 22, 24, 28, 64, 97
Вольфрамит 64
Воспроизведение 323
Восточная Сибирь 254, 258
Всемирное тяготение 43, 44
Всемирный океан 55, 100
Всюдность жизни 182—184
Вулканические эманации 178
>.
явления 275, 276
Вулканы 14, 104, 150, 155, 208, 214
Выветривание 208, 264
Гавайские острова 298
Гавайя 69; 305
Гадолиний 22, 24, 33
Газы 13, 14, 23, 45, 51, 53, 83, 102,
144, 146, 149, 151 — 153, 177 — 179,
184, 200, 203, 204, 206, 270, 296,
319, 323, 326
Газы вулканические 156, 305
» каменноугольные 209, 271
» природные 208, 271
Галенит 242
Галлий 22, 24, 32
Галлуазиты 114, 310
Галоиды 92
Гармония и экономия природы 188,
202
Гауссманиты 67
Гафний 22, 24, 290
Гейзеры 14, 135
Геленит 117
Гелиды ртути 290
Гелий- 22, 24, 25, 28, 29, 33, 234, 235,
237, 239, 244, 254, 266, 270, 272 274, 285, 337
Гематиты 96

ПРЕДМЕТНЫЙ

Генезис минералов 286
Геологическая система альгонкская
145
Геологическая система архейская 193,
194, 231, 337
Геологическая система археозойская
272
Геологическая система докембрийская
134
Геологическая система кембрийская
134, 137, 146, . 193, 329
Геологическая система мезозойская
314
Геологическая система палеозойская
314
Геологическая система плиоценовая
176, 231
Геологическая система психозойная
231
Геологическая система третичная 156,
314
Геохимические циклы 86, 231
Германий 22, 24, 27
Гетиты 67, 110, 307
Гидраргиллит 109, 110, 113, 123
Гидратация 252
Гидраты глинозема 137, 139, 309, 315
Гидросфера 55, 56, 58, 60, 72, '79, 84,
100, 104, 134, 156, 190, 191, 199, 206
Гилея 50
Гипсы 38, 328
Гидроиды 220
Гидромусковиты 308, 317
Гидронаядеи 300
Гидротермы 256
Главкониты 129, 136, 137, 312, 315
Глинозем 142, 310
Глины 72, 80, 99, 111, 113, 114, 127,
129, 136, 138-140, 142,145, 176, 308
Глины каолиновые 111—116, 118,122,
129, 131, 132, 136, 138 — 140, 142,
209, 308 -310, 315
Глины сукновальные 130, 308
Гнейсы 144, 253
»
графитовые 144
Гниение 146, 209
Голландия 79
Голотурии 262

УКАЗАТЕЛЬ

351

Гондит 296
Горные бумаги 130
»
кожи 130
Горообразование 276
Горючие ископаемые 223
Гоутониты 125
Гранаты 65, 80, 121
Гранитогнейсы 144
Граниты 90, 144, 252, 253, 259 - 2 6 1 ,
278, 319, 332
Гранодиориты 90
Графит 144, 145, 149, 152, 155, 158
176-178, 213, 230, 318
Гремучий газ 101, 177
Гренландия 114, 160
Грибы 75, 175, 206
Грозы 152
Грязи 192
» морские 70
Гуано 138, 215
Губки 134, 137, 202, 307
» морские 40
Гумин 137
Гуминовые соединения 78
Гумусовые вещества 147, 149, 214,
215, 217
ГкГбнерит 64
Давление живого вещества 181
Дания 191, 323, 326, 328
Движения евстатические 103
»
орогенетические 177, 275
»
тектонические 275
Двиманган 22, 27, 289
Декады химических элементов 24
Делануит 305
Демерара 134
Денби 242
Дендриты 71
Дерево 263
Диаспоры 95, 109
Диатомеи 49, 132, 134, 140, 141, 186,
187, 202, 300, 314
Диатремы 150
Диско 160
Дислокации 171
Дисмальское болото 174, 322
Дисперсные системы 106

352

ПРЕДМЕТНЫЙ

Диспрозий 22, 24
Дистен 115, 122, 308
Дитцеит 39
Днепр 322
Дожди 138
. Доломиты 126, 127, 157, 218
Дунай 322
Дым 218
Дыхание 36, 42 — 44, 177, 206, 208,
231, 323
Дыхание почвы 213
Дюмортьерит 309, 310
»
р 310

*

Евразия 114, 322
Европа 65, 156
Европий 22, 33
Жгутиковые 300
Железные слюдки 71, 80
Железные руды 71
Железо 22, 24, 28, 30, 46, 64^66-69,
71, 75, 76, 78, 80—82, 90, 94- 96, 97,
109,;„115, 117, 1%,Д20,.125. 127,131,
136, 137,, 139, 157 — 159, 160, 199>
200, 202, 231, 260, 264,303, 312,315,
319, 328
Железо азотистое 320 » . гидрат окиси 68, 72, 129,136,
308, 318
•
Железо, окись 109, 159, 164
Железобактерии 75, 202, 300
Железокремневые ангидриды 99
Железомарганцовые руды 69
Живая природа 183, 198
Живое вещество 12, 30, 32, 33, 35
37, 39, 41, 47 50, 52, 56, 73, 74, 7б[ .
77, 79, 81, 89, 104, 115, 123, 126,
129, 131 - 1 3 3 , 135, 141 - 1 4 3 , 146,
147, 150, 160, 163, 164, 166,168,170,
172, 174, 176 - 178, 180, 181, 184,
188. 191 - 193, 195, 1%, 198,200,
201, 203, 205, 210, 212, 213, 215, 223,
225, 228 - 231, 243, 249, 264, 265,
268, 280, 286, 292, 320, 324, 327,329,
330, 335
Живое вещество однородное 322
»
»
разнородное 48, 179

УКАЗАТЕЛЬ

Животные 49, 51, 74, 79, 135, 174
179, 215, 227, 228,299, 301, 324, 327
Животные беспозвоночные 220
»
высшие 165
Живые белки 180
»
организмы 63, 66, 132, 210
Жизненный цикл 172, 212 — 216, 220,
222
Жизнь 11, 14, 15, 17, 18, 41, 42, 46
47, 78, 102, 104, 105, 136, 137, 141,
146, 171, 177, 182, 184, 196, 228,
264, 282, 324
Жизнь анаэробная 169
Жилы 260
» гидротермиальные 262, 263
» конкреционные 259, 266
» метасоматические 259
» пигматитовые 259, 261, 266
Жиры 146, 184, 187, 256
Забайкалье 79, 258
Загар пустыни 72
Закон бережливости 213
Замбези 174
Западная Сибирь 50, 175
Запахи 151
Заурановые атомы 331
Звезды 25, 91, 285, 303, 331
Зеленое живое вещество 30,140, 190,
206, 212, 231
Зеленые растения 12, 75, 132, 149,
188, 191, 203, 206, 208, 211, 223,
227, 228, 324
Зеленые хлорофильные организмы
204, 205
Земледелие 231
Землетрясения 14, 84
Земля 331
Земная кора 18, 19, 23-26, 29, 30,
35, 36, 60, 61, 76, 86, 87, 90, 97, 100,
101, 104, 105,124, 143, 144, 161,186,
232, 274,276-278 £80, 303, 329-331
Земное ядро 87, 8
соединения 78,'318
Органогенные элементы 15, 31
Орегон 174
Ориноко 49, 174
Ортиты 33, 244, 251 - 2 5 4 , 257, 291,
334
Ортогнейсы 144
Ортоклаз 113, 122, 125, 308
Ортосиликаты 64, 98, 117, 124, 130,
131
Осадки 185
Осадочный тип ванадатов 263, 266
Осмий 22, 24, 28
Острова 138, 230, 264, 325
Отенит 260, 265
Отложения ветра 185
рек 185
Оттрелит 117, 128
Падающие звезды 209
Палеонтологическая эволюция 231
Палладий 22, 24, 30, 261, 266, 267,
269
Палыгорскиты 130
Панталасса 104, 306
Парагенезис 194
Парагнейсы 144
Параффины 162
Париж 156
Пары воды 206, 209
Пассау 152
Пауки 187
Пегматитовые жилы 334, 338
Пегматиты 63, 66, 100, 101, 252, 253,
256, 257, 259, 261
Пенеплена 102
Пеннины 117, 129
Пенсильвания 162
Перекись водорода 76
Перидоты 120, 124, 128, 304, 312
Периодическая система элементов 21,
22, 26, 28, 33
Периодичность геологических явле­
ний 278
Пески 176
Песчаники 60, 72, 80, 134, 145, 176,
218, 262, 265

УКАЗАТЕЛЬ

Пещеры 138
Пиридин 162, 163
Пиренеи 309, 334
Пироксены 65, 91, 120, 124, 138, 142,¬
335
Пиролюзит 66, 69—73, 79, 81
Пироморфиты 267
Пироп 125
Пирофиллит 112, 113, 311
Питание 36, 42—44, 231
Плазма 141
Плазмогенез 314
Планарии 156
Планетное высыхание 103, 104
Планеты 102, 275, 303
Планктон 49, 50, 169, 174, 190, 191„
211, 220, 314
Пласмогенисты 306
Платина 22, 24, 28, 30
Плауны 300
Пленки жизни 190
»
>
донная 190
>
»
планктонная 190
Площадь океана 207
>
суши 207
Плутонисты 14, 17
Пневматолиз 257
Подпочвы 69, 77, 114, 127, 189
Позвоночные 143, 187, 200
Поле миграций атомов 83
Полевые шпаты 69, 91, 121, 123, 136^
138, 139, 142, 155, 287, 309, 315,317
338
Полианит 66
Полиметаллические
месторождения
264
Полоний 22, 24, 29, 236, 237, 267, 269>
Поля равновесий 56
Породы 100, 197, 242, 302, 332, 334
>
биогенные 134
»
вадозные 155
>
вулканические 65, 242, 331
»
горные 48, 52, 243, 306, 338
»
гранитные 157, 246
>
жильные 63, 97
»
изверженные 64, 65, 144, 158
199, 208, 243, 252, 277, 334
Породы изверженные средние 252
У

г

ПРЕДМЕТНЫЙ

Породы изверженные кислые 64, 199,
242, 244, 245, 248, 251, 252, 254, 266,
278, 306, 334
Породы массивные 134, 244, 245, 255
»
метаморфические 144, 145,
155, 243, 296
Породы осадочные 60, 114, 145, 218,
242—244, 262, 328
Породы основные 64, 245, 246, 252,
278, 306
Породы перидотитовые 245
>
плутонические 242
>
сапропеловые 176
>
ультраосновные 245, 246
Почвоведение 286
Почвы 69, 75, 77,114,127,136,148,165,
189, 190 • - 192, 199, 205, 206, 209,
215, 244, 295, 298, 300, 305, 316-318
Почвы болотистые 324
>
вулканические 69
Празеодим 22
Призматин 117
Принцип Карно 226
>
Реди 166, 224, 282, 329
Продукты присоединения к каолино­
вым ядрам 310
Проникающие лучи 241
Протоплазма 132, 180, 186
Протоактиний 22, 29, 89, 235, 236 —
238, 244
Процессы вторичные 63
»
вулканические 278
>
геохимические 89
>
гидротермальные 336
>
горообразовательные 278
круговые 15, 30, 62,85,102,
194
Процессы первичные 63
»
радиоактивные 76, 196
Пруды 174
Псиломеланы 66, 67, 69—72, 81
Психозойная эра 231
Птицы 138
Пшеница 324
Пыль 72, 151
Равновесия 36, 56
Радбосфериты 220

УКАЗАТЕЛЬ

Радий
234,
256,
272,
Радий
»
»

359

22—24, 26, 27, 29, 89, 199,233,
236 - 239, 242» 244, 247, 254,
259, 260, 261, 266, 267, 269,
292, 332, 334
А 29, 234, 237, 238, 331 '
Ас 29, 236
В 234, 238, 331
> Ci 29, 234, 237, 238
» С 234
> D 234, 238, 248
> Е 234, 237, 238, 247
> F 234, 238
» G 234, 236, 237, 270
Радиоактивность 87, 337
>
растений 332
Радиоактивные равновесия 237
Радиоактивный распад 241, 280
Радиолярии 134, 202, 307, 314
Радиоторий 29, 233, 238
Радон см. Нитон
Размножение организмов 150, 181,
182, 184, 185, 188, 207, 208, 231,317
Распыление 150, 151
Рассеяние 17, 31, 37, 52, 53, 56, 63,
82, 149, 152, 216-218, 244, 246,252,
254, 262, 266 - 2 6 9 , 271, 280, 290,
292
Рассеяние углерода 230
Растения 11, 12, 74, 132, 135, 136,
143, 163, 165, 179, 263, 282, 291
Растения бесхлорофильные 149
>
богатые марганцем 300
»
водные 74
>
высшие 215
>
морские 123 ,
>
споровые 215
Растительность болотная 169
»
древесная 169
>
зеленая 169
>
лесная 169
»
моховая 169
>
травяная 169
Ргани 301
Регрессии 103
Редкие земли 94, 95, 251, 252, 254,
289, 294, 333, 334
Рейн 322
Рейний 289
2

360

ПРЕДМЕТНЫЙ

Рейнские провинции 157
Реки 19, 49, 72,*77, 78, 114, 134, 208,
210, 218, 219, 221, 301, 322, 326
Рён 156
Ренсселярит 128
Рим 243
Рио-де-Жанейро 253
Роговые обманки 91, 100, 124, 142,
297, 335
Роданистые соединения 164
Родий 22, 24
Родохрозиты 71, 298
Розовые кварцы 82
Роса 72
Россия 69
Россыпи 252-254, 266
Рост 231
Ртуть 22, 24, 28, 29
Рубидий 22, 24, 31, 33, 89, 199, 240,
246, 247, 256, 273, 277,287, 331,332,
338
Рудные ископаемые 20
Руды железа 127
Руды марганца 64, 71, 72, 80, 301
Рум 296
Румыния 69
Русский Геологический Комитет 175
Рутений 22, 24
Рыбы 192
Самарий 22, 24, 33
Самарскиты 258
Самопроизвольное зарождение 225
Самородное железо 160, 319
Самородный углерод 149,176,178,217
Самородные элементы 9
Санта-Катерина 319
Санторин 156
Сапропели 169, 170, 175, 264, 319
Сапропелиты 170
Сапрофиты 326
Саранча 49, 50
Саргассово море 50
Свинец 22, 24, 28, 33. 39, 50,133,199,
23Ь, 237, 239, 240, 244, 245, 247, 248,
254, 260, 261, 264, 266,267, 270, 333
Свинец активный 333
Свободная сера 164

УКАЗАТЕЛЬ

Свободный азот 163
>
иод 292
»
кислород 73, 76, 123, 164,
168, 177, 180, 203, 213, 222,223,227,
229, 260, 264, 294, 329
Свободный углерод 222
Сгущения жизни 171, 322
»
прибрежные 190
»
саргассовые 190
Северная Америка 60, 72, 79, 114,
156, 254, 263
Северная Африка 50,138
>
Каролина 174
»
Россия 324
Северное сияние 289
Северо-Амер. Соед. Штаты 65, 175,
271
Северо-Восток России 69
Селен 22, 24, 38, 120
Селитры 38, 291
Семена 149
Сент-Остелль 242
Сера 22, 24, 28, 30, 46, 94, 96, 120,
148, 164, 165, 199, 200, 202,260, 265,
316
Серебро 22, 24, 28, 38, 39, 133, 199,
264
Сернистый газ 178
Серный ангидрид 123, 178, 231
Сероводород 101, 154, 165, 178, 231,
286
Сероокись углерода 154, 157, 178
Серпентины 127, 128,130,142,312,313
Сибирь 117
Силанолы 312
Силикаты 64, 70, 80, 81, 90, 92, 93,
96, 97, 101, 107, 108, 113, 123, 127,
134, 135, 137, 209, 210, 252,261,262,
304, 309
Силикаты кальциевые 302
>
каолиновые 153, 309, 311
>
магниевые 126
Силикофлагелляты 135
Силлиманит 98, 99, 111, 115,116, 121,
122, 142, 305, 308, 309, 311
Силур 176
Сильвестрит 163, 320
Симметрия 166, 320

ПРЕДМЕТНЫЙ

Симплон 242
Сицилия 156
Скаккит 64
Скандий 22, 24, 31, 33, 94, 95, 287
Скандинавия 69
Скаполиты 121, 154
Сланцы 71, 114, 308
»
битуминозные 161, 169—171,
174
Сланцы гематитовые 71
»
глинистые 80
»
квасцовые 123
>
кристаллические 50, 145
»
слюдяные 129
>
смолистые 215
>
углистые 145
>
хлоритовые 120
>
хлоритойднЫе 128
Сложные ангидриды 93, 94, 98, 249,
250
Сложные ангидриды кремнево-льфрамовые 94
Сложные ангидриды кремнево-молибденовые 94
Сложные ангидриды кремнево-фосфорные 94
Слюды белые 111
»
черные 125
Слюды 64, 91, 100, 121, 136, 142
> литинистые 243
> марганцовые 296
Смолистые продукты 147
Смоляная руда, см. настуран
Снега 45
Сода 98
Соединительная ткань 132
Сознание 231
Солнце 25, 51, 52, 73, 87, 89,141,142,
188, 191, 229, 303
Солевой остаток воды 194
Соль 324
Сольфатары 296
Состав биосферы 199
Сперрит 153
Споры 149, 174, 175
Среда 321
Ставролит 117
Старицы 174

УКАЗАТЕЛЬ

361

Стеатит 127
Стекло 100, 101
Стратосфера 44, 52, 58, 83, 102, 274
Стронций 22, 24, 28, 119, 199, 202,
273, 328
Сульфаты 296
Сульфиты 250, 315
Сульфобазы 250
Сульфосоли 250
Сурьма 22, 24, 28, 38, 96
Суша 207, 208, 246, 277, 278, 306
Тайга 50
Таллий 22, 24, 237, 336
Тальки 127, 130, 142
Тантал 22, 24, 64, 97, 252, 254, 256,
258
Танталаты 80, 252, 296
Танталит 64, 80, 296
Тарапаки 291
Температура 275
Темпль 263
Теллур 22, 24, 120
Тепловой режим 244, 245, 275, 277
Тепловые радиации 59
Тербий 22, 24
Термы 14, 103, 155 — 157, 251,255
292, 318
Термьерит 112
Терпены 151
Техас 164
Тиофены 164, 165
Титан 22/ 24, 28, 94, 97, 145, 199,252,
256, 258, 287
Титанаты 64
Титано-ниобаты 252
»
силикаты 64, 65
Ткани 314
Токорналит 39
Тольфа 123
Топаз 92, 111 •
Торбернит 260
Торианиты 243, 248, 257, 259,
»
а 258, 333, 335 •
'»
р 333
Ториевые водные силикаты 252
»
нитраты 249
»
сульфаты 249

362

ПРЕДМЕТНЫЙ

Торий 22, 24, 29, 32, 63, 89, 233, 234,
236, 237, 239—247, 249,251, 252, 254,
256 — 261', 266, 267, 269, 270 - 273,
275, 277, 333, 334. 337
Торий А 29, 233, 238
» В 233, 23R
» d 29, 233, 238
»
С„ 233
»
D 233, 236 — 238, 247, 270
»
V 336 .
»
X 29, 233, 238
» окись 249
Торфяники 146, 170, 189
Торфы 168 —171, 175, 215, 265
Траванкор 253
Трансгрессии 103, 278, 305
Трахиты 153
Третичная эпоха 156
Тропики 134, 136, 139, 189
Тропосфера 23, 44, 58, 60, 83, 206 —
208, 210
Туллий 22, 24
Туманности 89, 274, 285, 303, 331
Тундры 69, 189, 324
Турмалины 64
Турьит 307
Туфелька 186
Тюямуниты 263, 265
Тюямуюнит 263
Тяготение 88
Уванит 263
Углеводороды 110, 149, 152, 153, 155,
158, 159, 161, 162, 169, 172, 177, 215,
217, 222, 272, 279
Углеводы 146, 184, 187
Углекислота 30, 107, 108, 113, 118,
135, 136, 139 — 142, 144, 145, 151 —
154, 1 5 6 - 160, 163, 175, 177, 178,
184,203-213, 215, 216, 218, 222,
230, 231, 272, 293, 308, 319, 326,
327, 329
Углерод 22, 24, 28, 30, 31, 46, 63, 92,
94, 105, 107,120,142 — 146, 148, 149,
151, 153,159,160,162 -164,166, 167,
172, 175, 177,178, 180, 189, 190,' 192,
193,199,200,202,203,209-211,213¬
222, 225, 229, 230, 317, 324, 328

УКАЗАТЕЛЬ

Углерод гидраты 211
»
окись 145, 152,154, 157—160,
163, 1 7 6 - 178, 203, 204, 279, 318,
319
Углеродистые минералы 147, 177,212,
'214
Углеродистые соединения 180
Углистая пыль 152
Углистые вещества 265, 336
»
тела 149, 155
Уголь 145, 147, 172, 178, 188, 193, 213,
222
Уголь битуминозный 169, 322, 328
»
каменный 156, 160, 165, 169,
171 —174, 177, 196, 209, 212, 214 218, 223, 227, 230, 231, 312, 318, 321,
' 322, 326 - 328
Уголь природный 168, 169
Угольный ангидрид 155
Украина 69
Ультрамикробы 185
Ультрафиолетовые волны 57
»
лучи 66, 164, 329
Урал 308, 311
Уран 22, 24, 29, 32, 63, 89, 199, 234,
235 — 244, 246, 247, 249, 252, 254 —
261, 263 — 267, 269 - 273, 275, 277,
285, 292, 332 — 335, 337
Уран I 234, 236
» II 236, 238
» X 238, 331
» X , 234
» Х 234
» Y 235, 236, 238
» Z 235, 236
» окись 250, 333, 335
» сернистый 333
» трехокись 257
Уранил 250, 257, 258, 261, 263, 318,
335
Ураниловые соли 266
Ураниниты 258, 335
Ураниты 258
Урано-ванадиевые асфальты 263
» ниобиты 258 — 260, 267
»
»
а 259, 267, 333
»
»
р 259, 267, 333
» танталаты 258
3

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

36$

Урано-титанаты 258
Урановая смоляная руда 250
»
чернь 260, 335
Урановые соли 250
Урановый титанониобит 258
Урединеи 75, 300
Урожаи 327
Урожай почв 210
Устойчивость минералов углерода 146
Ута 261, 263, 265 '

Хлоритоиды 117, 128, 129,
142, 313
Хлориты 108, 117, 125, 128,
142, 308, 312, 313
Хлороиодат магния 291
Хлорофиллы 30, 46, 125,
146, 204, 205, 294, 312
Холестерины 165, 215
Холмий 22, 24
Хром 22, 24, 28, 39, 94, 97,

Фенгит 153
Фергана 261, 263
Феррисиликаты 64, 97, 124, 127, 131,
136, 137, 308, 312
Ферриты 64, 80, 81, 96
Фитосоциология 283
Флорентий 289
Флорида 174
Фогельсберг 156
Фораминиферы 137, 220
Формальдегид 178
Формол 318
Формы нахождения 36, 56, 66
Форстерит 93
Фосфаты 64, 80, 95, 263
Фосфор 13, 22, 24, 28, 30, 31, 67, 97,
138, 164 — 166, 199, 200, 202, 292,
316
Фосфорно-кислые соединения 95
Фосфорно-лантановые ангидриды 251
Фосфорно-цериевые
»
251
Франция 271-, 295, 316
Фтор 22, 24, 28, 31, 199, 200, 256
Фумаролы 296

Цветение воды 174, 188
Цезий 22, 24, 28, 31, 256, 287
Цейлон 152, 248, 257, 259
Целестины 242
Целлюлоза 215
Центральная Европа 210
Цеолиты 117, 121, 309
Церий 22, 24, 33, 251, 334
Церосиликаты 251
Циан 145
Цианистые соединения 164
Циклы обратимые 280
Цинк 22, 24, 28, 30, 50, 53, 66, 70,
81, 94, 96, 124, 199, 200, 202, 231,
262, 264, 294
Цинковая обманка 242
Циркон 94
Цирконий 22, 24, 94, 290

Хабазит 117
Халцедон 108, 109
Хвойные 300
Химические необратимые процессы
102
Химический состав живого вещества
195, 197
Хинолеины 146, 162 — 164 .
Хитины 146
Хлеба 189
Хлор 22, 24, 28, 39, 96, 120, 199, 201,
202

130, 131,
130, 131,

126, 141 „

264

Частицы 52, 234, 235, 250
»
-а 234, 273
»
р 234
»
Т 234, 235
Чевкинит 258, 234, 235
Человек 14, 232, 280, 331
Человечество 228, 230, 231, 330
Черви 220
Чернозем 69, 70, 298
Черные реки 175
Чехо-Словакия 260
Чиатури 70, 71, 301
Членистоногие 189
Шамозиты 312
Шварцембергит 39
Шотландия 69
Шпинели 64, 80, 81, 95, 97, 125

364

ПРЕДМЕТНЫЙ

Эволюция видов 196
Эвксениты 258
Эгиринавгит 97
Эгирины 97
Эйфель 156
Экайод 22, 27, 289
Экаманган 22, 27, 289
Экацезий 22, 27, 289
Экзотермические соединения 141
Экология 283
Эксельсиор 78
Экскременты 138, 147
Эктропия 228
Электромагнитные земные поля 57
Электроны, см. частицы
Элементы химические 7, 9—12, 15,
16 - 19, 21, 23, 26, 27, 29 — 31, 36.
43, 52, 53, 56, 62, 83, 85
Элементы химические № 43 24
»
»
№ 61 24
»
№ 75 24
»
»
№ 85 24
»
»
№ 87 24
Элементы вадозные 62
»
инертные 28, 29, 34
»
радиоактивные 26, 28, 32,
37, 53, 62, 142, 233, 274, 287
Элементы рассеянные 28, 31, 34, 62,
203
Элементы редких земель 28, 33, 34,
62, 203
Элементы фреатические 62
»
циклические 28, 30, 33, 34,
62, 203
Элементы ювенильные 62
Эманация 237
»
актиния 29
»
радия, см. нитон
»
тория 29, 233, 236, 238
Эмболит 39
Энафит 128, 312
Энантиоморфизм 321

УКАЗАТЕЛЬ

Эндотермические соединения 141,160,
279
Энергетика жизни 226
»
земной планеты 223
Энергия 52, 86, 89
атомная 87 - 89, 269, 279,280
Энергия внутренняя 86¬
»
геохимическая 174, 180,187,
190, 229, 317, 323
»
земной поверхности 86
»
ископаемая 223
»
космическая 86, 89
»
лучистая 51, 224, 227, 229
»
планетная 86
»
радиоактивная 88
»
свободная 232
»
солнечная 86, 89, 104, 176,
223, 268
Энергия термическая 89
»
тяготения 86, 88
»
ультра-фиолетовых лучей 89
»
химическая 51
Энстатит 93, 128
Энтропия 226, 228, 240
Эоловы острова 156
Эпидоты 80, 121, 251
Эписеисмы 85
Эпителий 132
Эрбий 22, 24
Этна 164
Эфир 274
Эшиниты 258
Южная Америка 291
»
Европа 138
Ядеит 311
Ядро планеты 141
Яйцо 165
Янтарь 165
Япония 162
Яшма 71, 134

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ЛАТИНСКИЙ.
Anthophysa vegetans 300
Aplysinidae 292

Musaceae 189
Musca carnaria 185

Bacillus calcis 214
Bacterium Manganicum 75

Navícula 140
Ophioglypha 324

Carex hirta 75
Chaetopodes 324
Cocconeae 300
Crenothrix 75, 301
»
polyspora 301
Brdveen 78
Euphorbiaceae 189
Hildebrantia 78
Homo faber 231
»
sapiens 231

Padina 300
Paramoecium 186
Pyxidicula 314
Santonay 271
Soufrière 2%
Spongidae 292
Terra rossa 137
Trapa 300
Vibrio cholerae 187

Lemna 188
Leptothrix 75
•Manihot utilisissima Pohe 189
Mare sporco 187

Zostera 191, 192
Zostera marítima 74

ОГЛАВЛЕНИЕ.
От автора

Стр.
3

т
Очерк первый. Вместо введения.

1. Геохимия — наука XX стол
2. Из прошлого геохимии . . . . '
3. Геохимическая, классификация химических элементов . .
Очерк второй. Формы нахождения химических
1.
2.
3.
4.
5.
6.

элементов.

Форма нахождения химических элементов . . . .
История иода и брома
Живые организмы в земной коре
История свободного кислорода
Живое вещество
Материя в состоянии рассеяния
Очерк третий.

История

5
8
21

.

36
38
41
44
47
52

марганца:

1. Оболочки земной коры
2. Геохимическая история марганца
3. Энергия геохимических циклических процессов

•

55
63
83

Очерк четвертый. Кремний и силикаты в земной коре.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.

Обилие кремния в земной коре
Значение кремнезема
Простые и сложные соединения кремнезема
Алюминий и железо в земной коре
•
Алюмо- и феррикремневые ангидриды
Вода в земной коре . •
•
Коллоиды в земной коре
Вода и кремнезем
Вода и окислы железа и алюминия
Алюмокремневые гидраты. Глины .
Каолиновое ядро и каолиновые алюмосиликаты
Поле существования каолинового ядра
Магний и кремний. Магний в земной коре
Вадозные и фреатические силикаты и алюмосиликаты
магния

90
91
93
95
97
99
105
107
109
111
116
121
124
126

368

О Г Л А В Л Е Н И Е

Стр.
15. Кремний в живом веществе
16. Живое вещество и силикаты. Разложение каолинового
ядра
17. Первичный геохимический круговой процесс кремния . .

132
135
141

Очерк пятый. Углерод и живое вещество в земной коре.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Углерод в земных оболочках и его значение
Устойчивость минералов, углерода
Рассеяние соединений углерода
.
Первичные соединения углерода
Нефти и их образование
•
Первичный геохимический цикл углерода
Земные газы и живое вещество
Живое вещество и геохимическая история углерода . .
Распространив живого вещества в биосфере и геохими­
ческое значение размножения организмов
10. Количество углерода в живом веществе
11. Количество жизни
• •
12. Химическое строение живого вещества
13. Организмы — концентраторы химических элементов . . .
14. Угольная кислота как единственный источник углерода
в живом веществе
.
15. Динамическое равновесие угольной кислоты в атмосфере
16. Жизненный цикл
17- Неполная обратимость жизненного цикла
18. Цикл углекислого кальция
19. Принцип Р е д и
20. Энергия живого вещества и принцип К а р н о . . . . .
21. Энергия биосферы и живое вещество
22. Геохимическая деятельность человечества

Очерк шестой. Химические радиоактивные
в земной коре.

143
146
148
153
161
176
177
180
181
188
193
195
201
203
206
212
213
216
224
226
229
230

элементы

1. Радиоактивные ряды радия, тория, и актиния
2. Радиоактивные химические элементы в земной коре . . .
3. Несколько замечаний о минералах у^ана и тория . . . .
4. Торий в земной коре
5. Уран в земных оболочках
6. Три типа месторождений урана и тория
7. Рассеяние радиоактивных элементов
8. Гелий в земной коре
9. Земная кора и радиоактивные элементы
Примечания
Указатель авторов
Предметный указатель
. . .

233
241
249
251
255
256
266
270
274
281
339
348

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО РСФСР
МОСКВА - ЛЕНИНГРАД

ст==

'
В. Р.

=э

ВИЛЬЯМС

ИЗБРАННЫЕ СОЧИНЕНИЯ
Том I
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
Ч. I. Происхождение материнских пород и элементы основных
типов проявления почвообразовательного процесса.
Стр. 324.
Ц. 1 р. 75 к.
Т о м II
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
Ч. И. Ледниковые наносы севера СССР. Тундровая зона. Поч­
венный покров лесо-луговой зоны.
Стр. 448.
Ц. 2 р. 75 к.
К. Д.

ГЛИНКА

ПОЧВЫ РОССИИ И ПРИЛЕГАЮЩИХ
СТРАН
Стр. 348.

Ц. 3 р. 50 к.
Проф. С. А.

ЗАХАРОВ

КРАТКИЙ КУРС ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
ПО ПОЧВОВЕДЕНИЮ
Издание, пересмотренное и дополненное
Допущено в качестве руководства для ВУЗ'ов и для с.-х. техникумов
Стр. 124.
Ц. 1 р. 50 к.
Проф. А. А. К Р А С Ю К

ПОЧВЫ И ИХ ИССЛЕДОВАНИЕ В ПРИРОДЕ
Стр. 192.

Ц. 1 р. 75 к.
О. Г.

ШУЛЬГИНА

МИКРООРГАНИЗМЫ ПОЧВЫ И ЕЕ
ПЛОДОРОДИЕ
^

Под редакцией и с предисловием акад. В. Л. Омелянского
Стр. 100.
Ц. 85 к.

^

Цена tyjpy6. — у

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО РСФСР
МОСКВА - ЛЕНИНГРАД

ч.

Э К О Н О М И К А

ЛИС

И

Г Е О Л О Г И Я

Перевод с английского М. А. Л и х а р е в а
Под редакцией и с предисловием акад. Ф. Л е в и н с о н а Лессинга
Стр. 313.
Ц. 2 р. 25 к.
С о д е р ж а н и е : Предисловие к русскому изданию.
I. Общераспространенные элементы, минералы, горные породы
и их ппЛЬхождение. II. Некоторые существенные черты геологии^Г^массификации минеральных отложений. III. Минераль­
ные Ь^Мства. IV. Вода как минеральное богатство. V. ОбыкновеннЖ горные породы и почвы, как минеральное богатство.
VI. тЩпппа минералов, служащих искусственным удобре­
нием. VII. Источники энергии: уголь, нефть, газ (и асфальт).
VIII. Минералы, применяемые при производстве железа и стали,
°/о группа железных сплавов. IX. Руды меди, свинца и цинка.
X. Золото, серебро и платина. XI. Рал. тчные металлические
минералы. XII. Различные неметаллические минералы.
П р и л о ж е н и е I. Международный рынок минерального
сырья за последние годы и горные богатства СССР. П р и л о ­
ж е н и е II. Диаграммы. П р и л о ж е н и е III. Таблицы.

А. К.

МЕЙСТЕР

М Е Т А Л Л И Ч Е С К И Е
И С К О П А Е М Ы Е

П О Л Е З Н Ы Е
С С С Р

С 37 рисунками в тексте и 4 картами полезных ископаемых
Стр. 304; 4 карты.

Ц. 6 р. 50 к.

С о д е р ж а н и е : Предисловие. Введение. Железо. Медь.
Платина. Золото. Серебро, свинец и цинк. Марганец. Хром.
Молибден. Никель. Кобальт. Вольфрам. Олово. Сурьма. Ртуть.
Мышьяк. Висмут. Алюминий. Ванадий. Радиоактивные руды.
Общий обзор главнейших районов СССР.
П р и л о ж е н и е . Неметаллические ископаемые: Серный
колчедан. Плавиковый шпат. Слюда. Асбест. Карты полезных
ископаемых СССР.
=3

Продажа во всех магазинах и отделениях Госиздата