Александр Ферсман - Три года за полярным кругом

Сколько здесь новых минеральных видов и разновидностей, сколько еще работы для химика и минералога, чтобы раскрыть истинную природу этих тел!

Кроме кремнекислых соединений (силикатов), еще больший интерес представляют титанаты, среди которых мы имеем дело с рядом новых и притом прекрасно окристаллизованных тел.

Я мог бы на этом окончить мой беглый обзор минералов, если-бы не должен был отметить огромную роль во всем массиве еще одного минерала, не попавшего в мой систематический обзор, — льда.

Лед в этих районах, далеко лежащих за полярным кругом, несомненно представляет весьма важное образование. В глубоких ущельях и перевалах на больших высотах лед лежит годами, спаиваясь из снега в сплошную синюю фирновую массу; но гораздо интереснее роль его в самих массивах. Наши взрывные работы обнаружили, что в большинстве мест массива царит вечная мерзлота; может быть, по гребням, открытым летней инсоляции в течение долгого полярного лета, ее нет, как нет и на склонах в лесной зоне, но в остальных частях массива мы должны считаться с зоной вечной мерзлоты, заставляющей проникающую сверху воду скатываться над мерзлою поверхностью и этим вызывающей своеобразное истечение вод по трещинам массива. Но еще более поразительным явлением мы обязаны льду и его физическим и кристаллическим свойствам: вот своеобразные шахматные поля с правильно рассортированными крупными и мелкими камешками, вот таинственные полосочки на склонах осыпей, вот, наконец, ледяные стебельки, вырастающие в холодные звездные ночи и поднимающие камешки на 5—10 см.; но приходит солнышко, стаивает наш стебелек, наклоняется камень к солнечным лучам и падает к солнцу одновременно с таянием последних частиц льда, этого периодического минерала полярной пустыни!

О фокусах мороза мы могли бы много, много рассказать, хорошо зная его проделки в те холодные осенние ночи, когда температура падает на 6—8° ниже нуля, а холодные воды рек с их 4° Ц. кажутся теплою ванною по сравнению с промерзшей почвой.

Но оставим наши минералы и перейдем ко второй нашей задаче, к описанию тех  х и м и ч е с к и х  э л е м е н т о в, из которых слагается Хибинский массив.

Из известных нам в природе 73 элементарных тел[19] мы встречаем в Хибинах только 28, то-есть всего лишь 38 %. Я вкратце перечислю все найденные элементы и при этом распределю их по степени их значения на четыре группы:

I. Кислород, натрий, магний, алюминий, кремний, кальций, титан, железо, цирконий.

II. Фтор, фосфор, хлор, калий, марганец, группа редких земель.

III. Водород, углерод, сера, медь, молибден, свинец.

IV. Ванадий, иттрий, ниобий, тантал, торий, стронций, барий.

В свою очередь, из первой группы мы можем выделить три главнейших элемента, характеризующих массив и своеобразие его минералов: это натрий, титан и цирконий. Это нас нисколько не удивляет; мы знаем аналогичные массивы в других местах севера: и в Гренландии, и в Норвегии около Христиании, и в Ильменских Горах на Урале — всюду щелочные массивы характеризуются этими тремя элементами, при чем меняется лишь относительная роль титана и циркония.

Очень любопытные законности получаются, если мы сравним список элементов Хибинских Тундр с Менделеевской таблицей химических элементов; если мы на ней подчеркнем наши 28 элементов, то убедимся в ряде правильностей; прежде всего, мы увидим отсутствие в наших тундрах элементов легких, тех металлоидов, кои начинают собою таблицу; равным образом, почти нет и тяжелых металлов; в общем преобладают элементы средних атомных весов, то-есть те, кои вообще наиболее обычны в среднем составе земной оболочки. Очень любопытна еще и следующая законность: из вертикальных групп Менделеевской таблицы почти полностью представлена IV, в общем представлены лучше четные группы, равно как вообще преобладают элементы с четными порядковыми номерами или даже с номерами, делящимися на 4.

Такие особенности, конечно, находятся в связи с общими законами химии земли и, вероятно, химии мироздания, но разгадать их мы пока не можем. Но зато на основании этих эмпирических данных мы можем сделать несколько, правда смелых, догадок и попытаться предсказать, какие еще элементы могут быть открыты в минералах Хибинских гор: это будет, прежде всего, цинк, скандий и никкель, может быть, олово и хром[20].

Теперь, после рассмотрения Хибинских элементов массива, мы можем перейти к третьей части, а именно, к тем геологическим и  г е о х и м и ч е с к и м  я в л е н и я м, которые, перегруппировывая и соединяя в разных пропорциях наши 28 элементов, положили начало минеральным видам.

Эта генетическая или историческая часть минералогии, самая заманчивая для современного минералога, так как заводит его в самые тайники природной лаборатории, раскрывает перед ним глубочайшие процессы прошлого и воскрешает перед глазами ученого всю картину отдаленного геологического времени.

Рассматривая все минералы Хибинских и Ловозерских Тундр, мы легко различаем их различные комбинации, читаем те отдельные химические процессы, которые положили им начало. Их всего мы насчитываем больше 25 разных типов; одни из них тесно связаны с расплавленной массой, с самыми первыми моментами ее застывания, другие переносят нас в уже охлаждающийся массив, с горячим дыханием паров и водных растворов; в одних накапливаются красные эвдиалиты, в других белоснежный альбит с черным гастингситом. Глубокие законы физико-химического равновесия управляют этими сочетаниями минералов, и шаг за шагом в них мы читаем условия температур и давлений при их создании. Но об этом речь впереди.

Еще нигде в мире нельзя было с такою детальностью проследить все этапы в геохимической жизни щелочных массивов, и впервые Хибинские Тундры раскрывают перед нами лабораторию этих расплавленных магм и ее продукты.

Но что особенно любопытно, это то, что эти 25 типов минералообразовательных процессов неравномерно распределены в массиве, они приурочены к определенным районам, располагаются в определенных высотах, сливаются в общую закономерную картину, являясь звеньями одной общей цепи глубоких геологических явлений прошлого…

На этом я кончаю несколько затянувшееся описание научных результатов экспедиций: в работе минералога, как и геолога, мы можем отчетливо наметить три основных этапа: первый заключается в сборе материала на месте, в полевом наблюдении условий его залегания и выявлении всех особенностей происхождения; второй этап — в детальном описании всего материала, в систематическом химическом, кристаллографическом, физико-химическом исследовании; третий этап, наконец, позволяет подойти к выводам, суммируя наблюдения и связывая полевую работу с работой лабораторной в стройное целое.