ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК СССР НОВАЯ СЕРИЯ 4-й год издания РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ акад. А А. Борпсяк, акад. С. И. Вавилов и акад. А. А, Рихтер 1936 ТОМ III (XII)—№ 3 (98) М о е в в а
СОДЕРЖАНИЕ МАТЕМАТИКА Гр. Фихтенгольц. Об одном обобщении интеграла Стилтьеса............................... 95 Л. В. Канторович. Общие формы некоторых классов линейных операций . . 101 С. Л. Соболев, член-корреспондент Академии Наук СССР. Исправление к статье «О некоторых оценках, относящихся к семействам функций с ограниченными интегралами от квадратов производдых»............................107 Б. 3. Вулих. Исправление к статье «К теории А-ыормирооаыыхIх про странств» ................................................................................................................................................... 109 ФИЗИКААкадемик Л. И. Мандельштам и М. Леонтович. Замечания об абсорбции улетраакустических волн в жидкостях и некоторых связанных с нею оптических двлеонях......................................................................................................................... 111 А. Зайделе и Я. Ларионов. О флюоресценции водных растворов трехоалеыь- ного европия........................................................................................................................................... 115 М. Л. Вейыгсопв. О пределе чувствительности радиометра, основанного на принципе газового термометр......................................................................................... 119 ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Д. И. Мирлис и П. А. Ребиндер, член-корреспондент Академии Наук СССР. Кинетика избирательного смачивания и поверхностных реакций на ме таллах в присутствии электролитов................................................................................ 123 ХИМИЯ Академик В. И. Вернадский. О колебаниях атомного веса химических элементов на Земле..............................................................................................................................129 Почетный академик М. А. Ильинский и В. И. Афремов. Тормозящие начала в процессах хлорирования антрацена. Влияние характера растворителя на ход реакции......................................................................................................................................... 135 БИОЛОГИЯ I П. Н. Каптерев. Опыты оживления организмов из вечной мерзлоты . . . 137 ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ И. Л. Гурвич. Разнообразие состава эфирных масел у некоторых видов 'шОрецов Закавказья.................................................................................... 141 Напечатано по распоряжению Академии Наук СССР Непременный секретарь академик Н. Горбунов Редакционная коллегия: академик А. А. Борисяя . академик С. И. Вавилов академик А. А. Рихтер Ответств. редактор академик А. А. Б о р и с я к—За редактора издания Е. Иванова Сдано в набор 2/У1 1936 г. Подписано к печати З/УШ 1936 г. 52 стр. (93—144). Формат бум. 72x110 см.—Зг/4 печ. л.—51840 тип. зн. в печ. л.—Тираж 2100. Москва. Уполнк)мочеынхIй Главлита В—44987. АНИ № 329. Заказ № 929. 16-я типография треста «Полиграфини™», Трехпрудный, 9. Коми научный центр Уро РАН
Доклады Академии Наук СССР 1936. Том III (XII;), № 3 (98) ХИМИЯ Академик В. И. ВЕРНАДСКИЙ О КОЛЕБАНИЯХ АТОМНОГО ВЕСА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ЗЕМЛЕ 1. Открытие сложного атомного состава—изотопной смеси—для большинства химических элементов неизбежно поставило в науке вопрос о колебаниях атомного веса химических элементов, принятого в 19 в. за основную постоянную химии. Стремление химиков уточнить определение атомного веса и получить возможно точное числовое его выражение проникает всю химию с середины 19 в. неуклонно проводится в жизнь; создано международное соглашение в этой работе. Очевидно поэтому, какое значение Должно было бы иметь открытие изотопной смеси, разнородности по атомному весу атомов одного и того же химического элемента. Однако надо было учитывать работу прошлого, которая ясно указывала, что в подавляющем большинстве химики, за исключением радиогенного свинца, не встречались (с точностью до 0.0 п % веса) с отклонением химического элемента от постоянства атомного веса. 2. Этот вывод был подтвержден всей новой работой, вызванной открытием сложного состава атомного веса. Практически для текущей химиче-. ской работы можно было принимать—в подавляющем большинстве случаев—атомный вес элементов постоянным (с точностью до 0.0 п Но очевидно теоретически ясно, что все же это открытие поставило новые проблемы и что атомный вес не есть постоянное число для химического элемента, а может колебаться в определенных для каждого элемента пределах. Вместе с тем возникли вопросы: Отчего эти колебания так незначительны? Реальное ли это явление? Не пропускаем ли мы отклонения? Характерно, что и для метеоритов—для следующих их химических элементов: Ее, N1, М§, 81, С1—это правило выдерживается. Так как для метеоритов не исключена—может быть очень сложная—материальная связь с нашей планетой и очень вероятна принадлежность их к солнечной системе, то мы «ложем допустить, что это явление—постоянство в указанных пределах атомных весов химических элементов—характерно для земной химии, может быть для химии процессов солнечной системы. Никакого точного объяснения этого явления мы сейчас не имеем. Д. Д. Томсон, первый обративший на это внимание, привлек к его объяснению продолжительное время, протекшее с его предполагаемого начала. Коми научный центр Уро РАН
— 130 — Томсон представлял себе, что в долгом ходе геологического времени всякий химический элемент нашей планеты проходил через морскую океаническую воду, т. е. через водный раствор, где проявлялись только химические силы; изотопы одинаково распределялись, давая изотопные смеси, отвечающие средним атомным весам окружающих их химических элементов. Но это была догадка, научно не установленная до сих пор, как схема допустимая, но геологически реально мало вероятная. Трудно себе геологически представить, чтобы вс'е вещество Земли, в том числе вещество глубинных интрузий, проходило когда-нибудь—для своих атомов—через морские водные растворы. Малая вероятность останется и тогда, когда мы допустим прохождение всех элементов помимо биосферы (Океана) и через глубинные воды—воды метаморфические и восходящих минеральных источников. Явление это напоминает общее строение земного (и повидимому космического) вещества—нахождение в нем всех или почти всех химических элементов в рассеянном состоянии (в атомах), причем немногие элементы резко господствуют. Это—то явление, которое я в 1909 г. назвал микрокосмической смесью (■*■). В изотопной смеси (среднем атоме химического элемента) количество компонентов очень ограничено, в ней резко господствует только один компонент (изотоп). Правильнее будет, оставив пока в стороне гипотезу Д. Д. Томсона и ее вариации, оставив в стороне объяснение, стремиться к точному, тщательному количественному изучению реальных отклонений от постоянства атомных весов химических элементов в земном и метеоритном веществе, исследуя по возможности все случаи их различных парагенезисов. 3. Такая работа систематически не была сделана. Но мы сейчас уже можем отличить три разных, возможно, больших процесса, в которых вполне закономерно наблюдается изменение атомного веса, временами резко превышающее отклонение ДО.О п % по весу. Это: 1) радиоактивное изменение атомов; 2) изменение изотопных смесей, т. е. изменение атомного веса химических элементов физико-химическими процессами во время геохимических миграций элементов; 3) изменение изотопных смесей (атомного веса) при биогеохимических процессах в живом веществе, в биосфере—б и о г е о х и- мическое изменение элементов. Мы знаем, что основным признаком изотопов является идентичность их химических свойств. Химическим путем атомы изотопов могут собраться в одном веществе, но не могут быть этим же путем разделены. 4. Наиболее изучена и точно установлена изотопная смесь химических элементов, образовавшихся радиоактивным распадом; здесь количество разных изотопов строго соответствует ходу радиоактивного процесса. Изотопы образовались генетически из радиоактивно распадающихся атомов; они в исходном материале, например во всяком природном первичном урановом или ториевом минерале, находятся в радиоактивном равновесии в количествах, отвечающих их происхождению. В урановых минералах молодых (меньше 100000—150 000 лет) вторичные количественные отношения между рассеянными генетически связанными атомами иные. Вторичные свинцовые минералы ториевого или уранового ряда отличаются от обычных свинцовых минералов тем, что атомный вес их свинца иной: он близок к 206 для уранового свинца, к 208—для ториевого. Для уранового свинца известны вторичные свинцовые минералы, в которых господствуют другие изотопные смеси по Коми научный центр Уро РАН
— 131 — сравнению с обычным свинцом. Мы знаем большие скопления вторичных минералов уранового свинца, являющиеся иногда рудами,—ураносилика- тов (складовскит, казолит, соддит), уранатов (кюрит), сульфидов (галенит), уранофосфатов (ренардит, девиндтит, дюмонтит) и очевидно многих других еще неизвестных. Сейчас минералоги начинают отделять эти минералы разных свинцов от обычных свинцовых минералов, например 11-галенит (2) и галенит (с обычным свинцом), Б-кюрит и т. д. Мы здесь только в начале углубленного изучения химических процессов планеты на фоне закономерной изменчивости атомного веса химических элементов. Существование этих отклонений от обычного атомного веса никаких сомнений не вызывает, количественно охвачено и в земных условиях постоянно, сохраняется миллиарды и сотни миллионов лет непрерывно для данных химических элементов—свинцов—без изменений. 5. Совершенно другой тип колебаний атомного веса химических элементов представляют изменения его геохимическими процессами, связанными с физико-химическими и физическими явлениями, с явлениями, в которых химическое сродство не погашает проявлений физических сил. ‘ Этим путем удается в лаборатории выделить отдельные изотопы газообразных соединений или обогатить отдельными изотопическими компонентами, например дестилляцией, как это было сделано для Н§, N6, Н, О и т. д. В земной коре надо ожидать яркого проявления этого рода процессов, но к сожалению здесь отсутствует систематическое, направленное в эту сторону их изучение. Едва ли господствующее представление, что разделение изотопов этим путем и резкие отклонения от обычного атомного веса являются на Земле редким исключением, правильно. Есть несколько случаев определения атомного веса, которые должны быть конечно точно проверены, для которых такие отклонения от среднего атомного веса не могут быть объяснены ошибками исследователя. Два таких факта особенно обращают на себя внимание. Во-первых, атомный вес хлора, определенный И. Кюри (теперь И. Жолио-Кюри) из галита (из Баг Оиага) Сахары (-) (атомный вес 35.60), и свинца из котунита (РЬС^) Везувия, фумарольного происхождения, определенный А. Пиутти и Д. Мильяччи (4) (атомный вес свинца 207.05 вместо 207.22). Я касался этого вопроса в 1932 г. и повторяться здесь не буду (5). Совершенно ясно огромное значение систематического изучения атомного веса химических элементов в связи с парагенезисом минералов, в состав которых они входят. Явления этого рода должны наблюдаться гораздо чаще и гораздо резче, чем мы сейчас это думаем, так как термодинамическое и химическое поле земных физико-химических реакций несравненно больше мощности наших лабораторий. Необходимо создать здесь организованную систематическую научную работу. 6. Не меньшее значение должно иметь в геохимии и в биохимии другое явление, на вероятность которого я обратил внимание в 1926 г.(б) и которое может считаться установленным открытием в 1932 г. тяжелого водорода— дейтерия и вернее в 1933 г. после установления влияния тяжелой воды БаО на биологические процессы Льюисом и другими (7). Наконец в этом году мне кажется, что работы А. К. Брюэра доказывают это явление для калия; более ранние попытки установить его для калия (1931—1932 гг ) с помощью химического определения атомного веса были неудачны: метод был недостаточно чувствителен (8). Брюэр (9) с помощью массового спектроскопа Коми научный центр Уро РАН
— 132 — типа Демпстера доказал, что отношение между количеством атомов К.39 и К41 в золе растений меняется различно для разных растений и их частей. Оно равно по его измерениям обычно 14.25 (1°). Он нашел, что это число колеблется для разных минералов, горных пород, продуктов техники от 14.11+0.03 до 14.6±О.О5, а для золы, взятой из разных частей растений и некоторых технических из них продуктов, колеблется в пределах от 12.63+°.2° до 14.32±0.°2. , С методологической точки зрения как будто нельзя ничего возразить против точности наблюдений. К сожалению подбор образцов в смысле их значения и точности определения их происхождения не может удовлетворить ни геолога, ни биолога, ни геохимика. Но как бы то ни было, факт колебания атомного веса калия под влиянием биохимических процессов кажется несомненным и возбуждает ряд самых разнообразных вопросов, связанных с тем, что есть не только увеличение атомов К41 по сравнению с К38, но и уменьшение этих атомов, и есть случаи, где никакого изменения не видно. Для морских водорослей, обозначенных житейским американским термином «ке1р». должно быть смеси родов и видов тихоокеанских водорослей, употребляемых в Соединенных Штатах для приготовления калия (должно быть Масгосувйз и другие гигантские водоросли), мы имеем ряд явных концентраций от К3д: К41 равного 12.63 (после обработки естественного ке1р’а кипящей дестиллированной водой) до 13.67 (естественный ке1р); КС1, полученный из ке1р’а, дал 13.54. Надо отметить лепестки розы из теплицы в Калифорнии (13.70+0.°2), старый стебель (У1те) картофеля из теплицы, обмытый горячей водой (13.72+0.02). Бобы дали 14.32+°.°2—уменьшение К41. Излучение атомами К.1 ^-излучений вызывает сейчас сомнения. Уже из наблюдений Брюэра ясно значение К41—для жизни растений и для жизни вообще. Надо иметь в виду, что водоросли «Кельна» (Масгосуз- {{з, Негеосузиз и т. д.) представляют калиевые организмы, которые содержат до 2% калия на вес 'живого растения (с 85.4—82.8% Н2О) (п). Из наблюдений Брюэра мы несомненно видим колебания веса калия и для тел косной природы биосферы—для эффузивов уайомингита (а 8ша11 сгу»1а1 Ьгокеп Ггош а 1аг§е Ыоск оГ 1ауа), т. е. не сам уайомингит, а какой-то его минерал (вероятно кальцит) обеднен К41—(4.б4:°.°3), также обеднены им цементная пыль (81с!) (4.32 + °.°3) и К2О-А12О3-2 8Ю2 (синтетический продукт из продажной селитры) (4.32+°.°3). Для «кальцита» из уайомингита Брюэр объясняет увеличение К38 большей его растворимостью, чем К41. Очевидно необходимо сейчас изучить это явление с самой большой тщательностью. 7. Поставленная таким образом мной десять лет тому назад проблема получила положительное решение. В 1932 г., найдя, что атомный вес калия, выделенный М. А. Пасвиг-Хлопиной в Радиевом институте, отвечает нормальному, В. Г. Хлопин и М. А. Пасвиг-Хлопина (12) правильно тогда указали, что «1е» ехрегтепсе» Гаке» ^ди’а ргёзеп! пе регшеПеп! ра» с1е сопзМёгег ГЬуроГЬёве Зе М. IV. Уегпайзку сотые геГиГёе» р2). Работа Брюэра это доказала. Теперь надо систематически направить работу в новую область явлений жизни. Открывается необозримое поле работы огромного научного и прикладного значения. Работы больше, чем работников. Едва ли можно сейчас предвидеть даже главнейшие последствия. Поступило 26 V 1936. Коми научный центр Уро РАН
133 — ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1 В. В е р н а д ск и й, Труды XII съезда русск. естествоиспыт., М. (1909); ср. A. Ферсман, Геохимия, II, 55 (1934). 2 Р. К е г г, Атег. Мпп^га1ы181. 20, 443 (1935). 3 3. Сипе, С. В., 172.1025—1026 (1921); ср. М. Сиг1е, ШГзоЮрйг, 124 (1924). 4 А. Р 1 и 111 е М1$11асС1, АШ О. АсаЗ. <1. 8сТ <1. Топпо (2), 32, Т. 470 (1923); ср. Г. 2 а т Ь о п 1 п 1, Мпггааопра УезиуТапа, 48 (1910). 6 \У. V е г- п а <1 з к у, 28. Г. ЕХек^осскетте, 38. 519 (1932). Основн. идеи геохимии (с дополн. до 1934), под ргд. А. Ферсмана, 2, 23 (1935). 6 В. Вернадский, ДАН, 215 (1926); ср. С. К.. 192, 131 (1931) и СЬеппса1 Мехуз, 142, 35 (1931). 7 Л. Ь г \у 1 з, 1оигп. о! Атгг. Сйегт. 8ос., 55, 3503 (1933) (К сожалению это явление до сих пор нг полу чило ясного количественного выражения и систематически не изучено). 8 Ср. B. X л о п и н и М. П а с в и г-Х лопина, ИМЕН, 381 (1932); Ви11. Йос. СЫт. Зе Егапсг (1932). 8 А. К. В г г XV г г, 1оигп. о! Атгг. Сйегт. 8ос., 58, 365, 368 (1936). 10 А. К. В г г XV г г, РЬуз. Веутху, 48, 640 (1935). 11 А. Виноградов, Труды Биоггохим. лабор.. 3, 118, 102 (1935). 12 V. С Ь 1 о р 1 п г I Р а з V 1 д-С 11 1 о р 1 п, Ви11. 8ос. СЫт. Зе Егапсг, 51, 1230 (1932). Коми научный центр Уро РАН
Цена 2 руб. 50 ком»
RkJQdWJsaXNoZXIy MjM4MTk=