Джеймс Дуайт Дана: человек, который классифицировал минералы
Джеймс Дуайт Дана разработал систему классификации минералов, которая внесла порядок в ошеломляющее разнообразие кристаллов, металлов и минералов, найденных в недрах Земли.
Дана родился в Ютике, штат Нью-Йорк, в 1813 году, когда научное образование в Америке отставало от лучших европейских университетов и институтов. С юных лет он увлекался горными породами и химией, что привело его в Йельский колледж.
Там он учился у Бенджамина Силлимана (1779–1864), первопроходца в геологии и педагога. Йель в то время был одним из немногих американских учебных заведений, где серьёзный студент, изучающий естественные науки, мог найти себе наставника. Дана быстро проявил себя как один из самых одарённых студентов.
Окончив обучение в 1833 году, он занял должность гражданского инструктора для гардемаринов на борту корабля «Делавэр» в Средиземном море. Но его жизнь кардинально изменилась, когда он присоединился к американской исследовательской экспедиции 1838–1842 годов. В этом амбициозном путешествии под командованием лейтенанта Чарльза Уилкса (1798–1877) корабли прошли по Тихому океану и в Антарктику в поисках научных знаний и новых территорий.
Задача Даны заключалась в документировании геологических и минералогических данных, и он с головой окунулся в это дело. Он ходил к вулканам на Гавайях, изучал коралловые рифы в южной части Тихого океана и наполнял сундуки образцами минералов. Отчёты об экспедиции закрепили за ним репутацию одного из первых великих геологов Америки.
Именно во время этих путешествий Дана обратился к проблеме, которая веками ставила натуралистов в тупик: как логично и последовательно классифицировать минералы. До этого минералы часто группировали по внешнему виду, включая цвет и твёрдость. Это было полезно для коллекционеров, но ограничено для науки. Дана считал, что минералы следует классифицировать по химическому составу и внутренней структуре, должна быть система, отражающая их истинную природу.
В 1837 году, когда ему было всего двадцать с небольшим, Дана опубликовал первое издание «Системы минералогии». Это был смелый и всеобъемлющий труд. Вместо того чтобы сосредотачиваться на поверхностных признаках, Дана разделил минералы на группы по их химическому составу.
Тем самым он дал шахтёрам, студентам и учёным общий язык. Его категории были понятны не только в лабораторных условиях, но и в полевых. Там работающий геолог мог применить модель Даны к реальным образцам из недр земли.
Со временем система Дана развивалась, но основные классы, которые он ввёл, оставались прежними. В основе его классификации лежало разделение минералов на обширные семейства, отражающие их химический «скелет».
Новая система
Классификация Дана начинается с самородных элементов — простейших веществ, встречающихся в природе в чистом виде. Золото и серебро сверкают рядом с графитом и алмазом — минералами, ценимыми не только за красоту, но и за то, как они раскрывают основные строительные блоки природы. Для шахтёров и старателей они были сразу узнаваемы и представляли экономическую ценность.
Далее следуют галогениды — минералы, образованные из металла и галогена, такие как каменная соль (галит) и флюорит с его светящимися кубами. Эти минералы играли важную роль в повседневной жизни и промышленности, формируя экономику и жизнь общества.
Оксиды и гидроксиды, включая гематит, магнетит и боксит, являются источником металлов, из которых построены строительные каркасы и машин. Дана объединил их не только из-за их химической идентичности, но и из-за практической роли, которую они сыграли в прогрессе человечества.
Дана обнаружил, что некоторые минералы — карбонаты, нитраты и бораты — имеют общую химическую основу, построенную вокруг схожих радикалов. Связав их, он показал, как химия, а не только цвет или твёрдость, может раскрыть более глубокие связи в земных породах. Кальцит, самый известный из них, занимает центральное место в этой группе, формируя ландшафты, подобно известняку и мрамору, и служа потребностям человека в разных сферах — от строительства до сельского хозяйства.
Далее следуют сульфаты, представленные гипсом и баритом. Их значение может быть не сразу очевидным, но эти минералы находят применение в строительстве, производстве штукатурки и промышленности, а также в искусстве.
Самое крупное и сложное семейство — силикаты: кварц, полевой шпат, слюда. Эти минералы составляют большую часть земной коры. Дана рассматривал их как единую, обширную группу, признавая их поразительное разнообразие. Он не пытался подразделить их по атомной структуре; такие выводы пришли лишь десятилетия спустя с появлением рентгеновской кристаллографии. Но он понимал, что необходима некая организационная структура.
Наконец, замыкают систему фосфаты, наиболее известным примером которых является апатит. Хотя они встречаются реже, чем силикаты или карбонаты, позднее они сыграли решающую роль в сельском хозяйстве, обеспечивая растения фосфором. Эти минералы, когда-то считавшиеся малоизвестными, повлияли на прогресс человечества.
Логические деления
Гениальность Даны заключалась не только в осознании этих разделений, но и в их логической организации, так что одна группа естественным образом перетекала в другую. Он создал систему, достаточно гибкую, чтобы учитывать новые открытия, но при этом достаточно прочную, чтобы выдерживать дальнейшее развитие научных знаний.
До Даны классификация минералов была фрагментарной, основанной на традициях, внешнем виде или местных предпочтениях. Его система стала основой учебников, справочников и полевых руководств. Даже сегодня, когда наука продвинулась вперёд, а кристаллография и спектроскопия углубили наше понимание, категории Дана остаются фундаментом, на котором зиждется современная минералогия.
Карьера Дана была богатой и разнообразной. Он был профессором Йельского университета, где подготовил поколения геологов, и десятилетиями редактировал «Американский научный журнал», одно из ведущих научных изданий страны. Его труды охватывали широкий спектр тем: от вулканов и землетрясений до горообразования и коралловых рифов, демонстрируя его глубокий интерес к силам, формирующим планету.
Международный престиж
Дана также помог американским учёным выйти на мировую арену. В эпоху доминирования европейцев его логичные и скрупулёзные работы доказали, что Соединённые Штаты способны готовить учёных международного уровня. Почести хлынули рекой: членство в Американской академии искусств и наук и иностранных академиях. Он также был удостоен медалей европейских научных обществ. Его система классификации минералов, принятая за рубежом, стала мировым стандартом.
К моменту своей смерти в 1895 году Дана стал свидетелем радикальных перемен в мире. Железные дороги соединили континенты, электричество преобразило города, а новые отрасли промышленности стали потреблять полезные ископаемые в немыслимых ранее масштабах. И всё это благодаря его системе, обеспечивающей порядок и ясность в изучении и использовании природных ресурсов Земли.
Имя Дана и сегодня по-прежнему имеет вес в геологии и минералогии. Коллекционеры говорят о «порядке Дана» — кратких обозначениях, связывающих каждый минерал с его местом в грандиозной системе Дана. В музеях и университетах хранятся издания его «Системы минералогии».
Джеймс Дуайт Дана был не просто классификатором, он отразил скрытую структуру минералов, дав учёным возможность заглянуть под поверхность Земли. Его труды сохранились не только как каталог минералов, но и как пример того, как человек может упорядочить мир природы.
Поддержите нас!
Каждый день наш проект старается радовать вас качественным и интересным контентом. Поддержите нас любой суммой денег удобным вам способом и получите в подарок уникальный карманный календарь!