НАУКА О ЗЕМНЫХ НЕДРАХ


С древнейших времен славилась Русь своими рудознатцами, первыми разведчиками земных недр.

Поисками полезных ископаемых занимались сначала люди самых разнообразных званий, состояний, специальностей. Но по мере совершенствования разведочного дела рудоискательство начало превращаться в профессию.

Начиная с XVII века, рудознатцами стали называть людей, целиком посвятивших себя поисковому делу. Появлялись настоящие «династии» рудознатцев. Накапливаемый ими опыт считался фамильной драгоценностью. Исторические документы XVI—XVIII веков упоминают фа)ми-лии Бибиковых, Строгановых, Коптяковых и других рудознатцев.

Многие тайны земли сумели открыть разведчики недр.

Зорко подмечая, казалось бы, самое неприметное, умело и тонко сопоставляя результаты своих наблюдений, они устанавливали надежные признаки, говорящие о присутствии тех или иных полезных ископаемых.

Рудознатцам было известно, что золото надо искать по соседству с кварцем, что галмейная ромашка любит расти над залежами свинцовых руд, а бурый цвет травы указывает на присутствие под землей бурого железняка.

В арсенале современных геологоразведчиков, вооруженных совершенными приборами для отыскания залежей полезных ископаемых, сохранились и эти, пришедшие к нам из седой древности, ценные сведения и примеры.

Во всех концах нашей Родины археологи обнаруживают сейчас древнейшие каменоломни, серебряные и золотые прииски, оловянные и медные рудники, соляные промыслы, разработки слюды, серы, самоцветных камней, свидетельствующие о высоком мастерстве древних горняков.

Население северо-западных районов Руси, славившихся своей железо-дельческой промышленностью, прекрасно умело, например, добывать озерные железные руды.

Русские- мастера давно уже использовали такой сложный и совершенный вйд горных работ, как бурение. На местах древних соляных промыслов археологи нашли немало скважин, служивших для добычи соляного рассола. Длина некоторых из них измеряется сотнями метров! Скважины были с деревянными обсадными трубами.

«...Техника бурения и изоляции водоподъемных горизонтов по тому времени была высокой», — так пишет известный советский горный инженер К. Г. Вододченко, изучавший древние рассолоподъемные скважины. Замечательным обобщением богатейшего опыта, накопленного древними буровыми мастерами, явилось создание во второй половине XVII века руководства «Росписи, как зачать делать новая труба на новом месте». Это одно из древнейших наставлений по технике бурильных работ.

Русские рудознатцы прекрасно понимали, какое значение имеют изучение недр иг добыча полезных ископаемых для блага страны.

Постоянно заботился о развитии важного для промышленности дела — розыска полезных ископаемых — Петр I. В одном из указов он писал: «...Наше же Российское государство перед многими иными землями преизобилует и потребными металлами, и минералами благословенно есть...»

«Не знаю, чего бы *у нас на Руси не сыскать», — писал просветитель, изобретатель, искатель руд и экономист Иван Посошков.

Изданные в то время указы вменяли рудоискателям в обязанность не ограничиваться одним только установлением рудоносности того или иного района, а досконально разведывать рудные залежи, устанавливать их размеры, определять, насколько выгодна их разработка, и доставлять обо всем этом подробные отчеты, прилагая к ним образцы найденных ископаемых. В 1700 году был основан специальный «Приказ рудокопных дел», в задачу которого входило руководство рудными поисками и горным делом, впоследствии он был заменен Берг-коллегией с еще более широкими полномочиями.

Известия о новых находках, сделанных рудоискателями, часто появлялись на страницах первой русской печатной газеты. Уже в первом номере этой газеты, вышедшем 2 января 1703 года, можно прочитать: «Из Казани пишут, на реке Сону нашли много нефти и медной руды, из той руды медь выплавили изрядну, отчего ожидают немалую быть прибыль Московскому государству».

Вскоре были открыты важные каменноугольные бассейны нашей страны. Григорий Капустин в 1721 году обнаружил донецкий уголь, Иван Палицын и Марк Титов через год нашли каменный уголь в Подмосковье, Михаил Волков — в теперешнем Кузбассе. Чудесными памятниками золотых россыпей, рудных и угольных залежей увековечили свое мастерство разведчики подземных богатств.

В истории горного дела почетное место занимает имя Василия Никитича Татищева (1686—1750). Человек больших и разносторонних дарований — историк, географ, металлург, — Татищев во время своей работы на Урале заботился не только о «размножении заводов». Много сил отдал он организации поисков руд и минералов и созданию новых рудников. Горячий патриот, он неутомимо ратовал за развитие русской горной промышленности. Пристальное внимание Татищева к горному делу нашло яркое отражение в его вопроснике, который он собирался разослать по губерниям с целью получения различных сведений. В вопроснике был специальный раздел «О подземностях».

Татищев предлагал заменить в горнотехническом языке иностранные термины русскими словами. По тогдашней терминологии рудник, например, именовался «грубоем», вороток — «гаш-пелем», ученики — «гейзелями» и т. д.

Своей деятельностью Татищев навлёк на себя гнев временщика Бирона. В 1739 году Татищев был лишен всех чинов и брошен в Петропавловскую крепость. Оттуда он вышел только после падения бироновщины.

Горячим ревнителем отечественной горной промышленности был современник Татищева —

Вилим Иванович Геннин. Возглавляя более десяти лет, с 1723 по 1734 год, уральскую горнозаводскую промышленность, Геннин проявил себя не только как энергичный организатор, но и как неутомимый исследователь*

28 Рассказы

Кристаллы горного хрусталя.

Во время своих путешествий он собрал много ценных сведений о подземных богатствах. Сочинение Геннина «Натуралии и минералии камер в сибирских горных и заводских дистриктах... и прочих куриозных вещах абрисах» в течение долгого времени служило справочником и учебником по горному делу.

Геннин описывает месторождения железной руды на Урале, сообщает о нефти, найденной в районе Вишеры, пишет о больших запасах железных и медных руд на территории нынешнего Казахстана, подробно рассказывает о технике бурения, применяющейся русскими мастерами. Из книги Геннина можно узнать имена многих русских первооткрывателей месторождений полезных ископаемых.

В своей «Натуралии» Геннин не ограничивается поверхностным описанием месторождений: он сообщает об их простирании и наклоне.

Книга Геннина, несмотря на ряд содержащихся в ней наивных рас-суждений, отражавших тогдашние представления, бесспорно заметная веха в истории накопления знаний о земле.

* * *

Застывшая лава и трещины в земной коре.

Ко времени, когда развернулось творчество Ломоносова, геологии как самостоятельной науки еще не существовало. Множество фактов, добытых путешественниками, рудоискателями, горняками, еще не было должным образом осмыслено, обобщено.

Высказывались только отдельные геологические идеи, причем в воззрениях ученых было много неверного, неточного.

Естествоиспытатели, как правило, придерживались метафизических представлений —■ не видели Землю в ее развитии. В XVI—XVII веках в научном мире имели хождение теории дилювианизма. Приверженцы &тих теорий пытались объяснить факт нахождения в пластах земной коры остатков вымерших животных легендой о всемирном потопе. Все на поверхности Земли — горы, материки, земные слои и т. д. — все это, говорили они, следы всемирного потопа, после которого поверхность нашей планеты осталась неизменной.

И во времена Ломоносова многие представители науки придерживались взглядов о неизменности Земли, ее строения и ее обитателей. «Мир от века дан таким же, как он есть сейчас», — утверждали ученые. Исходя из этого, они ставили своей целью только классифицировать то, что хаотично, по их мнению, сгрудилось в недрах.

Необходимо отметить, что подобные представления имели место в XIX веке в виде так называемой теории катастроф, о которой Ф. Энгельс сказал, что эта теория «о претерпеваемых землей революциях была революционна на словах и реакционна на деле». Сторонники теории катастроф утверждали, что вся первоначальная история нашей планеты разделена на ряд эпох страшными катастрофами—потопами. Каждая такая катастрофа сметала с лица земли все живое. Вслед за катастрофой наступал новый акт творения.

Изображая таким образом древнейшую историю Земли, катастрофи-сты еще оставляли здесь место хотя бы для какого-то подобия изменчивости мира. После же того, как появился на Земле человек (по их мнению, его создал творец), все утихомирилось, и с тех пор Земля и животный мир якобы навеки неизменны.

По-иному смотрел на мир Ломоносов. Высмеивая тех ученых, которые, выучив несколько слов: «Бог так сотворил» и «сие дая в ответ вместо всех причин», он смелыми мазками набрасывает величественную картину мира, рисуя его вечно живым, движущимся, меняющимся. «Твердо помнить должно, — говорит он, — что видимые телесные на земле вещи и весь мир не в таком состоянии были от создания, как ныне находим, но великие происходили в нем перемены...»

Идея постоянного и непрерывного развития, провозглашенная Ломоносовым, явилась краеугольным камнем фундамента науки о земле.

Ломоносов указывает, в результате действия каких сил происходит развитие и изменение строения земной коры.

Он делит эти силы на внешние и внутренние. Внешние — это «сильные ветры, дожди, течения рек, волны морские, пожары в лесах, потопы». Внутренние силы — это землетрясения, деятельность вулканов, жар, господствующий «в земной утробе».

Мысли Ломоносова о происхождении горных пород легли в основу важных для современной геологии учений о диагенезе и метаморфизме.

Под диагенезом геологи понимают сложную совокупность химических и физических явлений, превращающих с течением времени рыхлые осадки и отложения в твердые, окаменелые породы.

Учение о метаморфизме говорит о самых глубоких, коренных изменениях в строении горных пород, происходящих под действием бысоких температур и давлений. Не только основа, но и отдельные детали ломоносовского учения сохранили свое значение в наши дни.

Примером этому может служить важное указание Ломоносова на «возможность сухого хрусталей рождения», то есть, говоря языком современной науки, на возможность образования кристаллов в твердой горной породе.

В своем учении о земле Ломоносов отразил многообразие причин ее изменения. Неполными представляются рядом с его воззрениями взгляды немецкого ученого Вернера, жившего несколько позже Ломоносова и считавшего море главным фактором формирования рельефа земли.

Несмотря на узость гипотезы Вернера, явившейся по сравнению с ломоносовским трудом шагом назад (характерно, что эта гипотеза поддерживалась духовенством), она нашла себе сторонников среди многих ученых. Сторонники учения Вернера стали именоваться «нептунистами» (по имени Нептуна — бога моря в античной мифологии). Учение «непту-нистов» имело хождение даже в XIX веке.

В уже давно опубликованном труде Ломоносова «О слоях земных» (1763 г.) Вернер и его последователи могли бы найти убедительнейшие возражения своей гипотезе.

Будто прямо к ним обратил следующие слова своего труда Ломоносов: «Чем возвышены великие хребты Кавказские, Таврийские, Кордильерские, Пиренейские и другие и самые главные горы, то-есть части света?!» — восклицает он.

«Конечно, не ветрами, не дождями, кои еще с них землю смывают, конечно, не реками, кои и^ них же протекают, конечно, не приливами и не потоками, кои до их не досягают и натурально досягнуть не могут и тяжкой каменной материи, из коих вершины оных состоят, на такую

Действие сил воды и ветра: ущелье, про-мытое рекой; скала с отверстием, пробитым волнами.

Скала, принявшая в результате выветривания форму диковинного гриба.

ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ

периоды

ЧЕТВЕРТИЧНЫМ.

ТРЕТИЧНЫЙ

МЕЛОВОЙ

ТРИАСОВЫИ

ПЕРМСКИИ

КАМЕННО

УГОЛЬНЫЙ

ДЕВОНСКИЙ

СИЛУРИЙСКИЙ

ОРДОВИЧСКЙЙ

КЕМБРИИСКИИ

фазы горообразования

Альпийское

гороовдозобашн

\ 1 Герцинское гороовразобошл

Каледонское

Чарнийскав

Д0КЕМБРИЙСШ-

высоту поднять не могут. Чем вырыты ужасной и недосягаемой глубины пучины морские? Конечно, не дождями и не бурями, кои во глубину весьма мало действуют; конечно, не вливающих рек быстриною, коя исчезает при самых устьях».

Через труд «О слоях земных» красной нитью проходит плодотворная идея о том, что геологические явления в прошлом Земли можно объяснить теми же процессами, которые и в настоящее время совершаются на ее поверхности и в недрах.

Ключом к раскрытию прошлого Земли и предвидению ее будущего является познание ее настоящего. Это так называемый принцип акту-ализма — стержень всех геологических теорий.

Трудами Ломоносова, так же как и трудами жившего несколько позднее английского ученого Д. Геттона, были заложены основы новой, эволюционной геологии. Эволюционные идеи в геологии получили дальнейшее развитие в творчестве великого английского ученого Чарлза Лайеля (XIX век).

❖ ❖ ❖

С великой страстью отдавался Ломоносов построению основ геологии, стремясь, чтобы соотечественники его «вникнули разумом и рачением в земные недра, к большему приращению государственной пользы...» В трудах Ломоносова, посвященных горному делу, минералогии, геологии и кристаллографии, разбираются вопросы и теоретические и сугубо практические.

Ломоносов создал первое руководство по горному делу, написанное на русском языке. Горные мастера, техники и инженеры могли почерпнуть из сочинения Ломоносова много ценных практических указаний и советов. Ломоносов рассказывал о способах проходки и крепления горных выработок, об инструментах, употребляемых в горном деле. Особое внимание уделял он описанию применяемых в шахтах механизмов.

Ученый не ограничивался только описаниями. Он четко классифицировал подземные выработки по их особенностям. Классификация эта в основных своих чертах сохранилась до нашего времени.

Стремясь облегчить и обезопасить труд горняков, Ломоносов изобрел много интересных машин и разработал первую теорию естественного проветривания шахт, помогающую строить рудники так, чтобы обеспечить в них. хорошую вентиляцию. Он сконструировал специальную вентиляционную установку, приводимую в действие водяным колесом.

Ученый стремился к тому, чтобы, наряду с практическими приемами горнорудного дела, познакомить своих соотечественников и с вершинами тогдашней науки.

Недаром свой научный труд «О слоях земных» Ломоносов поместил в качестве приложения к классическому сочинению «Первые основания металлургии, или рудных дел», которое он написал, как знает читатель, для самых широких кругов русских горняков и металлургов.

Как же узнать строение недр?

И Ломоносов дает ответ. «Начиная по порядку сие дело, — пишет сн, — за необходимость почитаю описать кратко... самый верхний слой, как покрышку всех прочих, то есть самую земную наружность. Ибо она есть часть нижних, и по смежеству много от них заимствует, уделяя им и от себя взаимно...»

Геологическая наука изучает землю как сложный комплекс, в котором все находится во взаимосвязи. Каждый слой, каждый пласт родился и существует не изолированно. Он — элемент, часть общего процесса жизни оболочки Земли.

Минералы также не неизменны. Они рождаются и живут.

Разгадывая тайны происхождения рудных жил, ученый говорит, что они образуются выпадением минералов из горячих растворов. Ломоносов стремится дать научное объяснение происхождению каменного угля, янтаря, сланцев и нефти.

Поэзия и наука гармонично сливаются в его рассуждении о происхождении янтаря. Высказав свои взгляды на этот предмет, Ломоносов заключает: «...кто таковых ясных доказательств не принимает, тот пусть послушает, что говорят включенные в янтарь червяки и другие гадины. Пользуясь летнею теплотою и сиянием солнечным, гуляли мы по роскошествующим влажностью растениям, искали и собирали все, что служит к нашему пропитанию; услаждались между собой приятностию благорастворенного времени и, последуя разным благовонным духам, ползали и летали по травам, листам и деревьям, не опасаясь от них никакой напасти. И так садились мы на истекшую из дерев жидкую смолу, которая нас, привязав к себе липкостью, пленила и, беспрестанно изливаясь, покрыла и заключила отовсюду. Потом от землетрясения опустившееся вниз лесное наше место вылившимся морем покрылось; деревья опроверглись, илом и песком покрылись, купно со смолою и с нами; где долготою времени минеральные соки в смолу проникли, дали большую твердость и, словом, в янтарь претворили, в котором мы получили гробницы великолепнее, нежели знатные и богатые на свете люди иметь могут. В рудные жилы пришли мы не иначе и не в другое время, как находящееся с нами окаменелое и мозглое дерево».

Ломоносов подчеркивает огромное влияние, которое оказывают на процессы, идущие в недрах земли, такие факторы, как давление, температура и химическое взаимодействие веществ.

Изучение химических процессов, идущих в земной коре, указывает он, поможет открыть законы распределения минералов и тем самым облегчит их поиски.

Через семьдесят лет после издания труда Ломоносова «О слоях земных» швейцарский ученый Шейнбейн ввел в науку понятие геохимии, суть которого составляли идеи, подобные изложенным Ломоносовым. А через полтора века со дней Ломоносова русские ученые Вернадский и Ферсман придали геохимии ее современный вид.

Поднимаясь до широчайших теоретических обобщений, Ломоносов проявляет себя и блестящим экспериментатором. Предваряя работы французского ученого Роме де Лилля, Ломоносов провел точные измерения узлов кристаллов и высказал мысль о том, чго форма их отражает закономерности их внутреннего строения.

Многие идеи Ломоносова легли впоследствии в основу отдельных отраслей науки. Но некоторые его мысли еще ждут своего воплощения.

Внедряя математику в науку об электричестве и в химию, Ломоносов и в помощь геологии стремился дать это мощнейшее орудие научного исследования.

Образование рудной жилы. На стенках трещины вырастают кристаллы, заполняющие постепенно всю трещину.

Кусок янтаря, в толще которого сохранилось насекомое, жившее миллионы лет назад.

Великим научным заветом современной геологии звучат слова Ломоносова о том, что для исследования земных недр «принять в по-мощ геометрию» (то есть математику. — Ред.) — «правительницу всех мыслительных изысканий».

Призыв русского гения применить математический аппарат в геологии поражает необычайной смелостью мысли, — это то, к чему сейчас стремятся науки о земле и чем они овладеют в будущем.

я* ❖ *

Земли родины приковывали пристальное внимание русского ученого. В сокровищах недр видел он источник блага народа. Возражая ученым, твердившим, «что полунощные земли не могут быть так минералами богаты, как южные, ради слабого солнечного проницайия в землю», Ломоносов прозорливо писал: «По многим доказательствам примечаю, что и на Севере богато и щедро царствует натура».

В последние годы жизни Ломоносов приступает к осуществлению -своего заветного замысла. Он намеревается создать коллекцию российских руд и минералов и с этой целью публикует в 1763 году призыв к соотечественникам присылать к нему образцы руд и минералов.

Стремясь к подробному исследованию русских земель и понимая, какую громадную пользу могут принести здесь экспедиции, Ломоносов потратил много сил, убеждая правительство в необходимости планомерного изучения естественных богатств страны. Он составил -детальные проекты предполагаемых экспедиций, где наметил круг вопросов, которыми эти экспедиции должны заниматься. Последний из таких документов был написан Ломоносовым всего за два месяца до смерти.

В своем стремлении изучить богатства родной страны ученый был не одинок, Исследование недр Росции занимало важное место в деятельности многих русских путешественников, современников Ломоносова.

В классических трудах «Описание Земли Камчатской» С. П. Крашенинникова и «Путешествия через Сибирь» И. Г. Гмелина, явившихся плодами знаменитой Камчатской экспедиции, рассказывающих о природе и населении далеких областей России, немало места отведено и геологии.

Целые главы своей книги посвящает Крашенинников металлам и минералам Камчатки, ее горячим минеральным источникам, знаменитым огнедышащим горам.

Карта экспедиции Крашенинникова на Камчатку.

В отчетах экспедиции содержались также сведения о найденных остатках древних металлургических печей и рудничных разработок, свидетельствующих о присутствии в этих местах полезных ископаемых.

Много ценного о недрах России содержится и в книге члена-коррес-пондента Академии наук П. И. Рычкова «Оренбургская топография» и в его статьях «О пещере на р. Белой», «О некоторой горючей угольной земле», «Описание Илецкой соли». Рычков пишет о месторождениях камня на Урале, сообщает о местах, где есть слюда. Исследователь с радостью и гордостью указывает, что на Южном Урале находят «хрустали и тумпасы большими и малыми штрихами, мрамор, яшма и агаты разных цветов, которые в полировке не только не хуже, но едва и не лучше ль иностранных». Сообщает Рычков и о месторождениях асбеста, цветных глин и различных руд, а также о «нефтяных ключах», замеченных на Эмбе.

В 1744—1768 годах проходили знаменитые академические экспедиции, план которых замыслил еще Ломоносов. В них приняли участие молодые русские ученые И. И. Лепехин, Н. Я. Озерецковекий, Н. П. Рычков— сын автора «Оренбургской топографии», П. С. Паллас, С. Г. Гме-лин и студент Василий Зуев, ставший впоследствии академиком.

Подобно экспедиции Крашенинникова и Гмелина-старщего, отряды этих ученых, обследовавшие Южный Урал, Алтай, Минусинский,

Нерчинский, Астраханский края,

Прибайкальские земли, Закавказье, занимались всесторонним исследованием земель, по которым проходили, они дали много и делу познания недр России.

Так, например, в Кемской области, на островах, Лепехин находит «изобильные признаки слюды». Путешествуя около Имандры, он замечает ущелья, о которых пишет: «Отменное положение их, вывороченные сопки великую подают надежду отысканию металлов». На Урале Лепехин находит неизвестные дотоле угольные месторождения, асфальт, новые залежи железных руд. Основываясь на своих наблюдениях, он предсказывает существование южноуральского месторождения полиметаллов.

Говоря о несметных богатствах уральских недр, ученый горячо призывает к исследованию их.

Сокровища Урала описываются и в книге академика Палласа «Путешествия по разным местам Российского Государства».

Карта путешествий Лепехина,

Полезные ископаемые каменный уголь, магнитный железняк, слюда.

Паллас обнаружил на Урале множество древних рудников, свидетельствующих о богатых залежах металла. Такие же важные находки были сделаны им и на Алтае и в Минусинском крае.

Немало интересных геологических сведений находим мы в книгах Н. Я. Озерецковского «Описание Колы и Астрахани» и В. Ф. Зуева «Путешественные записки Василия Зуева от Петербурга до Херсона з 1781 и 1782 году», в которых участники экспедиции Лепехина и Палласа -описывали свои позднейшие самостоятельные путешествия.

Деятельность ученых была вдохновенным трудом энтузиастов. «Я до безумия, до мученичества влюблен в камни дикой Сибири», — писал петербургский академик Кирилл Григорьевич Лаксман, один из славной плеяды исследователей тех времен.

Опыт разведки и разработки месторождений полезных ископаемых возрастал, развивалась горная промышленность. Важной вехой в истории русской геологии и горного дела является основание в 1774 году Горного училища, преобразованного затем в Горный корпус, а потом в Горный институт.

Это старейшее в России высшее техническое учебное заведение сыграло колоссальную роль в развитии науки и техники.

Как бы отвечая на призыв Ломоносова, все новые исследователи — среди них были и знаменитые академики и простые русские люди — становились разведчиками ископаемых богатств родины. К концу XVIII века список залежец полезных ископаемых намного вырос.

Яркое свидетельство высокого уровня, достигнутого русскими геологоразведчиками, — появление в конце XVIII века геологических карт. К замечательным памятникам деятельности тогдашних горняков относится карта Восточного Забайкалья, составленная в 1789—1794 годах Дорофеем Лебедевым и Михаилом Ивановым. Это одна из первых геологических карт. Огромную площадь в 38 тысяч квадратных километров обследовали ее составители, замечая места залегания различных пород — гнейса, сланца, песчаников, известняка, гранита, кварца, мрамора, базальта, порфира, шифера и т. д. Карта похожа на причудливый орнамент из цветных полос и пятен. Каждой из пород соответствует своя краска. Проставленные тушью значки отмечают местонахождение ключей, соленых озер, медных и серебряно-свинцовых рудников.

По своей точности и тщательности выполнения карта Лебедева и Иванова превосходит даже многие карты XIX века.

Весь драгоценный материал, накопленный к концу XVIII века русскими геологами, сведения о минералах, рудах и их залежах требовали продуманной систематизации.

Рубеж XVIII и XIX веков — начало нового периода в развитии русской минералогии, геологии и горного дела, поры глубоких обобщений.



Истории, рассказы о русской науке и технике, Болховитинов В. 1957