Поляризованный свет
Картины, возникающие в поляризованном свете, имеют и весьма прозаическое значение.
В специальном геологическом (поляризационном) микроскопе есть дополнительная линза из исландского шпата. Минерал, из которого сделана эта дополнительная приставка, особенный — он обладает двойным лучепреломлением.
Каждому школьнику известен такой рисунок: на надпись «Исландский шпат» положен ромбоэдрический кристалл. В кристалле отчетливо видно, что надпись раздваивается.
Два луча проходят дальше к глазу наблюдателя с разной скоростью. Если на их пути поместить прозрачную пластинку — шлиф, то в шлифе скорости хода лучей изменяются в зависимости от минерального состава расшлифованной породы. А это вызовет окраску, свойственную только данным минералам.
Можно на пути хода лучей поставить отполированную поверхность. Пучок света, отразившись от такой поверхности, как зайчик от зеркала, и пройдя через приставку с исландским шпатом, также вызовет окраску, свойственную только этому минералу. Так определяют в отраженном свете различные непрозрачные минералы, главным образом руды металлов.
Геолог-петрограф умеет на основе показателей преломления или отражения различных окрасок точно определить в шлифе название всех минералов, а по минералам — и горную породу.
Недавно открылся новый путь применения поляризационного микроскопа. Открыл этот путь крупный ученый — профессор Ефрем Александрович Кузнецов.
То, что предложил Ефрем Александрович, ошеломило даже видавших виды геологов. Его открытие вызвало вначале настороженное молчание и даже недоверие. Это бывает (замечу в скобках) не только у геологов. Все новое, ошеломляющее всегда вызывает недоверие у людей, которым свойственна инерция мышления.
Ефрем Александрович длительное время пытался расшифровать сущность многих цветовых аномалий. Как объяснить, например, аномалии ярких расцветок? Как возникают яркие тона, отсутствующие в обычном спектре? Просто сказать, что это свойство некоторых минералов. Расшлифуйте, мол, эпидот, цоизит, пренит… и получите такие расцветки. Что тут особенно думать? Такие аномалии и помогают определять минералы. Десятки тысяч геологов так поступали, не задумываясь над сущностью вопроса.
Ефрем Александрович, занявшись глубоким изучением многих подобных этому цветовых явлений, долго экспериментировал. Он подбирал светофильтры, составлял диаграммы. Словом, делал не то, что принято, искал скрытые закономерности. И наконец, обрел желаемое.
По цветовым аномалиям он стал определять химический состав минералов. Особенно его интересовали радиоактивный изотоп калия и возникающий при его распаде аргон. Они легко определялись в полевых шпатах, в слюдах, встречающихся в разнообразных породах. Мысль заработала необычайно четко: если можно определить под микроскопом эти элементы — значит можно рассчитывать и время их возникновения.
Но если это так, то открыт новый метод определения абсолютного возраста горных пород! Следовательно, не нужно производить дорогостоящих определений возраста на специальных аппаратах и в геохимических лабораториях. Достаточно взять в экспедицию обычный портативный поляризационный микроскоп со специальными приставками к нему, десятка три-четыре светофильтров, таблицы и легкий шлифовальный станок с приводом к автомашине. Тогда прямо у скалы можно определять возраст пород! Это же осуществление мечты многих поколений геологов! За свое открытие Е. А. Кузнецов награжден золотой медалью и премией имени Ломоносова.
Конечно, метод Е. А. Кузнецова не дает нам права отбрасывать другие методы, которыми пользуются геологи. По-прежнему будет производиться определение абсолютного возраста горных пород по продуктам распада радиоактивных изотопов урана, радия, калия и других. По-прежнему будет иметь основное значение метод относительного определения возраста пород по окаменелым органическим остаткам. С помощью этих мертвых окаменелостей оживают древние страницы истории жизни Земли.
Невидимые огнецветы
И все же волны таинственных огнецветов повсюду преследуют поклонников камня. Необычайное свечение минералов вызывают катодный, ультрафиолетовый, рентгеновский лучи. В мире «мертвого» камня загораются и светят наиболее ярко те минералы, которые, попав в зону ультрафиолетового света, рассказывают о мельчайших примесях урана или марганца, включенных в состав породы. Странным «неземным» цветом вспыхивают многие другие минералы, не содержащие других примесей.