11. Алюминий
На столике перед старушкой оказался маленький серебристый самолётик, а на её голове – шлем как у лётчика. Она провела пальчиком по крылу.
– Алюминий – неблагородный металл, но зато – летающий. Потому что он очень лёгкий! Если ядро у нашей планеты состоит, в основном, из железа, то в земной коре самый распространённый металл – алюминий, его там в полтора раза больше, чем железа. Но самородный алюминий – это крайняя редкость. Только в конце 20 века в породах Сибирской платформы были найдены алюминиевые самородки. Но это ниточки длиной всего в полмиллиметра… Самое интересное, что похожие самородки нашли в лунном грунте! Ведь на Землю доставлено уже несколько сот килограммов лунных камней… В основном, конечно, алюминий встречается в виде соединений. Самое известное из них – обыкновенная глина. Примеси железа, как я уже говорила, окрашивают её в разные охристые цвета: бурый, коричневый, оранжевый и так далее. Но встречается и чисто белая глина, из которой делают фарфоровую и фаянсовую посуду…
– Но ведь самолёты делают не из глины! – воскликнул Ваня.
– Ах, совершенно верно! – согласилась старушка. – Но получить металлический алюминий – дело не простое. Если золото и серебро, медь и железо люди применяют уже много тысячелетий, то с металлом алюминием они хорошо знакомы совсем с недавнего времени. Хотя… хотя археологам удавалось находить украшения из алюминия, и это невероятная редкость и большая загадка! Достоверно известно, что лишь в 19 веке знаменитый физик Ганс Христиан Эрсте́д смог получить немного чистого алюминия. Это был сложный и дорогой способ. Алюминий стоил ненамного дешевле золота. Поэтому долгое время этот металл использовали только для изготовления предметов роскоши. Например, какие-то умельцы из золота, алюминия и драгоценных камней сделали погремушку для сына французского императора Наполеона III, – старушка с неодобрением покачала головой. – Так было, пока молодой американский химик Чарльз Мартин Холл не сделал выдающееся открытие: он нашёл дешёвый способ восстанавливать алюминий из руды с помощью электричества. Первые алюминиевые шарики, полученные Холлом, хранятся сейчас в музее.
– Неужели алюминий делают из глины? – засомневалась Таня.
– Ну, не совсем. Главное сырьё для получения алюминия – бокситы. Название этой горной породы происходит от имени живописной деревушки Бо, что находится на юге Франции. Бокситы, кроме алюминия, содержат и другие вещества, например, железо, которое может окрашивать эти камни в бурый и коричневый цвет. Образование бокситов происходит путём выветривания горных пород в жарком и влажном климате, поэтому большинство месторождений расположено в тропических странах: в Африке, Австралии, Южной Америке…
– Как это: «путём выветривания»? Ветер, что ли, их выдувает? – удивился Ваня.
– Ах, я же забыла вам объяснить! Это всё возраст! – расстроилась старушка. – Помните, я рассказывала вам о россыпных месторождениях? Когда разнообразные силы природы разрушают горные породы? Такое разрушение и называют выветриванием, хотя этим трудным делом занимается не только ветер, но и солнце, вода, ледники и даже корни деревьев и трав.
– А как же из бокситов делают алюминий?
– Из бокситов сначала выделяют глинозём – соединение алюминия с кислородом. А вот из глинозёма уже восстанавливают алюминий. Для получения одной тонны этого металла нужно примерно 17 тысяч киловатт-часов электроэнергии!
– Это очень много? – заинтересовалась Таня.
– Порядочно! Одной тонны алюминия хватит на два небольших самолёта…
– Нет, я про киловатт-часы, – уточнила девочка.
– Семья из четырёх человек потратит столько электричества лет, наверное, за пять… Но обшивку самолётов из чистого алюминия не делают: он слишком мягкий. Поэтому из него изготавливают электрические провода, серебряную краску и фольгу для шоколадок и лазерных дисков. Для фюзеляжей самолётов и корпусов дирижаблей используют сплав алюминия с небольшим количеством меди и магния. Он называется дюралюминий по имени немецкого города Дю́рен, где было налажено его производство. Дюралюминий прочнее алюминия в пять раз! К сожалению, дюралюминиевые детали нельзя сваривать, как, скажем, стальные, поэтому их соединяют заклёпками… Фирма «Юнкерс» изготовила первый цельнометаллический самолёт с фюзеляжем из дюралюминия. А до этого самолёты делали из фанеры и парусины… Их даже называли этажерками. Как только пилоты отваживались на них летать! Ох, и смелые же были люди! А в России тогда сделали немного другой сплав алюминия и назвали его кольчугалюминий. Но слово «кольчугалюминий» происходит не от слова «кольчуга», как можно было бы подумать, а от названия города Кольчугино, где его изготовляли. Из кольчугалюминия построили экспериментальный самолёт в знаменитом конструкторском бюро Андрея Николаевича Туполева. Но вернёмся к глинозёму. Он знаменит не только тем, что из него добывают летающий металл – алюминий.
12. Корунд
На столе перед старушкой появились разноцветные полупрозрачные камни, а на её голове – тонкий золотой ободок с красным «глазком».
– Когда говорится «глинозём», то сразу представляется глинистая земля. Но нельзя судить минерал только по названию, как и человека по одежде! Глинозём, это несложное соединение алюминия с кислородом, может принимать восхитительные формы! Вот один из самых удивительных камней: корунд!
Старушка повертела в руках желтоватый камешек.
– Корунд по твёрдости уступает только алмазу: у алмаза твёрдость по Моосу – десять, а у корунда – девять! Это означает, что корунд можно поцарапать только алмазом, а все остальные камни на нём ни щербинки не оставят, он сам их исцарапает! Кристаллы корунда образуются, например, при медленном остывании магматических пород…
– Каких пород? – переспросил Ваня.
– Магматические горные породы образуются при застывании магмы. Магма в переводе с греческого означает «густая мазь», но этой «мазью» и врагу не пожелаешь воспользоваться. Магма – это огненно-жидкий расплав, образующийся на большой глубине в земной коре или в верхней части мантии. Как и почему образуются очаги магмы – точно неизвестно, но, когда таинственно появившаяся магма прорывается на поверхность, её трудно не заметить. Такой прорыв и называют извержением вулкана. Вулкан – это опасная гора. Она стоит как раз над магматическим очагом, в котором бурлит огненный расплав. Магма, поднимаясь по жерлу вулкана, теряет некоторые летучие вещества и превращается в лаву. Раскалённая лава, вытекая из кратера вулкана, движется по его склонам, сжигая всё на своём пути. Постепенно она остывает и затвердевает. Таким образом вулкан всё время как бы «растёт» вширь и немного вверх. А над кратером вулкана стоит столб из дыма, пепла и вулканических газов. Пепла может быть так много, что он начинает мешать полётам самолётов, как было при извержении вулкана Эйяфьятлайокудль.
– Какого вулкана? – переспросила Таня.
– Эйя-фьят-лайо-кудль! – гордо выговорила старушка. – Так называется ледник и вулкан под ним на острове Исландия. А в далёкой древности пепел при извержении вулкана Везувий засыпал целый древнеримский город Помпея… В общем, извержение вулкана – это катастрофа для людей, но для нашей планеты – это естественное явление и даже, я бы сказала, полезное явление, без которого не было бы той Земли, которую мы знаем. Что на планете Земля сейчас самое заметное? Конечно, океаны.
– Разве океаны появились из вулканов? Не может быть! – категорически отрезал Ваня. – В вулканах слишком горячо!
Старушка хмыкнула:
– Ах, торопыга! Но без вулканов дело всё-таки не обошлось. Вулканические газы, вырывающиеся из кратера при извержении, состоят, в основном, из паров воды. Предполагают, что когда-то, скорее всего, ещё до архея… Про архей не забыли?
– Не забыли! В архее нет «зои», то есть жизни, – поспешил сказать Ваня, показав свой большой палец.
– Ну, учёные в этом всё-таки немного сомневаются… Так вот, возможно, что ещё до архея из вулканических паров образовывались тучи, которые проливались такими обильными дождями, что вода заполнила впадины на земле и получились океаны… Получается, что вулканы создали океаны, а без океанов, то есть без воды, не было бы на Земле жизни.
– Вулканы – океаны! Даже в рифму! – порадовался Ваня.
– А где находятся вулканы? – поёжилась Таня.
– На древних платформах, лежащих в основаниях материков, вулканов нет: платформы слишком толстые, до мантии, где образуется магма, слишком далеко. А вот на окраинах материков вулканов много. Например, вокруг Тихого океана располагается так называемый Огненный пояс: вулканы окружают этот океан почти сплошным кольцом… Поэтому там и извержения, и землетрясения случаются довольно часто. Но вернёмся к корунду. Магма иногда изливается на поверхность земли и получается, скажем, базальт – крепчайший камень. А иногда она не вырывается на поверхность, застывает в глубине. Так образуется, например, гранит. Когда магма медленно-медленно остывает в глубинах земли, то в ней самой или в окружающей её горной породе могут вырасти вот такие замечательные кристаллы.
Старушка обвела рукой столик.
– Больше всего ценятся цветные разновидности корунда. Вот драгоценный рубин, – старушка подняла вишнёво-красный полупрозрачный камешек. – Это корунд с примесью хрома. Крупные рубины встречаются гораздо реже, чем крупные алмазы, и ценятся дороже. Самый большой рубин весит 459 граммов, это больше двух тысяч карат. Многие рубины, как и алмазы, имеют имена собственные и удивительные, чаще всего трагические, истории.
– А где же добывают рубины? – Таня не могла отвести глаз от сияющих камней.
– Месторождения рубинов известны на всех материках, кроме Антарктиды. Но самые знаменитые находятся в странах Юго-Восточной Азии. Это, конечно, Мьянма, Таиланд, Индия, Шри-Ланка… Рубины добывали там ещё в бронзовом веке! Иногда с рубинами происходят потрясающие приключения. Таков, скажем, «Рубин Тимура». Он принадлежал великому военачальнику и завоевателю, основателю крупнейшего государства в Средней Азии Тимуру Тамерлану, который жил в 14 веке. После его смерти «Рубин Тимура» долго скитался по дворцам и сокровищницам, принадлежал знаменитому астроному Востока Улугбеку и Великому Моголу шаху Джехану, известному постройкой прекраснейшего мавзолея Тадж-Махал в Индии. В конце концов «Рубин Тимура» подарили британской королеве Виктории. Нескоро выяснилось, что этот камень на самом деле не рубин, а красная шпине́ль…
– Красная шинель? – удивлённо переспросил Ваня.
– Не шинель, а шпи-нель. Это довольно редкий минерал, он отличается от рубина своим составом и меньшей твёрдостью (только восемь по шкале Мооса, а у рубина, как у всех корундов – девять). Своё название он получил, возможно, из-за формы кристаллов. По-латински «спине́лла» означает «маленький шип», «колючка». Красную шпинель добывают вместе с рубинами; на глаз их отличить трудно. Шпинель бывает не только красная, как и корунд. Корунд с примесью титана и железа имеет синий цвет и называется сапфиром. Это тоже драгоценный камень. Его оттенки могут быть самые разные: от бледно-голубого до тёмно-василькового. На Руси его называли лазоревым яхонтом… А рубин, кстати, – червчатым яхонтом. Самый большой сапфир весит больше 12 килограммов… Ювелиры же все цветные разновидности корунда, кроме красного, называют сапфирами. Поэтому бывают жёлтые, зелёные, фиолетовые, розовые и совершенно прозрачные сапфиры.
– Какие красивые! Но, наверное, очень дорогие, – вздохнула Таня, перебирая камешки на столе.
– Ах, не всё красивое обязательно дорогое! – назидательно подняла палец старушка и поманила детей в следующую пещеру.