Ферсман - [109]

Минералы с хромом всегда ярко окрашены в фиолетовый, зеленый, красный или в тот и другой цвет одновременно, как рубины, александрит, изумруд и другие.

Соединения с марганцем — розового или красного цвета, — например, лепидолит, родонит, гранат.

Наряду с этим существуют окраски, в которых нельзя установить никакой химической зависимости. Таковы синие и сине-фиолетовые окраски лазурита, содалита. В этих окрасках сказывается строение самих кристаллов.

Как мы уже знаем, находящиеся в обычном своем состоянии, неповрежденные атомы не обладают свободным электрическим зарядом, но практически атомы, участвующие в химических соединениях в сложных атомных постройках, образующие земные разнообразные тела, заряжены одни положительным, другие отрицательным электричеством. Эти заряженные атомы недаром носят название ионов, что по-гречески означает «странник». Они блуждают, странствуют, перемещаются, как выражаются геохимики, мигрируют в земной коре. Из них строятся химические соединения и кристаллы, не только те, которые мы видим в больших чистых массах горного хрусталя и каменной соли, но и те своеобразные кристаллические, подвижные, колеблющиеся постройки, из которых состоят, по новейшим воззрениям, даже жидкости, включая воду.

В эти замечательные постройки проникают электромагнитные колебания — свет. Если сеточка атомов, из которых сложен тот или иной кристалл, симметрична, а кристаллические постройки прочны и сами по себе не заряжены электричеством, волны света, в тысячу раз большие, чем сама сеточка, спокойно проходят через кристаллы. Примером тому является белый прозрачный лед и горный хрусталь. Но если только мельчайшая решетка с узлами, в которых сидят маленькие ионы, не крепка, не симметрична, отдельные частицы самих атомов смещены, волна света не сможет здесь пройти «безнаказанно», как выражался Ферсман, — она потеряет часть своих колебаний и, значит, часть своих цветов. Часть ее спектра окажется захваченной, будет поглощена внутри кристалла и пойдет или на химическую реакцию, или на зарядку или перезарядку отдельных частей атома, или просто на его нагревание. И наш глаз, этот величайший по значению и тончайший по анализу орган восприятия мира, увидит кристалл ярко окрашенным в дополнительные цвета[94].

***

Нам пора расставаться с книгой «Цвета минералов», потому что в своем дальнейшем изложении она углубляет рассматриваемые проблемы настолько, что они становятся доступны лишь специалисту-поисковику. Но именно стремление вооружить этого искателя новым орудием исследования минералов — тонким пониманием законов их цветности — руководило Александром Евгеньевичем Ферсманом в написании его книги. Он в первую очередь адресовал ее полевым исследователям, «опытный глаз которых дороже всего». В другом месте — в своем большом труде, вышедшем в 1940 году («Геохимические и минералогические методы поисков полезных ископаемых»), — Ферсман на многих жизненных примерах доказывал, что геохимик-исследователь в цветности не только минералов, но и их сочетаний, в цветности почвенного покрова находит ряд руководящих идей, которые позволяют ему решать важнейшие промышленные задачи.

Так в Южной Африке поиски алмазоносных трубок всегда были связаны с отысканием бурых и буро-крас-ных холмов, представлявших собой продукты окисления дунитовых трубок. В Полярной Канаде открытие замечательных жил урановой руды и серебра было связано с нахождением тёмнокрасных жил, богатых гематитом и красным доломитом, которые прорезали на большом протяжении серые и серо-зеленоватые гнейсы. Тёмнокрасный цвет этих жил был настолько характерен, что поиски их велись непосредственно с самолета. Ферсман приводил также в пример характерные случаи побеления пород в связи с серными залежами в Средней Азии и т. п.

Обращаясь к широкому читателю, Ферсман должен был далее большое место в своей популярной работе уделить обширным проблемам природы света и цветов, затем — проблеме строения вещества. Тому, кто захотел бы познакомиться с этой интереснейшей книгой — а она до сих пор поучительна во многих отношениях, — предварительно придется усвоить некоторые исходные положения учения о цветах, познакомиться с тем, что представляют собою те электромагнитные волны, которые мы называем видимым светом, из чего построено вещество и каким образом мельчайшие единицы этого строения воздействуют на проходящий через них свет.

Здесь книжка Ферсмана перекликается с великолепным этюдом о физике зрения «Глаз и солнце», который оставил нам академик С. И. Вавилов.

В главе, посвященной очерку современных воззрений на строение вещества, с наибольшей полнотой открывается философская концепция книги «Цвета минералов».

В живописном очерке Ферсман рисовал те условия, при которых световые колебания видимого спектра способны гармонично «звучать» в сложном электрическом поле кристалла, и другие, при которых соответственная волна исчезает, погашается, превращается в тепловое колебание, уходит на повышение заряда, на возбуждение ионного слоя, вызывает те или иные энергетические возмущения в кристалле, но не проходит через него как световая волна. Внешне это выражается в том, что волна погашается, исчезает из видимого спектра, а вместе с тем белый свет заменяется иным. Обычно исчезает не одна определенная волна, а целая полоса волн, иногда очень резкая, иногда более размытая. Погашение полосы приводит к выявлению дополнительных цветов окраски.