Океан. Выпуск седьмой

Соль широко известное соединение, добываемое также и на суше. А вот бром фактически «океанский» элемент: свыше девяноста девяти процентов этого вещества сконцентрировано в Мировом океане. Океанская вода является самой выгодной «рудой» для получения брома, поскольку его высвобождение из наземных отложений, а здесь он в чистом виде не встречается, сопряжено с большими техническими трудностями.

Как только стало известно о наличии в океанской воде золота, сразу начали появляться многочисленные проекты его добычи. Большой интерес к нему проявила в свое время Германия. Известный немецкий химик Фриц Хабер надеялся, что его страна расплатится с репарационными долгами первой мировой войны благородным металлом, который будет добыт по его методу из вод океана. Однако золото ускользнуло от него словно мираж — промышленный способ его получения оказался совершенно нерентабельным.

Неудача Фрица Хабера не охладила пыла «золотоискателей». Попытки извлечь из океана благородный металл не прекращаются и по сей день. Уж очень заманчива перспектива овладеть несметными сокровищами Нептуна. Опробовались способы, основанные на электролизе. В недалеком прошлом обратили внимание на избирательную способность некоторых обитателей океана накапливать в себе редкие металлы. Кстати, многие элементы сначала нашли в живых и растительных организмах и только потом уж в океанской воде. Из ряда организмов сумели выделить вещество, аккумулирующее золото. Его смешали со ста литрами океанской воды, чтобы выделить из нее этот металл. В результате такой процедуры удалось получить четырнадцать тысячных миллиграмма золота. Недавно пробуксировали в океане контейнер с очень активной ионообменной смолой. Процеженные через него пятнадцать тонн воды отдали смоле девять сотых миллиграмма золота.

Многолетние старания энтузиастов не принесли пока сколько-нибудь заметного промышленного эффекта в изъятии у океана драгоценного металла. И не удивительно. Несмотря на грандиозность общего количества, его концентрация ничтожна — всего лишь восемь тысячных миллиграмма в кубометре воды. Неудачи энтузиастов нельзя считать бесплодными — хотя золотого тельца они не поймали, зато благодаря труду этих людей наука обогатилась оригинальными методами исследования химического состава вод океана.

Богатства в океане скрыты не только в толще воды. Его дно тоже кладезь многих необходимых человечеству веществ. При современных темпах добычи ряд месторождений, таких, как газовые, нефтяные и некоторые рудные, в недалеком будущем окажутся исчерпанными. Поэтому начало резко возрастать внимание науки многих стран к минеральным ресурсам, дна Мирового океана. В изучении полезных ископаемых океанского дна сделаны лишь первые шаги, но и они уже показали грандиозность запасов ряда крайне необходимых современной индустрии металлов и других химических соединений.

На моем рабочем столе есть небольшой кубик из органического стекла. В нем запаян черный с металлическим отливом камешек, по форме и размерам похожий на голубиное яйцо. На кубике выгравирована надпись: «Никель, медь, кобальт, марганец. Глубина 5100 метров. Тихий океан». Это железо-марганцевая конкреция — память об экспедиции, в которой она была поднята дночерпателем на борт исследовательского судна.

Конкреции представляют собой природные образования округлой формы с высокой концентрацией минеральных веществ. Они состоят преимущественно из окислов железа и марганца. Кроме того, они содержат небольшие количества кобальта, цинка, никеля, молибдена, свинца… Всего в этих образованиях обнаружено до 27 химических элементов.

Впервые железо-марганцевые конкреции на дне Атлантического, Индийского и Тихого океанов были обнаружены в 1873—1876 годах экспедицией на океанографическом судне «Челленджер», снаряженной Королевским географическим обществом Англии.

Любопытно строение конкреций. Внутри их обычно есть ядро. Это обломок либо породы, либо снесенного штормом с острова коралла, наконец, зуб акулы или еще какой-либо посторонний предмет. Инородное ядро покрыто материалом, формирующим конкрецию, который сложен в виде разного оттенка концентрических сфер, напоминающих в разрезе кольца роста на спиле дерева.

По форме и химическому составу железо-марганцевые образования в океане довольно разнообразны. Они находятся на дне в виде пластин, корок, камней, наростов на различных предметах. Величина же самих конкреций достигает размеров пушечного ядра. Интересно, что поднятые со дна океана осколки снарядов корабельных орудий имели железо-марганцевый нарост со всеми сопряженными с ним химическими элементами. Как показали исследования, обрастание этих осколков шло со скоростью нескольких миллиметров в десятки лет.

Железо-марганцевые конкреции образуют на дне океанов крупные скопления. Наиболее богат ими Тихий океан, где они располагаются большей частью на глубинах примерно от двух до шести тысяч метров. Местами конкреции лежат на дне настолько плотно, что на подводных фотографиях оно похоже на булыжную мостовую.

По оценке ученых, запас конкреций в Тихом океане в тоннах выражается в буквальном смысле астрономической цифрой. Согласно научным данным, эти соединения образуются со скоростью около 6 миллионов тонн в год.

Преобладает мнение о том, что конкреции возникли в результате бактериального окисления и осаждения из океанской воды ионов железа и марганца. Действительно, железо-марганцевые образования содержат заметное количество органического вещества. Это и навело на мысль о бактериальном происхождении конкреций. Однако органическое вещество распространено в Мировом океане повсеместно, в том числе и там, где нет конкреций. Поэтому пока нет неопровержимых доказательств, взгляды на роль биохимических процессов являются всего лишь гипотезой. Вообще же, поскольку механизм возникновения и формирования железо-марганцевых конкреций пока так и не ясен, в настоящее время насчитывается не менее десятка объясняющих его гипотез.

Долгое время марганцевые конкреции из-за их труднодоступности и существования на суше достаточного количества марганцевых рудных месторождений представляли преимущественно научный интерес. Говорить об этих океанических образованиях как о промышленном сырье считалось преждевременным. Однако разведанные земные ресурсы истощаются. Вместе с тем запасы марганца и сопутствующих ему в конкрециях металлов не только сопоставимы с месторождениями их на суше, но и превосходят их. Если основываться на современных темпах разработки сухопутных марганцеворудных месторождений, то, как утверждают специалисты, ресурсов Мирового океана хватит на многие тысячи лет. Сейчас уже создан и опробован ряд опытных полупромышленных способов добычи железо-марганцевых конкреций, и освоение этого ценного индустриального сырья не за горами.

В западной части тропической зоны Тихого океана словно чьей-то могучей рукой разбросаны по поверхности вод ожерелья коралловых островов. Их там более трехсот. Это коралловые атоллы — совершенно своеобразное явление природы. Люди не знают ничего сравнимого с этими сооружениями. Огромные кольца атоллов достигают нескольких десятков километров в диаметре. Трудно даже представить себе, что такие грандиозные сооружения возведены организмами, стоящими на низших ступенях развития.

Нельзя не изумиться, когда в первый раз увидишь атолл. Он открывается взору почти внезапно, возникнув над горизонтом как мираж. По мере приближения к атоллу кажется, что мираж оседает в воду, и перед глазами предстает кольцеобразный остров с яркой игрой света и красок. Отлогие берега атолла почти на всем протяжении покрывают пальмы, вознесшие пышные темно-зеленые кроны к прозрачному голубому небу. На атолл набегают тяжелые океанские волны, контрастирующие своей синевой с изумрудной зеленью вод лагуны.

Уже более ста лет ищут ученые разгадку происхождения атоллов — этого удивительного феномена. Интерес ученых к коралловым атоллам не случаен. Они являются своего рода надгробиями над погруженными в пучины вод островами. Почти каждый атолл, хотя он и не поднимается выше нескольких метров над поверхностью океана, венчает собой вершину огромного горного пика, превышающего многие вершины суши. Нередко в основании атоллов лежат потухшие вулканы возрастом 70—100 миллионов лет.