- -
- 100%
- +
– Про что? – рассеянно переспросил Ваня.
– Не про что, а протерозой – древнее время, которое наступило после архея, – огорчилась старушка и начала терпеливо перебирать пальцы:
– Большой палец – архей, указательный – протерозой, средний – палеозой, безымянный – мезозой и мизинчик – кайнозой…
– Потому что самый короткий! – подхватила Таня.
– Ах, какая хорошая память! – одобрительно воскликнула старушка. – Так вот, очень много раннепротерозойского золота находят в золото-урано-пиритовых конгломератах. Самое большое месторождение золота, которое находится в Южной Африке, образовалось в раннем протерозое именно в виде таких вот конгломератов…
– Что за кон… гло… когло? – переспросил Ваня.
– Кон-гло-ме-рат означает «собранный в кучу». Конгломераты похожи на сцементированную гальку. Эта галька как раз и состоит из золота, урановой руды – уранинита – и пирита. Я уже вам говорила, что гальку – обкатанные камешки – делает вода. Так вот, похоже, что гальку в золото-урано-пиритовых конгломератах создавали глубинные раскалённые воды… Сначала, конечно, добывали то, что казалось самым ценным – золото. Остальное выбрасывали. Про уран люди узнали только в конце 18 века: немецкий химик Мартин Кла́прот открыл новый элемент, который и назвал ураном. История этого названия весьма поучительна. Дело в том, что незадолго до этого знаменитый британский учёный Вильям Ге́ршель открыл новую планету Солнечной системы. С глубокой древности считалось, что планет всего шесть: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн. Гершель даже сначала сомневался: уж не комету ли он увидел в свой телескоп? Через некоторое время сомнения исчезли: это, действительно, была новая, седьмая планета! Гершель предложил назвать её в честь английского короля Звездой Георга. Но не всем нравилось такое название. Один немецкий астроном предложил новую планету назвать Ураном в честь древнегреческого бога неба. Кла́прот, выбирая имя своему элементу, хотел поддержать это предложение. Но новый элемент стали называть ураном сразу, а за планетой имя окончательно закрепилось только в середине 19 века…
– Как интересно, что всё земное так переплетается с космическим! – заметила Таня.
– Ах, какая наблюдательная девочка! – воскликнула старушка. – А уран преподнёс людям ещё много сюрпризов. Самое потрясающее было открыто в конце 19 века. Обнаружили, что уран испускает невидимые глазом лучи, которые проходят человека насквозь! Эти лучи стали изучать знаменитые физики Пьер и Мария Кюри́… Ах, какая это великая и трагическая история! Ведь они не знали, что новые лучи опасны для жизни. Но их открытия перевернули представления людей о том мире, в котором они живут!
– Куда перевернули? – удивился Ваня.
– Ах, перевернули во многие стороны! – загадочно сказала старушка, поправляя бейсболку. – Многие тысячелетия люди пытались превратить одно вещество в другое. Особенно им хотелось, конечно, из какого-нибудь бросового материала сделать драгоценное золото, но ничего не получалось! Сколько людей – учёных-алхимиков и неучёных любителей – билось над этой проблемой! А оказалось, что существует естественное превращение элементов. В природе уран постепенно, сам по себе преобразуется в другое вещество – свинец. Мелкие осколки от этого превращения, как опилки у плотника, летят в разные стороны. Они и есть те самые таинственные лучи, которые легко проходили сквозь бумагу, ткань и человеческое тело. Это явление называется радиоактивностью, потому что «радио» по-латински означает «излучаю». Когда люди примерно разобрались, как же происходит это превращение, они стали пробовать сделать его сами. Была открыта искусственная радиоактивность… Её даже прозвали алхимией 20 века. Потом обнаружили, что ядра урана можно расщеплять и при этом выделяется много энергии. Вот это и дало возможность использовать уран как в мирных целях для создания атомных реакторов, так и в военных для производства атомных бомб…
– Атомные бомбы – это никакая не драгоценность! – воскликнула Таня.
– Ах, как верно, моя милая, – печально согласилась старушка. – Но уран для человека если не драгоценный, то, во всяком случае, весьма ценный металл. Например, он подарил геологам уникальные урановые часы!
– Урановые часы? – удивился Ваня. – Я слышал только про кварцевые…
– А ещё бывают золотые, – добавила Таня.
– Ах, ещё есть часы песочные, водяные и солнечные! С боем и с кукушкой! – согласилась старушка. – Но уран отсчитывает не минуты и часы, как у вас, и даже не дни и месяцы, как часы Сумасшедшего Шляпника, а миллиарды лет!
7. Урановые часы
– Людям всегда была присуща крайняя любознательность. Им интересно знать, например, всегда ли была планета Земля, и какой она была раньше, и откуда на ней взялись горы и моря и всё остальное… Но как это выяснить? Радиоактивность – вот тот ключик, которые помогает открыть замки на многих тайнах природы. Учёные обратили внимание на то, как медленно превращается уран в свинец. Это значит, что его можно использовать для измерения очень больших промежутков времени и выяснить, наконец-то, как давно были, – старушка опять принялась перебирать пальцы, – архей, протерозой, палеозой, мезозой и кайнозой, сколько времени они тянулись…
– Я вот хотел спросить, почему они кончаются на «зой»? – сказал Ваня.
– Зоя – это старинное женское имя! – поведала Таня.
– Ах! Происхождение женских имён – это отдельная тема! Не будем отвлекаться! – воскликнула старушка. – Историю Земли делят на несколько крупных промежутков времени: архей, протерозой и ещё один, который сам делится на три эры, которые я вам советовала запомнить: палео-зой, мезо-зой и кайно-зой. То время, в котором мы с вами сейчас находимся, и есть кайнозой. Во всех этих названиях окончание «зой» восходит к греческому слову «зоэ» – «жизнь». От этого же греческого слова происходит и имя Зоя.
– А почему в архее нет «зои»? – удивилась Таня.
– Потому что в то время, наверное, ещё не было на Земле живых существ… Хотя точно это неизвестно. А вот уран был на Земле с самого начала. И с тех самых пор он превращается в свинец, то есть количество урана уменьшается, а количество свинца увеличивается. Если знать, с какой скоростью это происходит, то можно взять кусок горной породы, определить, сколько в ней урана и сколько свинца, и вычислить его возраст. Конечно, нужно принимать во внимание многие дополнительные условия. Например, некоторое количество свинца могло быть в горной породе с самого начала… И убыль урана могла происходить другими способами… И так далее… Но всё это можно более-менее учесть, призвать на помощь ещё одно вещество – торий, и вычислить, что архей начался примерно 4 миллиарда лет назад… Этот метод определения возраста называют радиологическим…
– А что было ещё раньше? – заинтересовался Ваня.
– Раньше? Сама Земля образовалась примерно четыре с половиной миллиарда лет назад. Но что же происходило в первые полмиллиарда лет, можно только гадать: горных пород с тех времён не сохранилось. Или их просто ещё не нашли… Архей длился больше миллиарда лет, протерозой пару миллиардов… Последний отрезок времени, который состоит из палеозоя, мезозоя и кайнозоя, – самый маленький: «всего» примерно полмиллиарда лет, но изучен он лучше всего, подробнее. Хотя урано-ториево-свинцовый метод датировки здесь уже не очень подходит: слишком «короткие» здесь промежутки времени. Ведь время полураспада урана составляет четыре с половиной миллиарда лет, то есть почти как возраст Земли, а время полураспада тория – так вообще около 15 миллиардов…
– А что такое время полураспада? – спросила Таня.
– Ах, очень просто: это время, за которое половина какого-нибудь радиоактивного вещества испытывает превращение. Почему превращение назвали распадом? Возможно потому, что из тяжёлого элемента получается более лёгкий… Свинец, например, легче урана или тория… Хотя, кстати, так бывает не всегда…
– А что это за торий? – поинтересовался Ваня.
– О! Если уран назвали в честь древнегреческого бога неба Урана, то торий – в честь скандинавского бога грома Тора… Наверное, потому что торий был открыт химиком из Скандинавии… Да, часто земное называют в честь небесного… Торий добывают из монацитовых песков, которыми усыпаны побережья Бразилии, Индии, Мадагаскара…
– Они красивые, наверное, эти побережья,.. – мечтательно сказала Таня.
– Ну, монацитовые пески обычные на вид, красновато-бурые…
– Тогда это никакие не драгоценности! – заключила девочка.
– Конечно, уран и торий – это не драгоценные металлы, а основа атомной энергетики. Ведь пятая часть всего электричества производится на атомных электростанциях! Хотя как посмотреть, – старушка поставила на столик изящную вазу из жёлто-зелёного стекла и щёлкнула пальцами. В комнате наступил полумрак, а ваза на столике засветилась нежным зеленоватым светом. Таня ахнула от восхищения.
– Красиво? Эта вазочка сделана из уранового стекла. Люди – всё-таки чрезвычайно удивительные существа: такое светящееся стекло научились делать по крайней мере за две тысячи лет до открытия чистого урана… Минералы, содержащие уран, добавлялись при варке стекла, чтобы оно светилось в темноте, или при изготовлении жёлтой глазури, чтобы украшать керамические изделия… Когда-то люди брали краски только у природы. Их так и называют: минеральные краски, а слово «минерал» пришло из французского языка, где означает «полезное ископаемое», «руда».
8. Минеральные краски
В пещере снова посветлело. На голове у старушки оказался чёрный бархатный берет, а на столике – большая овальная палитра с красками, кисточки и разноцветные камешки.
– С самой глубокой древности люди любили рисовать, а краски подбирали под ногами или выкапывали из земли. Для этого находили цветной камушек, растирали его в порошок и смешивали, скажем, с водой и яичным желтком или с каким-нибудь жиром…
Старушка взяла на кисточку немного алой краски.
– Вот такой замечательный красный цвет получается из минерала ки́новарь. Киноварь образуется из раскалённых водных растворов вместе с кварцем и другими минералами, – старушка показала на серый камешек, как бы испачканный красным. – На свежем сколе она по цвету напоминает пятна крови. Не случайно есть предположение, что её название восходит к древнеперсидскому «драконья кровь». С глубокой древности киноварь добывали и для изготовления алой краски, и для получения ртути, потому что киноварь – это ртутная руда. Ртуть – уникальный металл, потому что при обычной температуре он не твёрдый, а жидкий. Кое-где её даже называли за это серебряной водой. Самое крупное ртутное месторождение находится в Испании, оно называется Альмаде́н. Но даже в древнем мире этой добычи не хватало. В Европу поставляли киноварь и из Средней Азии, из Ферганской долины. Сейчас там находят множество следов работы тысячелетней давности. Горные выработки тех времён очень похожи на современные. Как и сейчас, руду добывали открытым и закрытым способом.
– Как можно закрытым способом добывать? Закрыв глаза? – удивился Ваня.
– Почти что так, – улыбнулась старушка. – Открытым способом добывают полезные ископаемые, которые выходят на поверхность земли и лежат, можно сказать, под ногами. А вот если они находятся под землёй, то приходится сначала выкапывать колодцы и коридоры, чтобы добраться до них. Такой способ добычи называют закрытым, потому что сначала не видно, где же находятся подземные богатства. Дело геологов – их найти, дело шахтёров – поднять на поверхность. Древние шахты в Ферганской долине состоят из извилистых коридоров, просторных залов, узких лазов, где можно пробраться только ползком, и глубоких карманов в стенах. Видно, что древние горнопроходчики следовали за рудными жилами или шли вдоль трещин в горных породах, потому что около трещины легче откалывать куски камней. И всю эту сложнейшую систему ходов и коридоров, которая иногда образует несколько этажей, они сделали вручную, при свете масляных ламп, безо всяких горнопроходческих комбайнов и взывотехников. Это настолько удивительно, что древние заброшенные рудники местные жители считали пещерами природного происхождения… Не могли поверить, что у них были такие талантливые предки… Но вернёмся к краскам. Вот такую голубую краску делают из…
– Из бирюзы? – попробовала догадаться Таня. – Ведь бирюза – небесно-голубая… Даже иногда так и говорят – бирюзовый цвет!
– Увы, – покачала головой старушка, – из бирюзы красок не делают. Бирюза с глубокой древности использовалась как прекрасный поделочный и полудрагоценный камень, – на столике появился голубой с серым камешек. – Но если её растереть в порошок, то он будет не голубого, а серовато-белого цвета, – старушка чиркнула по бирюзе алмазиком и появилась белая чёрточка. – У геологов это свойство называется цвет черты – видите, она белая! – и используется для определения минералов в полевых условиях.
– А бирюзу находят в полях? – поразилась Таня.
– Ах, при чём здесь поля! – расстроилась старушка. – Если говорят «в полевых условиях», это не значит «в поле». Полевые условия могут быть и в горах, и в лесу, вообще в любом месте. Они получаются, когда люди уезжают в экспедицию и там работают под открытым небом. Бирюзу находят в разных местах: и в Азии, и в Африке, и в Америке, но все её месторождения небольшие. А голубую краску делают из других камней, например, из лазурита. Его название происходит от арабского слова «азул», которое используется для обозначения неба и синевы. Сам минерал лазурит может иметь разные оттенки синего цвета, – старушка показала на россыпь синих камешков на столе, – а его порошок (или цвет черты, как говорят геологи) – светло-голубой. Из лазурита делали голубую краску ещё в Древнем Египте, но больше всего он прославился на полотнах великих художников Леонардо да Винчи и Рафаэля. На Руси лазурит покупали по цене золота. Знаменитый иконописец Дионисий для фресок в Великом Новгороде делал голубую краску из лазурита. Его долго ввозили в Россию из Афганистана, пока не открыли в 18 веке крупное месторождение около озера Байкал. А вот зелёная краска, – показала старушка и поспешила пояснить:
– Зелёную краску делают не из изумрудов! Изумруды – это драгоценные камни, они, как известно, зелёные и полупрозрачные. Но цвет черты изумруда – белый… Хотя не так-то просто поцарапать его или растереть в порошок: твёрдость по Мо́осу около восьми. Да и кто станет превращать в порошок драгоценный камень! Для получения зелёной краски растирают, например, минерал малахит. Его твёрдость – от трёх с половиной до четырёх. Возможно, что и название он получил за свою мягкость: по-гречески «малакос» – мягкий. Хотя, возможно, его назвали в честь цветка мальвы. То есть, конечно, не цветка, а листьев, потому что он зелёного цвета… Малахит легко обрабатывать, поэтому с глубокой древности с ним работали ремесленники: красильщики, стеклодувы, плавильщики… На Урале в 19 веке нашли грандиозные залежи малахита. Его использовали для украшения дворцов и храмов. В Зимнем дворце, построенном для российских императоров в Петербурге, есть целый Малахитовый зал. Он весь облицован этим камнем. Кусочки малахита так подобраны по цвету и рисунку, что кажется – это один сплошной камень. Такая техника была названа «русской мозаикой». А сколько сказок про него написано! «Малахитовую шкатулку» Бажова Павла Петровича читали?
– Читали, – сказала Таня. – И про Изумрудный город читали. Я вообще очень сказки люблю!
– Ах, как приятно слышать! – воскликнула старушка. – Но для украшения дворцов гораздо чаще использовался другой камень – мрамор. А из мрамора можно разве что белую краску сделать…
– А жёлтую из чего делали? – перебил её Ваня.
– А золотую и серебряную? – спросила Таня.
– Жёлтые, оранжевые и коричневые оттенки получались из глины. Точнее, из охры… Ну, можно считать, что охра – это цветная глина…
– Из глины делали краску? – недоверчиво переспросил Ваня. – Ведь глина – это такая грязь? Её очень трудно с сапог соскрести… Она на подошве между рубчиков как набьётся!
– Ах, какой это однобокий взгляд! – возмутилась старушка. – Конечно, глина – это грязь. Так можно сказать, что любая краска – грязь! Иначе зачем бы маляры надевали на работе спецодежду?
– Из глины, кажется, посуду делают? – примирительно сказала Таня.
– Глина бывает разная! – назидательно сказала старушка. – Про охру – цветную глину – люди знали ещё в каменном веке! Ею они раскрашивали свои рисунки на стенах пещер. Всяких там большерогих оленей и шерстистых носорогов… Цвет у охр бывает самый разный – от жёлто-бурого до красного. Жёлто-бурая охра – это смесь землистого лимонита с глиной, а красная получается, когда смешивается с глиной мелкий порошок минерала гематита.
– Лимонит – потому что жёлтый, как лимон, да? – попробовала догадаться Таня.
– А вот и нет! Название этого минерала происходит от греческого слова «лимон», которое означает «луг», «влажная местность». Его называют ещё болотной рудой или бурым железняком. Лимонит не жёлтый, жёлтой может быть только его цвет черты, то есть цвет его мелкого порошка.
– А лимон почему тогда лимоном назвали? Ну, тот лимон, который фрукт? – торопливо пояснила девочка.
– Про фрукт не знаю, – развела руками старушка. – Кажется мне, что это вообще точно не установлено…
– А гематит? На гематоген похоже, – вспомнил Ваня.
– Название «гематит» происходит от греческого слова «гема» – кровь, потому что этот минерал имеет вишнёво-красный цвет черты. «Гематит» означает «подобный крови». Даже его небольшое количество окрашивает в красный цвет, поэтому его тоже используют для получения красной краски, как и киноварь. Крупные же кристаллы гематита – чёрные и имеют металлический блеск. Из них делают разные поделки и украшения. Но главное применение гематита совершенно иное, весьма далёкое от изобразительных искусств. Не случайно его другое название – красный железняк.
9. Магнетит
На голове старушки оказалась шахтёрская каска с фонариком.
– Красный железняк – это одна из главных железных руд. В развитии человечества железо сыграло очень важную роль. Когда вы начнёте изучать историю, то узнаете, что когда-то, очень давно, был каменный век. Тогда большинство инструментов делалось из камня, например, из кремня. Были каменные топоры, каменные скребки, каменные наконечники копий и стрел. Это были тяжёлые и трудные в изготовлении инструменты. Потом человечество познакомилось с медью и наступил бронзовый век. Бронза – это сплав меди с оловом и некоторыми другими металлами. Бронза, конечно, мягче камня: у неё твёрдость по Моосу четыре–четыре с половиной, а у кремня – семь. Это значит, что кремень бронзу легко затупит. Зато из бронзы можно понаделать много и быстро самых разнообразных изделий. А затем люди научились выплавлять железо и наступил железный век, который тянется до сих пор. Железные и стальные инструменты быстро вытеснили бронзовые, потому что были крепче и служили дольше, не так быстро тупились. У стали твёрдость по Моосу может доходить до шести с половиной. Самой выдающейся эпохой железорудного накопления в истории Земли был ранний протерозой…
– Протерозой, который нам надо запоминать? – сморщился Ваня.
– А разве ты ещё не выучил? А-я-яй! – нахмурилась старушка.
– Кажется, протерозой наступил после архея, – робко сказала Таня.
– Да! Именно тогда образовались крупнейшее месторождение красного железняка около города Кривой Рог на Украине и знаменитая Курская магнитная аномалия в России.
– Магнитная аномалия? – удивилась Таня.
– Да, магнитная аномалия из далёкого протерозоя! Потому что кроме бурого и красного железняка есть ещё и магнитный железняк, магнетит. Это самая богатая железом руда, которая обладает магнитными свойствами.
– А почему она – аномалия?
– «Аномалия» в переводе с греческого означает «отклонение от нормы». Но здесь нужно разобраться с тем, что же такое магнитная норма.
На столике появилась круглая застеклённая коробочка. Внутри неё на небольшом штырьке находилась стрелка. Один конец стрелки был синим, а другой – красным.
– Это компас! – радостно воскликнул Ваня.
– Ах, какой сообразительный мальчик! – похвалила его старушка, на голове которой матросская бескозырка сменила каску. – Компас – это самый древний магнитный прибор. Синий конец его стрелки показывает, в какой стороне находится север.
Старушка покрутила коробочку компаса, но стрелка не хотела вертеться, всегда показывала в одну и ту же сторону.
– Это свойство компаса очень помогло людям исследовать нашу планету. Дело в том, что хотя она и называется Земля, суши на её поверхности в два раза меньше, чем воды. Если посмотреть на неё из космоса, то сразу захочется назвать её планета Океан. А по океану вдали от берегов очень трудно путешествовать. Как определить: приближаешься ты к цели или нет? Плывёшь прямо или поворачиваешь? Ведь кругом одна вода и никаких указателей нет, очень легко заблудиться… Поэтому долгое время люди плавали по морю только вдоль берега. С компасом – совсем другое дело. С ним понятно: где север, где юг и в какую сторону править. Откуда же такая маленькая стрелка знает, где находится север? – старушка ласково погладила коробочку. – Ах, компас использует удивительное свойство магнитов: они умеют притягиваться и отталкиваться, причём чувствуют друг друга на расстоянии, потому что создают вокруг себя невидимое для человека магнитное поле. Давно известно, что у магнита есть два полюса. Одинаковые полюса отталкиваются, а разные – притягиваются. Стрелка компаса – это магнит, которые так пристроен внутри коробочки, что может легко поворачиваться. Этот маленький магнит притягивается к большому магниту – нашей планете Земля.
– Разве Земля – магнит? Она же не железная! – удивился Ваня.
– Ах, какой невнимательный мальчик! – покачала головой старушка. – Во-первых, не только железо может быть магнитом. Есть ещё кобальт, никель, гадолиний и несколько других редкоземельных металлов. Они тоже могут намагничиваться, то есть становиться магнитами. А, во-вторых, почти половину нашей планеты занимает как раз железное ядро. Точнее, железо-никелевое. Предполагают, что земной магнетизм связан как раз с этим ядром. У этого огромного магнита – планеты Земля – на севере, в Северном Ледовитом океане, есть Южный магнитный полюс и на юге, в районе Антарктиды, – Северный магнитный полюс. Благодаря магнитному полю, которое создаёт Земля, стрелка компаса «знает», где север и юг и поворачивается.
– А вы не перепутали? Случайно? – очень робко спросила Таня. – Ведь на севере должен быть Северный полюс…
– Я перепутала? – яростно возмутилась старушка и ленточки бескозырки взлетели сами собой. – Как тут можно перепутать? Это только совсем маленьким детям неизвестно, что там, где Северный полюс, есть Южный полюс, а там, где Южный полюс, есть ещё и Северный…
– Это как же? Северный и Южный полюса находятся в одном и том же месте? – недоверчиво сказал Ваня.
Старушка выхватила из воздуха большой глобус и поставила его на столик.
– Для самых непонятливых показываю на глобусе. Глобус – это игрушечная планета Земля. И, как и планета, он может крутиться вокруг своей оси, – старушка покрутила глобус. – Те два места, где земная ось как бы выходит наружу, и называют полюсами: вот этот – Северный, а вот этот – Южный.
– А почему этот – Северный, а тот – Южный, а не наоборот? – спросил Ваня.
Старушка пожала плечами:
– Этого никто не знает. Но люди так привыкли. С незапамятных времён они путешествуют по планете и называют стороны света севером и югом, востоком и западом. Так вот, рядом с теми местами, где ось как бы протыкает землю, находятся и магнитные полюса. Они связаны не с тем, как люди называют стороны света, а с направлением магнитного поля Земли. Оно так направлено, что Южный магнитный полюс – на севере, а Северный – на юге…
– Непонятно, зачем так всё запутали, – тихонько пробормотал Ваня.
– А люди как-нибудь чувствуют это магнитное поле? – заинтересовалась Таня.
– Люди? Люди – слабо чувствительные существа, – вздохнула старушка, – поэтому они и изобретают себе разные приборы. А вот есть предположение, что перелётные птицы в своих дальних странствиях ориентируются по магнитному полю Земли. Как будто у них внутри – маленький компас. Возможно, что и насекомые, и рыбы могут использовать магнитные свойства нашей планеты для своих путешествий. Люди же лучше всего ощущают магнитные бури, когда в магнитном поле Земли возникают неполадки от разных космических причин… Точнее, не лучше всего, а хуже всего, потому что магнитные бури у многих людей вызывают недомогания… Но вернёмся к магнитным аномалиям. Если к стрелке компаса поднести магнит или просто кусок железа, то она отклонится от направления на север. Чем ближе магнит, тем сильнее он действует. Вот так и получаются магнитные аномалии. Там, где в земле скопились запасы магнитного железняка, стрелка компаса чувствует их, перестаёт указывать на север и начинает показывать на железную руду. Такое ненормальное поведение стрелки и называют аномальным. На этом поведении основан магнитный способ поиска полезных ископаемых. Его называют геомагнитная разведка.