Истории открытия первых восьмидесяти трех химических элементов так удивительны, что каждая из них достойна остросюжетного детектива. Фактически химия как точная наука появилась только в восемнадцатом веке.
До этого времени элементы, имеющиеся в природе, люди обнаруживали и познавали опытным путем. И даже не задумывались, что имеют дело с «кирпичиками», из которых выстроен окружающий мир.
Археология утверждает, что когда-то (примерно две тысячи лет назад) бронзовый век человеческой цивилизации сменился веком железным. То есть во 2-м тысячелетии до новой эры железо (химический элемент № 26) стало страшно популярным и вошло в повседневный быт людей в виде рабочих инструментов, оружия, украшений и прочих мелочей жизни. Железо вытеснило бронзу. При этом бронза – вещество вовсе не элементарное. Бронза – это смесь двух химических элементов: меди и олова.
Бронзовому веку предшествовал век медный, когда все необходимые для жизни предметы человеческие существа изготавливали вместо первобытного камня из медных самородков – чистой меди. Медь гораздо чаще других металлов встречается на Земле в виде крупных самородков и легче обрабатывается. Видимо поэтому она первой и попалась нашим предкам на глаза, а медный век опередил исторические эпохи бронзы и железа.
А вот железо в чистом виде, без примесей, встречается на поверхности нашей планеты только в кусках залетевших к нам из космоса метеоритов. И значит, доисторический человек впервые увидел железо тогда, когда однажды обнаружил упавшую с неба тяжелую и холодную погасшую звезду. Эта гипотеза подкрепляется тем, как именовали железо народы древности. Древние египтяне называли его «бени-пет», что означает «небесное железо», а древние греки обозначили железо словом sideros – звезда, небесное тело.
Железо падало с неба нечасто и потому казалось большой редкостью. Свидетельства археологов сообщают любопытную деталь: ценность небесного металла была так велика на первых порах, что украшения из железа вставляли в оправу из золота. Впрочем, немногие из таких украшений и железных орудий труда могли дойти до наших дней – железо очень быстро превращается в ржавчину (свой оксид), взаимодействуя с кислородом.
Но вот небесные камни иссякли, а население планеты все увеличивалось. Людям в поисках средств выживания пришлось пристальнее присмотреться к природе. И они обнаружили другие полезные камни, уже земные – железную руду. Из нее-то и начали добывать железо в больших количествах. С распространением технологии производства железа из руды ценность этого химического элемента сильно упала – железа теперь было много, и оно стало гораздо дешевле золота.
Интересно, что раньше всех нашли железную руду африканские представители рода человеческого, и потому пропустили медный век, перейдя от каменного ножа и топора сразу к железному. В Египте железо получали из руды еще во втором тысячелетии до нашей эры. Среди древних греков металлурги появились в конце второго тысячелетия, а в Китае – в середине первого тысячелетия до нашей эры. Так что в начале новой эры железо выплавляли уже и в Азии, и в Европе, а лучшими металлургами считались индийцы. Из Индии, по предположениям некоторых филологов, и происходит русское слово «железо». Часть из них считают, что корень нашего «железа» кроется в санкритском слове «джальджа», которое переводится как «металл», «руда». Другая часть ученых находит общность русского слова «железо» с санскритским словом «жель», означающим «блестеть», «пылать». Как бы то ни было, узнав слово «железо», наши предки и металлургию со временем освоили вполне достойно – не хуже индийцев.
Зато на американском континенте люди продолжали пользоваться медными орудиями до самого появления там в пятнадцатом веке новой эры европейцев, посчитавших индейцев-аборигенов дикарями со всеми вытекшими отсюда неприятными последствиями для жителей Нового света. (Кто не знает, что с ними случилось, может почитать романы Фенимора Купера.) Однако не потому в Америке люди пользовались по старинке медью, что были глупы. Просто у них не было потребности искать другой металл. Меди было навалом – тамошние месторождения оказались самыми крупными в мире… Бедные, бедные индейцы… Вот ведь как масштабно химический элемент номер 26 повлиял на историю человечества…
Но и это еще не все, сказали бы нам, рекламируя железо в телемагазине. Самое интересное, что планета, на которой мы живем, на треть состоит из железа. Еще любопытнее тот факт, что другая треть Земли образована кислородом – он составляет половину земной коры. Конечно, в земной коре кислород присутствует не в виде газовых подушек, а в составе природных минералов, которые, в большинстве своем являются окислами – кремнезём (SiO2), глинозём (Al2O3), оксид железа (FeO), окись кальция (CaO), окись магния (MgO), оксид калия (K2O) и оксид натрия (Na2O).
Железо с небольшой примесью никеля (примерно в соотношении тридцать к одному) образует раскаленное и сверхплотное двуслойное ядро нашей планеты, благодаря гравитационному притяжению которого мы прочно ходим по поверхности Земли. Железное ядро Земли состоит их двух частей – внешней и внутренней. Внутреннее ядро – твердое. Внешнее ядро жидкое, оно все время течет вокруг внутреннего ядра по направлению к востоку, создавая магнитное поле, которое дает нам возможность ориентироваться на планете с помощью компаса.
Откуда берется магнитное поле внутри Земли? На всякий случай вспомним, что магнитное поле создается движением электронов по проводнику – электрическим током. Железо – проводник. С другой стороны, при движении замкнутого проводника в магнитном поле в самом проводнике возникает электрический ток. Расплавленное железо внешнего ядра постоянно движется вокруг внутреннего ядра, возбуждая в самом себе электрический ток. Этот электрический ток рождает магнитное поле, которое в свою очередь поддерживает этот электрический ток – природа создала вечно работающую магнитную динамо-машину! А говорят, что вечного двигателя не существует… Правда, то, что для человечества – вечность, для природы – понятие относительное.
Интересно, что существование ядра у Земли было открыто совсем недавно, 105 лет назад, в 1906 году, английским геологом и сейсмологом Ричардом Олдхэмом. Измеряя распространение сейсмических волн во время землетрясений, он обнаружил, что в диаметрально противоположную эпицентру землетрясения точку на поверхности Земли сейсмическая волна приходит позже, чем это предсказывали расчеты. Олдхэм предположил, что помехой, задерживающей сейсмическую волну, является очень плотное ядро Земли. Так оно и оказалось. В 1913 году считали, что земное ядро жидкое. А в 1936 датский сейсмолог Инге Леман обнаружила, что часть сейсмических волн отражается от ядра Земли, и интерпретировала этот факт как наличие у ядра твердой внутренней части. Лишь спустя пару лет после этого открытия сейсмологи мира признали правоту смелой женщины.
Знаменательно, что человечество практически синхронно сделало два ядерных открытия. Одно – космических размеров, другое – микроскопических: ровно сто лет назад, в 1911 году было открыто атомное ядро. Но это – другая история.
Фрагмент из книги "Элементы жизни" Наталии Теряевой