Элементы жизни

Не знаешь железа? Ты – дикарь!

Истории открытия первых восьмидесяти трех химических элементов так удивительны, что каждая из них достойна остросюжетного детектива. Фактически химия как точная наука появилась в восемнадцатом веке. До этого времени элементы, имеющиеся в природе, люди обнаруживали и познавали опытным путем. И даже не задумывались, что имеют дело с «кирпичиками», из которых выстроен окружающий мир.

Археология утверждает, что когда-то (примерно две тысячи лет назад) бронзовый век человеческой цивилизации сменился веком железным. То есть во 2-м тысячелетии до новой эры железо (химический элемент №26) стало страшно популярным и вошло в повседневный быт людей в виде рабочих инструментов, оружия, украшений и прочих мелочей жизни. Железо вытеснило бронзу. При этом бронза – вещество вовсе не элементарное. Бронза – это смесь двух химических элементов: меди и олова.

Бронзовому веку предшествовал век медный, когда все необходимые для жизни предметы человеческие существа изготавливали вместо первобытного камня из медных самородков – чистой меди. Медь гораздо чаще других металлов встречается на Земле в виде крупных самородков и легче обрабатывается. Видимо поэтому она первой и попалась нашим предкам на глаза, а медный век опередил исторические эпохи бронзы и железа.

А вот железо в чистом виде, без примесей, встречается на поверхности нашей планеты только в кусках залетевших к нам из космоса метеоритов. И значит, доисторический человек впервые увидел железо тогда, когда однажды обнаружил упавшую с неба тяжелую и холодную погасшую звезду. Эта гипотеза подкрепляется тем, как именовали железо народы древности. Древние египтяне называли его «бени-пет», что означает «небесное железо», а древние греки обозначили железо словом sideros – звезда, небесное тело.

Железо падало с неба нечасто и потому казалось большой редкостью. Свидетельства археологов сообщают любопытную деталь: ценность небесного металла была так велика на первых порах, что украшения из железа вставляли в оправу из золота. Впрочем, немногие из таких украшений и железных орудий труда могли дойти до наших дней – железо очень быстро превращается в ржавчину (свой оксид), взаимодействуя с кислородом.

Но вот небесные камни иссякли, а население планеты все увеличивалось. Людям в поисках средств выживания пришлось пристальнее присмотреться к природе. И они обнаружили другие полезные камни, уже земные – железную руду. Из нее-то и начали добывать железо в больших количествах. С распространением технологии производства железа из руды ценность этого химического элемента сильно упала – железа теперь было много, и оно стало гораздо дешевле золота.

Интересно, что раньше всех нашли железную руду африканские представители рода человеческого, и потому пропустили медный век, перейдя от каменного ножа и топора сразу к железному. В Египте железо получали из руды еще во втором тысячелетии до нашей эры. Среди древних греков металлурги появились в конце второго тысячелетия, а в Китае – в середине первого тысячелетия до нашей эры. Так что в начале новой эры железо выплавляли уже и в Азии, и в Европе, а лучшими металлургами считались индийцы. Из Индии, по предположениям некоторых филологов, и происходит русское слово «железо». Часть из них считают, что корень нашего «железа» кроется в санкритском слове «джальджа», которое переводится как «металл», «руда». Другая часть ученых находит общность русского слова «железо» с санскритским словом «жель», означающим «блестеть», «пылать». Как бы то ни было, узнав слово «железо», наши предки и металлургию со временем освоили вполне достойно – не хуже индийцев.

Зато на американском континенте люди продолжали пользоваться медными орудиями до самого появления там в пятнадцатом веке новой эры европейцев, посчитавших индейцев-аборигенов дикарями со всеми вытекшими отсюда неприятными последствиями для жителей Нового света. (Кто не знает, что с ними случилось, может почитать романы Фенимора Купера.) Однако не потому в Америке люди пользовались по старинке медью, что были глупы. Просто у них не было потребности искать другой металл. Меди было навалом – тамошние месторождения оказались самыми крупными в мире… Бедные, бедные индейцы… Вот ведь как масштабно химический элемент номер 26 повлиял на историю человечества…

Но и это еще не все, сказали бы нам, рекламируя железо в телемагазине. Самое интересное, что планета, на которой мы живем, на треть состоит из железа. Еще любопытнее тот факт, что другая треть Земли образована кислородом – он составляет половину земной коры. Конечно, в земной коре кислород присутствует не в виде газовых подушек, а в составе природных минералов, которые, в большинстве своем являются окислами – кремнезём (SiO2), глинозём (Al2O3), оксид железа (FeO), окись кальция (CaO), окись магния (MgO), оксид калия (K2O) и оксид натрия (Na2O).

Железо с небольшой примесью никеля (примерно в соотношении тридцать к одному) образует раскаленное и сверхплотное двуслойное ядро нашей планеты, благодаря гравитационному притяжению которого мы прочно ходим по поверхности Земли. Железное ядро Земли состоит их двух частей – внешней и внутренней. Внутреннее ядро – твердое. Внешнее ядро жидкое, оно все время течет вокруг внутреннего ядра по направлению к востоку, создавая магнитное поле, которое дает нам возможность ориентироваться на планете с помощью компаса.

Откуда берется магнитное поле внутри Земли? На всякий случай вспомним, что магнитное поле создается движением электронов по проводнику – электрическим током. Железо – проводник. С другой стороны, при движении замкнутого проводника в магнитном поле в самом проводнике возникает электрический ток. Расплавленное железо внешнего ядра постоянно движется вокруг внутреннего ядра, возбуждая в самом себе электрический ток. Этот электрический ток рождает магнитное поле, которое в свою очередь поддерживает этот электрический ток – природа создала вечно работающую магнитную динамо-машину! А говорят, что вечного двигателя не существует… Правда, то, что для человечества – вечность, для природы – понятие относительное.

Интересно, что существование ядра у Земли было открыто совсем недавно, 105 лет назад, в 1906 году, английским геологом и сейсмологом Ричардом Олдхэмом. Измеряя распространение сейсмических волн во время землетрясений, он обнаружил, что в диаметрально противоположную эпицентру землетрясения точку на поверхности Земли сейсмическая волна приходит позже, чем это предсказывали расчеты. Олдхэм предположил, что помехой, задерживающей сейсмическую волну, является очень плотное ядро Земли. Так оно и оказалось. В 1913 году считали, что земное ядро жидкое. А в 1936 датский сейсмолог Инге Леман обнаружила, что часть сейсмических волн отражается от ядра Земли, и интерпретировала этот факт как наличие у ядра твердой внутренней части. Лишь спустя пару лет после этого открытия сейсмологи мира признали правоту смелой женщины.

Знаменательно, что человечество практически синхронно сделало два ядерных открытия. Одно – космических размеров, другое – микроскопических: ровно сто лет назад, в 1911 году было открыто атомное ядро. Но это – другая история. О ней – чуть позже.

Под знойным небом Аргентины

Название «Аргентина» большой южноамериканской страны сразу наводит на мысль, что серебра в ней видимо-невидимо. Отчего так названа страна, где на самом деле серебра почти нет, могут рассказать только легенды – исторические документы об этом умалчивают. Но любопытно, что не только сама страна, но и ее части имеют блестящие серебром названия. Например, столица аргентинской провинции Буэнос-Айрес называется Ла Плата, что в переводе с испанского означает «серебро». На берегу залива Рио-де-ла-Плата или Серебряной реки стоит город Буэнос-Айрес, столица Аргентины.

Когда в начале 16 века нашей эры английский мореплаватель итальянского происхождения Себастьян Кабот, служивший в то время испанской короне, нашел залив Рио-де-ла-Плата, ныне разделяющий Уругвай и Аргентину, он уже был наслышан об огромных запасах серебра, которым обладал Новый свет. Возможно, предвкушая богатую добычу, он и назвал залив Серебряной рекой. Однако, не найдя никаких сокровищ, и потеряв в схватках с индейцами часть своих моряков, капитан отплыл обратно, в Испанию. Ошибся континентом. Серебро спустя триста лет обнаружилось гораздо севернее.

Почему он искал именно серебро? Причина проста: в те времена деньги были серебряными, Европа жила по серебряному стандарту. Этот факт закрепился, например, в современном названии английской валюты – фунт стерлингов, то есть полкило серебра. Мир перешел к золотовалютному, а точнее – к долларовому стандарту только в конце девятнадцатого – начале двадцатого века, когда Конгресс США сначала запретил чеканить монеты из серебра, а затем в 1900 году издал закон о золотом стандарте.

Зачем это было нужно? Началось все с того, что в середине 19 века по всему миру были открыты новые месторождения золота. Вместе с предложением возрос и спрос на золото. А серебряные монеты стали дешевле рыночной цены серебра. Люди стали избегать расплачиваться серебряными монетами, переплавляли их и продавали по цене металла, из которого они были сделаны. Так в США появился дефицит мелких серебряных монет, и возникла инициатива двойного – «биметаллического» – денежного стандарта, золото-серебряного. Через несколько десятилетий в Неваде обнаружились крупные месторождения серебра, и стоимость этого металла сразу упала. Конгресс США принял решение прекратить чеканку серебряных монет, а в 1900-м году окончательно ввел золотой стандарт.

Дальше история развивалась так. Начало 1900-х годов запомнилось миру ростом американской экономической экспансии. Так утверждает Мюррей Ротбард в своей «Истории денег и банковского дела в Соединенных Штатах». США были заинтересованы в том, чтобы установить контроль над денежными системами экономически «колонизированных» стран. По мнению Ротбарда, американские банкиры хотели вынудить страны третьего мира отказаться от серебряного стандарта (колебавшегося при падении стоимости серебра к золоту) в пользу «золотовалютного» или долларового стандарта. То есть валюта, состоявшая из символических серебряных монет, привязывалась к доллару, который, в свою очередь, был привязан к золоту. И получалось, что в качестве резервной валюты эти страны вынуждены были использовать доллар, а не золото. Так весь мир постепенно оказался привязанным к американской экономической и денежной системе. При этом банки США, благодаря золотовалютному стандарту (в отличие от подлинного золотого стандарта) оказывались избавленными от угрозы покушения на их золото в случае чрезмерной инфляции. Вместо золота пожалуйте доллар!

А что же российский рубль? Имеет ли он отношение к самому главному монетному металлу истории (именно так назвал серебро нобелевский лауреат по экономике Милтон Фридман)? Еще как имеет. Само название нашей родной валюты появилось благодаря мягкости благородного белого металла. В древней Руси стоимость товаров меряли в брусках серебра. Если товар оказывался дешевле целого бруска, то от бруска отрубали часть, которая была равна цене товара. Такие рубленые части и называли рублями.

Впоследствии, чтобы увеличить прочность разменных монет, их стали чеканить из сплава серебра с медью в равных долях. Но случалось, российские монеты делали из чистого серебра. При этом монеты оказывались фальшивыми. Казалось бы абсурд! Но они были действительно фальшивыми с точки зрения закона, поскольку чеканились не государством, а частными лицами, и, следовательно, подрывали экономику страны. Такая история случилась в период правления Россией императрицы Анны Иоанновны. Уральский промышленник Акинфий Демидов обнаружил на земле, которой владел, серебряную руду и стал потихоньку (то есть втайне от императорского двора) чеканить серебряные монеты. Однако хотя земля была его частной собственностью, все, что содержалось в земле, считалось собственностью государства. А значит, серебро, возделанное из руды, следовало отдавать в российскую казну. Понимая, что его собственные монеты хоть и чисто серебряные, но фальшивые, Демидов решил чеканить свои монеты так, чтобы они ничем не отличались от царских (в средние века фальшивомонетчиков заживо варили в кипятке или заливали им в глотку расплавленный свинец).

В городке Невьянске тайно, в неприметном глубоком подвале, отделенном шлюзом от озера, круглые сутки работал подпольный монетный двор. Демидовские деньги циркулировали в России наряду с царскими. Пишут, что трудно было оценить, каких – законных или незаконных – было больше. И все же, шила в мешке не утаишь. Один из демидовских мастеров попал в немилость к быстрому и жестокому на расправу хозяину. Спасая свою жизнь от гнева владельца серебряных рудников, он бежал из Невьянска в Петербург. Акинфий Демидов послал вслед гонцов с приказом догнать и убить беглеца. А если догнать не удастся, то гонцам было велено немедля скакать в Петербург к царице с радостной вестью об открытии серебряных залежей. Вот так до Петербурга и дошла эта радостная весть. Пока императрица снаряжала в Невьянск комиссию по приемке в казну серебряных богатств, Демидов распорядился открыть шлюз, и озеро затопило монетный двор вместе с работниками. Триста прикованных к стенам рабов жестокого хозяина остались под водой. Как поется в известной арии Мефистофеля из оперы Гуно «Фауст», «люди гибнут за металл»…

Средство против монахов

Любопытные истории открытия химических элементов запоминаются, почти как детские сказки. Взять хоть сурьму – элемент под номером 51, названный по-латыни stibium (Sb), который после исследования его свойств, с конца XVIII в. Прослыл в Западной Европе в качестве антимония (antimoine).

Moine – по-французски значит «монах». Следовательно, слово antimoine можно перевести на русский как «средство против монахов». С названием «антимоний» как раз и связана забавная легенда об открытии сурьмы, красочно описанная Ярославом Гашеком в рассказе «Камень жизни». По Гашеку, якобы дело происходило в 1460 г. в Баварии. Игумен Штальгаузенского монастыря, занимаясь алхимическими поисками философского камня – эликсира жизни, сотворил из пепла сожженного еретика, пепла своего кота и горсти земли некий камень с металлическим блеском. Камень оказался тяжелым и не подошел под описание философского камня – тот слыл невесомым и прозрачным. Игумен выбросил свое произведение на монастырский двор и через некоторое время заметил, что свиньи очень заинтересовались металлическим камнем, поедают его и при этом очень быстро жиреют. Экономный игумен решил применить чудесный камень для питания своих монахов, чтобы они ели меньше, а упитанность их все возрастала. К гречневой каше, сваренной монахам на ужин, он добавил горстку истолченного металла. К утру все сорок монахов скончались в страшных мучениях. Так с тяжелой (или легкой – кому как нравится) руки игумена удивительный металлический порошок прославился как антимоний.

Правда, есть и более прозаическое происхождение названия «антимоний». Немецкий историк Эдмунд Липпман предположил, что оно связано с греческим словом «анемон» (ανεμον – цветок) по виду сростков игольчатых кристаллов сурьмяного блеска, похожих на цветы семейства сложноцветных. Арабское же слово, обозначающее некое косметическое средство, может быть записано по-латыни как ithmid, athmoud, othmod или uthmod (звучит похоже на антимоний, не правда ли?).

Между прочим, выражение «разводить антимонии» вроде бы тоже происходит от химического элемента номер 51. Люди, разводящие антимонии, проявляют излишнюю снисходительность к тем, кто этого вовсе не заслуживает, и утомляют собеседников своими излишне долгими и пустыми разговорами, уподобляясь долгим спорам средневековых алхимиков относительно лечебных свойств сурьмы – антимония. Некоторые считают, что выражение про разведение антимоний происходит от долгого и нудного процесса разведения и растирания гомеопатических снадобий, одним из которых в средние века являлась сурьма. Видимо и тогда не все население Европы серьезно и с доверием относилось к гомеопатам – отсюда ироничность оборота.

Ну и как не вспомнить насурьмленные брови красавиц из русских сказок? Оказывается, русское слово «сурьма» произошло от турецкого sürme, обозначавшего порошок свинцового блеска PbS (соединение свинца с серой), который применялся для чернения бровей. Ну, а причем же здесь настоящая сурьма – самостоятельный химический элемент? Она тоже шла в ход как средство красоты: черная модификация трехсернистой сурьмы (природный порошок сурьмяного блеска Sb2S3) применялась уже в 19 в. До н. э. в Древнем Египте под названием mesten или stem в качестве краски для бровей. В Древней Греции этот порошок был известен как stími и stíbi, отсюда – латинский stibium.