Выдающийся естествоиспытатель Владимир Иванович Вернадский был самым крупным минералогом мира. Среди минералогов и геохимиков есть, конечно, много талантливых исследователей, внесших свой вклад в эти дисциплины. Отдельные вопросы ими разрабатывались не менее глубоко, чем В. И. Вернадским, однако по широте и глубине понимания и охвата природных минералообразующих процессов, по силе анализа истории химических элементов земной коры в целом мы не знаем ученых, ему равных.
В. И. Вернадский преобразовал минералогию, создал геохимию, науку об истории химических элементов — атомов Земли и космоса — и наиболее глубоко и правильно определил задачи этого нового течения в геологии. Он был творцом биогеохимии — науки о роли организмов в истории химических элементов Земли и о взаимосвязи организмов с земной корой. В. И. Вернадский работал во многих областях естествознания: минералогии, кристаллографии, геохимии, биогеохимии, радиогеологии, гидрогеологии, метеоритике, почвоведении и везде оставил глубокий след.
Владимир Иванович Вернадский родился 12 марта 1863 года в Петербурге, в семье профессора-экономиста. В 1881 г. он окончил гимназию. О гимназических годах у Владимира Ивановича остались неприятные воспоминания. Классическая гимназия, по его словам, была классической только по названию. «Главным несчастьем было то,— писал в 1916 г. В. И. Вернадский, — что в общем преподавателями древних языков в это время в России были или, как у нас, чужие люди, сторонние русской жизни и интересов нашей страны и потому бессознательно добросовестно исполнявшие антинациональную официальную программу, или чиновники — полицейские, которым никакого дела не было до идейных заданий школы, более или менее добросовестно исполнявшие предписание такого же, как и они, начальства. Несомненно, других исполнителей для полицейской классической системы и нельзя было найти».
Интересы талантливой части гимназической молодежи сосредоточивались в различных кружках, работа в которых оставляла глубокий след в жизни их участников. По этому поводу В. И. Вернадский писал: «Странным образом, стремление к естествознанию дала мне изуродованная классическая гимназия, благодаря той внутренней подпольной, неподозревавшейся жизни, какая в ней шла в тех случаях, когда в ее среду попадали живые, талантливые юноши-натуралисты». Однако его интересы в гимназический период находились в области истории, философии и славянских языков.
Совершенно по-другому пошла его жизнь после поступления в Петербургский университет на естественное отделение физико-математического факультета. Состав профессоров Петербургского университета того времени был блестящим. В нем читали лекции Менделеев, Меншуткин, Докучаев, Сеченов, Костычев, Иностранцев и другие. В воспоминаниях В. И. Вернадского о студенческих годах мы читаем: «На лекциях многих из них — на первом курсе на лекциях Менделеева, Бекетова, Докучаева — открылся перед нами новый мир, и мы все бросились страстно и энергично в научную работу, к которой мы были так несистематично и неполно подготовлены прошлой жизнью. Восемь лет гимназической жизни казались нам напрасно потерянным временем, тем ни к чему ненужным искусом, который заставила нас проходить вызывавшая глухое наше негодование правительственная система». Эти мысли получали яркое выражение в лекциях Д. И. Менделеева... Дмитрий Иванович Менделеев, по словам В. И. Вернадского, возбуждал «глубочайшие стремления человеческой личности к знанию и к его активному приложению».
В 1885 г. В. И. Вернадскому была присвоена степень кандидата естественных наук за исследование физических свойств изоморфных смесей. Начало научной деятельности В. И. Вернадского протекало в кругу лиц, группировавшихся вокруг выдающегося русского ученого-почвоведа В. В. Докучаева, которого он считал своим учителем. В. В. Докучаев в это время создавал новую отрасль естествознания — почвоведение, науку о почве как самостоятельном естественно-историческом теле, возникающем и развивающемся в поверхностных условиях земной коры, где жизнь взаимодействует с неорганической природой.
В связи с изучением эволюции почв у В. В. Докучаева возник; огромный интерес к генезису минералов и их истории как составной части истории почв. Докучаев оказал глубокое влияние на будущее развитие научной деятельности В. И. Вернадского как минералога, геохимика и биогеохимика.
После окончания университета, в период с 1886 по 1888 г., В. И. Вернадский был хранителем минералогического музея Петербургского университета. В 1888 г. его командируют за границу для проведения работы по минералогии и кристаллографии. В течение двух лет он работал в Италии, Германии, а главным образом во Франции у профессоров Фукэ и.Лешателье, где ознакомился с методами синтеза минералов и их определением.
В 1890 г. В. И. Вернадский возвратился в Россию и принял участие в почвенной экспедиции В. В. Докучаева. Осенью этого же года он был утвержден доцентом Московского университета. В 1891 г. в Петербургском университете В. И. Вернадский защитил диссертацию на звание магистра минералогии и геогнозии на тему «О группе силлиманита и роли глинозема в силикатах», а в 1897 г. он получил степень доктора за работу «О явлениях скольжения кристаллического вещества».
В 1898 г. В. И. Вернадский был назначен профессором Московского университета, где и работал до 1911 г. За двадцатилетний период работы в Московском университете он создал учебники по минералогии и кристаллографии, в корне перестроил преподавание этих дисциплин, упорядочил и развил одновременно минералогический музей университета.
В 1906 г. В. И. Вернадский был избран адъюнктом Академии наук, а в 1909 г. академиком. В 1911 г. он с группой демократически настроенных профессоров (К. А. Тимирязев и другие), в знак протеста против реакционной политики министра Кассо в отношении высшей школы, оставил Московский университет и переехал в Петербург.
С тех пор по день смерти его научная деятельность протекала преимущественно в Академии наук.
Научная деятельность В. И. Вернадского, постоянным предметом исследования которого была история минералов и химических элементов Земли, может быть условно разделена на три периода. В первый период он разрабатывал преимущественно вопросы минералогии и кристаллографии. Во второй, на основе огромных материалов минералогии, создавал и развивал геохимию. В третий, обнимающий последние 15—20 лет жизни, он создавал биохимию и разрабатывал ее проблемы.
До В. И. Вернадского в минералогии существовало описательное направление. Минералы преимущественно изучались с точки зрения их внешних свойств — формы, цвета, твердости, размера и т. п. Очень мало внимания уделялось выяснению причин и условий образования минералов, закономерностям их взаимоотношений друг с другом, т. е. их парагенезису, а также их внутренним свойствам, их строению.
В. И. Вернадский развил генетическую минералогию: он учил рассматривать минералы как закономерные продукты физико-химических процессов, происходящих в земной коре и космосе. Он создал минералогию как химию Земли; указал на необходимость изучать не только минералы, но и минералообразующие процессы и выдвинул парагенезис минералов как важный критерий в познании их происхождения.
Он с успехом искал и находил причины процессов минералообразования и изучал сам эти процессы. «Я положил в основу широкое изучение минералогических процессов земной коры, обращая основное внимание на процесс, а не только на исследование продукта процесса (минерала), на динамическое изучение процессов, а не только на статическое изучение их продуктов, причем, — после некоторых колебаний, — остановился для своей исследовательской работы, главным образом, на минералогии, а не на кристаллографии».
При изучении любого процесса В. И. Вернадский искал и находил влияние фактора времени как реального природного фактора всех процессов, т. е. подходил к исследуемому предмету исторически.
В. И. Вернадский дал наиболее полное и правильное определение минералогии как науки и минерала как предмета исследования этой дисциплины. Он писал: «Минералогия представляет собой химию земной коры, она имеет задачей изучение как продуктов природных химических процессов, так называемых минералов, так и самих процессов. Она изучает изменение продуктов и процессов во времени, в различных естественных областях земной коры. Она исследует взаимные естественные ассоциации минералов (их парагенезис) и законности в их образовании».
Наибольшей известностью пользуются работы В. И. Вернадского в области исследования строения важнейшей группы минералов — алюмосиликатов, составляющих большую часть земной коры: полевых шпатов, фельдшпатидов, слюд и других. Работы в этой области были начаты им в 1890—1891 гг. Строением алюмосиликатов он не переставал интересоваться на протяжении всей своей научной деятельности.
До В. И. Вернадского все силикаты, в том числе и алюмосиликаты, рассматривались как соли кремневых кислот. В. И. Вернадский установил, что окись алюминия, как и окись кремния, играет кислотную роль и входит в состав сложных алюмокремневых кислот.
Обобщив огромный фактический материал по каолинам, слюдам и другим минералам, В. И. Вернадский разработал и выдвинул свою теорию строения алюмосиликатов — теорию каолинового, или слюдяного, ядра, которую впоследствии знаменитый французский химик Лешателье назвал гениальной. Согласно этой теории в основе строения алюмосиликатов лежит общее для этих минералов каолиновое ядро, в состав которого входят два атома алюминия, два атома кремния и семь атомов кислорода. В. И. Вернадский рассматривает полевые шпаты, слюды и другие алюмосиликаты как соли алюмокремневой кислоты, т. е. как продукты присоединения к указанному ядру ряда элементов-катионов: натрия, калия, кальция и других.
Теория каолинового ядра явилась исключительно плодотворной при выяснении строения, генезиса и классификации минералов. Взгляды В. И. Вернадского на строение и происхождение минералов стали господствующими и вошли в преподавание. Благодаря применению рентгеноструктурных методов строения ряда минералов, в том числе и алюмосиликатов, внутреннее распределение в них различных элементов изучено довольно хорошо. В своем отчете о заграничной командировке за 1932 г., т. е. спустя более 40 лет после разработки им своей теории строения алюмосиликатов, В. И. Вернадский мог написать: «В Берлине — Шарлотенбурге (проф. Эйтель и Герлингер) я теперь впервые увидел в моделях, выведенных из рентгенометрических съемок, в пространстве, то каолиновое ядро, которое теоретически я вывел в 1891 г. и выразил на плоскости».
Интересна оценка положений В. И. Вернадского о строении алюмосиликатов, данная Шибольдом, одним из главных исследователей структуры силикатов рентгеновскими методами. Он пишет: «Большой интерес представляет то обстоятельство, что предугаданное Вернадским с гениальной интуицией четверное кольцо действительно в принципе подтвердилось, и наличие его доказано также в минералах, похожих на полевые шпаты».
Таким образом, современные исследования подтвердили основные положения теории В. И. Вернадского и тем самым показали, что научная мысль минералогов и кристаллохимиков благодаря его трудам, благодаря его поразительной силе научного предвидения шла и идет правильным путем.
Благодаря работам Владимира Ивановича Вернадского минералогия из сухой эмпирической дисциплины, содержащей бесчисленное количество разрозненных фактов, превратилась в подлинную науку. За время работы в Москве В. И. Вернадский разработал вопросы изоморфизма — одну из интереснейших и важнейших областей генетической минералогии и геохимии. В своей работе «Парагенезис химических элементов земной коры» он разбил все химические элементы, слагающие Землю, на 18 групп — на «природные изоморфные ряды». В каждый ряд им помещены элементы, которые могут заменять друг друга при образовании общих для них минералов. Общим для двух элементов называется такой минерал, который до известных пределов не меняет своей кристаллической структуры при замене этих элементов друг другом. Такие элементы называются изоморфными. При этом он установил очень важное положение о том, что изоморфные ряды не являются постоянными, а «перемещаются и изменяются под влиянием изменения температуры и давления». Он показал, что в условиях низких температур и давлений соединяются в общие минералы и дают изоморфные смеси одни элементы, в условиях высоких давлений и низких температур — другие; а там, где господствуют высокие температуры и давления (зона застывания магм), — третьи. Из рядов В. И. Вернадского видно, что число элементов, способных заменять друг друга при образовании общих минералов, как правило, возрастает с повышением температуры и давления.
Исследования В. И. Вернадского в области изоморфизма устанавливают руководящие принципы, дающие возможность предсказывать, где и какие элементы можно встретить вместе, т. е. позволяют сознательно подходить к изучению распределения химических элементов в породах и минералах как продуктах разных процессов: магматических, метаморфических, осадочных. Это, в свою очередь, старит на научную основу поиски месторождений полезных ископаемых. Раз эти ряды непостоянны, то при переходе породы, состоящей из тех или иных групп элементов, в обстановку других температур и давлений (что все время происходит в земной коре) элементы перегруппировываются, происходит их концентрация или рассеяние.
В. И. Вернадский развернул картину, отображающую колоссальные процессы перемещения химических элементов земной коры во времени и пространстве, изменения их сочетаний друг с другом, т. е. представил их историю.
Много внимания уделял В. И. Вернадский изучению химического состава земной коры. Он уточнил имевшиеся данные по ее химическому составу, разбил все элементы по их участию в сложении земной коры на 10 групп (декад), установил новые кларки (процентное содержание элемента в земной коре) для ряда редких элементов. Большую работу провел В. И. Вернадский по изучению редких и рассеянных элементов (рубидия, цезия, таллия и др.).
Характерной чертой В. И. Вернадского как ученого является его поразительная способность подмечать явления, правильно оценивать научную значимость новых открытий и использовать их для дальнейшего развития науки.
Так, например, в связи с открытием радиоактивности Владимир Иванович Вернадский обратил внимание на роль радиоактивных элементов в жизни нашей планеты. В научных кругах геологов и ученых, имеющих дело с Землей как геологическим телом, шли и идут споры об источниках энергии, обусловливающей процессы, протекающие в земной коре. Ряд исследователей считает, что в основе этой деятельности лежит тепловая энергия, сохранившаяся от той стадии развития Земли, когда Земля была еще в расплавленном состоянии; другие видят источники этой энергии в процессах сжатия Земли, в силу ее остывания и т. п. В. И. Вернадский, в связи с работами Джоли, развил положение, что основной энергетический источник всех геохимических процессов, идущих в земной коре, заключается в процессах радиоактивного распада. «Тепло, — пишет он, — освобождающееся под влиянием непрестанного разрушения атомов определенных радиоактивных элементов (действительно, имеющего место), совершенно достаточно для объяснения всех этих грандиозных явлений».
Изучая минералы, а также процессы их возникновения, изменения и исчезновения, В. И. Вернадский, естественно, перешел к изучению истории химических элементов, слагающих эти минералы. Это было естественным шагом в сторону углубления его представлений о химических процессах земной коры, поскольку для него было ясно, что каждый минерал представляет собой временную постройку вечно мигрирующих элементов. Перейдя к более систематическому изучению истории химических элементов в земной коре, В. И. Вернадский, таким образом, создал новую науку — геохимию. В. И. Вернадский сформулировал задачи геохимии, установил место этой науки среди других геологических дисциплин и указал проблемы и пути ее будущего развития. Владимир Иванович внес в эту науку много конкретных фактов и эмпирических обобщений.
В. И. Вернадский разбил все элементы Менделеевской системы на шесть групп, в зависимости от их геохимической роли в строении и процессах земной коры: 1) благородные газы, 2) благородные металлы, 3) циклические элементы, 4) рассеянные элементы, 5) элементы сильно радиоактивные, 6) элементы редких земель.
Особое внимание он уделил группе циклических элементов, которые составляют большую часть веса земной коры, и группе сильно радиоактивных элементов, в распаде которых он видел источник энергии почти всех геохимических и геологических процессов, происходящих в земной коре. Циклические элементы названы так им потому, что они неоднократно проходят в своей истории различные области земной коры, образуют в них различные, присущие только этим геосферам соединения и возвращаются вновь в то состояние, с которого начался тот или другой цикл. Здесь мы видим дальнейшее развитие его прежней идеи «природных изоморфных рядов». Вместе с тем, В. И. Вернадский указывает, что все циклические элементы являются органогенными, т. е. они принимают участие в строении живого вещества, которое является весьма важным фактором перемещения химических элементов земной коры.
Не меньшее значение В. И. Вернадский придавал группе сильно радиоактивных элементов. В живом веществе и радиоактивных элементах, несмотря на их относительно незначительное количество, он видел главные факторы геохимических процессов земной коры.
Таким образом, исследуя историю химических элементов в земной коре, В. И. Вернадский впервые в должной мере обратил внимание на роль живого вещества — растительных и животных организмов — в истории химических элементов на Земле. В связи с этим последние 15—20 лет своей жизни В. И. Вернадский отдал изучению химического состава и распространенности животных и растительных организмов. Он исследовал их участие в реакциях и перемещениях химических элементов в земной коре (биосфере) и создал новую науку — биогеохимию, имеющую колоссальное научное и народнохозяйственное значение.
Сейчас проблемы биогеохимии тесно связаны с рядом проблем минералогии, агрохимии, почвоведения, физиологии растений, геоботаники, биохимии и захватывают глубокие вопросы развития жизни на Земле, поскольку они касаются взаимосвязей неорганической и органической природы. В настоящее время эволюция растительного и животного мира, вопросы минерального питания растений, ряд их болезней не могут успешно разрабатываться без решения ряда проблем биогеохимии, без учета распространения микроэлементов в почвах, водах, растениях той или иной области земной коры. Биогеохимия дает новое освещение законам изменчивости и наследственности, т. е. основным законам дарвинизма. Исходя из данных биогеохимии, В. И. Вернадский справедливо утверждал, что: «Связь состава организма с химией земной коры и то огромное первенствующее значение, которое имеет живое вещество в механизме земной коры, указывают нам, что разгадка жизни не может быть получена только путем изучения самого живого организма. Для ее разрешения надо обратиться к первоисточнику — земной коре».
Изучая геохимическую роль организмов в жизни Земли, Владимир Иванович Вернадский пришел к выводу, что свободный кислород биосферы и даже «земная газовая оболочка, наш воздух, есть создание жизни».
Для развития биогеохимии В. И. Вернадский организовал в составе Академии наук СССР биогеохимическую лабораторию и стал во главе ее. В связи с 80-летием со дня рождения В. И. Вернадского эта лаборатория решением советского правительства была переименована в лабораторию геохимических проблем и ей присвоено имя юбиляра.
Одной из больших заслуг В. И. Вернадского является то, что он учил рассматривать процессы в земной коре и жизнь Земли в целом как части космоса.
Разрабатывая важнейшие теоретические проблемы, В. И. Вернадский никогда не забывал о необходимости практических выводов из достижений своей науки. Горячий патриот своей родины, он заботился о приумножении производительных сил России, о необходимости ее самостоятельного развития. В годы первой мировой войны в своих статьях «Из прошлого» и «Война и прогресс науки», вышедших в 1915 г., В. И. Вернадский обвинял царское правительство в том, что оно не охраняло России от иноземного засилья, не могло само использовать производительные силы страны и тем самым увеличивало силы врага — Германии.
«Для нас, — писал В. И. Вернадский, — выяснилось многое во время войны и прежде всего стало ясно всем то, что раньше было ясно немногим — наша экономическая зависимость от Германии, носящая совершенно недопустимый характер при правильном государственном управлении. То, что это сделалось ясным для русского общества, очевидно, является фактом величайшей важности, ибо последствием такого сознания неизбежно будет изменение положения дел.
Одним из главнейших факторов такого освобождения является использование своими силами своего достояния».
Он критиковал положение дел в России с позиций ученого. Он указывал, что в нашей стране добывается только 31 химический элемент из 61, используемых техникой первой мировой войны. Он, как и Менделеев, ратовал за изучение производительных сил России и заявлял, что в недрах России имеются все виды полезных ископаемых. Утверждая это, он исходил из того, что на территории нашей необъятной страны имеются остатки почти всех геологических формаций и что в ее недрах протекали и протекают геологические, в том числе и рудообразующие, процессы, присущие всем остальным частям суши земного шара.
Теоретические положения В. И. Вернадского о наличии руд алюминия, калия и других полностью подтвердились послереволюционными геологическими исследованиями.
В. И. Вернадский был прекрасным организатором. Он энергично и настойчиво проводил свои идеи в жизнь, ломая всякие преграды. Для изучения производительных сил России он создал Комиссию по изучению естественных производительных сил страны (КЕПС).
На основе больших работ, проведенных этой Комиссией под руководством В. И. Вернадского и по его инициативе, организовался ряд постоянных учреждений: Институт географии, Институт минералогии и геохимии, Радиевый институт, Керамический институт, Оптический институт, Комиссия по изучению вечной мерзлоты (сейчас Институт имени акад. В. А. Обручева), Комиссия по минеральным водам, Метеоритный комитет, Комиссия по изотопам и другие. Наследником КЕПС остался Совет по изучению производительных сил СССР.
В. И. Вернадский много сделал в области изучения истории русской науки. Он на свои средства провел большую работу по сбору рукописных материалов М. В. Ломоносова. Собранные материалы он передал Академии наук; он провел большое исследование по освещению роли и значения М. В. Ломоносова в русской и мировой науке.
В. И. Вернадский уделял исключительное внимание подготовке кадров и был строгим и внимательным учителем. Почти все минералоги и геохимики Советского Союза, а также ряд минералогов и геохимиков в зарубежных странах (Франция, Чехословакия) являются учениками В. И. Вернадского.
В. И. Вернадский пользовался исключительным авторитетом как в СССР, так и за границей.
Одна из главных работ В. И. Вернадского — «Очерки геохимии» — переведена на французский, немецкий, японский языки и выдержала несколько изданий.
В. И. Вернадский был членом Французской и Чехословацкой Академий наук, состоял членом ряда научных заграничных обществ.
Он являлся вице-президентом Международной комиссии по определению возраста Земли радиоактивными методами.
За научные труды В. И. Вернадскому была присуждена премия первой степени им И. В. Сталина, а в день 80-летия он был награжден орденом Трудового Красного Знамени.
В последние годы здоровье В. И. Вернадского начало сильно ухудшаться. Но он никогда не прекращал научной работы, большую часть времени работая дома. Но часто с помощью сопровождающих он приходил на заседания Отделения геолого-географических наук, ученые советы институтов, посещал заседания внеакадемических учреждений и принимал в них активное участие; он много работал над своими воспоминаниями, следил за работой своих многочисленных учеников и созданной им научной школы.
Результатом его последних научных работ был доклад о необходимости изучения минералогии космоса, который он сделал на совещании минералогов в октябре 1944 г.
В 1943 г. умерла Наталья Егоровна — жена Владимира Ивановича, смерть которой он переживал очень тяжело. С ней он прожил более 55 лет и ей, как он сам отмечал, был многим обязан в своей научной деятельности.
В конце декабря 1944 г. Владимир Иванович тяжело заболел и 6 января 1945 года умер.
9 января Владимир Иванович Вернадский был похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище.
Владимир Иванович Вернадский любил свою страну и свой народ; любил и гордился ими, гордился необъятными просторами нашей Родины, неисчерпаемыми природными богатствами, героическим русским народом.
Эта любовь и преданность народу и стране являлись для Владимира Ивановича путеводной звездой его жизни, научной и государственной деятельности.
Главнейшие труды В. И. Вернадского: О группе силлиманита и роли глинозема в силикатах, «Бюллетень Общества естествоиспытателей природы», М., 1891; Парагенезис химических элементов в земной коре, «Дневник XII съезда русских естествоиспытателей и врачей», 1910, № 10; Минералогия, М., 1910, ч. 1 и 2; опыт описательной минералогии, т. I — Самородные элементы, Спб., 1908, в. 1; 1909, в. 2; 1910, в. 3; 1912, в. 4; 1914, в. 5; т. II — Сернистые и селенистые соединения, Пг., 1918, в. 1; 1922, в. 2; История минералов земной коры, Пг., 1923 (т. I, в. 1), Л., 1927 (т. I, в. 2), 1934 (т. II, в. 1 и 2); Очерки и речи, Пг., 1922; Биосфера, Л., 1926, в. 1 и 2; Очерки геохимии, Л., 1927; Земные силикаты, алюмосиликаты и их аналоги, М. — Л., 1937; Биогеохимические очерки 1922—1932 гг., М. — Л., 1940.
О В. И. Вернадском: Статьи Обручева В. А., («Известия Академии наук СССР», серия геологическая, 1945, №2; Власова К. А. и Щербакова Д. И., Записки Всесоюзного минералогического общества», 1945; «Вестник Академии наук СССР», 1945, № 3; Берг Л. С., Очерки по истории русских географических открытий, М. — Л., 1946.
