1'19’1 1912. № 2. ИЗВВСТ1Я ИМПЕРАТОРСКОЙ АКАДЕМ1И НАУКЪ. VI СЕР1Я. 1 ФЕВРАЛЯВ1ЕЕЕТ1Х БЕ КАСАВЁМ1Е 1МРЁВ1АБЕ ВЕ8 8С1ЕИСЕ8 БЕ 8Т.-РЁТЕВ8В0ЦВ6. VI 8ЕВ1Е. 1 рЕЛ/фЕЯС.-ПЕТЕРВУРГЪ. — 8Т.-РЁТЕК8ВОИЕСг.
ПРАВИЛА дм издания „Шстй Императярвквй Агадеик Наукъ". §1- „Изв-Ьстя Императорской Академш Науки “ (VI сер1я)—„ВиПеНп <1е 1’АсаЛёппе 1трёпа1е Лез Зстепсез <1е 81.-Рё1ег8Ъоиг§;“ (VI зёпе)— выходятъ два раза въ мЪсяцъ, 1-го и 15-го числа, съ 15-го января по 15-ое 1юня и съ 15-го сентября по 15-ое декабря, объемомъ примерно не свыше 80-ти лис- товъ въ годъ, въ принятомъ Конференшею формате, въ количеств! 1600 экземпляровъ, подъ редакцией Непрем'Ьннаго Секретаря Академш. §2. Въ „Изв!ст1яхъ“ помещаются: 1) извлечения изъ протоколовъ зас!данш; 2) крат- К1я, а также и предварительный сообщешя о научныхъ трудахъ какъ члеповъ Академии, такъ и постороннихъ ученыхъ, доложенный въ зас’Ьдашяхъ Академш; 3) статьи, доложенный въ зас’Ьдашяхъ Академш. §3. Сообщешя не могутъ занимать бол-Ъе четырехъ страницъ, статьи — не более тридцати двухъ страницъ. §4. Сообщения передаются Непременному Секретарю въ день засЬдашй, окончательно приготовленныя къ печати, со вс’Ьми необходимыми указашями для набора; сообщешя на Русскомъ языке — съ переводомъ заглавия на французскш языкъ, сообщешя на иностранныхъ языкахъ—съ переводомъ 8аглав1я на Русский языкъ. Ответственность за корректуру падаетъ на академика, пред- ставившаго сообщешя; онъ получаетъ две корректуры: одну въ гранкахъ и одну сверстанную; каждая корректура должна быть возвращена Непременному Секретарю въ трехдневный срокъ; если корректура не возвращена въ указанный трехдневный срокъ, въ „Извест1яхъ“ помещается только заглавие сообщешя, а печатаное его отлагается до следующаго нумера „Известай11. Статьи передаются Непременному Секретарю въ день заседашя, когда оне были доложены, окончательно приготовленныя къ печати, со всеми нужными указаниями для набора; статьи на Русскомъ языке—съ переводомъ заглав1я на французский языкъ, статьи на иностранныхъ языкахъ — съ переводомъ заглавия на Русский языкъ. Корректура статей, при томъ только первая, посылается авторамъ ви! С.-Петербурга лишь въ техъ случаяхъ, когда она, по услов^ямъ почты, можетъ быть возвращена Непременному Секретарю въ недельный срокъ; во всехъ др угихъ случаяхъ чтеше корректуръ принимаетъ на себя академикъ, представив- ппй статью. Въ Петербурге срокъ возвращения первой корректуры, въ гранкахъ,—семь дней, второй корректуры, сверстанной,— три дня. Въ виду возможности значнтель- наго накопления матер1ала, статьи появляются, въ порядке поступлешя, въ соотвйт- ствующихъ нумерахъ „ Изв’йстш “. При печатании сообщешй и статей помещается указаше на заседаше, въ которомъ он! были доложены. §5. Рисунки и таблицы, могущая, по мн!н!ю редактора, задержать выпуски „ИзвЬстай1*, не помещаются. §6. Авторамъ статей и сообщешй выдается по пятидесяти оттисковъ, но безъ отдельной пагинацш. Авторамъ предоставляется за свой счетъ заказывать оттиски сверхъ положенныхъ пятидесяти, при чемъ о заготовке лишнихъ оттисковъ должно быть сообщено при передаче рукописи. Членами Академш, если они объ этомъ заявятъ при передаче рукописи, выдается сто отд’Ьль- ныхъ оттисковъ ихъ сообщешй и статей. „ Извести “ разсылаются по почте въ день выхода. §8. „Известия11 разсылаются безплатно действительными членами Академш, почет- нымъ членами, членами-корреспондентами и учреждениями и лицами по особому списку, утвержденному и дополняемому Общими Собрашемъ Академш. На „Известя11 принимается подписка въ Книжномъ Складе Академш Науки и у коммиссюнеровъ Академш; цЬна за годъ (2 тома—18 №№) безъ пересылки 10 рублей; за пересылку, сверхъ того, 2 рубля.
Изв’Ьст1я Императорской Академ1и Наукъ. — 1912. (ВиПеНп с1е ГАсаДёппе 1трёг1а1е (Зез Зстепсез с!е 81.-Рё1егзЪоиг^). О газовомъ обм’Ьн’Ь земной коры1). 1) Сообщено на П-мъ МенделЬевскомъ Съ’ЬздТ. въ С.-Петербург!; 22 декабря 1911 года. Литературный указашя см. В. Вернадский. Опыт описательной минералогии. I. С.-Пб. 1912. стр. 589 сл. В. И. Вернадскаго. (Доложено въ засйданш Физико-Математпческаго ОтдД.тешя 18 января 1912 г.) 1. На каждомъ шагу, во всгЬхъ окружающихъ насъ явлешяхъ на земной поверхности мы сталкиваемся съ исключительной важноспю природныхъ газовъ, обусловлпвакицпхъ и химичесше, и Физичесше процессы земной коры. Между тЬмъ едва ли есть еще область какпхъ-нибудь другихъ равно- значныхъ явлешй, которая бы такъ мало обращала на себя внимашя, вызывала бы такъ мало систематической, упорной работы. При изучены прпродныхъ газовъ мы пмЬем'ь д!;ло: 1) съ ихъ морфологией, т. е. съ Формами нахождения ихъ въ земной кор'Ь, 2) съ ихъ хи- мическимъ составомъ, 3) съ ихъ пстор1ей въ пространств!; п времени. Морфологически мы должны выделить дв'Ь большая ихъ группы: 1)газы въ свободномъ состоянш и 2) жидкие и твердые растворы газовъ. Свободные газы довольно р'Ьзко различаются по Формамъ своего нахожден1я въ земной корЬ. Часть ихъ входить вт> газообразную оболочку земли, въ атмосферу. Другая занолняетъ полости земной коры, находящаяся вн-Ъ прямаго общешя съ атмосферой. Эти полости, всегда мелк1я, перЬдко микроскопически, заполняютъ и переполняють незамЬтнымъ для насъ образомъ твердый породы, какъ массивныя, такъ и осадочный. Назовемъ эту Форму газовыми ИзвЬст1я И. А. Н. 1912. — 141 — Коми научный центр Уро РАН
— 142 — скоплешями, а въ случаяхъ микроскопически мелкихъ включенш, подчиняющихся законамъ окклюзш газовъ, — газовыми сгугценгями. Наконецъ, газы могутъ выходить изъ земныхъ глубинъ подъ давле- шемъ въ виде газовыхъ струй или вихрей. Однако эти три типа не охватываютъ всЬхъ выделены свободныхъ газовъ: газы нередко выделяются въ виде ничтожныхъ паровъ, быстро ис- чезающихъ и переходящихъ въ друпя тела или растворяющихся въ жпд- костяхъ, входящихъ въ атмосферу, въ газовыя струи или скопленья; назо- вемъ ихъ газовыми испаретями. 2. Изъ этихъ Формъ газовыхъ нахождений наиболее привлекала къ себе вниманье последователей атмосфера. Однако, количественно она далеко не является господствующей Формой нахождения газовъ земной коры. Количество азота и кислорода, растворенныхъ въ океанахъ, вероятно равно или очень немногимъ отличается по весу отъ того количества этихъ газовъ, которые сосредоточены въ атмосфере. Углекислота океановъ, по Крогу, въ 30 разъ по крайней мере превышаетъ по весу углекислоту воздуха. Газы, находяьцьеся въ газовыхъ скопленьяхъ и газовыхъ сгуьценьяхъ въ твердыхъ породахъ или образуюьцье твердые растворы несомненно во много разъпре- вышаютъ по весу всю атмосферу. Количество, напр., С02 въ массивныхъ породахъ, по Ласпейресу, разъ въ 5, если не больше, превышаетъ количество С02 воздуха-. Количество азота должно быть еще больше, судя по темъ его массамъ, которыя выделяются въ газовыхъ струяхъ, источникахъ, вулканическихъ изнерженьяхъ. Только количество кислорода мощегь быть въ главной своей массе сосредоточено въ атмосфере и въ растворе въ воде океановъ. Къ сожаленью, за недостаткомъ точныхъ измерены мы здесь лишены возможности идти дальше этихъ общихъ заключений. Земная атмосфера является иаиболыпимъ скопленьемъ газовъ, непосредственно доступнымъ нашему изученью, и съ этой точки зренья она ставить передъ нами любопытнейппя задачи, тесно связанный съ основными представленьями о строены матеры. Какъ мы знаемъ, составь окружающей насъ атмосферы является почти постояннымъ въ пределахъ точности на- шихъ измеренья. Выражая этотъ выводъ другими словами, мы можемъ сказать, что химическая реакцш, выделяющая въ атмосферу ея составныя части, имеютъ характеръ замкнутыхъ круговыхъ процессовъ. На этомъ я остановлюсь ниже, на конкретныхъ примерахъ. Однако, такое постоянство состава отвЬчаетъ лишь низшимъ слоямъ Коми научный центр Уро РАН
143 — атмосферы. Свойства верхнихъ слоевъ иныя. и мы можемъ предвидеть пхъ теоретически. Кинетическая теория газовъ, которая цйликомъ приложима къ объяснен1ю природныхъ газовыхъ явлены, указываете намъ на своеобразный изм'йнешя состава атмосферы, связанный съ тймъ явленхемъ, что атмосфера представляете огромное, по существу нич-Емъ неограниченное, свободное скоплеше химически различныхъ газовъ. Во-первыхъ, свойства верхней газовой оболочки земной атмосферы совершенно изменены благодаря ея разр'йжешю. Разреженный холодный газъ, который уже на 100 километрахъ оте земной поверхности едва ли заключаете более одной молекулы въ кубическомъ метре, прюбр’Етаетъ новыя свойства, резко отлпчаюпця его оте обычнаго для насъ газоваго вещества. По своимъ свойствамъ эти разреженный газовый пространства во многомъ напомпнаюте среду нашпхъ безвоздушныхъ трубокъ. Повидимому, слой такой разреженной матеры, слЕдующы за суточнымъ двпжешемъ земли, совершенно незаметно переходить въ независимую оте земли среду между- планетнаго пространства. И весьма возможно, что какъ газовая атмосфера нашей земли, такъ и атмосферы другихъ планете находятся между собою въ известномъ матертальномъ равнов-йсы и соприкоснрвеши. Недавно умер- шш ирландский ученый Джонстопъ Стонэй более 40 лйтъ тому назадъ указалъ на одно следствие кинетической теорш газовъ, которое должно иметь м йсто въ этихъ областяхъ. Отдельный частицы легкихъ газовъ — водорода или гел1я — могутъ достигать въ нихъ такой скорости движения, которая делаете ихъ независимыми отъ земного притяжешя. Этимъ путемъ отдельный мельчайшая частицы могутъ непрерывно уходить изъ земли въ небесное пространство. Въ данный моменте намъ представляется это особенно важ- нымъ по отношение къ гел1ю, такъ какъ для него есть вей данный предполагать постоянное возникновеше его на земной поверхности разрушешемъ тяжелыхъ элемептовъ. Въ течеше безконечнаго ряда вйковъ процессъ, идущш въ высокпхъ частяхъ атмосферы, можете прюбрйети для земли трагическое значеше, ибо этимъ путемъ уходите въ пебесныя пространства строящее нашу планету вещество. Нельзя, однако, отрицать, что въ свою очередь на этихъ же погранич- ныхъ высотахъ постоянно улавливаются земнымъ тяготйшемъ другие мелкие атомы странники, ушедппе изъ другихъ меныпихъ небеспыхъ св-йтилъ. Какъ вездй въ земныхъ процессахъ, можете быть и здйсь установилось въ этомъ отношены пзвйстное равновйые, по крайпей мйрй на нйкоторое время. Но и тй часгп атмосферы, которыя остаются связанными съ земной корой, должны химически меняться. Въ тйсной связи съ атомнымъ вЕсомъ Изв*ст!я II. А. И. 1912. Коми научный центр Уро РАН
— 144 — составляющихъ ея частицъ, съ быстротой ихъ движенья, ихъ диФФузьи въ пространстве, атмосфера должна химически разслапваться. Эта мысль, которая мелькала у ученыхъ начала XIX века, на нашихъ глазахъ прьобре- таегъ реальное значенье. После открытья Тейссеранъ де Боромъ и Ас- сманномъ слоя воздуха съ постоянной температурой, целый рядъ Фактовъ заставляетъ склоняться къ мненью, что выше 11 —12 километровъ въ нашихъ широтахъ лежитъ непринимаюьцьй участья въ движешяхъ нашей атмосферы— тропосферы — слой довольно постоянной температуры, м^няющш свой составъ въ связи съ закономъ Генри-Дальтона. Наблюденья и теоретическая исчисленья Дьюара, ГемФрейса, Джинса, Вегенера указывают^ что въ вььсокихъ слояхъ — выше 7 О километровъ — атмосфера состоять главнымъ образомъ изъ водорода и можетъ быть при дальнейшем!- удаленья отъ земной поверхности она заменяется—на высоте около 200 километровъ—какимъ-нибудь другимъ неизвестнымъ газомъ, на существованье которььхъ указываете намъ спектральное наследованье газообразнььхъ небес- нььхъ светилъ. Такимъ образомъ разреженная и тЬмь измененная атмосфера на высоте 80—100 километровъ и по химическому составу отлична отъ обыч- иаго намъ воздуха. Но она генетически тесно съ нимъ связана, ибо ея химическое разслоенье является простььмъ следствьемъ газообразнаго состоянья. Какъ указано выше, значительно большее количество газовъ въ земной кор-й сосредоточено не въ атмосфере, а заключено въ порахъ и пусто- тахъ твердыхъ породъ. Все осадочньья и обломочныя породы пронизапы газами, но газы, повидимому, проникаютъ и такья породы, которыя кажутся намъ на видъ для нихъ непроницаемыми. Явленья, которьья здесь имеьоте место, разнородна™ характера. Съ одной стороны, мьь имеемъ здесь д-Ьло съ обььчнььмп чисто механическими скопленгями газовъ въ пустыхъ ыространствахъ, хотя бьь и мелкихъ. Почти сто лете тому назадъ бььльь уже найдены Брюстеромъ и изучены Дэви такья микроскопическья газовый выделенья въ порахъ минераловъ и горныхъ породъ. Эти, механически уединенныя отъ атмосферы, скопленья газовъ хи- мически резко отличаются отъ газовъ атмосферы: въ нихъ нетъ кислорода, господствуютъ X, С'О2, углеводородьь и т. д. Никогда не встречались въ земной корЬ болышя скопленья газовъ, полости, ими заполненньья, не связанный съ атмосферой. Это все мелкья, едва ли достигающья въ немногихъ случаяхъ кубическпхъ метровъ, газовьья поры. ОыЬ имеютъ значенье своимъ количествомъ, такъ какъ рЬдокъ минералъ, где бьь ихъ не было; нетъ породы, огъ ппхъ свободной. При все меньпьемъ ихъ размере мьь имеемъ совершенно незаметный Коми научный центр Уро РАН
— 145 — переходъ отъ такихъ газовыхъ полостей къ газовымъ растворамъ и окклю- 31ЯМЪ. Но все же мы должны отделить отъ этихъ скоплены газовыя окклюзги, сгущенгя; въ нихъ газы тоже находятся въ порахъ и пустотахъ, но удерживаются не замкнутыми стЬнкамп поръ, а поверхностными силами, подчиняются мало изученной способности твердыхъ и жидкихъ тЬлъ удерживать газы въ связапномъ состоянш, особенно рЬзко въ пористыхъ и рыхлыхъ массахъ, вопреки обычнымъ газовымъ законамъ. Такте газы сгущаются на поверхности порошкообразнаго тЬла, хотя бы оно свободно охватывалось атмосферой. Мелюя поры, находящаяся въ общенш съ атмосферой, не отдаютъ въ нее газы и почти не имЬютъ съ ней обмана, если только давлете газовъ въ нихъ не много выше атмосФернаго. Огромное количество газовъ сосредоточено въ такихъ порахъ п пустотахъ, сгущено на поверхности твердаго вещества. Можно сказать, что ими пронизаны вей осадочный породы земной коры, рыхлые вулканические туФФЫ, значительная часть породъ метаморфи- ческпхъ и нЬкоторыя массивныя. 0кклюз1я газовъ увеличивается, когда поры содержать жидкости — воду пли нефть. Ея законы различны для раз- ныхъ газовъ п для разныхъ температурь. Къ сожал'Ьнпо, сложный равно- в-Ьсхя, здТсь существующая, совсЬмъ почти не изучены, такъ какъ зд'Ьсь мы им'Ьемъ д'Ьло съ той областью химическихъ равновйсш, гдй могущественную роль пграютъ мало изученный молекулярный поверхностный силы твердыхъ и жидкихъ тЬлъ. Отъ газовыхъ сгущешй мы им'Ьемъ также всЬ переходы въ газовые твердые растворы1). 1) Частнымъ проявлешемъ газовыхъ сгущетй являются газовыя ппнистыя структуры, точно также въ своемъ общенш съ атмосферой стЬсненныя проявлешемъ молекулярныхъ свойствъ жидкостей. ПЬнистыя структуры, наблюдаемый въ природныхъ жидкостяхъ,—въ водЬ, нефти, магмЬ, — невидимому только въ магмЬ временами играютъ крупную роль въ исторш земной коры. Извксты П. А. Н. 1912. Въ природ’Ь газовыя сгущешя играютъ огромную роль, и газы, собранные въ атмосФер-Ь, являются по сравнешю съ ними ничтожнымъ прпдат- комъ. Для того, чтобы имЬть поняпе о ихъ количеств!;, достаточно, напр., вспомнить, что въ области СЬверо - Американскпхъ газовыхъ областей путемъ бурешя десятки лЕтъ берутъ колоссальный количества газовъ пзъ такихъ сгущешй. Въ годъ здЬсь добывается болЬе 400 миллюновъ куби- ческпхъ Футовъ газа! Проявлешемъ существования въ природЬ газовыхъ скоплетй и газовыхъ сгущетй служить для насъ четвертый морфологически! типъ газовыхъ образованы земной коры — типъ газовыхъ сйгруй или вихрей. Подъ 10 Коми научный центр Уро РАН
— 146 — этимъ пменемъ надо понимать вы делет я свободныхъ газовъ, идупця подъ давлен1емъ, изъ земныхъ глубннъ. Съ морфологической точки зрЬн1я, принимая во внимание исходный области земной коры, который даюгь начало газовымъструямъ, ихъможно разделить на 3 группы: струи вулканическгя, тектоническая и поверхностный. Вулканическгя струп являются результа- томъ химическихъ реакщй, идущихъ при высокой температуре; очень в1- роятно, что онЬ связаны съ взрывами, которые происходить при нагрЬвашп различныхъ породъ до определенной температуры взрыва. Вулканпчесюя струи действуютъ пароксизмами; онЬ тЬснейшимъ образомъ связаны съ вулканическими пзвержешями; но иногда оне идугь еще долго спустя, десятки тысячъ леть, после окончашя извержены. Въ области третпчныхъ вул- кановъ Италш, Оверни, Германш еще до спхъ поръ продолжаются местами выделешя струй углекислоты, какъ отдаленные отголоски извержены третичной эпохи, т. е. происходившихъ раньше образовали человека. Количество очаговъ вулкавическпхъ газовыхъ струй равнозначно съ количествомъ вулкановъ; въ настоящш моментъ въ земной коре оно не менее 450 (415 по Меркалли). Въ каждомъ очаге мы наблюдаемъ десятки и сотни струй. Нетъ пи одного геологическаго периода въ исторли земли, когда бы эта сторона земной жизни совершенно замирала, но были эпохи, когда опа проявлялась болбе и мен4,е резко. Количество газовыхъ продуктовъ такпхъ струй подвержено сильнымъ колебашямъ, но въ общемъ оно въ сотни разъ превышаетъ по объему твердые и рыхлые продукты вулканпческаго извержешя и соизмеримо съ ними по весу. Газы составляютъ самую характерную активную силу вулкана, обусловливающую всЬ его морфологичесюя проявления. Тектоническгя газовыя струи связаны съ областями земной коры съ нарушеннымъ напластовашемъ; онЬ сосредоточены главнымъ образомъ въ областяхъ, где процессъ дроблешя земной коры продолжается: въ этомъ легко убедиться, если нанести на карту области ихъ распространена. Газы, которые выходятъ въ такихъ струяхъ, вовсе не являются газами, образовавшимися на местЬ или вблизи места выхода струп. Въ этомъ состоитъ ихъ рЬзкое морфологическое отлггае отъ вулканическихъ газовыхъ струй. Въ тектоническихъ струяхъ выходятъ газы, собравпнеся въ дапномъ участке коры подъ вл1ян1емъ постоянно идущихъ въ земной корЬ изменены давления. Оне нередко пришли сюда издалека и часто разнаго происхождешя. Места земной коры, въ который подъ влтяшемъ изменешя давления отовсюду въ течете тысячелетий собираются различные газы, можно назвать газовыми областями. Въ ннхъ сосредоточиваются газовыя скоплешя и газовыя сгуКоми научный центр Уро РАН
— 147 — щенёя п лишь иногда оне проявляются въ видЬ газовыхъ струй. Постепенно, въ теченёп вЬковъ давленёе газовъ этихъ областей, ихъ упругость все более п более увеличивается. При какихъ-нибудь случайностяхъ происходив взрывъ, иногда временный — и тогда газовая струя быстро прекращается после выхода накопленныхъ газовъ, — иногда довольно длительный, иногда периодически повторяющейся. Временный типъ представляютъ дгатремы, на которыхъ я не буду здесь останавливаться. Типъ перёодически повторяющихся газовыхъ струй представляютъ гря- зевыя сопки. Грязевыя сопки даютъ струи временами; обычно оне связаны съ выд-йленёями газовыхъ источниковъ. Такимъ образомъ, хотя медленно, газъ всегда въ нихъ выделяется. Количество газовыхъ сопокъ не подвергалось псчисленёю. По моимъ предварительнымъ подсчетамъ количество ихъ очаговъ достигаетъ нйсколькихъ сотъ и вероятно превысить количество дйй- ствующихъ вулкановъ. Известны огромный области сопочпыхъ отложенёй, где газы уже перестали выделяться. Наконсцъ, третёй типъ тектоническпхъ газовыхъ струй представляютъ струи постоянный. Оне очень распространены въ природе и никемъ не исчислены. Но о ихъ значенёи мы можемъ иметь представленёе по неко- торымъ цпфрамъ, который получены для пскусственныхъ струй, создан- ныхъ буренёемъ въ газовыхъ областяхъ. Такихъ струй въ Северо-Амери- канскпхъ Соединенныхъ Штатахъ въ 1908 году было въ дййствёи более 18000. Безъ истощенёя и уменыпенёя газа некоторый изъ нихъ длятся десятки летъ. Количество выдйляемаго газа различно, но доходить для отдельной струи до 83000 кубпческихъ метровъ въ сутки. Газъ выходить подъ давленёемъ въ несколько атмосФеръ, съ несомненностью до 25 атмо- СФеръ; даются числа и бблыпёя. Отдельно должны быть поставлены поверхностный газовыя струи, происходящёя благодаря химическимъ реакцёямъ коры выветриванёя,—наименее изученный и во многомъ загадочный типъ газовыхъ образованёй. Нередко при объясненёи газовыхъ струй, получающихся при буренёп артезёан- скихъ или неФтяныхъ скважинъ, прпбегаютъ къ этому типу объясненёя скопленёя газовъ. Однако, нельзя не отметить, что мы имйемъ въ этомъ объясненёи дело съ гипотезой, близость которой къ Фактамъ весьма сомнительна. Несомненные случаи этого типа — напримеръ, газы каменноуголь- ныхъ копей,—количественно никогда не могуть быть сравниваемы съ тектоническими газовыми струямп. Однако известны богатыя водородныя струи, связанный съ поверхностными слоями земной коры, съ отложенёямп ю* Пзв-Ьспа И. А. Н. 1Э12. Коми научный центр Уро РАН
— 148 — солей калхя. Но для нихъ какъ разъ приходится искать необычнаго объ- яснешя — въ радюактпвныхъ свойствахъ ка.йя. ПослЬднш типъ скоплены свободныхъ газовъ—газовыя испаретя ~ является типомъ незам'бтнымъ; но можете быть какъ разъ его роль въ химш земной коры самая большая. Мы впдимъ эту незам етную Форму газовыхъ вы- дТ>ленш въ дыханш органпзмовъ, въ испарены воды и другихъ жидкостей. Медленные процессы разложешя мпнераловъ постоянно сопровождаются выд-Ьлешемъ газовыхъ компонентовъ. Наблюдая результаты этпхъ процес- совъ въ природе—создаше коры вывЪтривашя и коры метаморфизма,—мы можемъ мысленно возсоздать всю ихъ грандиозность. Но непосредственно наблюдать эти газовыя испарешя мы не можемъ. Выд’Ьляюнцеся газы или сейчасъ входятъ въ новыя соедпнешя, пли растворяются въ природныхъ жидкостяхъ. Очень вероятно, что газовыя испарешя, связанный съ процессами измЬнешя мпнераловъ, являются исходнымъ источникомъ газовыхъ скоплений и сгущены, собираются въ газовыхъ областяхъ, и ихъ проявлен1емъ главныиъ образомъ служатъ тектоническая газовыя струп. 3. Эти типы свободныхъ газовыхъ выделены земной коры отнюдь не охватываютъ вс!;хъ газовъ нашей планеты. Вероятно гораздо большая ихъ часть сосредоточена въ твердыхо и жидкихъ растворахъ. Характеръ газовыхъ растворовъ во многомъ отличенъ отъ того, что мы наблюдаемъ для растворовъ жидкости или твердыхъ тФлъ въ жидкостяхъ или въ твердыхъ тЬ- лахъ. Какъ уже указано, между газовымъ растворомъ въ твердыхъ тйлахъ и окклюзией въ немъ газовъ — газовыми сгущешямп— есть всЬ переходы. Повидимому, мы им'Ьемъ огромную область аналогичныхъ явлены въ при- род'Ь; изъ металлическпхъ прпродныхъ соединено! и силикатовыхъ породъ при нагрЬваши ихъ въ безвоздушномъ пространств!;, иногда даже при вростомъ истиранш, выделяются газы. Граммъ породы даетъ иногда десятки кубпческихъ сантиметровъ газа. Одпако, толковаше этихъ опытовъ, въ последнее время предпринятыхъ Инстптутомъ Карнеги въ Америке, даюпдемъ возможность научно работать въ услов)яхъ, недоступпыхъ для пасъ, рус- скихъ ученыхъ, очень затруднительно. Не исключена возможность образовали большей части этихъ газовъ во время опыта, благодаря выделешю газо- образныхъ продуктовъ при разрушены соединений, разлагающихся на газообразные компоненты при температуре опыта, или благодаря кипешю и пспа- решю находившихся въ твердой породЬ готовыхъ соединены. Какъ известно, этимъ путемь Бренъ объясняете процессъ вулканическпхъ извержены. Коми научный центр Уро РАН
— 149 — Однако, нельзя отрицать, что зги объяснена тоже возбуждаютъ сом- нЬнёя, ибо одновременно съ газами, которые могутъ образоваться разложе- шемъ химическихъ соединений, выделяются при тЪхъ же условёяхъ газы, какъ гелёй и благородные газы, которые химическихъ соединепёй не даютъ. Какъ бы то ни было, вся литосфера является или вм!стилищемъ такихъ газовъ, или можетъ легко давать газовые компоненты въ колоссальныхъ количествахъ при обычныхъ на земле условёяхъ. Точно также переполнены газами и природный жидкости. Принимая во внимание жидкую магму, можетъ быть окажется, что и количественно въ нихъ газовъ не меньше, ч!мъ въ твердыхъ породахъ литосферы. Количество газовъ, растворенныхъ въ океангь, огромно и соизмеримо по весу съ атмосферой. Эти газы находятся въ гЬспейшей связи съ атмосферой п какъ бы составляють ея продолженёе. Въ общемъ для газовъ океановъ характерно, что нхъ количество въ нижнихъ слояхъ не зависитъ отъ давленёя верхнпхъ слоевъ, а отвечаетъ давленёю на поверхности, т. е. газы получаются океанами сверху. Я не буду касаться больше газоваго обмена океановъ въ виду тесной связи его съ атмосферой; точно также въ полной зависимости отъ атмосферы — и въ связи съ бёосФерой—находятся газы озеръ, прудовъ, рекъ. Въ действительности, съ точки зргънгя газоваго режима, гидросфера является простымъ придаткомъ земной атмосферы. - Гораздо большее значенёе въ этомъ режиме пмЬютъ источники, которые несомненно приносить часть газовъ изъ земныхъ глубинъ и въ этомъ отношены пграють ту же роль, какую играютъ газовыя струи. Въ источникахъ мы имЬемъ явленёя, во многомъ аналогичный газовымъ струямъ. И здесь мы наблюдаемъ источники вулканическаго характера, тесно связанные съ химическими реакциями, идущими при высокой температуре; гейзеры, соф- Ф1онп и т. п. представляють характерные примеры этого типа. Другимъ типомъ являются источники поверхностного характера и, наконецъ, источники тектонические. Д,ля насъ наибольшей интересъ имеютъ сейчасъ образо- ванёя этого послЬдняго рода, такъ какъ именно они связаны съ приносомъ газовъ изъ недръ земли на земную поверхность. Огромное количество источниковъ горячпхъ, съ такъ называемой ювенильной водой, относится къ источникамъ тектоническимъ. Можно даже выделить здесь по отношению къ режиму газовъ тб же типы тектоническихъ источниковъ, какёе мы нашли въ газовыхъ струяхъ: временные, быстро изсякающёе газами, перёодпческёе, более и менее богатые газами, и постоянные. Но я не буду останавливаться на этпхъ частностяхъ классиФикацёи. Газовые источники нередко выделяютъ газы при выходе на земную ИзвЪстхя И. А. Н. 1912. Коми научный центр Уро РАН
— 150поверхность въ свободномъ состоянш, такъ какъ они насыщены газами при ббдыппхъ давлешяхъ въ мЬстахъ своего начала; поэтому таюе источники какъ бы даютъ переходы въ газовыя струи. Однако, было бы ошибочнымъ соединять ихъ въ одинъ классъ съ газовыми струями, такъ какъ так!е газовые источники им’Ъють въ раствор!, составъ газовъ, отличный отъ состава газовъ атмосферы, и всл,Ьдств1е этого они. въ отличге отъ газовыхъ струй, жадно поглащаютъ газы атмосферы въ мгьстахъ своего выхода, образуя какъ бы вихри входящаго въ нихъ воздуха. Главнымъ образомъ это относится къ кислороду, такъ какъ газовые источники обыкновенно лишены кислорода. Лишенная кислорода вода ихъ немедленно захватываетъ его въ воздух'Ь. Но то же самое им'Ьетъ м'Ьсто нередко по отношешю къ азоту пли углекислот^. 4. Отъ морфологии природныхъ газовъ перейдемъ къ ихъ химическому составу. По составу природные газы распадаются на три болыпихъ группы: 1) газы земной поверхности, 2) газы, связанные съ высокой температурой, 3) газы, проникаюпце земную кору. Мы оставимъ въ сторон!; первую изъ нихъ, связанную исключительно съ поверхностными испарениями, поверхностными струями и нижними сдоями атмосферы, гакъ какъ эти газы не пграютъ никакой особой роди въ псторш земной коры. Помимо обычныхъ газовъ атмосферы, это будутъ разнообразные продукты челов'Ьческой техники или жизнедеятельности организ- мовъ, запахи животныхъ и расгительныхъ органпзмовъ, летуч1е продукты сложныхъ процессовъ въ городахъ, Фабрикахъ, заводахъ и т. д. Другую группу составляютъ газы, образующееся при высокой температур!;,— въ вулканических* процессахъ: газы вулкаповъ, газовыя испа- решя лавъ, вулканпческихъ газовыхъ струй. Мы должны допустить аналогичные процессы въ глубокихъ частяхъ земной коры, въ области породъ плутоническпхъ. Составъ этпхъ летучихъ газовыхъ выд-Ьдешй меняется при разныхъ температурахъ и изв’Ьстенъ намъ въ очень слабой степени. Несомненно мы им’Ьемъ здесь д!:ло съ многими десятками — если даже не сотнями — хпмп- ческихъ соедипешй, такъкакъ въ твердыхъ продуктахъ вулкаповъ, въ образовавшихся изъ пхъ возгонахъ, намъ известно въ настоящее время болЬе 40 хи- мическихъ элементовъ. Едва ли при относительно невысокой температур!; вулканпческихъ взрывовъ, въ сложной, переполненной разнообразными хиКоми научный центр Уро РАН
— 151 — мическимп элементами сред!;, мы имЬемъ вей эти элементы въ свободномъ состоянш. Несомненно, некоторые изъ нихъ такъ находятся — Не, Н, И, Аг, О, 8, 8е, С1, Те...; но друпе являются въ вид!; различныхъ хлори- стыхъ (напр., Ге, Си, РЬ, К, Ыа, Ат...), Фтористыхъ (Са, Ат, 81...), сйрнистыхъ (Н, Аз, 8Ь. . .), кислородныхъ (С, 8, Н, В. ..), азотистыхъ (Ге, Т1,Н. . .), углеродпетыхъ (Н, 0..) тЬлъ. Огромное большинство этихъ газовъ не можетъ сохраняться въ газообразномъ состоянш при температур- ныхъ услов^яхъ земной поверхности и земной коры. Они быстро сгущаются. Есть, однако, таюе, которые остаются въ газообразномъ состоянш и по охлажденш и могутъ, путемъ вулканическихъ процессовъ, попадать въ атмосферу или собираться въ газовыхъ областяхъ. Таковы Н, Не, О, И, Аг, С1, НС1, 81Г4, НГ, На8, СО, СО2, 8О2, 8О3, Н2О, С8О, СН4, Сп Нга.. . Лишь часть пхъ сохраняется въ конце концовъ въ газообразномъ состоянш: большая часть переходить въ новые, твердые или жидше продукты. Гораздо важнее съ точки зр!;н1я газоваго обмена земной коры тй газы, которые находятся въ газообразномъ состоянш въ термодинамическихъ усло- в1яхъ земной коры, проникаютъ ее всю. Они проявляются намъ въ атмосФерй, тектоническихъ газовыхъ струяхъ и тектоническихъ псточникахъ. Съ ихъ помощью окклюдированные газы газовыхъ областей попадаютъ въ атмосферу. Газы этого, третьяго химическаго типа могутъ быть сведены на двй больппя группы химически различныхъ природныхъ газовъ: 1) газы атмосферы и 2) газы тектоническихъ газовыхъ струй и газовыхъ источниковъ. Теоретически, въ атмосфер!; должны были бы находиться вегь газообразный тйла, который попадаютъ на земную поверхность и на ней могутъ существовать въ газообразномъ состоянш. Однако, нйкоторыя изъ нихъ очень быстро изменяются въ атмосФерй, не сохраняются въ ней — переходить въ другая соединешя или, какъ гелш, — куда то изъ нея уходятъ. Въ атмосФерй, считая и ничтожныя, но постоянно въ ней находящаяся составныя части, мы наблюдаемъ елйдуюпце газы: И, О, Аг, Н2О, СО2, Кт, Хе, Хе, Не, Н, окисли азота, можетъ быть ХН3, СпНга, (СН4?), С8О. Газы газовыхъ струй тектоническаго характера и аналогичпыхъ имъ газовыхъ источниковъ нисколько болйе разнообразны: И, О, Аг, Н2О, СО2, Кг, Хе, Ие, Не, Н, СО2, СО, Н28, СН4, С2Н4, СПН2П — въ меньшемъ количеств!;, но въ нихъ наблюдаются ХН3, С8О, В2О3 (?), можетъ быть также РН3, 8Оа. Между этими двумя группами газовъ гораздо болйе важна разница количественная, чймъ качественная. Изв'Ьс'пя II. А. И. 1912. Коми научный центр Уро РАН
RkJQdWJsaXNoZXIy MjM4MTk=