Неоконченная история искусственных алмазов

Глава III ТРУБКИ И МЕТЕОРИТЫ

А тем временем шла промышленная революция. В 1819 г. Атлантику пересек пароход, в 1827 г. была построена железная дорога, в 1867 г. заработала динамо-машина, возвестившая смену века пара веком электричества. Вовлекались в промышленный оборот огромные количества новых материалов, и жизнь требовала от химиков все новых и новых веществ и соединений, все новых и новых как можно более дешевых способов превращения их в как можно более дорогой товар.

Не мудрено, что в этом бурлящем котле новых проблем, вставших перед наукой, затерялась и стушевалась небезынтересная и небессмысленная в принципе задача, занимавшая немало умов в начале XIX в. «При заре, распространившейся на все естественные науки от открытия бессмертного Лавуазьера, — написал в одном из своих сочинений Василий Каразин, — все устремились к чистому умозрению и занимались ближайшим токмо к нему опытодействием, не имея еще времени на технические приложения новых истин».

Но вряд ли временная потеря интереса к алмазной проблеме объяснялась одной только этой причиной. Как ни бесспорна обусловленность науки производством, ее зависимость от производства, — наука, вызванная к жизни потребностями общества, развивается дальше уже по своим собственным законам. Окончательно установив в первой четверти XIX в., что уголь и алмаз построены из атомов одного и того же элемента, ученые того времени ни при каких условиях не могли бы узнать, как именно сложены эти атомы и какие условия нужны, чтобы из них получилось то или другое. Многих необходимых для этого вещей (например, рентгена) просто еще не было и не могло быть в то время. Науке предстояло еще копить, так сказать, косвенные улики.

Одну из них — возможно, важнейшую — обнаружил в 1860 г. профессор Берлинского университета доктор минералогии Густав Розе. Собственна говоря, его опыт не намного отличался от того, что делали до него Лавуазье, Дэви и Фарадей: Розе сильно нагрел алмаз.

Но в отличие от Лавуазье, он удалил из сосуда, где шел опыт, весь воздух, а в отличие от Дэви и Фарадея, не заполнил сосуд никакими другими субстанциями.

И алмазный кристаллик, разогретый профессором Розе примерно до 1000° С, не сгорел, ибо ему не в чем было гореть. Но зато Розе увидел, как алмаз начал обугливаться — превращаться в графит.

Вообще-то говоря, из этого можно было заключить, что при такой температуре графит тоже может превратиться в алмаз. Но, наверное, чего-то для этого не хватало. Намеком на то, чего именно, могло бы служить очевидное различие в удельном весе разных форм углерода: по плотности алмаз превосходит графит почти в полтора раза (3,5 и 2,3). Однако намек этот понят был далеко не сразу. Во всяком случае, профессор Розе, описат», как полагается, в научном трактате превращение алмаза в графит, дальше не пошел. Видимо, должны были произойти еще, по меньшей мере, два заметных события, прежде чем различие в удельных весах привлекло к себе внимание.

Первое из этих событий произошло через семь лет после опыта Розе, сопровождалось немалым шумом и не имело к науке ни малейшего отношения.

«Моряки бежали с кораблей, солдаты покидали армию. Полицейские бросали оружие и выпускали заключенных. Купцы убегали со своих процветающих торговых предприятий, а служащие — из своих контор. Фермеры оставляли свои стада на голодную смерть, и все наперегонки бежали к берегам рек Вааль и Оранжевой», — так начиналась эта история в южноафриканском городе Кимберли (описание его принадлежит уже нашему времени, но оно хорошо передает суть описываемых событий).

А вот с чего вся эта история началась. Девочка из семьи небогатого колониста нашла на берегу реки сверкающий камешек и отнесла его матери. Однажды к ним приехал другой колонист, по фамилии Ван-Никерк. (Имя девочки в этой истории почему-то нигде не упоминается.) То ли гость решил, что камень что-то собой представляет, то ли просто захотел взять красивую безделущку — так или иначе камень перекочевал к нему.

Дальше историки немного по-разному пишут о деталях, но более или менее сходятся в главном: камешек попал в Кейптаун. Одни считают, что некий бродячий торговец, увидев блестящую штучку у Ван-Никерка, заинтересовался, не топаз ли это. Другие называют даже имя этого человека — Джон О’Релли, его национальность — ирландец и его основное занятие — охотник за страусами.

Так или иначе, камень попал в город. Здесь его долго не могли опознать. То ли торговец, то ли сам Ван-Ни-керк пытался его сбыть, но камешек, с точки зрения понимающих людей, не стоил ломаного гроша. Кто-то упорно повторял, что это топаз… Было даже пари: один из его участников прозакладывал свою шляпу — и предмет спора послали на проверку какому-то химику. И камень был немедленно куплен за 500 фунтов стерлингов.

Вот тогда и начался тот самый тарарам, о котором в столь торжественных выражениях поведал кимберлийский летописец. Даже дом на той ферме, с которой все началось, поломали в пух и прах, не пощадив коровника, — алмазы выбирали прямо из глины, которой были обмазаны стены.

Итак, моряки бежали с кораблей, полицейские бросали оружие и выпускали заключенных, а купцы убегали из своих контор… Причем специалисты всех названных категорий, безусловно, находили применение своим профессиональным навыкам в районе Кимберли. Может быть, правда, кроме моряков.

Алмазоискатели рыли землю — и обнаруживали с самого верху голубую глину, в которой прятались алмазы. Рыли в другом месте — и бросали старое: в новом алмазов было больше. За неделю наживали состояние.

В одном месте они продолжали рыть голубую глину все глубже и глубже; здесь было основано самое известное в мире предприятие по добыче природных алмазов, известное до наших дней, — Виг Хол (Большая Дыра)…

Через несколько лет дело было уже в полном разгаре, на промышленной основе. Но того, кому предстояло прибрать все эти копи к рукам, там еще не было.

Он появился только в 70-х годах — семнадцатилетний парень по имени Сесил Джон Родс, англичанин из метрополии, сын бедного священника. Не зная, с какой стороны подъехать к богатствам, и ничего не смысля в горном деле, он открыл захудалую лавчонку.

В 1892 г. лавочка Родса стала называться Алмазным синдикатом. Синдикат существует и до сих пор, контролируя четыре пятых добычи алмазов в капиталистическом мире… Сесил Джон Родс был первым президентом синдиката и неофициальным диктатором Южной Африки. Достиг он этого тем же простым путем, каким шли все его предшественники и последователя в подобного рода историях: уничтожал — в том числе С помощью ножа и пистолета — конкурентов, а заодно и всех тех, кто ему в чем бы то ни было мешал.

Разумеется, в числе прочих алмазных рудников в лапы предприимчивого молодого человека попала и Биг Хол, к тому времени еще больше оправдывавшая свое название.

Дыра получалась все глубже, потому что залежь голубой глины выходила на поверхность небольшим пятном и шла отвесно вниз. Она была округлой, похожей на длинное жерло. Как будто бог подземного царства Плутон, набрав в рот голубой глины вперемешку с алмазами, что есть силы дунул вверх, продул насквозь земную кору и образовавшуюся трубку набил голубой алмазоносной глиной, словно вафлю кремом.

Здесь геологи впервые встретились не с алмазоносной галькой или песком — одним словом, не с россыпью, разрушенными водой, ветром и солнцем остатками первоначального месторождения, а с коренной залежью алмазов. Первый раз алмазы лежали в своем естественном окружении, а не там, куда их перенесли пески или вода. И это позволяло кое-что сказать о их происхождении.

Было похоже, что драгоценные блестящие и твердые камешки образовались не здесь, в трубке, а были некогда принесены сюда из недр земных. А в каменных недрах земли царит, как известно, высочайшее давление, созда-. ваемое под действием закона всемирного тяготения весом вышележащих слоев земли.

Так не это ли самое давление, сдавливая уголь или графит, уплотняло его, превращая в алмаз?

Но если так, то нечего было и пытаться изготовлять алмаз с помощью одного только жара, как это делал Каразин, а спустя несколько лет — Каньяр де ла Тур и Ганналь, и двадцать четыре года спустя — Депретц, каливший сахарный уголь вольтовой дугой.

По примеру природной преисподней вдобавок к плутоническому жару следовало употребить и плутоническое давление.

Какой величины? А кто его знает! Надо пробовать…

Первым, кто попробовал это сделать, был Баллантин Хэнней из Глазго. Предпринимая в 1880 г. свою — четвертую по общему счету — попытку изготовить искусственный алмаз, он уже употреблял устройство, позволяющее не только раскалять, но и сжимать вещество, которому следовало превратиться в драгоценный камень. Таким веществом в опытах Хэннея служило костяное масло.

О прочих подробностях этих экспериментов будет рассказано дальше. А сейчас следует перейти к другому событию — оно произошло вскоре после начала алмазной лихорадки на берегах Вааля и Оранжевой на берегу другой реки — мало кому известной реки Алатырь в России, в Пензенской губернии.

Метеорит может упасть прямо у вашего порога. В метеорите могут быть алмазы…

Оба эти утверждения — строго научные! — даже сегодня воспринимаются несколько более романтично, чем полагалось бы научным констатациям. Нетрудно понять, что когда второе из них — об алмазах в метеорите — было высказано впервые и с полным на то основанием, реакция публики была еще острее.

Это было в конце прошлого века, и красивая история об алмазах с неба с тех пор живет сама по себе, время от времени возвращаясь то тут, то там на печатные страницы самых разных изданий — от научных до бульварных. Иногда небесный алмаз находит неотразимый испанский дипломат и дарит его русской принцессе (вариант — русский дипломат дарит испанской принцессе), иногда пересказывается просто история с падением каменного метеорита в заштатном Краснослободском уезде. Цитируется в извлечениях и первоисточник — письмо, присланное с места происшествия в Петербург, директору Лесного института Василию Тарасовичу Собичевскому.

Публикуемые обычно извлечения из письма касаются собственно фактов. Но дело ведь не только в самих фактах — они принадлежат своему времени, и любая пропущенная строчка и даже слово чем-то обедняют пересказ, в чем-то умаляют его достоверность. Нсштому здесь первоисточник сведений о Ново-Урейском метеорите помещен полностью, без сокращений.

Письму предшествовали короткое извещение о падении метеорита и посылка с камнем. В Лесном институте, куда она пришла, метеорит попал к профессору кристаллографии и минералогии Ерофееву.

Михаил Васильевич Ерофеев родился в 1839 г. в Петербурге. Двадцати четырех лет окончил Петербургский университет по физико-математическому факультету и был оставлен консерватором (в данном случае это означало не политические убеждения, а скромную должность — что-то вроде нынешнего коллектора) при минералогическом кабинете.

Спустя два года его командировали за границу для продолжения учебы. Через пять лет Ерофеев возвратился в Петербург, защитил магистерскую диссертацию о кристаллизации турмалина и в 1871 г. стал доцентом Петербургского университета, потом профессором Варшавского университета и, наконец, перешел в Лесной институт, где работал с тех пор всю жизнь. Исследование неизвестных пород, тем более космического происхождения, вполне отвечало его планам и наклонностям: он стремился выяснить реальное строение кристаллов, его отличие от идеального. Намереваясь изучить вещественный состав метеорита, Ерофеев обратился за содействием к профессору химии Лачинову.

Павел Александрович Лачинов родился в 1837 г. в маленьком городке Шацке, учился в Павловском кадетском корпусе, двадцати одного года окончил Михайловскую артиллерийскую академию и, явно тяготея не к пальбе, а к изучению природы вещей, устроился репетитором по химии (в которой отличался все годы учебы) в своем же Павловском кадетском корпусе. Потом служил в той же должности в Новгородском кадетском корпусе.

Лачинов проявил усердие к наукам, и довольно скоро — через пять лет — его послали учиться на курсы при Петербургском корпусе горных инженеров (так назывался теперь тот самый Горный кадетский корпус, в лабораториях которого приобщался к науке молодой Каразин). Спустя год Павел Александрович, еще оставаясь формально на военной службе, стал вторым помощником профессора химии Энгельгардта, а еще через год окончательно уволился из армии (в чине поручика артиллерийской службы).

В должности второго помощника профессора Лачинов взялся за работу, которая должна была доказать русским земледельцам необходимость химических удобрений, должна была способствовать повышению урожайности в России. Своими руками он проделал сотни анализов, исследуя ценность городских отходов. Не чурался тяжелой и самой, мягко говоря, грязной работы, сравнивая отбросы чуть не всех районов Петербурга, чтобы выяснить, какие более пригодны для удобрения земли. Работа эта окончилась весьма своеобразно: оценив встречи преподавателей и студентов, ведущих работы по изысканию удобрений, как «противузаконные сходки и собрания, принявшие характер агитационных сборищ», третье отделение собственной его величества канцелярии арестовало Энгельгардта и Лачинова.

Никаких «особенно важных обстоятельств» установлено по делу не было. Профессора и помощника пришлось из тюрьмы выпустить. Тем не менее Энгельгардт уже не возвратился на кафедру, а Лачинов провел около года в опале, работая на механическом заводе и не имея ни малейшей возможности заниматься химией.

Потом, вернувшись на кафедру в Лесной институт, Лачинов занимался органической химией; в последние годы жизни он исследовал вещество, о котором много говорят и пишут уже в наше время, — холестерин.

Судя по всему, камень, принесенный Ерофеевым, отнюдь не принадлежал к предметам, близким научным интересам Лачинова. И предугадать, что они берутся за анализ, с которым имена их будут вписаны в историю науки, Ерофеев и Лачинов вряд ли могли.

Присланный в институт камень черного цвета весил 1762,3 г; позже Барышников прислал еще два осколка — 21,95 и 105,45 г.

«Среди черной поверхности, — записал Ерофеев, — виднеются лишенные коры или, вернее, сбитые зеленовато-желтые обломки оливина и блестки никелистого железа».

Метеорит остался почти нетронутым — он и сейчас лежит под стеклом в музее Ленинградского горного института. Исследователи извели на опыты только 24,3 г космического вещества.

Эти 24,3 г были истолчены в лабораторной ступке, после чего навески топили в «царской водке», травили плавиковой и серной кислотой, сплавляли с содой… Одним словом, делали все, что полагалось при детальном химическом анализе.

Ерофеев исследовал под микроскопом шлифы, определяя минералы. Аэролит обнаруживал совершенное сходство с земными породами и, «очевидно, должен был образоваться по тем же законам и под действием тех же сил, он состоял главным образом из силикатный минералов, носящих на Земле имена оливина и авгита».

Лачинов опознал в пробах окислы кальция, железа, марганца, магния, хрома; нашел никелистое железо, железный колчедан…

И после всех растворений толченого камня и обработки его кислотами и щелочами Ерофеев и Лачинов получили совсем немного — два с небольшим процента от каждой пробы — остатка, который не желал растворяться ни в чем. Часть остатка была черного цвета и мягкой, как обыкновенный графит, пишут Ерофеев и Лачинов. Но там же было и «другое вещество — более светлого цвета и очень твердое».

Еще не зная, что находится перед ними, исследователи подвергли неизвестное вещество нагреву. Небольшой нагрев на него не подействовал. Когда же температуру увеличили и оставили пробу калиться подольше, вес её стал быстро убывать.

Опыт прекратили. Вот как описывают сами Ерофеев и Лачинов последующее: «Не сгоревшая и не растворившаяся часть, составляющая около 40% первоначального веса остатка, резко отличалась от него по свойствам: она являлась в виде почти белых, слегка сероватых крупинок, до того твердых, что оне невыносимо царапали стеклянную и платиновую посуду. Судя по твердости, эти крупинки можно было принять за корунд; на этом основании оне еще раз были сплавлены с кислым сернистым кали. Но изменений ни в виде, ни в весе их почти не произошло. Оставалось предположить…»

Окончание этой фразы Михаил Васильевич Ерофеев и Павел Александрович Лачинов дописали, вероятно, не сразу. Опыты с навесками метеорита повторили еще и еще раз. В нерастворимом остатке каждый раз оказывались светлые кристаллики. Их сожгли в сильном пламени. Анализ обнаружил 95,4% углерода и 3,23% золы. Удельный вес крупинок был 3,3.

Последний опыт проделали с особой тщательностью. Из минералогического музея в лабораторию принесли эталонный образец корунда. Когда, выполнив все предосторожности, чтобы ничем не исказить результат опыта, шлифованную грань эталона потерли ничтожным количеством порошка из нерастворимого остатка, на ней остались резкие, видимые простым глазом царапины.

Что же оставалось предположить Ерофееву и Лачинову?

«Оставалось предположить только, что оне (кристаллические крупинки) представляют алмаз… Это и подтвердилось на деле».

Однако сами авторы не считали, что совершили что-то выдающееся. Ерофеев извлек труды Густава Розе, превращавшего алмаз в графит, и указал, что еще двадцать с лишним лет назад тот, исследуя углерод железных метеоритов, высказал следующее: можно полагать, что в определенных условиях этот углерод мог бы существовать в виде карбоната — алмаза.

«Их искали, — заканчивают Ерофеев и Лачинов описание своих алмазных кристаллов, — в метеорном железе, они нашлись в метеорных камнях…»

Открытие Ерофеева и Лачинова не осталось незамеченным и сразу же было высоко оценено ученым миром. Российская Академия наук присудила им Ломоносовскую премию. Чтобы перейти к тому, что последовало в результате открытия, сделанного в скромной лаборатории Лесного института в Петербурге, надо еще раз вернуться к отчету Михаила Васильевича Ерофеева и Павла Александровича Лачинова об их исследовании.

По опытам и расчетам получалось, что вес алмазных кристаллов составлял приблизительно сотую часть всей пробы. И Ерофеев с Лачиновым написали, что раз метеорит, от которого была взята проба,, весил 1762 г, то в нем должно было содержаться приблизительно 17,5 г алмазов… Около 90 каратов.

Эти выкладки исследователей и послужили причиной событий, которые могли бы вполне стать сюжетом детективного фильма.

Логика виделась во всем этом очень простая: если в маленьком метеорите упрятаны алмазы на сотню каратов, то в большом метеорите… Если в маленьком метеорите нашлись мелкие алмазные крупинки, то в большом метеорите… Как же тут было не кинуться искать не медля самый большой метеорит, чтобы выковырять из него драгоценные камни покрупнее и тащить их в банк? И как же было не вспомнить об Америке, об Аризоне, о местности с мрачным названием Каньон Дьявола?

Воронка-кратер, известная здесь с незапамятных времен, колоссальна: диаметр ее больше километра (1200 — 1300 м), глубина достигает 180 м. Обломки метеоритного железа находили здесь во множестве еще аборигены-индейцы и, подобно новоурейским крестьянам, считали их святыней. В 1891 г. доктором А. Э. Футом было установлено метеоритное происхождение этих обломков. Вслед за тем филадельфийский профессор Кениг обнаружил в одном из найденных Футом образцов первые алмазные кристаллики…

Можно представить себе энтузиазм искателей сокровищ! Самый деятельный из них, инженер Д. М. Барринджер, основал через десять лет даже акционерное общество для извлечения гигантского метеорита. Предполагалось к тому же, что в метеоритном железе полно платины, — и в кратере было начато разведочное бурение. На глубине около полукилометра под дном воронки бур сломался в железистой породе. Но, если это и был метеорит, платины в нем не оказалось.

…Местность у Каньона Дьявола и поныне принадлежит сыновьям основателя акционерного общества по разработке метеорных сокровищ, само же общество давно распалось по финансовым причинам. Попытки использовать сигнал из космоса для непосредственного извлечения долларов из нового знания успеха не имели. Алмазы, найденные тогда же и находимые до сих пор в обломках тамошнего метеорита, ни для королевских корон, ни для банковских подвалов совершенно не подходили. Это были те же мельчайшие крупинки, что и в Петербурге; рассуждения Ерофеева и Лачинова о суммарном содержании алмазов в массе метеорита оказались ошибочными.

И тем не менее сигнал из космоса безусловно содержал полезную, как принято говорить теперь, информацию об алмазных кристаллах. Непригодная для игры на бирже, эта информация сослужила службу в игре совершенно иного рода.