Примерно
такими были счетные способности первобытного человека. Его
математический аппарат насчитывал всего две количественные величины —
«много — мало».
Почти таким же критерием пользовались
люди лет сто назад, когда пытались оценивать, сколько каких элементов
припасено нашей планетой в ее «закромах».
Широко используются в практике, скажем,
свинец, цинк, серебро, стало быть, их много. Значит, это элементы
распространенные. А редкие земли (лантаноиды) потому и редкие, что на
Земле почти не встречаются. Их мало.
Вот как легко было рассуждать какое-то столетие назад.
Право же, первые ревизоры кладовых
химических элементов занимались работой не очень обременительной.
Вспоминая об их «деятельности», наши современники весело улыбаются.
Да и как же не улыбнуться, если теперь
они точно могут ответить на вопрос: сколько чего? Если они даже могут
сказать, сколько атомов каждого элемента содержится в земной коре. Они
наверняка знают, что пресловутых редких земель в минералах планеты лишь
немногим меньше, чем свинца, цинка и серебра, вместе взятых.
Скрупулезная «бухгалтерия» запасов
химических элементов началась с научного подвига. Его совершил
американский ученый Фрэнк Кларк. Он проделал более пяти с половиной
тысяч химических анализов. Самых различных минералов — из тропиков и из
тундры. Самых разнообразных вод — из глухого таежного озера и Тихого
океана. Исследовал образцы всевозможных почв с разных концов света.
Двадцать лет продолжался этот
титанический труд. Благодаря Кларку и другим ученым человечество
получило вполне четкое представление, каких элементов на Земле больше
всего.
Так родилась наука геохимия. Она поведала людям такие удивительные истории, какие раньше не могли и присниться.
Вот что оказалось: первые 26
представителей менделеевской таблицы — от водорода до железа —
практически образуют всю земную кору. Они составляют 99,7 процента от ее
веса. Только «жалких» три десятых процента приходится на долю остальных
67 элементов, встречающихся в природе.
Чего же больше всего на Земле?
Не железа, не меди, не олова, хотя
человек пользовался ими тысячелетиями и запасы этих металлов
представлялись огромными, неисчерпаемыми. Больше всего — кислорода. Если
на одну чашу воображаемых весов положить земные ресурсы кислорода, а на
другую — всех прочих элементов, чаши почти уравновесятся. Почти
наполовину земная кора состоит из кислорода. Где его только нет: в
водах, в атмосфере, в огромном количестве горных пород, в любом животном
и растении — всюду кислород играет весьма видную роль.
Четвертая часть земной «тверди» — кремний. Основа основ неорганической природы.
Дальше элементы Земли по своим запасам
располагаются в таком порядке: алюминий — 7,4 процента; железо — 4,2;
кальций — 3,3; натрий — 2,4; калий и магний — 2,35; водород — 1,0; титан
— 0,6.
Вот первая десятка химических элементов в нашей планете.
А чего на Земле всего меньше?
Очень мало золота, платины и ее спутников. Поэтому они и ценятся так дорого.
Но любопытный парадокс: золото было
первым из металлов, который стал известен человеку. Платину открыли,
когда и слыхом не слыхивали ни о кислороде, ни о кремнии, ни об
алюминии.
У благородных металлов есть уникальная
особенность. Они встречаются в природе не в виде соединений, а в
самородном состоянии. Не надо затрачивать никаких усилий на выплавку.
Потому-то их нашли на Земле, именно нашли в столь давние времена. Однако приз за редкость все-таки принадлежит не им. Этой печальной награды удостаиваются вторичные радиоактивные элементы.
Мы вправе назвать их элементами-призраками.
И геохимики говорят: полония на Земле
всего-навсего 9600 тонн, радона и того меньше — 260 тонн, актиния — 26
тысяч тонн. Радий и протактиний настоящие гиганты среди призраков: их в
общей сложности около 100 миллионов тонн, но в сравнении с золотом и
платиной это ничтожно малое количество. А вот астат и франций неудобно
причислить даже к призракам, они нечто еще менее материальное. Земные
запасы астата и франция измеряются (смешно сказать!)… миллиграммами.
Имя самого редкого элемента на Земле — астат (69 миллиграммов на всю толщу земной коры). Комментарии, как говорится, излишни.
Первые трансурановые элементы — нептуний
и плутоний — тоже, оказывается, существуют на Земле. Они рождаются в
природе благодаря очень редким ядерным реакциям урана со свободными
нейтронами. Эти призраки «тянут» на сотни и тысячи тонн. А вот о
прометии и технеции, в появлении которых также повинен уран (ему
свойствен процесс самопроизвольного деления, когда ядра распадаются на
два примерно равных осколка), о них прямо-таки нечего сказать. Ученые
нашли еле заметные следы технеция, а прометий все еще пытаются отыскать в
урановых минералах. Еще не изобрели таких весов, на которых можно было
бы взвесить земные «запасы» прометия и технеция. |