Сокровища ждут хозяина

Человек не может жить без продуктов питания. Но не менее важно иметь в достатке сырье для заводов и фабрик. Современная промышленность потребляет огромные количества различных материалов. Ежегодное мировое производство стали достигает 230 миллионов тонн, выплавка меди (без СССР) - 2,5 миллиона, добыча нефти - примерно миллиарда тонн, а угля - полтора миллиарда тонн! С развитием науки и техники потребление различных материалов стремительно растет, и, безусловно, в будущем их потребуется во много раз больше.

Взгляните на известную вам со школьной скамьи Менделеевскую таблицу периодической системы элементов. Сейчас в ней значится более ста элементов. Часть из них получена только в лабораториях искусственным путем, другая часть относится к группе редкоземельных элементов - они встречаются в природе, но в ничтожно малых количествах. Однако не думайте, что остальные элементы можно легко найти. Если взять в весовых процентах состав земной коры, то кислород и кремний составят 75,35 процента; на семь элементов: алюминий, железо, кальций, натрий, калий, магний и водород - придется 22,32 процента, а на долю всех остальных 80 элементов остается только 2,33 процента.

Попробуйте-ка широко применять медь, обладающую ценными свойствами электропроводности, если ее доля в земной коре составляет около 0,008 процента! Свинца в земной коре 0,002 процента, никеля - 0,02, фосфора - 0,1 и так далее. Спасает человека то, что в природе многие элементы сосредоточены на относительно небольших пространствах ,в более или менее богатых месторождениях. Но большинство этих месторождений уже разведано и в значительной части использовано человеком.

Ученые неоднократно задумывались над вопросом: "Что же будет дальше?" Известны многочисленные предвидения и расчеты, говорящие: железа хватит на столько-то лет, меди - на столько...

Сейчас человек, хотя и с ошибками, подсчитал оставшиеся запасы полезных ископаемых. Получилась в основном неутешительная картина. В ряде стран уже сегодня наиболее богатые месторождения многих элементов выработаны почти до конца или близки к истощению. Надо оговориться, полезные ископаемые распределены в земной коре неравномерно, и в других районах период истощения месторождений наступит, как образно сказал академик Д. И. Щербаков,- "не раньше, чем будущие палеонтологи начнут находить в древних раскопках остатки современных реактивных самолетов".

Некоторые успокаивают себя мыслью, что усовершенствованные методы геофизической разведки откроют неизвестные богатейшие месторождения, и тем самым проблема будет решена. Действительно, геофизики при помощи своих чудесных приборов все глубже и глубже проникают в недра земли. Но это не выход из положения. Даже для техники завтрашнего дня добыча руды на огромных глубинах будет связана с очень серьезными трудностями. Если и будет найдено много новых богатых месторождений, вое равно это временное решение - пройдет время, и они так же будут полностью использованы.

Наряду с предостережениями о приближающемся истощении полезных ископаемых существует много предложений и проектов, наглядно свидетельствующих, что в будущем человек сможет получить от природы любые материалы в неограниченном количестве.

Начнем с нефти. Здесь наиболее угрожающее положение. Мировые запасы ее оцениваются в 30 миллиардов тонн, а дополнительно предполагаемые - в 20. Нефть и ее продукты: бензин, керосин, дизельное топливо - расходуются огромными количествами автомобильным и морским транспортом, в авиации и в химической промышленности. Если современная добыча будет расти только на 10 процентов в год, то нефти хватит на 20 лет.

Что же делать? Перевести все автомобили, самолеты и теплоходы на другой вид топлива? Невероятно сложно:

Нет, нефть надо иметь, и если кончатся ее природные запасы, человек в состоянии сделать ее искусственно. Еще в первую мировую войну в странах, лишенных нефтяных месторождений, особенно в Германии, были разработаны методы получения бензина из угля. Количество изготовляемого бензина достигает 50-55 процентов от веса горючей массы угля, а по своему химическому и фракционному составу он очень близок к бензину, получаемому прямой перегонкой из естественной нефти.

Это первый выход. Но ведь настанет день, когда кончатся и запасы угля.

- Ну и что же? - говорят ученые. - Нефть - это смесь различных соединений водорода с углеродом. Воды на земном шаре сколько угодно, а вода- это вещество, по объему на ²/₃ состоящее из водорода. Так же неисчерпаемы запасы углерода. Все известняки состоят почти полностью из углерода, кислорода и кальция. Везде в земной коре встречаются залежи известняка, иногда мощность их пластов достигает нескольких сотен и даже тысяч метров. При достаточном количестве энергии ничто не помешает людям добывать любые количества бензина из воды и известняка.

Углеродистые соединения наряду с кремнийорганическими (кремний после кислорода-самый распространенный на земле элемент) будут неиссякаемыми источниками сырья, из которых люди смогут производить различные полимерные материалы. Уже сейчас многие полимеры успешно вытесняют сталь и цветные металлы, растительное и животное сырье. Предполагается, что в ближайшие 15-20 лет мировое производство полимеров достигнет 23 миллионов кубических метров и по своему объему приблизится к мировой выплавке стали.

Семилетний план развития химической промышленности и особенно производства синтетических материалов, предусмотренный контрольными цифрами XXI съезда КПСС; поражает своими масштабами, темпами, своей грандиозностью. В продолжение семи лет каждые 10 дней будет вступать в строй новое или капитально реконструированное крупное предприятие химической промышленности. Для этих целей Советское государство выделило более ста миллиардов рублей. Техническая вооруженность нашей страны и последние достижения отечественной науки позволяют во все возрастающем количестве не только создавать вещества, повторяющие свойства и качества природных, но и получать многочисленные совершенно новые искусственные материалы с заранее заданными свойствами.

У пластических масс и синтетических волокон огромное будущее. Но все же они не смогут заменить собой все материалы, каждому из которых свойственны индивидуальные особенности. Новые времена, новая техника постоянно требовали и будут требовать все новых и новых материалов. В XIII веке человечество употребляло 18 элементов и их соединений, в XVIII - 29, в XIX - уже 47, в начале XX - 54, а сегодня из встречающихся в природе 90 элементов добывается и применяется 80.

В последние десятилетия особое значение приобретают редкие элементы, ибо они открывают огромные возможности для создания новых материалов, крайне нужных и полезных человеку. Можно привести сотни случаев, когда прибавка очень малых количеств этих элементов резко меняет свойства давно известного вещества и придает ему совершенно новые качества.

Старая поговорка гласит, что нет худа без добра. Примерно то же самое получается с редкими металлами. Все они очень рассеяны в земной коре, и во многих случаях содержание их в горных породах так мало, что они не могут быть обнаружены без тончайшего химического и физико-химического анализа. Если в тонне обычной медной руды содержится 10-20 килограммов металла, то в тонне, например, галлиевой руды мы найдем только 20 граммов этого элемента.

Это худо. Но, с другой стороны, ученые и инженеры, добывая редкие металлы, накапливают богатейший опыт извлечения элементов, распыленных на огромных пространствах земной коры. Сейчас такая добыча связана с большими производственными трудностями. Но когда в распоряжении человека будет несравненно большее количество энергии и новые совершенные способы обогащения руд, люди начнут добывать различные элементы из самых бедных месторождений- их на планете в сотни раз больше, чем богатых.

Академик Д. И. Щербаков предполагает, что "наиболее ценной "рудой", которая со временем станет снабжать человечество металлургическим сырьем, является базальт". Этот минерал необычайно широко распространен в природе, он имеется везде: на материках базальтовой слой находится ниже гранитного, на дне океанов гранитный слой почти отсутствует, а поэтому базальтовый слой выходит к поверхности океанского дна.

Базальта так много, что он неистощим. Его можно добывать в любых количествах десятки и сотни миллионов лет, и это практически не уменьшит запасов. Внешне базальт - просто темный, плотный и тяжелый камень. Но этот минерал в отличие от других горных пород содержит большое количество различных элементов. В нем 40 процентов кремния, 15 - алюминия, 7 - кальция, 6 - железа, 5 - магния, 2 - титана и некоторое количество различных редких элементов и благородных металлов.

Комплексная переработка базальтовой "руды" для одновременного получения из нее всех ценных элементов потребует больших затрат энергии, создания совершенно нового металлургического оборудования и новой технологии высокотемпературных плавок. Все это сложные, но выполнимые задачи.

Базальтовые комбинаты будущего не только дадут человечеству требуемое количество стали, алюминия и других металлов, но и смогут стать важнейшими поставщиками строительных материалов. Из базальта можно делать цемент, а из него отливать строительные блоки и плиты. Можно плавить и сам базальт и получать таким образом каменное литье. Высокопрочное и не поддающееся действию щелочей и кислот базальтовое каменное литье позволит во многих случаях заменять металлические изделия и тем самым экономить металл.