Большие работы, направленные на освоение подводных богатств, проводятся и в нашей стране. Сотни экспедиций выходят ежегодно в океаны и моря, покрывающие свыше 70% поверхности Земли. Не за горами то время, когда начнется промышленное освоение ресурсов Мирового океана, а пока геологи и горняки заняты разработкой земных недр.
По содержанию в земной коре (0,09%) марганец занимает 15-е место. Геологи определили, что почти все его месторождения имеют примерно одинаковый «возраст». По мнению ряда ученых, это свидетельствует о космическом происхождении марганцевых скоплений. Выдвинута гипотеза, что около двух миллиардов лет назад на поверхность Земли выпала богатая марганцем метеоритная пыль, которая образовала месторождения марганца на суше и на дне морей и океанов.
Руды этого элемента встречаются в Индии, Гане, Южно-Африканской Республике, Марокко, Бразилии, но ни одна из стран не может конкурировать по запасам марганца с Советским Союзом. В нашей стране расположено и крупнейшее в мире месторождение - Чиатурское. Характерный факт: вместе с водами небольшой реки Риони, протекающей в этих краях, Черное море ежегодно «приобретает» свыше ста тысяч тонн марганца.
Добыча чиатурских руд началась еще в 1879 году. Несколько позднее, в 1886 году, в России стали разрабатывать еще одно крупное месторождение - в районе Никополя. Как это ни печально, но царская Россия «не нуждалась» в марганце: из 1245 тысяч тонн марганцевой руды, добытой в 1913 году, 1195 тысяч тонн было вывезено за границу. В годы Великой Отечественной войны начали усиленно разрабатывать месторождения марганца на Урале, в Казахстане, Сибири.
В настоящее время Советский Союз по добыче этой ценной руды прочно занимает ведущее место в мире.
Основной потребитель марганцевой руды - ферросплавные заводы. Здесь в результате различных технологических процессов получают сплавы марганца (с железом, кремнием) или металл в чистом виде. Дальше путь марганца лежит в сталеплавильный цех.
N
O
F
Ne
P
S
Cl
Ar
V
Cr
Mn
Fe
ВЕЛИКИЙ ТРУЖЕНИК
Грозит ли железный голод? - Любовь требует жертв. - Ешьте опилки. - В золотой оправе. - Хрустальная мечта туземцев. - Пир царя Соломона. - «Небесный камень». - Факты - упрямая вещь. - Воронка в Аризонской пустыне. - Бронзовый век сдает полномочия. - «Волшебная» палочка. - Гнев и милость Петра I. - Проверьте качество кольчуги. - «Фрола Фукса бить кнутом...» - Демидов высылает погоню. - Чудо-корабль. - Эйфель и скептики. - Дворцы Солнца. - Загадай желание. - «Деревянная» сталь. - Не вините железо. - Пора ли на пенсию? - Атомиум в Брюсселе.
г» 1910 году в Стокгольме проходил Международный геологический конгресс. Одной из важнейших проблем, стоявших перед учеными, была проблема борьбы с железным голодом. Специальная комиссия, которой было поручено подсчитать мировые запасы железа, представила конгрессу баланс железных ресурсов Земли. По заключению авторитетной комиссии, полное истощение залежей железа должно было наступить через 60 лет, т. е. к 1970 году.
К счастью, ученые мужи оказались плохими оракулами, и сегодня перед человечеством не стоит необходимость ограничивать себя в потреблении железа. Ну, а что было бы, если бы их пророчество сбылось и железные руды иссякли? Что было бы, если бы вообще железо исчезло и на земле не осталось ни единого грамма этого элемента?
«...На улицах стоял бы ужас разрушения: ни рельсов, ни вагонов, ни паровозов, ни автомобилей... не оказалось бы, даже камни мостовой превратились бы в глинистую труху, а растения начали бы чахнуть и гибнуть без живительного металла.
Разрушение ураганом прошло бы по всей Земле, и гибель человечества сделалась бы неминуемой.
Впрочем - человек не дожил бы до этого момента, ибо, лишившись трех граммов железа в своем теле и в крови, он бы прекратил свое существование раньше, чем развернулись бы нарисованные события. Потерять все железо - пять тысячных процента своего веса - было бы для него смертью!»
Что и говорить, «веселенькую» картину нарисовал замечательный советский минералог академик А. Е. Ферсман, желая показать ту громадную роль, которую играет в нашей жизни железо. Не будь его, на Земле не смогло бы существовать ничто живое: ведь этот химический элемент входит в кровь всех представителей животного мира нашей планеты. Двухвалентное железо содержится в гемоглобине - веществе, обеспечивающем кислородом ткани живых организмов. Именно железу кровь обязана своим красным цветом. Впрочем, кровь некоторых червей, в состав которой также входит железо, имеет зеленую окраску. А сравнительно недавно участники советской антарктической экспедиции обнаружили в Индийском океане редкую щуку: кровь ее оказалась прозрачной, как вода.
Как выяснилось, содержание железа в крови этой рыбы было в десять раз меньше, чем у рыб с красной кровью.
Впервые железо в крови человека обнаружил в прошлом веке француз Мери. Рассказывают, что один влюбленный студент-химик, узнав об этом, решил подарить избраннице своего сердца кольцо, сделанное из железа собственной крови. Периодически выпуская кровь, юноша получал соединение, из которого затем химическим путем он выделял железо. Бедняга погиб от малокровия, так и не собрав железа, нужного для изготовления кольца: ведь общее количество этого элемента в крови человека - всего несколько граммов.
При недостатке железа человек начинает быстро утомляться, возникают головные боли, появляется плохое настроение. Еще в старину были известны рецепты различных «железных» лекарств. В 1783 году «Экономический журнал» писал: «В некоторых случаях и самое железо составляет весьма хорошее лекарство, и принимаются с пользой наимёльчайшие оного опилки, либо просто, либо обсахаренные». В той же статье рекомендуются и другие лекарства того времени: «железный снег», «железная вода», «стальное вино» («виноградное кислое вино, как, например, рейнвейн, настоять с железными опилками, то получится железное или стальное вино и вкупе весьма хорошее лекарство»).
Разумеется, во второй половине XX века больным не приходится глотать железные опилки, но многочисленные соединения железа широко используют и в современной медицине. Богаты железом и некоторые минеральные воды. История рассказывает о том, как был открыт первый в России источник железистых вод. В 1714 году рабочий Кончезерского медеплавильного завода (в Карелии) Иван Ребоев, «болевший сердечной болью и едва волочивший ноги», увидел однажды на железистом болоте неподалеку от Ладожского озера источник и стал пить из него воду. «Пил три дня кряду и исцелился». Об этом стало известно Петру I, и вскоре по его указанию были обнародованы «Объявления о Марциальных водах на Олонце», названные так в честь бога войны и железа Марса. Царь вместе с семьей не раз приезжал в эти края и пил целительную воду. Но после его смерти этот источник был надолго забыт.
Целебные качества с давних пор приписывались железу и благодаря его замечательным магнитным свойствам. Древние египтяне, например, были убеждены, что с помощью магнита можно достичь бессмертия, и рекомендовали железные опилки больным для приема внутрь. Теоретик античной медицины Гален утверждал, что магнит является слабительным средством, а Авиценна лечил им ипохондриков.
В железе нуждаются не только живые организмы, но и представители растительного мира. Еще в самом начале XVIII века французский химик и врач Лемери обнаружил железо в пепле сожженных травинок. Впоследствии выяснилось, что этот элемент входит в состав всех растений, так как он совершенно необходим для образования хлорофилла. Железо содержится в дыхательных ферментах и в значительной степени влияет на интенсивность дыхания растений. Любопытно, что морской планктон, например, потребляет в год полмиллиарда тонн железа, т. е. приблизительно столько, сколько производят ежегодно все металлургические заводы нашей планеты.
В таблице элементов Менделеева трудно найти другой металл, с которым была бы так неразрывно связана история цивилизации. Через века и тысячелетия человек пронес уважение к железу и людям, добывающим и обрабатывающим его. В древности у некоторых народов железо ценилось дороже золота. Лишь представители знати могли украшать себя изделиями из железа, причем нередко в золотой оправе. В Древнем Риме из железа изготовляли даже обручальные кольца. Постепенно, по мере развития металлургии, этот металл становился доступнее и дешевле. И все же еще сравнительно недавно многие отсталые народы, испытывая огромную нужду в железе, готовы были платить за него баснословную цену. Известный английский мореплаватель XVIII века Джеймс Кук рассказывал об отношении к железу туземцев Полинезийских островов: «...Ничто так не манило к себе посетителей наших судов, как этот металл; железо всегда было для них самым желанным, самым драгоценным товаром». Однажды его матросам удалось за ржавый гвоздь получить целую свинью.
В другой раз за несколько старых ненужных ножей островитяне дали матросам столько рыбы, что ее хватило на много дней для всей судовой команды.
Одной из самых почетных профессий во все времена считалась профессия кузнеца. Старинная легенда, насчитывающая около трех тысячелетий, повествует о таком событии.
Когда закончилось строительство Иерусалимского храма, царь Соломон устроил пиршество, на которое пригласил и мастеровых, принимавших участие в грандиозной стройке. Собравшиеся гости приготовились было отведать угощения, как вдруг царь спросил:
- Ну, а кто же из строителей самый главный? Кто внес самый большой вклад в создание этого чудо-храма?
Поднялся каменщик:
- Разумеется, храм - это наших рук дело, и двух мнений тут быть не может. Мы, каменщики, выложили его кирпич к кирпичу. Взгляните, какие прочные стены, арки, своды. Века простоит он во славу царя Соломона.
- Спору нет, основа храма каменная, - вмешался плотник, - но судите сами, дорогие гости, хорош был бы этот храм, если бы я и мои товарищи не потрудились в поте лица. Приятно было бы вам смотреть на голые стены, не отделай мы их красным деревом да ливанским кедром? А наш паркет из лучших пород самшита - как радует он взор! Мы, плотники, по праву можем считать себя подлинными творцами этого сказочного дворца.
- Смотрите в корень, - прервал его землекоп, - хотел бы я знать, как эти хвастуны (он кивнул в сторону каменщика и плотника) возвели бы храм, если бы мы не вырыли котлован для его фундамента. Да ваши стены вместе с отделкой рассыпались бы от первого порыва ветра, как карточный домик!
Но царь Соломон недаром был прозван мудрым. Подозвав к себе каменщика, он спросил:
- Кто делал твой инструмент?
- Конечно, кузнец, - ответил удивленный каменщик.
- Ну, а твой? - обратился царь к плотнику.
- Кто же, как не кузнец, - не раздумывая, сказал тот.
- А твои лопату и кирку? - поинтересовался Соломой у землекопа.
- Ты же знаешь, царь, что их мог сделать только кузнец, - был ответ.
Тогда царь Соломон встал, подошел к скромному закопченному чело-, веку - это и был кузнец. Царь вывел его на середину зала.
- Вот кто главный строитель храма, - воскликнул мудрейший из царей. С этими словами он усадил кузнеца рядом с собой на парчовые подушки и поднес ему чарку доброго вина.
Такова легенда. Мы не можем ручаться за достоверность описанных событий, но, как бы то ни было, в легенде отразилось огромное значение, которое издревле придавал железу человек.
Первое железо, попавшее еще в глубокой древности в руки человека, было, по-видимому, не земного, а космического происхождения: железо входило в состав метеоритов, падавших на нашу планету. Не случайно на некоторых древних языках железо именуется «небесным камнем». В то же время многие крупные ученые еще в конце XVIII века не допускали и мысли о том, что Вселенная может «снабжать» Землю железом. В 1751 году вблизи немецкого города Ваграма упал метеорит. Спустя сорок лет венский профессор Штютц писал об этом событии: «Можно себе представить, что в 1751 году даже самые просвещенные люди в Германии могли поверить в падение куска железа с неба, - насколько слабы были тогда их познания в естественных науках... Но в наше время непростительно считать возможным подобные сказки».
Такой же точки зрения придерживался и известный французский химик Лавуазье, который в 1772 году соглашался с мнением ряда своих коллег, что «падение камней с неба физически невозможно». В 1790 году французская Академия наук даже приняла специальное решение: впредь вообще не рассматривать сообщений о падении камней на Землю, поскольку ученым мужам была совершенно очевидна нелепость «россказней» о небесных пришельцах. Но ничего не подозревавшие о грозном решении французских академиков метеориты продолжали частенько посещать нашу планету и тем самым смущать покой светил науки.
Фактов, подтверждающих это, накапливалось все больше и больше, а факты, как известно, вещь упрямая, и в 1803 году французская Академия наук (ничего не попишешь!) вынуждена была признать «небесные камни» - отныне им разрешалось падать на Землю.
На поверхность Земного шара ежегодно выпадают сотни тысяч тонн метеоритного вещества, содержащего до 90% железа. Самый крупный железный метеорит найден в 1920 году в юго-западной части Африки. Это метеорит «Гоба», весящий около 60 тонн. В 1896 году известный американский полярный исследователь Роберт Пири нашел во льдах Гренландии железный метеорит весом 33 тонны. С колоссальными трудностями находка была доставлена в Нью-Йорк, где и хранится до сих пор.
Но истории известны случаи, когда вес космических странников, встретивших на своем пути Землю, был неизмеримо больше. В 1891 году в Аризонской пустыне была обнаружена громадная воронка диаметром 1200 метров и глубиной 175 метров. Ее образовал гигантский железный метеорит, упавший здесь в доисторические времена.
Американцы проявляли к метеориту большой интерес, который к тому же еще подогревался слухами, будто бы в осколках метеорита найдена платина. Было даже создано акционерное общество по использованию метеорита в промышленных целях. Однако поживиться на «небесном подарке» оказалось нелегко: алмазный бур сломался, как только дошел до основной массы метеорита, лежащей на глубине 420 метров, и метеоритные бизнесмены, не найдя в образцах пробуренной породы платины, свернули свои работы. По мнению ученых, Аризонский метеорит весил несколько десятков тысяч тонн. Возможно, когда-нибудь металлурги вновь заинтересуются им.
Метеоритное железо сравнительно легко подвергалось обработке, и человек начал изготовлять из него простейшие орудия. Но, увы, метеориты не падали по заказу, а нужда в железе была постоянной, поэтому люди стремились научиться извлекать его из руд. И вот настало время, когда человек уже мог использовать не только небесное железо, но и свое, земное. На смену бронзовому веку пришел век железный.
Железо - один из наиболее распространенных на Земле элементов: земная кора содержит около 5% железа, или 755 000 000 000 000 000 тонн. Однако лишь примерно сороковая часть этого количества сконцентрирована в виде месторождений, пригодных для разработки. Основные рудные минералы железа - магнетит, гематит, бурый железняк, сидерит. Магнетит содержит до 72% железа и, как показывает его название, обладает магнитными свойствами. Гематит, или красный железняк, содержит до 70% железа; название минерала происходит от греческого слова «гема» - кровь. Само же слово «железо» произошло, как полагают одни ученые, от санскритского слова «джальжа» - металл, руда. Другие считают, что в основе русского названия элемента лежит санскритский корень «жель», означающий «блестеть», «пылать».
Любопытна техника отыскания железных руд в древности. Для этой цели применяли специальные «волшебные» лозы - легкие ореховые прутья с развилкой на конце. Рудоискатель брал лозу за рожки, сжимал руки в кулаки и пускался в путь. При этом требовалось строжайше соблюдать поисковую «технологическую инструкцию», которая гарантировала успешные поиски лишь в том случае, если пальцы древнего геолога все время были обращены к небу. По-видимому, все неудачи тогдашних рудоискателей (а неудач, к сожалению, было гораздо больше, чем удач) и объяснялись нарушением «технологии» поиска. Если же были соблюдены все необходимые условия, то в тот момент, когда ищущий наступал на железную жилу, лоза тут же опускалась, указывая, где находится руда.