Сокровища морской воды

С тех пор, как вооруженный оптикой глаз ученого проник в глубь микромира, ни для кого не секрет, что в любой капле воды кишмя кишат живые существа. Обыкновенная капелька скрывает целый "зоопарк" мельчайших обитателей.

Но не одними микрозверюшками, которые водятся всюду, богата вода. Это богатство нельзя увидеть, и только небольшую его часть использует пока человек. Если морские животные и растения сейчас составляют очень скромную долю в нашем рационе, то о незримых сокровищах моря - растворенных в воде элементах - нечего и говорить: как и залежи недр океанского ложа, как конкреции, разбросанные по дну, они пропадают даром.

Правда, мы теперь знаем, с чем придется иметь дело, - с таким ничтожным содержанием вещества в растворах, какое и представить себе трудно. В самом деле, оно выражается числом из ряда сплошных нулей, за которыми где-то запрятана первая значащая цифра...

Алюминий, железо, медь, марганец, никель, серебро, ртуть, золото, радий и так далее - чего только нет в воде любого из водоемов земного шара! Пришлось бы, вообще говоря, поместить в этот список почти всю менделеевскую таблицу. Больше половины "обитателей" ее клеток уже обнаружено в воде морей и океанов.

Во всяком случае, то, что представляет для нас ценность, что добывается из недр земных, несомненно, хранит в себе и океан. Бесспорно, там найдутся и многие другие элементы: просто пока мы еще не научились анализировать столь слабые растворы. Но некоторые из них, как например, кадмий и титан, хром и германий и многие другие, обнаружены в тканях растений и животных - обитателей моря. Где же они взяли их, как не в морской воде?

Пусть речь идет лишь о миллиграммах или граммах на кубокилометр - цифрах крайне малых, количествах, едва ощутимых. Но в Мировом океане около полутора миллиардов кубических километров воды!

И миллиграммы превращаются в тонны, сотни и даже тысячи тонн. Стоит призадуматься над тем, как добыть такое богатство! За ним не надо лезть в землю, рыть глубокие шахты, искать его где-нибудь в горах. Оно рядом, в каждой из бесчисленных капель огромного бассейна, который занимает почти три четверти поверхности земного шара.

Казалось бы, дело обстоит весьма просто. Искомое - под боком, и даже не надо призывать на помощь глубоководную технику, применять батискафы для добычи таких ценностей, которые сами просятся в руки.

Не обошлось и без курьезов. Золотая лихорадка потрясла не только дикий Запад Соединенных Штатов. Золотоискатели взялись в поисках драгоценного металла и за морские просторы. На сей раз ими руководили не только сугубо личные меркантильные соображения, но и государственные интересы. Германия после первой мировой войны нуждалась в пополнении своих быстро таявших золотых запасов. И немецкие химики решили воспользоваться дарами океана.

Шутка ли сказать: целых шесть граммов драгоценного металла из каждой тонны морской воды - так говорили анализы и подсчеты. Шесть частей на миллион - это может показаться сущим пустяком. Однако прикиньте, сколько получается шесть к миллиону для всей водной толщи земного шара. Тут уж счет пойдет не на граммы, и не на килограммы. Восемь миллионов тонн - ошеломляющая цифра! А ведь ее сообщил не прожектер, не досужий газетчик, а видный шведский химик Сванте-Аррениус. Естественно, что к его сообщению всюду отнеслись с доверием, но и с изумлением.

На Земле жило тогда свыше полутора миллиардов человек. Значит, каждый ее житель мог бы стать обладателем пяти с лишним килограммов золота. Вдобавок, за этим золотом не надо охотиться где-нибудь в глухой тайге, добывать драгоценный металл по крупинкам: ведь большие самородки - редкость. Нет, это золото везде, где только есть океан или море.

Игра стоит свеч! Начались опыты, начали уже создаваться и акционерные общества. Дельцы не дремали: золото ведь существует, наука не может лгать. Но акционерам - будущим миллионерам - пришлось жестоко разочароваться.

Несколько лет потратили ученые на эксперименты и создание промышленной установки для извлечения золота из воды. Увы, видение даровых богатств растаяло как дым. Аррениус ошибся: цифра оказалась преувеличенной ровно в тысячу раз - не граммы, а тысячные доли миллиграмма на кубометр воды. Иными словами, добыча стоила бы намного дороже - примерно в пяти раз, - чем то золото, которое удалось бы получить. Акции явно были выпущены преждевременно... Надежды завладеть несметными сокровищами исчезли.

Впрочем, так ли безнадежно обстоит дело? История эта произошла в начале двадцатых годов. Наука движется вперед. Может быть, появились какие-нибудь перспективы разработать дешевые способы добычи, окупающие себя, дающие прибыль? Сейчас ответ ясен: да!

Дело, впрочем, не в золоте, хотя и им пренебрегать нельзя. Для техники (а не только для экономики!) редкие металлы куда важнее "золотого тельца".

Без марганца, ванадия, никеля, хрома и некоторых других элементов периодической системы не было бы специальных сортов стали. Значит, не было бы реактивных самолетов и космических ракет, атомных электростанций и атомного флота, газовых и паровых турбин. Не было бы множества приборов, этих глаз науки, побывавших теперь и в Космосе и в глубине морей. Не было бы, кстати сказать, гидростатов и батискафов - той глубоководной техники, с помощью которой покоряется океан.

Недаром редкие металлы зовут "витаминами сплавов". А сплавы - тело многих машин. И оказывается в конце концов, что элементы, рассеянные в земной коре, растворенные в водах океанов, имеют прямое отношение и к индустриальной мощи страны.

Наше внимание привлекают сейчас богатства морской воды - огромные и никем не тронутые до сих пор. Только всевозможных минеральных солей в воде содержится не менее двадцати миллионов кубических километров.

Нельзя сказать, что человек равнодушно взирал, как пропадают даром эти сокровища. Достаточно вспомнить хотя бы соляные промыслы. Уже давно научились добывать из воды морей магний, калий, бром. Но в последнее время резко возросла потребность и в редких металлах - металлах новой техники. Естественно, готовые залежи чистейшей железо-марганцевой руды, устилающие дно, интересуют металлургов. Однако, они хотят извлечь и все ценное, что таят миллиард триста семьдесят миллионов кубокилометров воды на Земле. За помощью надо обращаться к химикам и биологам.

Биологам? Да, это не оговорка. Собирать, накапливать по крохам, чуть ли не по отдельным атомам, могут не только микроорганизмы. Этим свойством обладают и растения, и насекомые, и животные. Два последних вида "сырья" для переработки, правда, непригодны. Зато растения использовать можно, и результаты опытов дают основание уверенно говорить: найдено то чудодейственное средство, которое позволит овладеть кладами моря!

Пока что водоросли служат добытчиками калия и йода. Почему бы не расширить круг их работы? Мы уже умеем искусственно выводить новые сорта растений с такими свойствами, какие нам нужны.

Задача кажется сейчас фантастической: вырастить растение, усваивающее, собирающее золото, ванадий, титан! В этом нет ничего невозможного, хотя решить ее удастся, вероятно, только в сравнительно далеком будущем.

Воображение рисует картины подводных плантаций грядущего. На огромных площадях обжитого дна выращиваются водоросли, которые отправляются не на пищевые фабрики, а прямо на металлургический комбинат. И выводят там растения не простые, а буквально "золотые", вбирающие в себя атомы, скажем, золота, да и, конечно, не его одного. Здесь - участок ванадиевый, подальше - молибденовый, и так далее: питомники любого нужного металла, по заказу. Все работы в морском растенневодстве механизированы - вплоть до уборки урожая, который идет не к столу, а на переплавку.

В дело можно будет пустить и бактерии, если вывести виды, способные опять-таки избирательно добывать заданный элемент. Размножаются они неимоверно быстро, и, быть может, со временем мы научимся создавать россыпи различных руд, подобных конкрециям, но не за миллионы лет, а куда скорее... Вот они, резервы столь нужного нам сырья, - запасов металлических руд в океане хватит надолго!

Теперь о химиках. Они тоже не останутся в стороне, когда начнется завоевание океанских богатств. Пусть нас не обескураживают прошлые неудачи с "морским" золотом. Сегодняшние успехи химии вселяют определенные надежды: все-таки это не абсурдная фантастика - делать деньги из воды!

Экономисты теперь даже подсчитывают будущую прибыль - многозначные цифры, миллионы, миллиарды рублей. Что же дало основание говорить столь уверенно о золотых приисках, сырье для которых - Мировой океан? Иониты!

Молекула ионита состоит из заряженных частиц противоположного знака, и часть их способна переходить в раствор, меняясь местами с ионами растворенного вещества. Крупинка ионита - этой чудодейственной смолы - словно магнитом притягивает ионизированные атомы, будь то драгоценный металл либо какой-нибудь редкий элемент.

На ионитовых шариках, пленках, стержнях оседают неуловимые, затерянные среди бесчисленного множества молекул воды ничтожные количества нужного нам вещества. Но профильтруйте сотни и тысячи кубометров воды, насыщенной всевозможными примесями, - и из малого получится большое. И советский ученый А. Б. Даванков вспоминает о примечательном событии, случившемся в 1958 году.

"...На ладони у меня была горсть зерен янтарного цвета. Вот они брошены в раскаленный тигель. Вспыхнул сизый дымок, и в комнате запахло горящей смолой. Найдем ли мы то, что ищем, в кучке остывшей золы?

Она высыпана на стекло. Осторожно, несмотря на все нетерпение, разравниваем пинцетом пепел.

И в бурой пыли что-то тускло сверкнуло. Золото? Да, это было золото! Крохотная частица драгоценного металла размером с маковое зернышко - она была для нас дороже любого увесистого самородка, найденного где-нибудь в Саянах... Нам удалось выделить золото из морской воды. Не из меди или серебра, о чем мечтали все алхимики, а из обыкновенной морской воды..."

Сейчас - крупинка. Однако Даванков делает несложный расчет, во сколько обойдется ионитная добыча. Вывод: "Экономическая выгода добычи золота из моря не вызывает сомнений". Так старая идея оживает на новой основе.

Мы опять говорим здесь о драгоценном металле, но только потому, что этот пример особенно нагляден, да и с него берут начало истоки морской гидрометаллургии. Задачи же ее, конечно, не будут ограничены лишь одной клеткой менделеевской таблицы. Океан безмерно богат. Иониты, кстати сказать, после промывки ГОТОВЫ работать снова и потому способны долго нести свою службу. Они, как и живые ловушки металлических руд - бактерии, растения, - помогут овладеть сокровищами океанской воды.