Испытывая камни
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Есть ли память у Земли? И не в поэтическом, переносном смысле, а как конкретное научное понятие. Песок, глина, камни, то есть слоистые силикатные материалы. Именно их частенько объединяют словом «земля». Из силикатов в основном сложен осадочный чехол земной коры, достигающий кое-где многокилометровой толщины. Минералы впитывают воду и растворенные в ней соли, переходят из одного вида в другой. Этот процесс протекает и на поверхности Земли, и в глубине ее.
Земную кору исследовать проще, чем недра. Ведь даже сверхглубокое бурение скважин до двенадцати километров можно сравнить лишь с легкими булавочными уколами. Поэтому исследование раздробленных силикатных материалов проводилось в лабораторных условиях.
Учеными были сконструированы установки, моделирующие глубинные условия — давление до десяти тысяч атмосфер и температуру до шестисот градусов Цельсия. Такая обстановка у самых «корней» образования гор. Тысячи опытов, поставленных с разными материалами, доказали: как бы ни видоизменялись мельчайшие кристаллы полевого шпата или слюды под воздействием различных факторов, они тем не менее сохраняют «структурную память» о начальных этапах своей жизни. Другими словами, во время структурных превращений кристаллы не распадаются на отдельные ионы и атомы, как считалось прежде, а, напротив, целые блоки их, плотно упакованные, переходят неизменными из одного кристаллического соединения в другое.
Подобно тому, как живой организм сохраняет какие- то черты и свойства предков, так и в новообразованном кристалле благодаря «фамильному сходству» можно распознать его предшественника.
Эта выявленная закономерность вооружила тех, кто ведет разведку и поиск полезных ископаемых, новыми методами. В сущности, появилась возможность заглянуть в толщу земной коры, не закладывая глубоких шахт и не буря скважин. Можно будет, полагаясь на структурную память минералов, прогнозировать новые месторождения в недрах близлежащего региона. Исследованный минерал будет для этого как бы опознавательным знаком.
Открытие оказало услугу и химикам. Теперь, понимая условия формирования минералов на глубине, они могут моделировать эти условия и, подбирая исходные материалы, синтезировать минералы, редко встречающиеся в природе, или даже создавать новые, с заранее заданными свойствами.