Вот, например, реакция разложения полевого шпата (ортоклаза) и синтеза каолина:
KAlSi3O8 + CO2 + H20 = Al4 [Si4O10] (ОH) 8+К2СОз+SiO2
Или схема образования малахита и гипса:
2СuSO4+2СаСОз+5Н20=Сu2 (ОН) 2[СОз]+2CaSO4*2H2O+C02
А вот так примерно в коре выветривания идут превращения рудных минералов:
FeS2 + CuSO4 + Н20=Cu2S + CuS + FeSO4 + H2SO4.
Следовательно, земная поверхность — это область особенно активных химических процессов, постоянных изменений и превращений минералов, синтеза очень сложных соединений в результате взаимодействия твердых масс, природных вод и растворов, газов, живых организмов, коллоидов.
Ферсман высказал несколько очепь плодотворных идеи, которые можно было бы назвать геохимическими законами коры выветривания. Вот их суть.
На поверхности Земли постоянно меняются термодинамические условия из-за чередования холодных и теплых, засушливых и влажных периодов. В результате чрезвычайно изменчивы скорости и направления химических реакций. Иначе говоря, для коры выветривания характерны геохимические ритмы. (Между прочим, это обстоятельство используется для искусственного выпаривания из рассолов поваренной соли или вымораживания мирабилита, сульфата патрия.)
Существует широтная геохимическая зональность, отражающая прежде всего климатические особенности географических зон. Так, при выветривании в тропических странах формируются красноцвстные породы, обогащенные окисями железа (латериты), аналогично образуются некоторые месторождения бокситов, ценной руды для получения алюминия.
Достаточно отчетливо выявляется вертикальная геохимическая зональность коры выветривания. Правда, Ферсман в 1914 году охарактеризовал ее в значительной степени условно, неопределенно и отчасти нелогично (до уровня подземных вод — «зона особенно интенсивного разрушения», ниже, до глубины пе более 10 м — зопа «поверхностного выветривания», где обычны малоустойчивые соединения изменчивого состава, далее, до глубины 400 м «мир разрушения», а на поверхности Земли господство коллоидов). Но важна правильность подхода, сама идея вертикальной зональности коры выветривания.
Изумителен диапазон научного творчества молодого ученого: труды, охватывающие три научные области — минералогию, кристаллографию и геохимию, сочетание лабораторных, полевых и теоретических исследований, интерес к процессам глубинным (эндогенным) и поверхностным (экзогенным), умеьие тщательно добывать и собирать факты, обобщать их, разрабатывать оригинальные гипотезы и теории, выдвигать новые перспективные проблемы.
И еще одно ценное качество Ферсмана как ученого: способность сочетать глобальный подход (изучение особенностей и взаимодействия геосфер) с детальным анализом отдельных минералов или минеральных групп. В сущности приведенные выше геохимические законы коры выветривания были высказаны в научно-популярной статье. Ученый не считал их достаточно хорошо обоснованными для соответствующей специальной работы. А к выводам этим он пришел не умозрительным путем, не в результате абстрактных размышлений, а после детальпсйшего анализа одной Ио групп минералов — магнезиальных силикатов.
В 1913 году увидела свет вторая монография Ферсмана — «Исследования в области магнезиальных силикатов».
Первая — «Алмаз» — была посвящена крепчайшему и прекрасному минералу, рожденному в глубинах земной коры.
Во второй, словно по нарочитому противопоставлению, речь шла о минералах нетвердых, землистых, неказистых, рождаемых у земной поверхности, в коре выветривания.
О минералах коры выветривания было известно немного. По традиции минералоги проявляли интерес к «первичным», не измененным выветриванием кристаллам. Еще существенней были объективные причины: по составу и структуре минералы коры выветривания чрезвычайно сложны, а кристаллы образуют очень маленькие. По ряду признаков они сходны между собой, образуют единые скопления и разделяются в лаборатории с большими трудностями.
Ферсман использовал все доступные в то время средства для разделения этих минералов. Наиболее удобным оказался отбор визуальный, под бинокулярной лупой и микроскопом. Кроме того, он использовал практически весь доступный литературный материал на эту тему и с удивлением обнаружил, что еще в трудах ученых XVIII века был описан палыгорскит.
Минералы коры выветривания были подробно охарактеризованы пе только по химическим и физическим свойствам, но и по происхождению. Oil высказал предположение о молекулярной структуре палыгорскита (позже с помощью рентгеноструктурных анализов выяснилось, что эта гипотеза Ферсмана неверна в деталях).
Кора выветривания в сущности совсем не похожа па какую-то заскорузлую, инертную оболочку, скорлупу. Называть ее корой можно, только отдавая дань традиции и памятуя об активной химической жизни этой зоны. Сходство ее с живыми организмами в том, что здесь накапливается энергия в процессах синтеза целого ряда сложных молекул. И еще одна черта, на которую ученые обращали мало внимания. В зоне выветривания многие минералы пе имеют устойчивого химического состава.
Ферсман отметил, что под влиянием выветривания в земной коре постоянно существуют соединения переменного состава. Они образуют как бы цепочки от одних устойчивых форм к другим. Это не какие-то эфемерные создания, играющие в зоне выветривания третьестепенную роль.
Напротив, они очень характерны для нее. Здесь наблюдается, если так можно сказать, устойчивая неустойчивость или, если воспользоваться термином В. И. Вернадского, динамическое равновесие.
Правда, Ферсман не анализировал исследованное им явление с общетеоретических позиций. Он ограничился не яенее важным для науки сбором и обобщением фактов.
Если в своих популярных работах он давал выход потребности домысливать, выдвигать гипотезы, то в специальных трудах, рассчитанных на профессиональных минералогов и химиков, старался поменьше фантазировать.
Итак, к тридцати годам Александр Евгеньевич вполне сложился как оригинальный и вдумчивый естествоиспытатель. Казалось бы, ему остается и впредь развивать достигнутые успехи, продолжать начатые исследования. Какие еще качества ученого требуется ему приобретать? Как будто бы он, если воспользоваться аналогией с минералами коры выветривания, минуя ряд неустойчивых форм, пришел, наконец, в наиболее устойчивое и совершенное состояние.
Однако в жизни людей многое зависит от внешних условий, от событий не только частной, но и общественной жизни, от взаимоотношений не только личностей, но и государств, социальных групп, классов. Постоянная изменчивость окружающего мира не дает нам оставаться неизменными, как бы замкнутыми в футляре «личной жизни».
