7 месяцев назад
Нету коментариев

Все началось с песка. Английский священник В. Грегор совершал свою очередную прогулку по берегу реки. Он был ученым, философом и часто задумывался о раз­личных явлениях земной жизни. Вот и сейчас мысли «свя­щенника были далеки от бога.

Вдруг что-то привлекло внимание Грегора. Он даже не сразу понял, что же его остановило. Все здесь было знакомо долгие годы: и местечко Менаккан, и неширо­кая дорога вдоль реки с песчаными берегами. Но вот свя­щенник взял горсть песка… Среди белых и желтоватых песчинок отчетливо выделялись смоляно-черные. Их бы­ло так много, что весь пляж вокруг казался прокопчен­ным. Почему? Как только возник этот вопрос, в челове­ке, облаченном в одежды служителя церкви, встрепенул­ся ученый, исследователь.

А в 1791 году появилось сообщение английского хи­мика и минералога В. Грегора о его открытии при иссле­довании песка из местечка Менаккан. Им был обнаружен окисел неизвестного элемента, который автор предложил назвать по месту находки менаккином, а минерал, его содержащий, — менакканитом.

Но спустя четыре года, в Германии, в лаборатории знаменитого химика, иностранного почетного члена Пе­тербургской Академии наук, первооткрывателя урана и циркония М. Клапрота из минерала рутила был тоже вы­делен новый, неизвестный науке элемент со свойствами металла. Сопоставляя результаты исследований В. Гре­гора и свои, М. Клапрот пришел к выводу, что этот обна­руженный им в рутиле элемент и менаккин, открытый Грегором, — одно «лицо». Не покушаясь на первенство В. Грегора, М. Клапрот предложил все-таки другое имя для менаккина. «Я хочу новому металлу дать имя, заим­ствованное из мифологии,— титан, в честь сыновей Геи — Земли», — так чтобы объяснил ученый свое решение. Од­нако на этот счет существует и другое мнение. В немец­кой мифологии хранителями горных богатств считались эльфы, а их царицей была Титания. Не ее ли именем на­звал химик новый химический элемент, известный сейчас как металл титан?

Но, увы, и В. Грегор и М. Клапрот обнаружили и вы­делили из минералов не чистый титан, а его окисел. Лишь в 1910 году, то есть почти через 120 лет, был по­лучен чистый металлический титан американским хими­ком Хантером. Сделать это было нелегко. У титана «трудный характер» — он жаден и рьяно поглощает газы, особенно азот и углерод. Очень долго не удавалось вы­зволить его из этой «компании», а когда, наконец, уда­лось, ученые были ошеломлены. Ведь ожидалось, что ти­тан очень тугоплавок и из него можно будет делать во­лоски для ламп накаливания. Предполагали, что темпе­ратура плавления титана 6000°С. А оказалось — всего 1660°С. При комнатной температуре металл вел себя совсем неожиданно: был хрупок и не обладал ковкостью. Лишь после нагрева он избавлялся от этих недостатков. Правда, дотоле не был известен ни один металл, столь богатый и добродетелями. Если золото и платина раство­ряются в «царской «водке» — смеси азотной и соляной ки­слот, — то титан при комнатной температуре с «царской водкой» не реагирует. Даже в кипящей азотной кислоте этот металл не разрушается. А в молочной, винной, ук­сусной, лимонной кислотах зеркально отполированная поверхность титановой пластинки даже не мутнеет.

В ходе одного эксперимента пластинки толщиной в один миллиметр из различных металлов погрузили в мор­скую воду. И вот что из этого получилось: алюминиевая пластинка разрушилась полностью через 5 месяцев, мед­но-никелевая через 9, из нержавеющей стали раствори­лась через 4 года. А титановая не изменилась. Ученые рассчитали, что за тысячу лет толщина ее уменьшилась бы лишь на 0,02 миллиметра.

В конструкцию одной американской установки по опреснению морской воды входило 150 километров тита­новых труб. За время ее работы через эти трубы было пропущено 18 миллиардов кубометров морской воды с обломками ракушек. По существу, морская вода — это рассол, где на литр воды приходится 30—35 граммов соли. К тому же рассол, проходивший по титановым тру­бам, нагревался до 85—120°С. Создать такие условия другим стойким материалам — они и года не выдержат. Титановые трубы через два года жичуть не изменились.

Такая химическая устойчивость позволяет использо­вать этот металл в медицине. Титановые стержни приме­няются для соединения сломанных костей, пластины — при ранах на голове, искусственные клапаны — для ле­чения пороков сердца. Хирургические инструменты из него не боятся кипячения, не ржавеют и долго не тупят­ся, к тому же они легки и прочны.

Заслугой титана можно считать и огромные перемены, происшедшие в авиации. Замена алюминиевых деталей изготовленными из титановых сплавов позволила снизить вес самолета на 20 процентов. А вслед за этим увеличи­лись скорость и высота полета, со временем стала воз­можной скорость, большая звуковой. Специалисты счи­тают, что самолеты, способные летать со скоростью, в 2—3 раза превышающей звуковую, со временем должны на 60—90 процентов состоять из титановых деталей.

Применение титана и его соединений в ракетной тех­нике сделали возможными полеты человека в космос. Материал обшивки космического аппарата должен быть жаростойким, чтобы защитить его от пламени, бушую­щего снаружи, а известно, что титан не меняет своих качеств при длительном нагреве до 550—600°С, .при крат­ковременном—даже до 800°С. Этот удобный, легкий и прочный металл, безусловно, найдет широкое применение при монтаже различных конструкций в космосе. Шаги к этому уже сделаны. Автоматическая сварка и резка ти­тана в межпланетном пространстве произведена еще в 1969 году космонавтами Г. С. Шониным и В. Н. Кубасо­вым.

Всего 70 лет как в чистом виде получен металл титан, но сколько специальностей он освоил за это время! На­учился даже летать к звездам! А ведь в недалеком прош­лом он использовался лишь в составе отличной краски — титановых белил.

Поиски месторождений титановых руд в России свя­заны с возникшей в годы первой мировой войны потребностью в специальных сортах стали для военной техни­ки. В 1915 году А. Е. Ферсман организовал первую экс­педицию, целью которой были поиски титановых руд. В результате на Урале, в Ильменских горах, был найден смоляно-черный непрозрачный слабомагнитный минерал, содержащий титан. По месту находки его назвали ильме­нитом. Однако, как стало известно со временем, у него уже было имя. Помните открытый В. Грегором минерал менакканит? Именно так звали его до 1915 года. Ильме­нит и менакканит — одно и то же, та самая титановая ру­да. Геологи еще зовут ее титанистым железняком, посколь­ку в ней «содержится 31,6 процента титана и 36,8 процен­та железа. В коренных месторождениях титанистый же­лезняк (он же ильменит, менакканит) встречается в виде небольших кристалликов, которые вкраплены в горные породы. Но изредка находят огромные, прекрасно образо­ванные, с четкими гранями, плоские кристаллы ильмени­та. Так, в Южной Норвегии, в районе Ивеланд, найдены пластинчатые кристаллы ильменита размером около мет­ра. Там же, в Норвегии, на месторождении Крагере, встречены крупные кристаллы этого минерала весом 6— 7 килограммов.

«Соседом» титанистого железняка в породах часто бы­вает ильменорутил, содержащий, кроме титана, железо, ниобий и тантал — ценнейшие металлы. Встречается он и в виде черных кристаллов с сильным полуметалличе­ским блеском, и в виде желваков. Интересно, что под микроскопом в тонком срезе — аншлифе можно увидеть пластиночки ильменита, вросшие в ильменорутил. Из­вестны такие образцы из жил Ивеланда в Норвегии и из других месторождений.

Впервые ильменорутил установлен известным рус­ским ученым Н. И. Кокшаровым, определившим и опи­савшим за свою жизнь более 400 минеральных видов. Новая руда была найдена им на Урале. Ее название со­единило в себе имена двух минералов: ильменита и ру­тила. Происхождение названия последнего связано с ла­тинским «рутилюс» — красноватый. Действительно, чаще его кристаллы буро-красные. Но бывают и черные, и темно-желтые, и даже золотистые. Кристаллы-«каранда­шики» рутила даже путают с драгоценными камнями — турмалином и цирконом. А игольчатые нежно-золотые волоски его иногда «врастают» в кристаллы кварца. Такие камни называют волосатиками. Легенды говорят, будто это волосы Венеры, богини красоты. Бывает, стол­бики рутила срастаются затейливо, как бы образуя сеточ­ку. Иногда эти сеточки (так называемые сагелаиты) скла­дываются в очень красивые ярко сверкающие пучки. Волосатиками и сагенитами славятся Северный и Сред­ний Урал.

В Ильменских горах на Южном Урале впервые в Рос­сии был найден еще один титановый минерал. Его уда­лось определить известному химику Густаву Розе в 1842 году, после путешествия пo России. Название минерала — сфен — возникло непроизвольно, поскольку кристаллы его имели четкую клиновидную форму (по-гречески «сфенос» — клин). Коричневые, зеленоватые, медово-желтые, они довольно часто встречаются в составе привычного для всех гранита.

Кристаллики сфена есть и в обычном песке, правда, из-за невысокой твердости они не сохраняют формы, а встречаются в виде окатанных, часто прозрачных, буро­ватых или медово-желтых зернышек. Зато как совершен­ны бывают крупные, до 10—15 сантиметров длиной, кристаллы из пегматитовых жил! Каким изумительным сиянием откликаются его прозрачные граненые брусочки на малейший поворот, каким теплым, трепетным и ярким светом загорается медовая глубина этого камня!

Первоначально именно желтые камни были известны под именем «сфен». Затем так стали называть все свет­лые разновидности этого минерала. Темные же (корич­невые вплоть до черных) получили минералогическое имя «титанит».

Как видим, титансодержащие минералы — ильменит, рутил, ильменорутил, сфен — близкие родственники. Они довольно устойчивы на земной поверхности, и поэтому при разрушении горных пород накапливаются, образуя россыпи. Очень часто в россыпных месторождениях эти минералы соседствуют, как, например, в песках прибреж­ной зоны Норвегии. Нельзя сказать, что такие месторож­дения богаты, зато очень удобны. Не нужны ни шахты, ни дорогостоящее для их разработки горное оборудова­ние. Нет опасения, что россыпи исчезнут: ведь море про­должает свою работу, а значит, продолжается отложение «тяжелых» песков, хотя темпы накопления отстают от темпов потребления.

Подобные россыпи разрабатываются во многих стра­нах. В Бразилии, например, красивейшие пляжи привле­кают не только богатых туристов, но и деловых людей, которые имеют на побережье свои интересы. Ведь пески тех «райских» мест богаты ильменитом, рутилом.

На бразильские очень похожи прибрежные пески острова Мадагаскар. Подсчитано, что каждая тонна та­кого песка оценивается выше, чем если бы из него добы­вали золото и серебро.

Богатыми месторождениями россыпных титановых руд, особенно ильменита, славятся побережье Сьерра-Леоне в Западной Африке, Флориды в США, полуостро­ва Индостан и Новой Зеландии. Больше всего в мире титанового концентрата выпускают США и Норвегия, хотя первое место по запасам ильменита и его добыче долго принадлежало Австралии — до 90 процентов миро­вой добычи. Впрочем, пески с основными титансодержа­щими минералами встречаются на морских пляжах всех материков. Разница лишь в соотношении «полезных» руд и «пустой» породы.

Как химический элемент титан имеется в почве, в растениях, воде рек, озер, «морей и даже в воздухе, в со­ставе пыли. В земной коре атомов этого химического элемента даже больше, чем углерода. Правда, всего на 0,6 процента. В организме человека — 20 миллиграммов титана. Он входит даже в состав молока. Ученые уста­новили, что титан есть на Солнце и в атмосферах звезд, где его содержание по сравнению с другими химически­ми элементами значительно выше, чем на Земле. Обна­ружен он и в лунном грунте, причем в доставленных пробах оказалось неожиданно много соединений этого металла.

Титан можно извлекать не только из рутила, ильме­нита, ильменорутила и сфена. Известно более 70 минера­лов, содержащих титан в большем или меньшем коли­честве. Некоторые из них знакомы человеку издавна. Например, в Египте и Древнем Китае почитали рутил, заключенный природой в кристалл кварца. В странах Востока считалось, что черные и золотистые иголочки, пронизывающие прозрачные камни, — это волоски из бо­роды Пророка. В Европе такие включения называли «во­лосами Венеры», а в прошлом веке золотистую рутиловую «иглу», пронизывающую кристалл минерала-хозяина, назвали «стрелой Амура» (в Эрмитаже можно увидеть изящный флакон для благовоний, выточенный из такого кристалла).

Ученые подсчитали, что бурное развитие геологии и химии позволяет открывать ежегодно 20—25 новых мине­ралов. Среди таких новинок оказался и дивный шелко­висто-сиреневый камень, имеющий отношение к титану, обнаруженный иркутскими геологами Роговыми сравни­тельно недавно, что, впрочем, не помешало ему завоевать уже большую популярность. С ним еще не связаны по­верья, о нем не сложены легенды, но сама история от­крытия и непередаваемая красота камня ставят его в один ряд со знаменитейшими самоцветами.

Первое упоминание об этой породе содержится в запи­сях геолога В. Дитмара, который побывал на Мурунском массиве в верховьях сибирской речки Чары в 40-х годах. Он вскользь упоминает о странной белесой с лиловым оттенком породе, которая оказалась такой прочной, что невозможно было отколоть образец.

В 1960 году в этом же районе работали иркутские гео­логи Вера Парфентьевна и Юрий Гаврилович Роговы. Они искали в глухом углу Забайкалья, на берегах таеж­ной речки, вовсе не этот самоцвет и вполне могли прой­ти мимо белесой невзрачной глыбы камня, от удара о которую сломался геологический молоток. Но очень уж странным было то, что в местах удара выступали на кам­не, как синяки, лиловые пятна. С немалым трудом уда­лось отколоть от глыбы образец, пригодный для исследо­вания. Лишь с поверхности был он сизым. Свежий скол открыл такую красоту, какой, казалось, и не бывает: по сиреневому полю струилась перламутрово-золотистая вязь.

Было ясно, что порода эта новая, неизвестная. Значит, ей надо не только выбрать имя, но и определить состав­ляющие ее минералы, то есть каждому из них найти со­ответствующее место в сложной системе царства минера­лов. Вот тут-то и началась почти детективная история. Сначала оказалось, что здесь не один, а несколько мине­ралов, и притом редких. Один из них — тот самый, тон­кие серые лучи которого дополняют нежный узор на чудесном камне, — канасит. К тому времени он был уже известен по единственным в мире находкам на Кольском полуострове, так что определить его было несложно.

А вот секрет другого минерала, чьи золотисто-медо­вые «карандашики» пронизывали породу, раскрыть ока­залось нелегко. Но В. П. Рогова все-таки «раскусила» этот «орешек». Минерал нужно было как-то назвать, и дали ему имя, исходя из его химического состава, — ти­наксит, то есть титано-натрий-калиевый силикат. Что и говорить, не очень красивое имя, зато удобное для сту­дентов на экзаменах по минералогии. Сразу понятно, что главный здесь — титан, раз его во главе имени поставили.

С третьим же минералом, оказавшимся в образце, с тем самым, лиловым, цвета персидской сирени, дело по­вернулось очень странно. Но химическому составу он был близок уже известному канаситу, но это был все-та­ки другой минерал, его формула представляла собою как бы сумму: канасит плюс барий. Отличие — всего только один химический элемент, что вряд ли само по себе мог­ло служить основанием для утверждения нового минера­ла. Однако, по существующим в нашей стране правилам, кроме всех прочих параметров (которые, кстати, уже определила В. П. Рогова), для утверждения специальной комиссией факта открытия нового минерала и присвое­ния ему названия необходимо было представить парамет­ры элементарной ячейки (заметим, что в других странах этого не требуется). И надо же было такому слу­читься, что в то самое время, как В. П. Рогова пыталась раскрыть последнюю тайну загадочного сиреневого ми­нерала, кусочек содержащей его породы попал неведо­мыми путями в США. Там определять параметры эле­ментарной ячейки было не обязательно, и приоритет открытия нового минерала из нашей страны «уплывал» за океан! Все было делом времени…

В. П. Роговой все же удалось исследовать элементар­ную ячейку минерала и результаты представить для утверждения в соответствующую Международную комис­сию. Каково же было огорчение при известии о том, что расторопный Пит Дан (к нему-то и попал тот самый образец) заявил открытие лишь по химическому составу и в честь одного из сотрудников своей лаборатории пред­ложил название минерала «мореландит».

Это было верхом несправедливости: чудесный мине­рал с берегов сибирской речки Чары назвать чужим, за­морским именем! Однако, как бывает не только в сказ­ках, развязка была счастливой. После протеста советской комиссии приоритет открытия и право дать ему имя бы­ло оставлено за нашей страной. Как хотелось, чтобы в названии нового минерала отразились и его красота, и романтическая история находки, и звучность русского слова! Вспомнили, как очаровал всех нежной красотой шелковисто-сиреневый камень, и еще о том, что найден был этот камень на берегу таежной речки с лирическим именем Чара. Казалось, что иным название открытого минерала и не могло быть — чароит… Этим же именем назвали и образованную им породу, в состав которой вхо­дит и титансодержащий минерал. Непередаваемая красота: на лиловом фоне — золотое шитье, на сиреневом иоле — шелковые цветы. Камень очарования! Он быстро стал известен не только специалистам. Ведь первым при­зом на IX и X Всемирных кинофестивалях стал шар именно из этого великолепного камня.

На всей Земле известно одно-единственное месторож­дение чароита, и оттого нам еще более дорог этот уди­вительный дар сказочно щедрого царства Титании.

Нелегко отличить друг от друга песчинки разных ми­нералов титана. Здесь нужны довольно тонкие методы исследования, возможные лишь в условиях лаборатории. Зато какая это увлекательная работа! Сколько находок она сулит!

comments powered by HyperComments