Глава 5. Бриллиантовый дым

Глава 5. Бриллиантовый дым

На помойке всегда валяется множество отличных вещей. Ларину приглянулась старая чугунная батарея. Он отколол от нее кусок и, довольный, пошел домой. Идея была проста, как все гениальное, – вырастить в батарее алмазы.

Чугун – это твердый раствор углерода в железе, в котором углерода больше 2 % (если углерода меньше 2 %, твердый раствор называется сталью – вы теперь, как металлурги, должны это знать). Из литературы известно, что присутствие в металле водорода уменьшает растворимость в нем углерода. То есть если «нагазировать» чугун водородом, вытесненный углерод должен из раствора выпасть так же, как выпадает соль из перенасыщенного рассола – в виде кристалликов. А что такое кристаллики углерода? Правильно.

А что означает рост кристаллов? Это означает, что ранее расположенные по отдельности, растворенные во всем объеме образца атомы углерода сбежались в кучу. Причем сбежались не по жидкому расплаву чугуна, а по твердому металлу! Таким образом будет доказано, что водород резко облегчает диффузию атомов в кристаллической решетке – что и просили физики.

Но вот можно ли вырастить алмазы в батарее – это вопрос!.. Вообще-то выпадение углерода в чугуне бывает. Если при плавке чугуна в нем получается слишком много углерода, то его потом под микроскопом можно найти на отполированном срезе в виде графитовых шариков, которые, кстати говоря, называются так же, как протопла-нетные туманности – глобулы. Теоретически графит начинает превращаться в алмаз, начиная примерно с 750 °C и при давлениях от 35 килобар. Но при этих условиях алмазы никто не синтезирует: они растут так медленно, что роста ждать придется годами. Алмазы синтезируют при температурах выше 1200 °C. Это хлопотнее, но зато быстро и приятно.

Однако Ларин собирался получить алмазы именно при 750 °C. Если алмаз получится, значит, он с помощью водорода ускорил диффузию в твердом теле. Что и требовалось доказать.

Кусок бывшей батареи вместе с источником водорода заложили в установку высокого давления, нагрели и несколько минут подержали. Всего несколько минут. А не месяцев и не лет. Дальнейшее было делом техники – образцы кидают в кипящую царскую водку, чтобы растворить железо, и остается только небольшая темная кучка, состоящая из примесей, карбида железа, графита. Этот порошок помещается под микроскоп и внимательно разглядывается.

«Навозну кучу разгребая.» Приникший к микроскопу экспериментатор осторожно шевелил стальной иглой дорожку темного мусора, когда в глаза ему сверкнул переливающийся всеми цветами радуги прозрачный октаэдр. Сначала один. Потом другой, третий, десятый. Алмазы были крохотные – от 0,3 до 0,7 мм, но они были! В присутствии водорода скорость роста алмазов, то есть диффузии углерода сквозь кристаллическую решетку металла, выросла в тысячи раз. Это ли не прекрасно?

Впоследствии, не снижая температуры, Ларин снизил давление в установке с 35 до 16 килобар. И все равно алмазы упрямо росли, хотя в теории уже давно должен был выделяться только графит. Алмазы были чертовски красивые – и чистой воды, и разноцветные, а некоторые даже в виде звездочек – с лучиками!

Надо сказать, этот способ сулит большие барыши, поскольку существенно удешевляет процесс производства искусственных алмазов за счет снижения давлений и температур. И потому Ларин не устоял. Он решил заняться производством дешевых алмазов, захватить рынок, выйти на международный уровень… Увы! Коммерческой жилки ему не хватило. Попытка геолога «срубить деньжат по-легкому» закончилась печально – предупредительным выстрелом из пистолета в личный «Запорожец», в котором ехал производитель алмазов. Выковыряв из машины пулю, Ларин решил, что каждый должен заниматься своим делом, и вернулся в науку. Слава богу, она не понесла утраты.

Нет, деньги, конечно, хорошее дело. Но наука сама по себе может служить изрядным утешением пытливому уму. И Ларин быстро утешился, поскольку надо было решить один мелкий вопрос из разряда тех вредных фактов, которые вынуждают на старую теорию ставить очередную заплату, а новой должны объясняться легко и сходу.

Умные люди геофизики, изучая распространение сейсмических волн внутри мантии, давно обратили внимание на тот странный факт, что скорость их резко меняется на глубинах 400, 670 и 1050 километров. Сие означает, что на этих глубинах есть резкие переходы от менее плотной породы к более плотной. «Староверы» предположили, что по мере роста давления кристаллические решетки пород переходят в другое фазовое состояние – более плотное. Какие там породы, что за состояния – пёс его знает, дело темное, не подлезешь, не посмотришь, но объяснение вроде дано.

Зато металлогидридная теория без всяких комплексов тыкает пальцем (ведь есть же у нее палец?) в график, полученный американскими физиками. Американцы – люди любопытные, и денег у них до хрена, вот они и испытывают все что ни попадя – давят, плющат, растворяют.

Взяли и зачем-то начали исследовать сжимаемость кремния, сдавливая его на алмазных наковальнях. Получили график, положили на полку – авось кому-нибудь когда-нибудь пригодится. Пригодилось Ларину. Потому что на графике он обнаружил аккурат три скачка в плотности кремния при росте давления.

Планета наша, если вы еще не забыли, состоит на 45 % из кремния, на 31 % из магния и на 12 % из железа. Соответственно, металлосфера (мантия по-старому) состоит на шесть частей из Mg₂Si, на три части из Si и на одну часть из FeSi. То есть из соединений кремния и чистого кремния.

Можно спросить, а чем, собственно, заплатка на старой теории хуже новой теории, ведь обе говорят одно и то же – что скачки плотности происходят из-за давления?

Бес в мелочах! Во-первых, из старой теории три скачка плотности совершенно не вытекают и для них нужно придумывать специальное объяснение. А из новой теории они прямо следуют. Во-вторых, геофизики знают, на рубеже 400 километров скорость звука не просто скачком возрастает, но и дальше растет с опережающим ускорением. Это значит, что после границы перехода сжимаемость вещества увеличивается с глубиной. Старая теория, согласно которой мантия состоит из силикатов и окислов, этого никак не объясняет: подобное поведение силикатам и окислам не свойственно. А вот если мантия состоит из металлов и кремния, то на переходе «полупроводник – металл» такое случается сплошь и рядом.

Аналогичная история происходит и на рубеже 1000 километров. После этой глубины скорость распространения сейсмических волн тоже ведет себя совсем не так, как она должна была бы себя вести в силикатах. Ее распространение на этих глубинах поразительно напоминает распространение волны в металлах при больших давлениях.

Ну и, наконец, последний аккорд. Кремний при больших давлениях может уплотняться в два раза. То есть на глубине 1200 км его плотность будет равна 4,66 г/см³. А плотность мантии в этих слоях, определенная методами геофизических исследований, равна 4,67 г/см³. Какое поразительно совпадение! И кто бы мог подумать?..

Дорогой читатель! Быть может, ты уже подустал, сердешный, от всей этой кристалло-металлографической премудрости и раздраженно спрашиваешь себя: а где же обещанные сенсационные выводы, которые вытекают из теории металлогидридной Земли и которыми автор обещал потрясти меня, шокировать, перевернуть всю мою картину мироздания и заставить расстаться с женой?

Ща все будет!

Данный текст является ознакомительным фрагментом.