big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

В. И. Вернадский — основоположник биогеохимии

Вся долгая творческая жизнь Владимира Ивановича Вернадского была насыщена неустанным трудом, поисками, новыми и новыми взлетами его гениальной мысли. Вернадский — прежде всего ученый-мыслитель, обладавший даром далеко глядеть вперед. Мы приведем только один пример исключительного предвидения ученого, пример, пожалуй, наиболее яркий и близкий современному читателю.

В начале XX в. в явлении радиоактивности физики обнаружили новый источник энергии — энергию ядра атома. Но физики в то время не говорили о практическом использовании этой энергии. Более того, десятилетия спустя, уже почти накануне Хиросимы и Нагасаки, крупнейшие физики, исследователи атомного ядра, скептически относились к возможности практичен ского использования атомной энергии, считая ее делом далекого будущего. Представители других разделов естествознания, а тем более представители других областей человеческой деятельности не задумывались над этой проблемой.

Но вот что писал Вернадский в своей книге «Очерки и речи», опубликованной в 1922 г.: «Мы подходим к великому перевороту в жизни человечества, с которым не может сравниться все им раньше пережитое. Недалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет. Это может случиться в ближайшие годы, может случиться через столетия. Но ясно, что это должно быть. Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение? Дорос ли он до уменья использовать ту силу, которую неизбежно должна дать ему наука? Ученые не должны закрывать глаза на возможные последствия их научной работы, научного процесса. Они должны себя чувствовать ответственными за последствия их открытий. Они должны связать свою работу с лучшей организацией всего человечества».

Не правда ли, это звучит вполне современно, как выступление крупного ученого или общественного деятеля на авторитетной международной конференции, посвященной защите мира? А ведь это было сказано более 40 лет назад, когда даже физики не верили в практическое значение ядерной энергии. И произнес эти слова отнюдь не физик, а представитель геологических наук — минералог и геохимик.

Не менее ярко гениальность мысли Вернадского сказалась и в подходе к другим проблемам естествознания. Он дал новое направление одной из старейших геологических наук —минералогии, он признанный основатель «науки XX века» — геохимии, один из основоположников радиогеологии. Много нового внес Вернадский и в решение общих вопросов геологии, в течение всей жизни его привлекала история естествознания, значителен его вклад в кристаллографию и гидрогеологию. Вернадский — один из крупнейших натуралистов XX столетия.

Последние 28 лет своей жизни, когда творчество ученого достигло полной зрелости и огромной глубины, больше всего интересовала Вернадского геологическая роль организмов. Около 50 лет тому назад он посмотрел на эту проблему новыми глазами, он увидел то, что не видели его современники, и путем логического анализа, используя уже хорошо известные факты, заложил фундамент биогеохимии. В нашем кратком биографическом очерке мы уделим наибольшее внимание именно этой стороне его деятельности.

Юные годы. Владимир Иванович Вернадский родился 12 марта 1863 г. в Петербурге в либерально-дворянской семье. Его отец был профессором политической экономии.

В 1881 г. Вернадский окончил классическую гимназию. В гимназиях того времени господствовала «полицейская классическая система» реакционера и мракобеса министра народного просвещения Толстого. Преподавание велось, отмечал В. И., в общем на низком уровне, и наиболее любознательная и пытливая молодежь удовлетворяла свою тягу к знаниям вне школы и вопреки школе.

Уже в гимназические годы В. И. проявлял большой интерес к химии, которую он самостоятельно изучал по расширенной программе вместе со своим гимназическим товарищем, будущим крупным географом-ботаником А. Н. Красновым. Участвовал В. И. и в энтомологических и ботанических экскурсиях, которые организовывал Краснов. «Впервые в этих экскурсиях, — писал позднее В. И., — открывался нам по нашей воле, а не по воле •школы, как это должно было бы быть, один из основных источников воспитания и жизни — мир природы, столь мало осознанный, к сожалению, русским обществом».

По окончании гимназии Вернадский поступил на естественное отделение физико-математического факультета Петербургского университета. В отличие от затхлой атмосферы гимназии в Петербургском университете в то время билась живая научная мысль. Достаточно сказать, что среди профессоров были Менделеев, Докучаев, Меншуткин, Сеченов, Бекетов, Костычев, Иностранцев, Воейков, Бутлеров и другие светила русской науки. Особенно большое влияние на В. И. оказали Менделеев и Докучаев.

В лекциях творца периодического закона обращалось много внимания на природные химические процессы, на судьбы элементов в Земле и космосе. В этих лекциях содержались элементы новой науки — будущей геохимии. Еще большее значение для развития Вернадского имели лекции В. В. Докучаева. Хотя научные интересы Докучаева были направлены в область создаваемого им почвоведения, в своих блестящих лекциях по минералогии он также давал много нового. Его внимание привлекали процессы образования минералов в природе и, в частности, выветривание. Докучаев поддерживал интерес к минералогии у своего способного ученика, и по настоянию профессора В. И. опубликовал в энциклопедическом словаре Брокгауза один из первых своих научных трудов — статью о генезисе минералов. Первые печатные работы В. И. посвящены его наблюдениям во время экскурсии в Нижегородскую губернию под руководством Докучаева.

С III курса В. И. стал специализироваться по минералогии и кристаллографии, составлял и издавал лекции В. В. Докучаева. Связь с Докучаевым у В. И. продолжалась и после окончания университета.

В студенческие годы В. И. принимал участие в работе университетского научно-литературного общества, в котором были кружки либерального и толстовского направлений.

Начало научной деятельности. В 1885 г. после окончания университета В. И. был оставлен для подготовки к профессорскому званию и назначен хранителем минералогического кабинета университета. В 1887 г. он выдержал магистерский экзамен и в 1888 г. получил двухлетнюю заграничную командировку. Вернадский посещает Италию, Германию, Швейцарию, Францию, Англию, совершает геологические экскурсии и работает в крупнейших лабораториях того времени. Много внимания он уделяет и работам в библиотеках. Главный круг его интересов по-прежнему в области кристаллографии и минералогии.

Особенно большое значение для развития молодого ученого имели работы в кристаллографической лаборатории профессора Грота в Мюнхене и в лабораториях Ле-Шателье и Фуке в «Эколь де Франс» в Париже.

В 1889 г. в Париже проходила международная выставка, на которой демонстрировались экспонаты, посвященные новой, созданной В. В. Докучаевым науке — почвоведению. Своим представителем на выставке Докучаев сделал Вернадского. В Англии В. И. во время геологических экскурсий встретился с профессором А. П. Павловым, который предложил ему место приват-доцента Московского университета по кафедре минералогии.

В 1890 г. по возвращении из-за границы В. И. участвовал в полтавской экспедиции В. В. Докучаева и под руководством своего учителя проводил естественноисторическое обследование Кременчугского уезда.

Первый московский период. Работы по минералогии и кристаллографии. Создание геохимии. С 1890 г. начинается московский период жизни В. И., он приступает к чтению лекций, а с 1892 г. — к заведованию минералогическим кабинетом университета.

Осенью 1891 г. В. И. защищает в Петербурге магистерскую диссертацию на тему «О группе силлиманита и роли глинозема в силикатах».

В этой работе, а также в других исследованиях В. И. проявилось умение молодого ученого видеть проблему в новом свете. Недаром Ле-Шателье назвал его теорию строения силикатов (1899—1901) гениальной. Действительно, к концу XIX в. химики и минералоги уже хорошо изучили состав важнейших силикатных минералов — полевых шпатов и др. В них были установлены одновалентные (главным образом К и Na), двухвалентные (в основном Са) и трехвалентные (преимущественно А1) металлы. Естественно, что весь химический опыт того времени направлял мысль ученых на то, чтобы считать силикаты солями одно-, двух- и трехвалентных металлов. При этом роль алюминия считалась аналогичной роли других металлов. Подобные представления Грота и других крупнейших ученых XIX в. были опровергнуты Вернадским, который показал, что хотя алюминий в лабораторной химии проявляет себя как металл, в земной коре он скорее ведет себя как неметалл и аналогичен металлоиду— кремнию. В силикатах, говорил Вернадский, существует кремнеглиноземное ядро, составляющее основу полевых шпатов, каолинита и многих других минералов.

Эти представления произвели революцию в минералогии силикатов. Через десятки лет после этих работ Вернадского (в 1931 г.) рентгеновский анализ полностью подтвердил его основную мысль: в полевых шпатах алюминий действительно занимает то же положение, что и кремний (оба элемента входят в кислородные тетраэдры).

Первый московский период (1890—1911)—это время расцвета минералогических исследований В. И. Вернадского. Верный заветам Докучаева, он строит минералогию на генетической основе, больше всего его занимают процессы образования минералов в природе.

Много внимания Вернадский уделяет и кристаллографии. В 1897 г. в Петербурге он защищает докторскую диссертацию на тему «О явлениях скольжения кристаллического вещества». В 1898 г. Вернадский назначается экстраординарным профессором Московского университета.

Для изучения рудных месторождений и пополнения коллекций В. И. ежегодно ездит в различные районы нашей страны, за границу. Он посещает Урал (Ильмены), Кавказ, Крым, Рудные горы в Чехии, Домбровский бассейн в Польше и др. В этих экскурсиях его сопровождают ученики, ставшие в дальнейшем крупными представителями советской науки (В. В. Аршинов, Я. В. Самойлов, К. А. Ненадкевич, С. П. Попов и др.). В. И. изучает также состояние научной работы за границей, посещает лаборатории крупнейших ученых, научные доклады и лекции. Так, в 1907 г. он посетил Скандинавию, а в 1908 г. путешествует по Англии и Ирландии и слушает в Дублине доклад Джоли о значении радиоактивности в геологии, который производит на него большое впечатление. В эти же годы его привлекают вопросы истории науки, которым он посвящает ряд статей (о Ломоносове, Канте и др.) и специальный курс лекций в 1902—1903 гг.

Главное же внимание В. И. уделяет минералогическим исследованиям. Ежегодно публикуются его статьи по различным вопросам минералогии, а в 1908 г. выходит первый том фундаментального труда — «Опыт описательной минералогии».

Исследования генезиса минералов направили внимание Вернадского на вопросы, которые выходили далеко за пределы классической минералогии. Он начинает использовать спектральный анализ для изучения минералов и определяет в них ничтожные следы скандия, рубидия и других редких элементов. В результате В. И. формулирует понятие о рассеянном состоянии вещества. Его внимание также привлекают природные газы, воды, радиоактивность. В 1908—1910 гг. в центре внимания В. И. оказываются уже не природные химические соединения, не минералы, а те атомы, из которых состоят минералы. В. И. начинает изучать историю химических элементов в земной коре и закладывает основы новой науки — геохимии.

В конце первого десятилетия XX в. особое внимание Вернадский обращает на незадолго до того открытую радиоактивность. Еще в 1910 г. на общем собрании Российской Академии наук он говорил: «Перед нами здесь открылись источники энергии, перед которыми по силе и значению бледнеют силы пара, сила электричества, сила взрывчатых химических процессов...» И далее: «Человечество вступило в новый век атомной энергии».

В том же 1910 г. он пишет статью «О необходимости исследования радиоактивных минералов Российской империи» и вскоре организует экспедицию в Фергану для изучения радиоактивных минералов.

«.. .Ни одно государство и общество не могут относиться безразлично, как, каким путем, кем и когда будут использованы и изучены находящиеся в его владении источники атомной энергии», — писал В. И. в этой работе.

Первый московский период деятельности В. И. ознаменовался созданием замечательной русской минералогической и геохимической школы. Из нее вышло все первое поколение советских геохимиков и ряд крупнейших минералогов (А. Е. Ферсман, Я. В.. Самойлов, П. П. Пилипенко, С. П. Попов, А. А. Твалчрелидзеи др.).

Выдающиеся научные достижения Вернадского получили высокую оценку: в 1906 г. он был избран адъюнктом Академии наук, в 1908 г. — экстраординарным академиком и в 1912 г.— академиком. Все эти годы В. И. много внимания уделял вопросам развития русской культуры и науки, средней и высшей школе. Его возмущал действующий университетский устав 1884 г., согласно которому студенты подвергались строгому надзору, а автономия университетов упразднялась. Министр народного просвещения Делянов издал в 1887 г. известный циркуляр, запрещающий прием в гимназию детей низших сословий («кухаркиных детей», по ироническому выражению печати того времени). По словам В. И., это был «ряд ударов по русской культуре», «государственное преступление». В. И. принимал участие в той борьбе, которую либеральная профессура вела за права высшей школы. Он состоял членом комиссии совета Московского университета (1904—1911), одно время был помощником ректора, избирался в 1906 и 1912 гг. от Академии наук и университетов в Государственный совет, участвовал в создании Академического союза профессоров и преподавателей.

В 1911 г. произошел разгром Московского университета царским министром Кассо. Из университета ушли многие профессора и преподаватели, в том числе такие выдающиеся ученые, как Н. А. Умов, Н. Д. Зелинский, К. А. Тимирязев, П. Н. Лебедев, и многие другие. Покинул университет и В. И. Вернадский со своими учениками Я. В. Самойловым, А. Е. Ферсманом, В. В. Карандеевым.

Предвоенные годы. Первая мировая война. Работы по геохимии. В 1911 г. В. И. переезжает в Петербург, где начинает работать в Академии наук. Основное его внимание привлекают проблемы геохимии. Продолжаются экспедиционные исследования (Урал, Алтай, Забайкалье), в которых участвует А. Е. Ферсман.

В 1913 г. вместе с Я. В. Самойловым В. И. Вернадский едет в Канаду на Международный геологический конгресс, а затем посещает США, где знакомится с научными учреждениями.

Начавшаяся в 1914 г. первая мировая война поставила перед В. И. новые проблемы. Позднее он писал, что война «...изменила в корне мое геологическое миропонимание». Уже в первые месяцы войны выяснилось, что царское правительство не предвидело ее масштабов и не позаботилось об обеспечении действующей армии и тыла многими видами стратегического сырья. До войны часть сырья доставлялась из-за границы — источника, как правило, недоступного в военное время. В связи с этим возникла острая необходимость в использовании отечественного сырья. Но сведения о тех видах сырья, которыми располагала Россия, отсутствовали. В этом сказалось и недостаточное развитие многих естественных наук в России, и слабая изученность ее территории, и, наконец, слабая связь науки с практикой. Остро встал вопрос об учете тех естественных ресурсов, которыми располагала страна. С этой целью группа академиков, в состав которой входил и В. И. Вернадский, организовала в 1915 г. при Академии наук специальную «Комиссию по изучению естественных производительных сил» (КЕПС), которая начала разработку упомянутой выше задачи. В работах КЕПС помимо ее председателя — В. И. Вернадского — принимали участие такие виднейшие ученые, как Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, Н. И. Андрусов, Н. С. Курнаков, и др. Большое участие в работе КЕПС принимал А. Е. Ферсман.

В дальнейшем, уже в советское время (В. И. был председателем КЕПС с 1915 по 1930 г.), на базе. КЕПС были созданы различные институты: радиевый, гидрологический, почвенный, керамический, оптический и др.

Вскоре после своего образования комиссия развила энергичную деятельность и стала издавать сборники по естественным производительным силам России. Эта работа навела В. И. на совершенно новые мысли. Как в 90-х годах при решении проблемы строения силикатов, так и в первом десятилетии XX в. при создании геохимии Вернадский рассмотрел хорошо известные факты с новых позиций. В 1916 г. произошел новый взлет его творческой мысли.

Работами КЕПС были охвачены все виды естественного сырья: горные породы, минералы и руды, воды, растительное» животное и прочее сырье. Естественно, возник вопрос об учете этих видов в единых мерах, о едином подходе к неорганической и органической природе. В. И. стал рассматривать растительные и животные ресурсы так же, как и горные породы и минералы, он стал изучать их общую массу. Отсюда родилось понятие о «живом веществе» — совокупности живых организмов. При таком подходе на первый план выдвигался не отдельный организм, который изучается в биологии и геологическая роль которого ничтожна, а новый геологический фактор — живое вещество, роль которого оказалась вполне сравнимой с работой рек, ветра, вулканизмом или деятельностью какого-либо другого геологического агента. Эти идеи захватили Вернадского и составили в дальнейшем главное содержание его творчества. «Я провел годы первой мировой войны в непрерывной научно-творческой работе, неуклонно продолжаю ее в том же направлении и до сих пор», — писал он в 1944 г.

Развитие представлений о геологической роли живого вещества привело к возникновению новой науки — биогеохимии, творцом которой является В. И. Эти новые, биогеохимические идеи не сразу вошли в сознание ученых. Еще долгие годы после опубликования трудов Вернадского в геологии господствовали старые представления. Его мысль намного обогнала свое время, он не был понят многими современниками. Поэтому создание биогеохимии служит примером не только гениальной мысли, но и замечательным образцом силы духа ученого, его непреклонности в достижении поставленной цели, веры в свои идеи, умения работать в самых, казалось бы, неблагоприятных внешних условиях. Годы становления биогеохимии — это первая мировая и гражданская войны, разруха, голод. Судьба забрасывала Вернадского из Петрограда в Ялту, Полтаву, Киев, Симферополь, Ростов, Новороссийск, и везде он продолжал начатую работу.

Первые годы Советской власти. Работа в Петрограде и за границей. Ленинградский период. Развитие геохимии и биогеохимии. Весной 1917 г. врачи обнаруживают у В. И. обострение туберкулеза, в связи с чем осенью он выезжает в Полтавскую губернию. Вскоре он переезжает в Киев, где под его руководством в 1919 г. создается Украинская академия наук, ее первым президентом избирается В. И. Вернадский. В Киеве В. И. начинает эксперименты в области биогеохимии, но затем обстоятельства вынуждают его переехать в Симферополь, в Таврический университет. В 1921 г. Вернадский возвращается в Петроград, в Академию наук, где продолжает работы в КЕПС.

В 1922—1926 гг. В. И. в заграничной командировке. Он читает лекции в Карловом университете в Праге, а в 1923— 1924 гг. — в Сорбонне в Париже. Здесь же он проводит исследования в Радиевом институте, руководимом Марией Кюри. Первая часть лекций по геохимии, которые В. И. читал студентам Сорбонны, была опубликована во Франции в 1924 г. («La Geochimie»).

В 1927 г. эта книга была издана в СССР под названием «Очерки геохимии». В 1929 г. было опубликовано 2-е французское, в 1930 г. — 3-е немецкое, а в 1934 г. — 4-е (2-е русское) издание этих очерков. В этой классической книге В. И. изложил основы геохимии, рассмотрел ее предмет и охарактеризовал историю ряда элементов — кремния, углерода, урана и тория. В связи с историей углерода освещаются и важнейшие проблемы биогеохимии.

В 1926 г. в Ленинграде публикуется «Биосфера», в которой в несколько ином контексте автор также излагает важнейшие положения биогеохимии.

Много работает В. И. в эти годы и в области минералогии. В 1923—1936 гг. он публикует многотомное издание — «Историю минералов земной коры». Особенно интересен второй том — «История природных вод», в котором В. И. рассматривает воды как особый минерал. Эта работа имела огромное значение для гидрогеологии и явилась одной из основ особого раздела геохимии — гидрохимии. В. И. считается признанным основателем и гидрогеохимии — науки, изучающей подземные воды с геохимических позиций.

Однако В. И. чувствует, что силы его ограничены, он решает сосредоточиться на биогеохимии и прекращает работу над «Историей минералов земной коры».

В 1927—1935 гг. В. И. по-прежнему много путешествует, посещает Францию, Голландию, Чехословакию, Норвегию, Германию, где читает лекции, встречается с крупнейшими зарубежными геохимиками (В. М. Гольдшмидтом и др.).

Организационная деятельность Вернадского в советский период. В советские годы создаются очень благоприятные условия для научно-организационной деятельности В. И. — стороне его творчества, которая не могла в полную силу проявиться в царской России.

В 1922 г. он организует Государственный радиевый институт Академии наук, директором которого являлся до 1939 г.

Мы уже упоминали, какой интерес проявлял В. И. к истории науки. В 1926 г. он создает в Академии наук Комиссию по истории знаний (КИЗ), работой которой руководит с 1926 по 1930 г.

В. И. понимал большое значение проблемы вечной мерзлоты, распространенной почти на половине территории СССР. Он поддержал инициативу М. И. Сумгина по созданию в Академии наук специального учреждения для изучения этого явления природы. Созданная под руководством В. И. Комиссия по вечной мерзлоте в дальнейшем превратилась в большой Институт мерзлотоведения имени В. А. Обручева.

В 1928 г. В. И. организует отдел химии моря в Океанографическом институте. В. И. был также организатором (1939) и председателем Комиссии по изотопам АН СССР, председателем Комиссии по минеральным водам и др.

Но главное внимание В. И. по-прежнему привлекает биогеохимия. В 1921 г. он создает отдел живого вещества при КЕПС, этот отдел в 1929 г. преобразуется в Биогеохимическую лабораторию АН СССР. В лаборатории начинаются большие работы по изучению химического состава морских организмов (А. П. Виноградов), организмов суши, органогенных пород. Биогеохимия в трудах Вернадского и его сотрудников получает окончательное оформление как самостоятельная отрасль знания.

Последние годы жизни (1935—1945). В 1935 г. Академия наук переводится из Ленинграда в Москву, переезжает и Биогеохимическая лаборатория. Начинается второй московский период жизни Вернадского. Несмотря на преклонный возраст, В. И. переживает большой творческий подъем, о чем неоднократно упоминает в письмах. Так, 15 августа 1934 г. он пишет Б. Л. Личкову, что ощущает «странное и необычное для моего возраста состояние непрерывного роста»; 12 января 1935 г.: «Я переживал и переживаю подъем научного творчества»; 18 января 1935 г.: «Мысль идет все вперед. И выясняется новое о том, о чем думал и во что углублялся годами...» И наконец, 1 февраля 1943 г.: «Пока я чувствую себя моложе всех молодых»…

В это последнее десятилетие жизни В. И. больше всего уделяет внимания биогеохимии, изучает биогеохимическую роль алюминия и кремния в почвах, геохимию титана, проблему каолина. В. И. ставит вопрос о составлении геохимической карты биосферы. Он начинает работать над большой монографией «Химическое строение биосферы Земли и ее окружение». Эту работу он не успел закончить, написанные главы были опубликованы в 1965 г.

В 1937 г. в Москве проходила XVII сессия Международного геологического конгресса, на котором Вернадский выступил с докладом «О значении радиогеологии». По его инициативе организуется Международная комиссия по геологическому времени, вице-президентом этой комиссии избирается В. И. Вернадский.

В эти же годы его привлекает метеоритика, и В. И. организует в Академии наук в 1939 г. Комитет по метеоритам, создает новое периодическое издание «Метеоритика».

Годы Великой Отечественной войны В. И. провел в Северном Казахстане, на курорте Боровое, куда он был эвакуирован вместе с другими выдающимися учеными.

События первых месяцев войны В. И. переживал тяжело, но был полон веры в окончательную победу. Узнав о временном оставлении Красной Армией Киева и Полтавы, он писал Б. Л. Личкову в октябре 1941 г.: «...я смотрю вперед с большим спокойствием... Немцы пытаются силой создать... насильственный поворот хода истории вспять. Но считаю их положение безнадежным».

Вторая мировая война обратила пристальное внимание В. И. на геологическую деятельность человечества. Он снова пишет о ноосфере — биосфере, преобразованной человеческим обществом. В последней своей статье «Несколько слов о ноосфере», опубликованной в 1944 г., Вернадский говорит: «Мы входим в ноосферу. Мы вступаем в нее — в новый стихийный геологический процесс — в грозное время, в эпоху разрушительной войны.

Но важен для нас факт, что идеалы нашей демократии идут в унисон со стихийным геологическим процессом, с законами природы, отвечают ноосфере.

Можно поэтому смотреть на наше будущее уверенно. Оно в наших руках. Мы его не выпустим».

В 1943 г. в дни победоносного наступления Красной Армии В. И. возвращается в Москву. Он много думает о дальнейшем развитии нашей страны, хорошо понимает ту роль, которую она будет играть в послевоенном мире, проявляет большой интерес ко всему окружающему, много встречается с людьми.

Но 24 декабря 1944 г. Вернадского неожиданно постигает удар, после которого он уже не приходит в сознание. 5 января 1945 г. В. И. не стало.

Выдающаяся роль В. И. Вернадского в развитии науки была отмечена в специальном постановлении Советского правительства по поводу его смерти. Академии наук было поручено издать труды ученого (в 1954—1960 гг. опубликовано пять томов «Избранных сочинений»). В Московском университете и Лаборатории геохимических проблем были установлены аспирантские стипендии имени академика Вернадского. Позднее одному из новых проспектов Москвы было присвоено имя Вернадского.

В 1943 г. научные заслуги В. И. Вернадского были отмечены присуждением ему Государственной премии I степени. Ранее он был награжден орденом Трудового Красного Знамени.

В. И. был членом многих заграничных академий и ученых обществ, его научные труды получили всемирную известность и признание.

Хорошо выразил значение В. И. Вернадского для науки тогдашний президент Академии наук СССР В. Л. Комаров в статье, посвященной памяти основателя геохимии, радиогеологии и биогеохимии: «Есть люди, чья смерть производит впечатление безвременной утраты, независимо от их возраста. Владимир Иванович Вернадский принадлежит к числу таких людей. Каждого крупного открытия В. И. Вернадского было бы достаточно, чтобы сделать имя ученого мировым именем, а у него было так много подобных открытий! Генезис силикатов, роль радия в истории земной коры, возраст Земли, влияние живых организмов на образование геологических отложений, — какие разнообразные и коренные проблемы были поставлены и решены этим универсальным естествоиспытателем... Мы, советские ученые, не забудем, конечно, В. И. Вернадского — пионера широких исследований ресурсов страны, основателя ряда институтов, научных школ, лабораторий, которые принесли огромную пользу промышленности, земледелию и обороне. Он был старейшим из нас, но какой юношески свежей была его мысль. В. И. Вернадский всегда шел вперед, всегда был готов воспринять новые идеи. Эта свежесть и смелость мысли вместе с замечательной душевной чистотой, исключительной скромностью и большой любовью к людям создавали обаятельный образ ученого.

Наша эпоха предоставляет небывалые возможности для успехов науки. В. И. Вернадский был основателем крупнейших научных центров, научных школ и научных направлений, которые развернулись в советское время и принесли существенную пользу строительству социализма. Поэтому в пантеоне советской науки имя В. И. Вернадского будет незабвенным, и наш народ, так любящий и ценящий науку, будет хранить благодарную память об этом замечательном ученом».

Биогеохимические идеи Вернадского. К началу XX в. геология насчитывала столетия непрерывного труда многих поколений ученых. Хорошо были изучены основные процессы, преобразующие лик Земли. К ним в первую очередь относили работу рек, ветра, ледников, морских волн, вулканов, поднятия и опускания земной поверхности, складчатость. Именно эти мощные механические и физические силы природы казались главными геологическими агентами земной поверхности.

Как мал и немощен отдельный живой организм, растение или животное перед грозными стихиями природы! Казалось, организм обречен лишь на приспособление к тем условиям, которые создаются на Земле в результате действия неорганических сил. И все же в геологической картине мира нашлось место и для живых организмов. Так, петрографы выделяли особую группу органогенных пород: давно были известны известняковые горные хребты, состоящие из остатков раковин морских животных, залежи угля — остатки былых лесов и т. д. В целом геологическая роль живых организмов по сравнению с главными неорганическими силами, преобразующими поверхность планеты, считалась, безусловно, второстепенной. В частности, наиболее распространенные горные породы — пески, глины и тем более граниты — не относились к органогенным. Такова в общем была концепция о геологической роли организмов, которая сложилась к началу XX в. Эта концепция подтверждалась огромным фактическим материалом, владела умами геологов, господствовала в учебниках.

Поэтому подлинной революцией в естествознании явилось новое учение о геологической роли организмов, разработанное Вернадским. Ученый пришел к выводу, что «...в геологии, в явлениях, связанных с жизнью, изучаются частности» (Избр. соч., т. V, стр. 7). Живые организмы, по Вернадскому, — это не второстепенные геологические факторы, действующие на фоне главных неорганических сил, а самая могучая геологическая сила земной поверхности. «На земной поверхности, — писал Вернадский в 1926 г., — нет химической силы более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом».

Это положение Вернадский обосновывает анализом биогеохимических функций биосферы. Во многих своих работах он подчеркивает тесную связь живого вещества (совокупности живых организмов) с газами. Согласно Вернадскому, газы атмосферы — продукт обмена веществ организмов, результат жизни. Это относится к кислороду, образующемуся при фотосинтезе, углекислому газу, азоту и другим газам. Современный азотно-кислородный состав атмосферы возник, по Вернадскому, в ходе геологической истории в результате работы живого вещества.

Но и химический состав гидросферы, особенно рек и подземных вод, а также в значительной степени и Мирового океана, обусловлен жизнью. Атмосферные осадки, прежде чем попасть в реки, проходят через почву, эту «область наивысшей геохимической энергии живого вещества...». Здесь, в почве, воды в основном и приобретают тот состав, который с небольшими вариациями выдерживается потом в речных водах. Осадочные горные породы, по Вернадскому, — это «биогенные породы», создание живого вещества. То, что угли, многие известняки, диатомиты «биогенны», т. е. состоят из остатков организмов, было известно давно. Вернадский показал, что и в образовании других осадочных пород (глины, все известняки и т. д.) роль живого вещества также очень велика. Развивая эти свои идеи, он пришел к выводу, что гранитная оболочка Земли образовалась за счет переплавления осадочных пород, что граниты — это «былые биосферы».

Он подчеркивает «восстановительную функцию биосферы», восстановление микроорганизмами сульфатов с образованием сероводорода — этого сильнейшего осадителя металлов. В результате возникают пирит и другие сульфиды, в том числе их крупные скопления в земной коре. Вернадский отмечает непосредственную роль живого вещества в концентрации химических элементов в земной коре, особенно для углерода, кремния, кальция, азота, железа, марганца и многих других.

Много внимания уделял ученый энергетике земной коры, роли живого вещества в трансформации солнечной энергии. Уже в середине XIX в. было понято, что в углях через посредство организмов сконцентрирована солнечная энергия, которая может быть освобождена различным путем (например, при сгорании углей). Вернадский показывает, что не только угли, но и все другие вадозные минералы являются аккумуляторами солнечной энергии.

«Солнечная энергия через посредство живого вещества пребывает в потенциальном состоянии не только в каменном угле, происходящем прямо из зеленых растений, но во всех вадозных минералах углерода, в углекислом кальции и в других биогенных минералах, в большинстве вадозных минералов, думаю в существенной мере, во всех».

В результате своих исследований Вернадский приходит к выводу, что «по существу живое вещество охватывает своим влиянием всю химию земной коры и направляет в ней, почти для всех элементов, их геохимическую историю».

Как видим, необычный подход к живым организмам позволил в новом свете увидеть некоторые основные проблемы геологии, такие, как образование атмосферы и гидросферы, осадочных пород, гранитов, концентрацию металлов и др.

Но этот подход сулит много нового и биологии. «Целые области биологических проблем в общем оставались и остаются вне кругозора биологии», — писал Вернадский в 1934 г.

Все последующее развитие естествознания подтвердило огромное значение биогеохимических идей Вернадского. Сейчас не менее актуально, чем в 1934 г., звучат следующие его слова: «Прилагая новую мерку изучения жизни, совершенно отличную от обычной, мы подходим к явлениям и перспективам, до сих пор невиданным».

Из приведенного краткого обзора видно, каким гигантом мысли был В. И. Вернадский. Но его биогеохимические труды не свободны от некоторых спорных и ошибочных положений. Правда, в некоторых случаях «ошибки» В. И. являются кажущимися, связанными с различным употреблением терминов. Так, например, В. И. говорит о «нематериальности» электрона, но анализ вопроса показывает, что автор здесь имеет в виду не идеалистические представления, а узкое понимание термина «материя» в смысле «вещество».

Однако в трудах В. И. встречаются положения, с которыми мы не можем согласиться по существу, которые были неверны и в момент их опубликования. Хотя эти ошибки в общем занимают второстепенное место в наследии ученого, на них все же необходимо остановиться.

Во многих местах своих работ, особенно в «Очерках геохимии» и «Биосфере», В. И. противопоставляет точное научное опытное знание философии и религии. Вероятно, В. И. здесь имел в виду хорошо известные ему философские умозрительные системы домарксовой философии, ошибочность которых в решении вопросов естествознания так убедительно впервые была раскрыта Ф. Энгельсом. Но поскольку автор не уточняет этого вопроса, необходимо подчеркнуть, что только использование философии диалектического материализма позволяет правильна решать многие общие вопросы естествознания, затрагиваемые В. И. Вернадским. Как правильно недавно подчеркнул его ученик профессор В. И. Баранов, по мировоззрению в своих трудах Вернадский в основном был материалистом-диалектиком.

Во многих трудах В. И. пишет о постоянстве массы живого вещества на протяжении геологической истории. С этим положением вряд ли можно согласиться, особенно для живого вещества материков. В докембрии на суше растительность, вероятно, была очень примитивной, а в более ранние эпохи, возможно, отсутствовала. Настоящие лесные ландшафты с большой биомассой возникли только в девоне. Это показывает, что для континентов было характерно общее прогрессивное увеличение количества живого вещества по мере появления новых, более приспособленных к среде форм жизни (псилофиты, папоротникообразные и т. д.).

Хорошо известно, что масса живого вещества является функцией климата. В истории Земли периоды преобладания теплого и влажного климата (карбон, лейас, палеоген и др.) чередовались с эпохами широкого распространения оледенений и пустынь (конец палеозоя, четвертичный период). Поэтому есть все основания предполагать, что в палеогене или лейасе было больше живого вещества, чем в современную эпоху. Во всяком случае у нас нет оснований говорить о постоянстве массы живого вещества, скорее можно предполагать обратное. Также нельзя согласиться с В. И. о постоянстве за геологическое время среднего химического состава живого вещества, химического состава морских осадков, продуктов выветривания и общего вывода о неизменности «механизма биосферы» начиная с архея.

В. И. Вернадский в 1910 г. впервые ввел понятие о рассеянном состоянии вещества, которое приобрело столь большое значение в науке и практике. Однако он ошибался, когда писал, что элементы в состоянии рассеяния образуют всегда свободные атомы. В действительности, как это сейчас твердо установлено, большинство элементов не может находиться в земной коре в атомарном состоянии, они образуют те или иные соединения.

Более частные замечания по поводу взглядов В. И. Вернадского отражены в примечаниях редактора настоящего издания к тексту (номера этих примечаний даны со скобкой).

Развитие биогеохимических идей В. И. Вернадского после его смерти. За прошедшие годы подтвердились многие замечательные предвидения ученого. Мы уже отмечали, что биогеохимические идеи сравнительно медленно входили в сознание большинства представителей естественных наук. И в 20-е, и 30-е, и 40-е годы положение в геологии изменилось мало. Даже в наше время появляются труды, в которых геологическая роль организмов объявляется второстепенной.

Однако теперь уже многие ученые через конкретные данные своей науки пришли к признанию правильности взглядов Вернадского. Биогеохимия завоевала широкое признание, она внедрилась в геологию, географию и другие науки, нашла важное практическое приложение. И если раньше порой было «модно» критиковать Вернадского и не соглашаться с его биогеохимическими концепциями, то теперь, пожалуй, подобные ученые выглядят уже как анахронизм.

За последние годы и у нас в стране, и за рубежом накоплен большой фактический материал о химическом составе живых организмов. Изучение содержания редких и рассеянных элементов в растениях и животных, впервые начатое Вернадским и его школой, ныне составляет одну из крупных проблем естествознания, в разработке которой в СССР участвуют ученые разного профиля. Этой «проблеме микроэлементов» посвящаются всесоюзные совещания, в которых участвуют геохимики, почвоведы, врачи, биологи, агрономы, животноводы и другие специалисты. Много внимания данной проблеме уделяется и за рубежом.

В 1954 г. А. П. Виноградов опубликовал новые данные по среднему составу живого вещества, включающие в себя почти все элементы Периодической системы.

Ему же принадлежит первая монография о распространении редких и рассеянных элементов в почвах (1950, 1957).

Большое распространение получило учение о биогеохимических провинциях, созданное А. П. Виноградовым. Составляются карты биогеохимических провинций. Это учение нашло применение в сельском хозяйстве и медицине (В. В. Ковальский).

Важное практическое приложение нашла биогеохимия и при поисках полезных ископаемых, где успешно используется особый биогеохимический метод (А. П. Виноградов, Д. П. Малюга и др.). Далеко продвинулось геохимическое изучение органических веществ биосферы — углей, гумуса, нефти и др., которому такое большое значение придавал В. И. Доказана большая роль органического вещества в концентрации редких металлов в биосфере — урана, молибдена, германия и др.

В конце 40-х годов XX в. последователь Вернадского, крупный почвовед и геохимик академик Б. Б. Полынов (1877—1952), соединив биогеохимию с учением о зонах природы Докучаева, заложил основы нового научного направления — геохимии ландшафта. Полынов и его последователи показали, что. связь между отдельными частями ландшафта осуществляется в результате миграции атомов, что, изучая эту миграцию, можно решать важнейшую проблему науки о ландшафтах — познать ландшафт как единое целостное образование. Так же, как физико-географ характеризует ландшафты по особенностям их рельефа, климата, растительного покрова, почв и т. д., геохимик видит в них миграцию определенных типоморфных элементов. Это позволяет говорить о кальциевых, натриевых, железных и прочих ландшафтах, характеризовать последние с помощью геохимической формулы, составлять карты геохимических ландшафтов. Геохимия ландшафта энергично развивается, она находит практическое приложение при поисках полезных ископаемых и в медицине.

Идея Вернадского о том, что гранитная оболочка земной коры представляет собой «былые биосферы», идея, казавшаяся десятилетия назад столь странной многим геологам, ныне находит все больше и больше приверженцев. Геологи и петрографы из наблюдений гранитов в полевых условиях, из детального изучения их химического и минерального состава, структуры и текстуры делают вывод о вторичном происхождении этих пород за счет переплавления и гранитизации былых осадочных пород, сформировавшихся в биосфере.

Развивая эти идеи Вернадского, советские ученые проф. В. И. Лебедев и академик Н. В. Белов высказали гипотезу геохимических аккумуляторов, согласно которой солнечная энергия аккумулируется на земной поверхности не только в органических соединениях (угли и др.), но и в глинистых минералах и затем с погружением этих минералов в геосинклинальных зонах вновь освобождается при переплавлении осадочных пород. Ученые считают, что энергия, заключенная в глинах, наряду с энергией радиоактивного распада может являться источником магматических и других эндогенных процессов.

Этой гипотезе вполне соответствует теория Б. Б. Полынова о происхождении глинистых минералов в почвах. Эксперименты показали, что глинистые минералы могут возникать в процессе разложения растительных остатков; так же, как из С, О, Н, N растений после их смерти образуется гумус, так из Si, Al,  Fe и других элементов, входящих в состав «золы» растений, после разложения растительных остатков образуются глинистые минералы. В свете этой теории становится понятным сам механизм аккумуляции солнечной энергии в глинах, о котором писали Лебедев и Белов.

Итак, биогеохимические идеи Вернадского успешно развиваются в наши дни. Но в замечательном наследии ученого имеются и такие положения, которые еще слабо внедряются в научную мысль, еще ждут своего широкого приложения. К их числу мы относим мысли ученого о ноосфере, о геологической деятельности человечества. Эти вопросы занимали его уже в начале XX века в связи с поисками радиоактивных минералов в России, о них он писал и в дальнейших своих трудах вплоть до последней статьи, опубликованной за несколько месяцев до кончины.

Вернадский видел, какой огромной геологической силой стало человечество, как быстро оно преобразует планету, коренным образом меняет процессы миграции химических элементов. Он подчеркивал, что человек искусственно создает такие процессы, которые никогда не были в биосфере и чужды ей (например, получение свободных металлов из руд — железа, алюминия, цинка, свинца, олова и т. д.). Он призывал изучать эти явления с позиций геохимии, анализировать их, учитывать отдаленные последствия хозяйственной деятельности.

Все эти мысли ученого стали теперь еще более актуальными, чем в момент их опубликования. В наше время геохимический анализ необходим при решении вопросов охраны природы, борьбы с загрязнением вод, эрозией почв, запылением и задымлением атмосферы, захоронением радиоактивных отходов и т. д, Мысли основателя геохимии еще многие годы будут освещать пути исследования этих важных вопросов.

Особенности настоящего издания. Биогеохимические труды В. И. Вернадского в наши дни привлекают большое внимание. Не только геохимики, но и геологи, географы, почвоведы, биологи проявляют живой интерес к творчеству одного из величайших натуралистов XX в. Для ознакомления этих кругов читателей с трудами В. И. Вернадского в предлагаемой книге собраны некоторые важнейшие работы ученого в области биогеохимии.

Этой цели отвечают два классических труда Вернадского, полностью им законченные и переиздававшиеся при его жизни, — «Очерки геохимии» и «Биосфера». «Очерки геохимии» в настоящем издании публикуются не полностью. В него вошли первый, второй и пятый очерки. В первых двух излагаются история и общие основы геохимии. Без этих знаний восприятие положений биогеохимии было бы затруднено. Пятый очерк — «Углерод и живое вещество в земной коре» посвящен в основном биогеохимическим проблемам. Очерки третий («Геосферы, история марганца, энергия геосфер»), четвертый («Кремний и силикаты в земной коре») и шестой («Радиоактивные элементы») мы сочли возможным не включать в данную книгу, так как материал этих очерков имеет меньшее отношение к биогеохимии.

Для Вернадского характерна исключительно тщательная работа над литературой, привлечение огромной библиографии. Общее количество примечаний, разъяснений и литературных данных, помещенных в конце «Очерков геохимии», превышает 1000. Хотя некоторые литературные ссылки представляют ныне лишь исторический интерес, редактор счел необходимым поместить полностью часть библиографии, относящуюся к первому, второму и пятому очеркам, публикуемым в настоящей книге. Этот раздел представляет интерес для читателя не только своим фактическим содержанием, но и наглядной иллюстрацией метода работы большого ученого. В примечаниях Вернадский порой более непринужденно разговаривает с читателем, чем в основном тексте, вспоминает годы своего учения, встречи с крупными учеными, делится планами. Здесь читатель близко соприкасается с творческой лабораторией Вернадского.

Очерки «Биосфера» публикуются полностью. Завершается сборник последней, опубликованной при жизни Вернадского, статьей — «Несколько слов о ноосфере», в которой ученый намечает новые проблемы геохимии, связанные с деятельностью человеческого общества.

В основу публикации «Очерков геохимии» и «Биосферы» положен текст «Избранных сочинений», изданных Академией наук СССР в 1954—1960 гг. (т. IV). Текст в них сопровождается подстрочными примечаниями редактора — академика А. П. Виноградова. Эти примечания сохранены и в тексте настоящей книги с пометкой «Прим. ред. VI (или III) изд.».

В «Очерки геохимии» включены два добавления в текст из более поздних заметок автора (эти добавления опубликованы в I томе «Избранных сочинений»).

Со дня опубликования указанных трудов Вернадского прошли десятки лет, и естественно, что в науке накопилось много нового фактического материала, были открыты природные явления, неизвестные Вернадскому. Поэтому часть фактического материала, приводимого в публикуемых работах, ныне устарела. Современные представления по некоторым вопросам помещены в «Примечаниях редактора» в конце книги (примечания 13, 17, 20—22, 24—29, 31, 33—36, 38—43, 48, 52—53, 55—63 принадлежат Ю. Г. Решетову). Однако мы не в состоянии привести все те новые данные, которые получены различными областями науки за прошедшее время. Во многих случаях читатель легко разберется сам. Для современного читателя главное значение трудов Вернадского по биогеохимии не в их фактическом материале, а в научном мировоззрении автора, в его руководящих идеях, которые не устарели до сих пор.

В конце книги помещена библиография трудов Вернадского по биогеохимии.

Если предлагаемая книга будет способствовать ознакомлению широких кругов интеллигенции с трудами В. И. Вернадского и внедрению биогеохимических идей в научную и практическую работу, то редактор-составитель будет считать поставленную перед ним задачу выполненной.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.