Занимательная геохимия. Химия земли

Через 2000 миллионов, или 2 миллиарда лет, количество свинца уже будет 225 г, то есть четверть всего урана перейдет в свинец. А атомов летучего гелия накопится уже 35 г. Но процесс продолжается, и через 4000 миллионов, или 4 миллиарда, лет свинца накопится почти 400 г, количество гелия достигнет 60 г, а первичного урана останется только половина — 500 г.

Продолжим эти рассуждения: возьмем не 4 миллиарда лет, а сотню миллиардов лет, — тогда почти весь уран распадется и превратится в свинец и гелий. Урана на Земле почти совсем не останется, а вместо него в природе будут рассеяны всюду тяжелые атомы свинца, и атмосфера обогатится запасом газа Солнца — гелия.

И вот, на основе этих данных, геохимики и геофизики за последние годы построили шкалу абсолютного летоисчисления времени геологической эволюции земного шара.

Эти новые часы установили, что возраст нашей планеты, вероятно, превышает 5 тысяч миллионов лет, то есть примерно 5 миллиардов лет должны отделять нас от того момента космической истории, когда образовались планеты нашей солнечной системы и среди них Земля.

Более двух миллиардов лет отделяют нас от появления твердой земной коры — этого второго важнейшего момента в истории Земли, начала ее геологической истории. От зарождения жизни прошло не менее одного миллиарда лет. Примерно за 500 миллионов лет до наших дней положено было начало отложениям знаменитой синей кембрийской глины, встречающейся в окрестностях Ленинграда.

В течение первой эпохи — трех четвертей всей геологической истории Земли — много раз расплавленные массы прорывались из глубин на поверхность и нарушали спокойствие первой, еще тонкой, но твердой пленки Земли. Расплавленные массы выливались на ее поверхность, пропитывали ее своим горячим дыханием и растворами, сгибали и поднимали ее в виде хребтов.

Наши геохимики и геологи сейчас уже наметили самые древние горные хребты Земли (в Карелии — Беломориды, в Канаде — древнейшие граниты штата Манитоба). Возраст этих хребтов около 1 700 000 000 лет[19].

Потом началась длинная история развития органического мира. Примерно за полмиллиарда лет до нашего времени мощные хребты Каледонии поднялись на севере Европы, за 200–300 миллионов лет образовались хребты Урала и Тянь-Шаня; примерно в течение 25–50 миллионов лет шло образование Альпийских гор, затухали последние пароксизмы вулканов Кавказа, поднимались горные вершины Гималаев.

Затем следует доисторическое время: миллион лет отделяет начало ледниковых эпох; 800 тысяч лет — первое появление человека; 25 тысяч лет — конец последней ледниковой эпохи; 10–8 тысяч лет — начало египетской и вавилонской культур.

Много лет пройдет еще, пока ученые сумеют точно выверить свои замечательные часы. Но метод найден. Одна из загадок времени разгадана, и нет никакого сомнения, что очень скоро в каждом отдельном образце камня химик сумеет прочесть его возраст, определить точное число лет, прошедших с момента его зарождения.

Химик! Мы перестали верить в неизменяемость твоих атомов, все течет, все изменяется, все разрушается и вновь создается, одно отмирает, другое рождается, — так течет история химических процессов мира во времени. Но даже и смерть атома человек сумел превратить в орудие познания мира и сделал из нее эталон времени.

Химические элементы в природе

Кремний — основа земной коры

Элемент кремний и минерал кремень

В одной из баллад Жуковского рассказывается, как некий иностранец, приехав в Амстердам, расспрашивал прохожих о том, кому принадлежат магазины, дома, суда и поместья, и на все получал один и тот же ответ: «Кан-нит-ферштан». «Как он богат!» — думал иностранец, завидуя этому человеку и не догадываясь о том, что эти слова означают по-голландски: «не понимаю».

Эта история всегда приходит мне на память, когда рассказывают о кварце. Показывают мне самые разнообразные предметы: прозрачный шар, сверкающий на солнце чистотой холодной ключевой воды, красивый пестрого рисунка агат, яркой игры многоцветный опал, чистый песок на берегу моря, тонкую, как шелковинка, нитку из плавленного кварца или жароупорную посуду из него, красиво ограненные груды кристаллов горного хрусталя, таинственный рисунок фантастической яшмы, окаменелое дерево, превращенное в кремень, грубо обработанный наконечник стрелы древнего человека, и о чем бы я ни спросил, мне ответят: все это состоит из кварца и близких к нему по составу минералов. Все это одно и то же химическое соединение элементов кремния и кислорода.

Кремний имеет условный химический знак Si — силиций. После кислорода он является самым распространенным элементом в природе. В свободном виде он никогда не встречается, а всегда образует соединение с кислородом — SiO₂, которое носит название: кремнезем, или окись кремния.