Страница 31 из 74
Еще в 1902 году Пьер Кюри подал мысль: скопище радиоизотопов, вкрапленных в камень и распадающихся с постоянной скоростью, может служить точным «хронометром», запущенным природой миллионы лет назад и теперь показывающим, как стар этот минерал. Но чтобы отладить механизм таких «часов», понадобились напряженные творческие усилия многих 137 ученых, в том числе советских: В. И. Вернадского, В. Г. Хлопина, И. Е. Старика, Э. К. Герлинга, К. А. Ненадкевича и других.
Математический закон радиоактивного распада установлен Э. Резерфордом и Ф. Содди в том же 1902 году. Он описывается одной общей формулой, но в каждом конкретном случае в нее вводятся свои коэффициенты, характерные для данного элемента.
Например, количество урана-238, заключенное в глыбе гранита, убывает ровно наполовину через каждые четыре с половиной миллиарда лет, а урана-235 — через 710 миллионов лет. Зато параллельно в результате того же процесса рождается гелий (альфа-частицы). И еще свинец — конечный продукт превращения. Измерив, сколько к настоящему моменту накопилось дочернего вещества и сколько еще осталось нераспавшегося материнского, легко подсчитать, когда образовалась порода — допустим, когда она выкристаллизовалась из магматического расплава (если, разумеется, с тех пор она больше не подвергалась столь же сильному физико-химическому воздействию окружающей среды, не упускала своих компонентов наружу и не обогащалась ими извне).
В 1962 году доктору химических наук Э. К. Герлингу и академику А. А. Полканову присуждена Ленинская премия за пополнение геохронологического арсенала еще одним, весьма эффективным орудием анализа. В чем его суть?
У калия, а он распространеннее урана, есть изотоп с массовым числом сорок. С периодом полураспада 1 миллиард 300 миллионов лет он превращается в аргон-40 — в инертный газ, который застревает в кристаллической решетке гораздо прочнее, чем гелий.
Обладая такими преимуществами, аргоновый способ не уступает в точности ни гелиевому, ни даже свинцовому, считавшемуся самым надежным.
Сейчас в СССР имеется свыше тридцати лабораторий, которые заполняют графу «возраст» в анкете горных пород и метеоритов. Своими точными данными они помогают выявлять эпохи наиболее интенсивного рудообразования, а затем искать полезные ископаемые в тех районах, где часто попадаются минералы, родословная которых восходит к тому же времени. Известны, например, крупные полиметаллические месторождения редких элементов, приуроченные к слоям вполне определенной давности. Аналогичные методы несколько лет назад помогли геофизикам найти и новые залежи нефти в Башкирии.
Весной 1960 года у нас был создан новый масштаб геологического летосчисления, охвативший всю историю Земли. Он называется абсолютным в отличие от относительного, где отражена лишь очередность эр: сначала была архейская, потом протерозойская, палеозойская, мезозойская, наконец, наступила кайнозойская, продолжающаяся сегодня, — и где нет четких однозначных хронологических зарубок на канве времени. Да, геологический «календарь» еще совсем недавно нельзя было назвать «численником» — в нем отсутствовали строго отмеченные знаменательные даты. Атом дал количественную меру последовательности временных отрезков. Теперь мы знаем, что, к примеру, палеозой (эра древней жизни) начался 570 миллионов лет назад и длился 345 миллионов лет. И что его первый период (кембрийский) тянулся 90 миллионов лет, а последний (пермский) — ровно вдвое меньше. Надо сказать, что советский атомный циферблат достовернее и полнее, нежели тот, что предложен английским ученым А. Холмсом в 1947 году. Передвинуты границы эр и периодов, внесены и другие коррективы.
«Результаты измерения возраста подводят прочный фундамент под построения теоретической и практической геологии, — говорил член-корреспондент АН СССР И. Е. Старик, один из пионеров радиогеохронологии, который еще в довоенные годы вместе с академиками В. И. Вернадским и В. Г. Хлопиным работал в составе комиссии по изучению абсолютного возраста минералов и горных пород, организованной в 1932 году. — Сама геология из описательной науки превращается в точную. Этим она обязана широкому внедрению физических и химических методов».
Удивительные ходики, тикающие внутри холодных и, казалось бы, мертвых камней, — отнюдь не безучастные хроникеры минувшего. Они и среди них прежде всего наши знакомцы — уран, торий, калий-40 — служат вездесущей печкой, прогревающей внутренности Земли. На это обратил внимание еще в 1926 году ирландский ученый Дж. Джоли. Однако более детально проблему радиогенного тепла рассмотрел академик Вернадский. Он пришел к выводу, что энергии, высвобождаемой при радиоактивном распаде, вполне достаточно, чтобы объяснить важнейшие геологические процессы: плавление глубинных пород и превращение их в магму, вулканизм, тектонические движения коры, горообразование, появление океанических чаш и их континентального обрамления.
Одним из первых осознал Вернадский огромное значение радиоизотопов не только в истории планеты, но и общества. В 1922 году, за шестнадцать лет до решающих открытий, положивших начало ядерной энергетике, он произнес пророческие слова: «Недалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет. Это может случиться в ближайшие годы, может случиться через столетие. Но ясно, что это должно быть. Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение? Ученые… должны связать свою работу с лучшей организацией всего человечества».
Еще в 1910 году замечательный ученый пытался привлечь внимание правительства к проблеме радиоактивности, к ее практическому аспекту: «Ни одно государство и общество не может относиться безразлично, как, каким путем, кем и когда будут использованы и изучены находящиеся в его владениях источники лучистой энергии».
Вернадский организовал первые экспедиции для поиска урановых руд и лично принял в них участие.
Царский кабинет «отблагодарил» радетеля отечественной радиохимии. В 1911 году Вернадский вместе с другими жертвами чиновничьего произвола был вынужден покинуть стены Московского университета.
Пробуждение исполина
О чем думал изгнанник, идучи в последний раз по московским мостовым? По мостовым, брусчатку для которых поставляли шведские фирмы? Не о том ли, как убога и как обильна матушка Русь?
Его ждал Петербург, заводы которого, равно как и корабли Балтийской эскадры, жгли в своих топках кардиффский антрацит. «По балтическим волнам» в гости к нам действительно прибывали все флаги: из чужеземных трюмов выгружалось сырье, которое наверняка лежало в достатке где-нибудь тут же, рядом, — в Прибалтике, на Кольском полуострове…
Для производства серной кислоты в северную столицу везли серный колчедан из Португалии, полевой шпат для керамической промышленности — из Швеции. Алунд для абразивных предприятий импортировался из Норвегии, гранат — из Америки, корунд — с Анатолийских берегов, карборунд — из Германии…
Но ученый-патриот верил, что рано или поздно страна сумеет «достигнуть того расцвета и той культурной мощи, какие соответствуют как природным богатствам, нам принадлежащим, так и тем неисчерпаемым живым силам, какие таятся в глубинах нашего народа».
Так писал он в записке «О ближайших задачах Комиссии по изучению производительных сил России». В эту комиссию (КЕПС), учрежденную в 1915 году после настойчивых апелляций к тугодумным попечителям российской науки, вошли академики Б. Б. Голицын, Н. С. Курнаков, А. П. Карпинский и другие инициаторы важного дела. Первым председателем ее избрали В. И. Вернадского.
Академик А. Е. Ферсман, активно сотрудничавший в КЕПС наряду с В. А. Обручевым, Д. Н. Анучиным, Е. С. Федоровым, многими иными, рассказывал, что до Октябрьской революции работа комиссии не могла развернуться. В условиях царизма геология прозябала, деятельность энтузиастов наталкивалась на бесчисленные рогатки. Даже на решение такой исключительно важной проблемы, как освоение вольфрамового месторождения, Академия наук целых два года не могла добиться самых ничтожных ассигнований. Между тем еще в 1913 году русская казна отвалила одним лишь германским банкам 1 миллион 300 тысяч золотых рублей чистоганом за мышьяк, сурьму, висмут, селен, ртуть, другие элементы.