Волшебство и минералы

6. Уран

На голове старушки индейские перья сменились бейсболкой с изображением чёрного пропеллера в жёлтом круге.

– А теперь послушайте про другого удивительного спутника золота – уран. Обильное раннепротерозойское золото… «Раннепротерозойское» означает, что образовалось оно в начале протерозоя. Уже забыли, наверное, протерозой? – старушка вытянула вперёд указательный палец.

– Про что? – рассеянно переспросил Ваня.

– Не про что, а протерозой – древнее время, которое наступило после архея, – огорчилась старушка и начала терпеливо перебирать пальцы:

– Большой палец – архей, указательный – протерозой, средний – палеозой, безымянный – мезозой и мизинчик – кайнозой…

– Потому что самый короткий! – подхватила Таня.

– Ах, какая хорошая память! – одобрительно воскликнула старушка. – Так вот, очень много раннепротерозойского золота находят в золото-урано-пиритовых конгломератах. Самое большое месторождение золота, которое находится в Южной Африке, образовалось в раннем протерозое именно в виде таких вот конгломератов…

– Что за кон… гло… когло? – переспросил Ваня.

– Кон-гло-ме-рат означает «собранный в кучу». Конгломераты похожи на сцементированную гальку. Эта галька как раз и состоит из золота, урановой руды – уранинита – и пирита. Я уже вам говорила, что гальку – обкатанные камешки – делает вода. Так вот, похоже, что гальку в золото-урано-пиритовых конгломератах создавали глубинные раскалённые воды… Сначала, конечно, добывали то, что казалось самым ценным – золото. Остальное выбрасывали. Про уран люди узнали только в конце 18 века: немецкий химик Мартин Кла́прот открыл новый элемент, который и назвал ураном. История этого названия весьма поучительна. Дело в том, что незадолго до этого знаменитый британский учёный Вильям Ге́ршель открыл новую планету Солнечной системы. С глубокой древности считалось, что планет всего шесть: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн. Гершель даже сначала сомневался: уж не комету ли он увидел в свой телескоп? Через некоторое время сомнения исчезли: это, действительно, была новая, седьмая планета! Гершель предложил назвать её в честь английского короля Звездой Георга. Но не всем нравилось такое название. Один немецкий астроном предложил новую планету назвать Ураном в честь древнегреческого бога неба. Кла́прот, выбирая имя своему элементу, хотел поддержать это предложение. Но новый элемент стали называть ураном сразу, а за планетой имя окончательно закрепилось только в середине 19 века…

– Как интересно, что всё земное так переплетается с космическим! – заметила Таня.

– Ах, какая наблюдательная девочка! – воскликнула старушка. – А уран преподнёс людям ещё много сюрпризов. Самое потрясающее было открыто в конце 19 века. Обнаружили, что уран испускает невидимые глазом лучи, которые проходят человека насквозь! Эти лучи стали изучать знаменитые физики Пьер и Мария Кюри́… Ах, какая это великая и трагическая история! Ведь они не знали, что новые лучи опасны для жизни. Но их открытия перевернули представления людей о том мире, в котором они живут!

– Куда перевернули? – удивился Ваня.

– Ах, перевернули во многие стороны! – загадочно сказала старушка, поправляя бейсболку. – Многие тысячелетия люди пытались превратить одно вещество в другое. Особенно им хотелось, конечно, из какого-нибудь бросового материала сделать драгоценное золото, но ничего не получалось! Сколько людей – учёных-алхимиков и неучёных любителей – билось над этой проблемой! А оказалось, что существует естественное превращение элементов. В природе уран постепенно, сам по себе преобразуется в другое вещество – свинец. Мелкие осколки от этого превращения, как опилки у плотника, летят в разные стороны. Они и есть те самые таинственные лучи, которые легко проходили сквозь бумагу, ткань и человеческое тело. Это явление называется радиоактивностью, потому что «радио» по-латински означает «излучаю». Когда люди примерно разобрались, как же происходит это превращение, они стали пробовать сделать его сами. Была открыта искусственная радиоактивность… Её даже прозвали алхимией 20 века. Потом обнаружили, что ядра урана можно расщеплять и при этом выделяется много энергии. Вот это и дало возможность использовать уран как в мирных целях для создания атомных реакторов, так и в военных для производства атомных бомб…

– Атомные бомбы – это никакая не драгоценность! – воскликнула Таня.

– Ах, как верно, моя милая, – печально согласилась старушка. – Но уран для человека если не драгоценный, то, во всяком случае, весьма ценный металл. Например, он подарил геологам уникальные урановые часы!

– Урановые часы? – удивился Ваня. – Я слышал только про кварцевые…

– А ещё бывают золотые, – добавила Таня.

– Ах, ещё есть часы песочные, водяные и солнечные! С боем и с кукушкой! – согласилась старушка. – Но уран отсчитывает не минуты и часы, как у вас, и даже не дни и месяцы, как часы Сумасшедшего Шляпника, а миллиарды лет!

7. Урановые часы

– Людям всегда была присуща крайняя любознательность. Им интересно знать, например, всегда ли была планета Земля, и какой она была раньше, и откуда на ней взялись горы и моря и всё остальное… Но как это выяснить? Радиоактивность – вот тот ключик, которые помогает открыть замки на многих тайнах природы. Учёные обратили внимание на то, как медленно превращается уран в свинец. Это значит, что его можно использовать для измерения очень больших промежутков времени и выяснить, наконец-то, как давно были, – старушка опять принялась перебирать пальцы, – архей, протерозой, палеозой, мезозой и кайнозой, сколько времени они тянулись…

– Я вот хотел спросить, почему они кончаются на «зой»? – сказал Ваня.

– Зоя – это старинное женское имя! – поведала Таня.

– Ах! Происхождение женских имён – это отдельная тема! Не будем отвлекаться! – воскликнула старушка. – Историю Земли делят на несколько крупных промежутков времени: архей, протерозой и ещё один, который сам делится на три эры, которые я вам советовала запомнить: палео-зой, мезо-зой и кайно-зой. То время, в котором мы с вами сейчас находимся, и есть кайнозой. Во всех этих названиях окончание «зой» восходит к греческому слову «зоэ» – «жизнь». От этого же греческого слова происходит и имя Зоя.

– А почему в архее нет «зои»? – удивилась Таня.

– Потому что в то время, наверное, ещё не было на Земле живых существ… Хотя точно это неизвестно. А вот уран был на Земле с самого начала. И с тех самых пор он превращается в свинец, то есть количество урана уменьшается, а количество свинца увеличивается. Если знать, с какой скоростью это происходит, то можно взять кусок горной породы, определить, сколько в ней урана и сколько свинца, и вычислить его возраст. Конечно, нужно принимать во внимание многие дополнительные условия. Например, некоторое количество свинца могло быть в горной породе с самого начала… И убыль урана могла происходить другими способами… И так далее… Но всё это можно более-менее учесть, призвать на помощь ещё одно вещество – торий, и вычислить, что архей начался примерно 4 миллиарда лет назад… Этот метод определения возраста называют радиологическим…

– А что было ещё раньше? – заинтересовался Ваня.

– Раньше? Сама Земля образовалась примерно четыре с половиной миллиарда лет назад. Но что же происходило в первые полмиллиарда лет, можно только гадать: горных пород с тех времён не сохранилось. Или их просто ещё не нашли… Архей длился больше миллиарда лет, протерозой пару миллиардов… Последний отрезок времени, который состоит из палеозоя, мезозоя и кайнозоя, – самый маленький: «всего» примерно полмиллиарда лет, но изучен он лучше всего, подробнее. Хотя урано-ториево-свинцовый метод датировки здесь уже не очень подходит: слишком «короткие» здесь промежутки времени. Ведь время полураспада урана составляет четыре с половиной миллиарда лет, то есть почти как возраст Земли, а время полураспада тория – так вообще около 15 миллиардов…

– А что такое время полураспада? – спросила Таня.

– Ах, очень просто: это время, за которое половина какого-нибудь радиоактивного вещества испытывает превращение. Почему превращение назвали распадом? Возможно потому, что из тяжёлого элемента получается более лёгкий… Свинец, например, легче урана или тория… Хотя, кстати, так бывает не всегда…

– А что это за торий? – поинтересовался Ваня.

– О! Если уран назвали в честь древнегреческого бога неба Урана, то торий – в честь скандинавского бога грома Тора… Наверное, потому что торий был открыт химиком из Скандинавии… Да, часто земное называют в честь небесного… Торий добывают из монацитовых песков, которыми усыпаны побережья Бразилии, Индии, Мадагаскара…

– Они красивые, наверное, эти побережья,.. – мечтательно сказала Таня.

– Ну, монацитовые пески обычные на вид, красновато-бурые…

– Тогда это никакие не драгоценности! – заключила девочка.

– Конечно, уран и торий – это не драгоценные металлы, а основа атомной энергетики. Ведь пятая часть всего электричества производится на атомных электростанциях! Хотя как посмотреть, – старушка поставила на столик изящную вазу из жёлто-зелёного стекла и щёлкнула пальцами. В комнате наступил полумрак, а ваза на столике засветилась нежным зеленоватым светом. Таня ахнула от восхищения.

– Красиво? Эта вазочка сделана из уранового стекла. Люди – всё-таки чрезвычайно удивительные существа: такое светящееся стекло научились делать по крайней мере за две тысячи лет до открытия чистого урана… Минералы, содержащие уран, добавлялись при варке стекла, чтобы оно светилось в темноте, или при изготовлении жёлтой глазури, чтобы украшать керамические изделия… Когда-то люди брали краски только у природы. Их так и называют: минеральные краски, а слово «минерал» пришло из французского языка, где означает «полезное ископаемое», «руда».