Похвала глине

Похвала глине

900 лет назад Омар Хайям - мудрец, философ, математик, астроном, медик и поэт - вспомнил в своих стихах древнюю легенду о сотворении человека. Легенду, основанную на исключительных свойствах глины, обладающей пластичностью - способностью принимать и сохранять заданную форму. Своими уникальными качествами глина обязана особенностям строения кристаллов глинистых минералов, которые имеют форму тонких чешуек или пластинок, наподобие слюды. Пластинчатость глинистых минералов создает пластичность глины.

При замешивании глины с водой получается вязкое тесто - гидрофильный коллоид из глинистых минералов, окруженных сорбированными молекулами воды, которые облегчают скольжение кристаллических пластинок, выполняя роль смазки. Глиняная масса обладает исключительной податливостью и меняет форму от легчайшего прикосновения, что определило скульптурные возможности глины. Пластичность глины, с одной стороны, и способность к обжигу - с другой, позволили человеку сделать одно из величайших изобретений, которое, по определению Л. Г. Моргана и Ф. Энгельса, знаменует переход от дикости к варварству в истории первобытного общества. В это время люди узнали, что с помощью огня можно сохранить форму глиняных изделий и сделать их водонепроницаемыми. Обжиг предметов из сырой глины вызывает потерю воды глинистыми минералами и их частичное расплавление, которое приводит к образованию спекшейся массы, известной как черепок. Имея твердый, камнеподобный вид, черепок состоит из стекла, частиц глинистых минералов и новообразований, возникших при термической обработке. Обожженная глина обладает высокой механической прочностью, химической стойкостью, диэлектрическими и многими другими ценными свойствами, но для истории человеческого общества самым важным было то, что с обжигом глины была изобретена посуда, с изготовлением которой люди получили возможность есть горячую пищу. Вся дальнейшая история цивилизации связана с использованием глины и глиняных изделий, и совершенно справедливо мнение о том, что уровень потребления глины есть показатель культурного развития страны.

Первая Москва была деревянной, при Дмитрии Донском она стала белокаменной, а в XV-XVI веках - красно-каменной, кирпичной.

Глина является одной из самых распространенных горных пород на Земле и одним из наиболее дорогих полезных ископаемых. По данным американского минералогического ежегодника, в 1961 году в США добыли глины на сумму 157 млн. долларов, а золота - всего на 54 млн. По стоимости добычи глина занимает шестое место после цементного сырья (куда она тоже входит), камня, песка, гравия, меди и железа. Наибольшие расходы связаны с добычей не керамической (кирпичной) глины, а белой глины - каолина, главная масса которого используется в бумажной промышленности для придания бумаге белизны, плотности, гладкости и улучшения печатных свойств. В некоторых сортах бумаги каолин составляет 30-40% всей массы.

Глина дала человечеству не только возможность делать хорошую бумагу, но и приобщила людей к искусству. Глиной были выполнены первые наскальные рисунки пещерного человека, который, таким образом, ввел в наш обиход краски минерального происхождения, иначе называемые земляными. Среди земляных красителей - более всего глин, различно окрашенных гидроокислами железа.

...Разукрасив скалу, пещерный человек стал улучшать свой внешний вид, поглядывая в лужу, заменявшую ему зеркало. Соплеменники также занялись окраской, и кто достиг наибольших успехов в разрисовке собственного тела, начал притеснять остальных, объявив себя начальником (вождем) или служителем культа (колдуном, шаманом). Обычай красить лицо и тело в ритуальных целях дожил до наших дней и сохранился у многих современных аборигенов Африки и Австралии.

В Европе случилось иначе, и с развитием цивилизации из красильных традиций появилось ярмарочное действо, балаганы с комедиантами, а затем и театр.

В древнегреческом театре актеры надевали раскрашенные маски, как, например: "Бледная женская маска (охра) с густыми черными волосами, печальный взгляд, цвет лица - от названия (охра)".

В наше время бледность лица охрой не называют, но вот краска с таким названием широко известна и сейчас. Состав ее с древнейших времен нисколько не изменился. Охра состоит обычно из глины, естественно окрашенной окислами железа, которые являются хромофорами - носителями цвета у большинства натуральных минеральных пигментов. Охр более всего среди железистых землистых красителей.

"Есть вохра немецкая добрая, и есть вохра русская, и есть вохра сливинка худая коломенская", - писал чернец Никодим Сийский. Были и еще "вохры": калужская, копорка, пресная, или преснуха. Иногда охру прокаливали, тогда она приобретала красноватый оттенок и называлась вохрою горелою. А природная красноватая охра именовалась толстик, или толстуха.

Охры сейчас используют в лакокрасочном, цементном, резиновом и пластмассовом производстве. И по-прежнему из охр делают краски: масляные, клеевые и гримировальные.

В 1822 году архимандрит Саратовского монастыря Савва посетил ярмарку, где у торговца фарфором увидел фарфоровую статуэтку монаха, несущего на спине женщину, спрятанную в снопе соломы. Служитель культа усмотрел в статуэтке поругание духовного сана и по жаловался начальству. Дело дошло до Сената и Александра I, который повелел "богомерзкую" фигуру из продажи изъять, местные власти наказать, а бдительному архимандриту выразил "монаршую благодарность". Учиненное дознание выяснило, что фигуру изготовили на заводе Никиты Храпунова в Гжельском керамическом районе, в 60 верстах от Москвы. Кроме монахов, завод выпускал по аналогичному рисунку фарфоровые фляги для водки, одна из которых хранится в Историческом музее.

К середине XIX века в Гжели действовало около 120 фарфоро-фаянсовых заводов, которые перерабатывали примерно 5000 т глины в год.

В. И. Ленин в своей книге "Развитие капитализма в России" привел Гжельский район в качестве примера русской капиталистической мануфактуры, которую затем сменила крупная машинная индустрия. Из гжельской глины была изготовлена первая русская майолика, первый полуфаянс и первый фарфор. Помимо гжельских производств, известных с XVII века, на гжельской глине работали: фабрика Гребенщикова в Москве, фабрика Гарднера в Вербилках в Дмитровском уезде и государственная порцелиновая мануфактура в Санкт-Петербурге, куда гжельскую глину возили целых 20 лет. Например, в 1749 году "по указу ее императорского величества отпущено из Москвы в Санкт-Петербург на кирпишныя и черепишныя заводы гжельской глины две тысячи пятьдесят семь пуд на наемных семидесяти трех подводах". Не зря академик М. В. Ломоносов писал в своем трактате "О слоях земных", "что едва ли есть земля самая чистая и без примешения где на свете, кою химики девственицею называют, разве между глинами, для фарфору употребляемыми, какова у нас гжельская или еще исетская, которой нигде не видел я белизною превосходнее". Существуют две основные разновидности гжельских глин - мыловка и песчанка. Мыловкой называют серую с зеленым оттенком жирную пластичную глину. Содержание глинозема в ней достигает 28%, с чем связана повышенная тугоплавкость. В "песчанке" в соответствии с ее названием более ощутима примесь песка и слюды, а содержание глинозема меньше и соответственно ниже температура плавления. В 1747 году Иван Гребенщиков на фабрике своего отца изготовил первые образцы русского фарфора. Фабрика помещалась в Москве за Таганными воротами, а глину возили из Гжели. Образцы отправили в столицу барону Черкасову, прося ссуду на преобразование фабрики. Черкасов в это время организовывал "Ея императорского величества мануфактуру, что при Санкт-Петербурге на кирпичных заводах", где бергмейстер Дмитрий Иванович Виноградов проводил первые опыты по изготовлению фарфоровой массы. Черкасов отписал Гребенщиковым хранить секрет в тайне, а вскоре фабрика за Таганными воротами сгорела. Полагают, что этому помог хитрый барон. Фабрику скоро отстроили, но фарфором Гребенщиковы больше не занимались.

Фарфоровое производство в России стало монополией придворной мануфактуры, где в 1748 году Д. И. Виноградов начал изготовление русских фарфоровых изделий из гжельской глины песчанки-черноземки, серой в сыром виде и белой после обжига.

Тугоплавкость гжельской глины связана с содержанием основного глиняного минерала каолинита.

Минералоги насчитывают 40 глинистых минералов, которые объединяют в три семейства: каолинита, монтмориллонита и гидрослюды. Глинистые минералы в различных сочетаниях между собой и примесями кварца, гидроокислов железа, карбонатов и т. д. образуют различные типы глин, все главные свойства которых определяются свойствами глинистых минералов. Кристаллики глинистых минералов очень малы, не более тысячных долей миллиметра, поэтому в наперстке глины их содержится около 40 млрд. Глинистые минералы очень трудно поддаются изучению, их невозможно увидеть в поляризационный микроскоп, с помощью которого геологи исследуют горные породы и минералы, их образующие.

Представление о составе и строении глинистых минералов можно получить в результате комплекса сложных аналитических определений: рентгеноструктурных, электронно-микроскопических, термических и рентгенографических.

Мягкая глина оказывается достаточно крепким орешком в руках ученого. Структурно-кристаллохимические исследования показали, что глинистые минералы построены из двух строительных элементов: шестигранных кремнекислородных тетраэдров и восьмигранных алюмокислородных октаэдров. В вершинах тетраэдров находятся 4 атома кислорода, а в центре - атом кремния. Центр октаэдра занимает атом алюминия, а в шести вершинах располагаются ионы кислорода или гидроксила. Тетраэдры образуют тетраэдрические слои, октаэдры - октаэдрические. Слои срастаются в двухслойные и трехслойные пакеты, определяющие структуру глинистых минералов. Двухслойный пакет из тетраэдрического и октаэдрического слоев дает минерал каолинит, который содержит больше глинозема, чем другие глинистые минералы, и поэтому имеет более высокую температуру плавления, делая соответствующую глину - каолин - самой огнеупорной.

Минерал монтмориллонит образует трехслойный пакет из двух слоев тетраэдров, связанных октаэдрическим слоем, а между пакетами располагаются молекулы воды и катионы натрия, калия, кальция, магния и др. Вся система очень подвижна, пакеты способны сближаться и расходиться, словно меха гармоники, а катионы легко замещаются другими. По составу поглощенных катионов различают щелочноземельные и щелочные монтмориллонитовые глины, которые называются бентонитами по названию форта Бентон в США, где находится одно из крупнейших месторождений.

Окрашены бентониты в светлые тона розового, зеленого, голубого и серого цветов, очень пластичны и на ощупь напоминают мыло. Сходство с мылом не только внешнее, бентониты обладают высокой моющей и поглотительной способностью. В этом качестве до конца прошлого века использовались в английской суконной промышленности, аналогичные глины, называемые фуллеровыми землями, которые известны с незапамятных времен, о чем свидетельствуют строчки из Библии: "И его одежды стали блестящими, белее снега, так ни один фуллер не смог бы отбелить их землей".

Бентонитовые глины имеют очень широкое применение и используются в 200 отраслях промышленности. На их основе делают лучшие буровые растворы, формовочный порошок для ВАЗа и КамАЗа, искусственный пористый стройматериал керамзит. Они применяются при производстве вина и нефти, в косметике и сельском хозяйстве.

Кристаллическая структура гидрослюдистых минералов трехслойная, как у монтмориллонита, но решетка лишена подвижности, и ее слои не раздвигаются молекулами воды. Гидрослюды обычно содержат повышенное количество калия, а в зависимости от условий образования в них могут присутствовать кальций, магний и железо.

Среди гидрослюд есть один желтовато-зеленый минерал, который оказался настоящей находкой для геохимиков и геологов, изучающих осадочные породы. Это глауконит, который служит для определения абсолютного возраста осадочных горных пород.

Существует несколько методов определения абсолютного возраста геологических формаций: урано-свинцовый, калий-аргоновый, рубидиево-стронциевый и др. Все они используют явление радиоактивного распада природных радиоактивных изотопов: урана, тория, калия, рубидия. Возраст минерала рассчитывается по соотношению количеств материнского и дочернего изотопов.

Из всех методов определения абсолютного возраста самый распространенный и универсальный - калий-аргоновый, основанный на радиоактивном превращении природного калия-40 в аргон-40. Метод "работает" в том случае, если исследуемый минерал сохранил весь аргон и калий за время своего существования, измеряемое сотнями миллионов лет, а также не захватил "чужих" изотопов в результате различных процессов преобразования вещества земной коры. Сначала метод привлек геохимиков возможностью определить абсолютный возраст по самым распространенным породообразующим минералам - полевым шпатам, но оказалось, что эти минералы имеют в кристаллической решетке дефекты, благодаря которым атомы аргона улетают из минерала. Поиск минералов, хорошо сохраняющих аргон, привел к слюдам: мусковиту, биотиту, флогопиту, чья слоистая структура оказалась достаточно надежной "кладовой" аргона. Аналогичными способностями обладает глауконит, широко распространенный в осадочных породах минерал.

Глинистые минералы невидимы и вездесущи. Образованные ими глины являются наиболее распространенными породами на поверхности Земли, составляя более половины массы всех осадочных пород. В качестве элемента осадочной оболочки глинистые минералы и глины участвуют во многих геологических процессах и явлениях.

Здание Московского университета на Ленинских горах смотрится издалека. Его четкий силуэт эффектно венчает обращенный к реке амфитеатр Ленинских гор. Русло Москвы-реки изгибается здесь глубокой излучиной, обращенной своей выпуклостью к крутому обрыву, на самом краю которого возвышается университет. В действительности от бровки склона до высотного здания МГУ около километра. А будь университет ближе к краю, выглядел бы еще лучше. Отодвинуть здание подальше от обрыва пришлось из-за геологического строения Ленинских гор. В основании Ленинских гор на глубине 40 м ниже уровня реки Москвы залегают плотные известняки мячковского горизонта. На размытой поверхности известняков лежат плотные серые и черные юрские глины, на которых залегают меловые пески, перекрытые четвертичными суглинками.

Юрские глины служат водоупором для подземных вод, насыщающих рыхлые песчаные отложения мелового периода.

Благодаря такому сочетанию меловые пески могут скользить по гладкой и скользкой поверхности юрских глин. Поэтому на Ленинских горах широко развиты оползни, которые сформировали их ступенчатый рельеф. Оползни очень часто связаны именно с таким сочетанием рыхлых пород, залегающих на водонепроницаемых глинах, которые служат поверхностью скольжения для вышележащей массы горных пород.

Оползневые явления широко развиты на Черноморском побережье: в районе Одессы, на Южном берегу Крыма, на кавказском берегу от Туапсе до Сухуми. Множество оползневых явлений происходило на правом берегу Волги, в районе Ульяновска, Сызрани, Волгограда и др.

В 1909 году оползневой процесс в Саратове вызвал подземный пожар, который продолжался почти полгода и породил слухи "о вулканизме в городе Саратове". Недалеко от саратовского села Аграфеновки из трещин и провалов, возникших при перемещении оползневого тела, поднимались струйки дыма, земная поверхность местами нагрелась столь сильно, что обжигала ноги, обутые в сапоги.

Изучавший саратовский феномен академик А. Д. Архангельский установил, что под землей горела... глина. Перемещение оползневых масс горных пород образовало трещины, открывшие доступ воздуха к залегающим на глубине нескольких метров слоям черных глин, обогащенных органическими веществами и сульфидом железа - минералом пиритом. Окисление пирита, сопровождающееся выделением тепла, стало "спичкой", от которой вспыхнула глиняная органика.

Глины очень часто являются тем субстратом, на котором концентрируется органическое вещество, создавая такие специфические образования, как илы и сапропели. Более того, можно смело утверждать, что без глин на Земле не сдвинулся бы с места ни один автомобиль или самолет, потому что без глины нет нефти, а стало быть, и нефтепродуктов, при производстве которых глина тоже используется.

Всякое нефтяное месторождение независимо от того, находится оно в Сибири или в Кувейте, имеет глинистую "шляпу", которую геологи-нефтяники именуют покрышкой. Такая покрышка создает условия для концентрирования под ней промышленных залежей нефти и газа, подпираемых снизу пластовыми водами.

Американские нефтяники выявили зависимость содержания монтмориллонитовых глин в слоях осадочных пород с концентрацией и добычей нефти в тех же отложениях. Специалисты объясняют эту связь структурными особенностями монтмориллонита, который хорошо удерживает сорбционную воду при погружении со слоями горных пород на глубину. Вода служит "транспортом" для углеводородов, которые рассеяны в породе и должны собраться вместе, чтобы образовать залежь.

С нефтяными месторождениями нередко ассоциируют грязевые вулканы. У нас в стране насчитывается около 350 грязевых вулканов, расположенных в Восточном Азербайджане, Юго-Западной Туркмении, на Таманском и Керченском полуостровах и т. д. Грязевые вулканы располагаются по трещинам и разломам в земной коре. Вместе с грязью, которая представляет собой полужидкую глинистую массу, из кратеров грязевых вулканов выделяются углеводородные газы (преимущественно метан), углекислота, азот, аргон и гелий.

Формы конусов грязевых вулканов зависят от густоты выделяемой грязи. Если грязь жидкая и легко растекается, конус не возникает.

...Вдоль берега Каспийского моря протянулась цепочка грязевых вулканов Юго-Западной Туркмении. Самый южный - Кипящий бугор. Вокруг плоская и голая, опаленная солнцем закаспийская пустыня, редкие колючки, солончаки, такыры и тишина, нарушаемая свистом ветра, да звуками собственных шагов. Над плоским однообразием окружающего пейзажа торчит невысокий конус грязевого вулкана, окруженный кратерным полем, где среди потоков высохшей грязи возвышаются небольшие вулканчики-грифоны. Ветер доносит запах нефти и... странные вздохи и всхлипывания. "Восхождение" к ближайшему грифону по твердой грязевой корке занимает несколько минут. Теперь можно заглянуть в жерло, или кратер, около метра в поперечнике, заполненный колышащейся жидкой грязью.

Вдруг поверхность грязи начинает изгибаться, она поднимается вверх, образуется грязевая шапка, с которой ветер срывает клочья грязи. Шапка растет, эффектно блестя на солнце, и... со вздохом лопается. Грязевый вулкан продемонстрировал вам свою деятельность. Сопочная глина грязевых вулканов используется в качестве глинистого сырья для промышленности и находит широкое медикобальнеологическое применение как ценное лечебное средство. Вулканическая грязь дает хороший терапевтический эффект при лечении заболеваний периферической и центральной нервной системы, желудочных и других недугов.

Кроме вулканических грязей, широко используются целебные грязи курортов Крыма, Кавказских Минеральных Вод, Западной Сибири, Новгородской области и др.

Наиболее целебными считаются иловые сероводородные грязи, образующиеся в морских заливах и лиманах, а также в континентальных сульфатных водоемах, куда водные потоки, ручьи и реки приносят песчаные и глинистые частицы, органические растительные и животные остатки. Крупные частицы горных пород оседают у берегов, а легкая глинистая взвесь вместе с органикой перемещается в глубину водоема, где происходит геохимическое преобразование органического вещества, восстановление сульфатов и выделение сероводорода.

Эксперименты показали, что лечебную грязь можно довольно просто приготовить искусственно - замешиванием обычной красной глины с сульфатной водой и органическим веществом. В этих условиях развиваются сульфатредуцирующие бактерии, и красная, окисленная глина приобретает черный цвет и запах сероводорода. Возникает искусственный целебный ил. "Ил... является природным телом, у которого существует очень глубокая аналогия с почвой. Это подводные почвы, где гидросфера занимает место атмосферы", - писал академик В. И. Вернадский. "Аналогия с почвой" во многом определяется присутствием в илах частиц глинистых минералов, которые имеют большое значение в почвообразовании, определяя поглотительную способность минеральной части почв, они влияют на ее физические и физико-механические свойства, участвуют в закреплении органического вещества гумуса. Так что глина не только лечит недуги, но и кормит род человеческий.

В почвах обнаружены все виды глинистых минералов, которые входят в состав минеральной части почв и в состав почвенных коллоидов. Особенно полезно присутствие гидрослюдистых минералов, содержащих значительные запасы калия, который усваивается растениями. Исключительно важно влияние глинистых минералов на поглотительную способность почв, которая определяет их плодородие. Поглотительная способность почвы возрастает с увеличением содержания в почве глины и перегноя.

Глинистый чернозем, который В. В. Докучаев называл "царем почв", содержит в 100 раз большие количества поглощенных кальция и магния, чем песчаные подзолистые почвы.

Глинистые почвы отличаются хорошей поглотительной способностью и потому эффективно поглощают из почвенных растворов ионы натрия, калия, кальция, магния, рубидия, цезия, лития, стронция, бария, способствуют образованию структуры почвы.

Известный советский почвовед Н. А. Качинский отмечал, что "урожаи сельскохозяйственных культур на песках и развитие леса на них обусловлены глинистыми и иловатыми частицами, а также перегноем".

Сорбционные свойства глин привлекли внимание ученых Эймского исследовательского центра НАСА, которые изучали условия зарождения жизни на Земле. Американские исследователи высказали предположение, что процесс концентрирования аминокислот и нуклеотидов на глинистых минералах мог привести к возникновению предбиологических систем. Экспериментаторы смачивали монтмориллонитовую глину растворами аминокислот, потом высушивали и подогревали. После такой обработки аминокислоты, сорбированные глиной, соединялись в пептидные цепочки, причем, комбинируя глины разного состава, удавалось получить цепочки из разных аминокислот. Глины, содержащие ионы цинка, поглощали из раствора элементы нуклеиновых кислот - нуклеотиды, которые несут генетическую информацию в живых организмах.

Учитывая роль нуклеиновых кислот в живой клетке, а также роль цинка в синтезе нуклеиновых кислот (он входит в состав фермента ДНК - полимеразы, объединяющего отдельные нуклеотиды в молекулу ДНК), американские исследователи высказали предположение, что биологическая активность многих металлов возможно связана с их присутствием в структуре глинистых минералов, сыгравших свою роль в зарождении жизни на Земле.

Глинистые минералы являются наиболее характерными минералообразованиями на дневной поверхности, где они образуются при процессах выветривания горных пород, когда изготовленные в "кузнице Плутона" крепчайшие граниты и базальты под действием мороза и жары, воды и льда растрескиваются и разваливаются на куски, а затем под влиянием воды, углекислоты и кислорода в них разрушаются силикатные минералы. Идет процесс химического выветривания, при котором из пород выносятся хлор, кальций, натрий, марганец и кремний.

В условиях влажного климата и сквозного промачивания возникает кислая кора выветривания с образованием каолинита, гидрослюд и других глинистых минералов. Такие коры выветривания известны на севере Русской платформы, на Урале, Кавказе, в Крыму и т. д.

Коры выветривания, почвы и илы относятся к биокосным системам, характерным для биосферы - среды жизни обитателей Земли. Вполне естественно, что биокосные системы сыграли основную роль в процессах возникновения и развития жизни. Похоже, что основную "работу" в этом направлении выполнили глины. Глинистые минералы образуются не только при выветривании силикатов. Зеленые растения содержат набор химических элементов, которые необходимы для образования глинистых минералов. При разложении растительных остатков происходит освобождение кремнезема, глинозема, окислов железа и магния, которые вступают в реакции, приводящие к созданию глинистых минералов. Идея Б. Б. Полынова о почвенном образовании глинистых минералов подтверждена целым рядом экспериментальных доказательств, но, кроме того, она соответствует гипотезе "геохимических аккумуляторов".

Кристаллохимические особенности глинистых минералов позволили академику Н. В. Белову и профессору В. И. Лебедеву высказать гипотезу "геохимических аккумуляторов", согласно которой глинистые минералы передают солнечную энергию в глубинные зоны Земли.

Долгое время в естествознании господствовала идея изначально горячей Земли, которая постепенно остывает, сокращается в объеме, земная кора при этом "как кожура на печеном яблоке сморщивается, образуя горные хребты и впадины".

После открытия радиоактивности появились соображения о том, что геологические процессы питаются теплом от радиоактивного распада, причем основная масса радиоактивных элементов находится в земной коре. Но для того чтобы радиоактивные элементы из недр Земли мигрировали на ее периферию, требуется расплавление или размягчение всего объема планеты. В свою очередь расплавление всей Земли может быть достигнуто при концентрации радиоактивных элементов, сопоставимой с их наблюдаемым распределением в земной коре. Но в том случае если радиоактивность глубинных зон Земли не меньше радиоактивности земной коры, наша планета должна расплавиться, чего в действительности не наблюдается.

Минералы и горные породы, образующие земную кору, слагают в основном кислород, кремний и алюминий. Из этих трех элементов построены магматические горные породы и минералы, возникающие путем кристаллизации силикатного расплава, и минеральные тела, образующиеся в поверхностных условиях.

В магматических минералах, таких, как полевые шпаты, каждый атом алюминия окружен четырьмя атомами кислорода с межатомными расстояниями алюминий- кислород в пределах 1,6-1,75 ангстрема.

В минералах осадочных пород - каолините, слюдах, хлоритах - все атомы алюминия или большая их часть окружены шестью атомами кремния, а межатомные расстояния алюминий - кислород увеличены до 1,8-2,0 ангстрема. Увеличение межатомных расстояний должно сопровождаться потреблением энергии, которая затрачивается на образование глинистых минералов. Н. В. Белов и В. М. Лебедев предполагают, что в процессе преобразования полевых шпатов в глинистые минералы происходит аккумуляция солнечной энергии. Глинистые минералы в свете этих представлений оказываются аналогами углей и органического вещества.

Участвуя в круговороте вещества земной коры, "атомы алюминия и кремния за счет изменения характера их связи с кислородом должны быть переносчиками энергии из одних слоев в другие". При изменении химической связи между алюминием и кислородом и кремнием и кислородом в поверхностных условиях происходит поглощение энергии.

Погружаясь в недра Земли, глинистые минералы разрушаются и отдают накопленную энергию, что приводит к расплавлению горных пород и образованию магматического расплава, из которого затем кристаллизуются полевые шпаты. При этом алюминий и кислород образуют тетраэдры, расстояние между атомами уменьшается. Таким образом, можно говорить о том, что многие процессы, протекающие в недрах Земли, питаются лучистой энергией Солнца. С предложенным механизмом аккумуляции солнечной энергии хорошо согласуется приуроченность активной магматической и тектонической деятельности к областям развития мощных толщ осадочных пород, а также изменение химического состава магматических пород от основных к кислым в течение магматического цикла. Можно полагать, что "солнечная энергия падает на дневную поверхность не только для того, чтобы тут же отразиться в мировое пространство, но, производя значительные на ней изменения и питая все живое, проникает в недра земной коры. Этот процесс, пишут авторы гипотезы, если пользоваться образным сравнением, напоминает отражение света ограненным алмазом.

Значительная часть света отражается от шлифованных граней драгоценного камня, но не менее значительная часть, попадая внутрь камня, за счет большого показателя преломления алмаза может вырваться лишь после многочисленных внутренних отражений, создавая тем красоту свечения бриллианта. Подобно этому и история земной коры, помимо радиоактивного тепла и, может быть, иных источников энергии, в значительной мере определяется сложным механизмом отражения солнечной энергии. Часть последней в процессе переработки вещества на поверхности земной коры поглощается этим веществом и, погрузившись в недра и "преломившись", затем снова поднимается к поверхности, чтобы в преобразованном виде - с возросшей энтропией - уйти в мировое пространство. Это поглощение, преломление и отражение создает поражающую своей многообразностью и загадочностью величественную картину жизни земной коры".