Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка - Хью Олдерси-Уильямс

Где-то между бакалеей Ли Джонга и ночлежкой под названием «Палас», одной из многочисленных достопримечательностей Монтерея, которые Джон Стейнбек описывает в «Канареечном ряду», затерялась лаборатория «Вестерн байолоджикал», где вы можете приобрести «самых очаровательных обитателей моря: губок, оболочников, анемоны, простых морских звезд, солнечных, двустворчатых моллюсков, морских уточек, червей и ракообразных, самых поразительных сказочных существ, а также ожившие морские цветы, обретшие способность двигаться» и многое-многое другое.

Коллекционеров всегда поражало разнообразие форм глубоководной жизни, которая часто бывает красива и удивительна, занимая некое не совсем определенное место между животным, растительным и минеральным царством. Порой ее загадочных представителей выносят на поверхность из глубины прибрежные штормы. Самыми таинственными существами из приводимых Стейнбеком являются оболочники – класс живых организмов, включающих асцидий, обычно обитающих на морском дне в виде цветных похожих на мешки гроздей. Однажды я договорился с Музеем естественной истории взять для выставки образец оболочника. Они доставили мне его в квадратном резервуаре из толстого стекла, заполненного консервирующей жидкостью, подобно образцам из «Вестерн байолоджикал». Этот организм, или организмы, или попросту некий нарост – ученые до сих пор не пришли к окончательному выводу относительно того, как его классифицировать, – представляет собой хаотическое нагромождение форм и цветов, напоминающее некое странное настольное украшение. На каждом отдельном выросте есть свое прозрачное «одеяние», похожее на пластиковую ткань, которое ритмично вздувается и опадает, впитывая морскую воду, чтобы получить из нее питательные вещества, и отдавая ее обратно. Описываемые организмы в ряде биологических функций зависят от всей колонии в целом, но тем не менее способны выражать свою индивидуальность разнообразием цветов: голубым, зеленым, лиловым, розовым, желтым и белым.

В 1911 г. немецкий физиолог Мартин Хенце, которому хотелось узнать, почему оболочники используют эти разнообразные оттенки, выловил несколько их образцов из Неаполитанского залива и с удивлением обнаружил у них в крови большое количество элемента ванадия. Ванадий, находящийся в периодической таблице как раз перед хромом, подобно хрому, имеет массу соединений, отличающихся яркими цветами. В упомянутых организмах он может находиться в концентрациях, в сто раз превосходящих его содержание в морской воде, из которой оболочники получают свою пищу, и, по мнению ученых из Университета Хиросимы, оболочники, возможно, обладают самой высокой способностью концентрации металла из всех живых существ. Представляется вполне логичным предположить, что ванадий накапливается для какой-то конкретной цели, но, несмотря на обнаружение зеленых клеток, так называемых «ванадоцитов», в которых элемент накапливается в крови, и определение белков, которые с ним соединяются, ученые пока не могут установить цель собирания ванадия оболочниками. Поначалу считалось, что ванадий выполняет в них ту же функцию, которую у нас в крови выполняет железо, однако от этого предположения пришлось отказаться. Не исключена возможность, что элемент играет какую-то роль в иммунной системе организмов.

Загадочная природная аномалия привлекла внимание военных чиновников во время Второй мировой войны. Сталь, получаемая с добавлением ванадия, значительно прочнее других металлов, благодаря чему используется в солдатских шлемах, броне и в машиностроении. Министерство обороны США обратилось к Дональду Эбботу из Лаборатории морской биологии им. Хопкинса – исследовательского подразделения Стэнфордского университета в Монтерее, который Стейнбек использовал в качестве прототипа для «Вестерн байолоджикал», желая узнать, могут ли быть собраны или даже обработаны оболочники для экзотического металла. Правительство попыталось заинтересовать ученого тем, что ванадий нужен не для обычной брони, а для сверхсекретного атомного оружия. Считается, что Эббот занялся упомянутой проблемой, но что из этого вышло, толком неизвестно. В ответ на вопрос об упомянутом эпизоде в жизни ее мужа вдова Эббота Изабелла, тоже работавшая в лаборатории, подтвердила в малотиражном научном издании «Новости об асцидиях», что «с подобной просьбой к Дону обращались, но он показал им количество ванадия, накапливающееся в оболочниках, оно было слишком незначительным, и, насколько я помню, на том все и закончилось». Но, возможно, истинной целью был не ванадий. Во время войны «поиски ванадия» были шифром, использовавшимся для поиска урановой руды, необходимой для создания атомной бомбы. (Оба элемента часто встречаются вместе в некоторых минералах – факт, отразившийся в названии местности Ураван в западном Колорадо, одном из мест добычи урана, где и использовалась упомянутая уловка.) Возможно, Министерство обороны хотело выяснить, не накапливают ли оболочники также и уран.

* * *

Ванадий открывали дважды и в обоих случаях называли в честь его яркости. В 1801 г., три года спустя после открытия в Париже Луи-Николя Вокленом хрома, Андрес Мануэль дель Рио, испанский минералог, работавший в Геологической школе в Мехико, обнаружил новый элемент в одном из множества неизвестных минералов, оказавшихся у него в лаборатории. Восхищенный разнообразием окраски его солей, он назвал его панхромом. Через пару лет ученый-натуралист Александр фон Гумбольдт посетил Мехико и взял с собой несколько образцов, чтобы подвергнуть их анализу в Париже. После анализа проводивший его один из коллег Воклена заявил, что это не что иное, как уже известный хром. Дель Рио ничего не оставалось, как согласиться с мнением более авторитетного ученого. И еще много лет никто не знал, что анализ был проведен некорректно и что документы, которые выслал дель Рио и в которых содержались более основательные подтверждения его открытия, погибли вместе с потерпевшим крушение кораблем.

И лишь в 1831 г. элемент был открыт вновь на противоположном конце земного шара шведом Нильсом Сефстрёмом в совершенно ином минерале и получил то название, под которым мы его ныне и знаем. Сефстрём был начальником шахт в Фалуне в 200 километрах к северо-западу от Стокгольма. До того он работал ассистентом у великого ученого Йёнса Якоба Берцелиуса, который, как мы увидим позже, сыграл значительную роль в открытии элементов. Именно Берцелиус и выбрал название «ванадий» в честь Ванадис, одного из имен богини Фрейи, появляющейся в нескольких скандинавских эддах. Ванадис («дис Ванир», что в переводе означает «повелительница красивых людей») – богиня любви, красоты и плодородия. За исключением тех случаев, когда она появляется обнаженной с целью кого-то соблазнить, Ванадис облечена в яркие разноцветные одеяния и сверкает драгоценностями. Одно из главных ее сокровищ – Брисингамен, ожерелье Брисингов, которое искусно изготовлено из золота и усыпано сияющими камнями. Когда она плачет, ее слезы, упав на землю, превращаются в чистое золото, а если падают в море – то в янтарь.