900 років тому Омар Хайям - мудрець, філософ, математик, астроном, медик і поет - згадав у своїх віршах давню легенду про створення людини. Легенду, засновану на виняткових властивостях глини, яка має пластичністю - здатністю приймати і зберігати задану форму. Своїми унікальними якостями глина зобов'язана особливостям будови кристалів глинистих мінералів, які мають форму тонких лусочок або пластинок, на зразок слюди. Пластичнічть глинистих мінералів створює пластичність глини.
При замішуванні глини з водою виходить в'язке тісто - гідрофільний колоїд з глинистих мінералів, оточених сорбованих молекулами води, які полегшують ковзання кристалічних пластинок, виконуючи роль мастила. Глиняна маса має виняткову піддатливість і змінює форму від найлегшого дотику, що визначило скульптурні можливості глини. Пластичність глини, з одного боку, і здатність до випалу - з іншого, дозволили людині зробити одне з найбільших винаходів, яке, за визначенням Л. Г. Моргана і Ф. Енгельса, знаменує перехід від дикості до варварства в історії первісного суспільства. В цей час люди дізналися, що за допомогою вогню можна зберегти форму глиняних виробів і зробити їх водонепроникними. Випал предметів з сирої глини викликає втрату води глинистими мінералами і їх часткове розплавлення, яке призводить до утворення спеченої маси, відомої як черепок. Маючи твердий, камнеподобний вид, черепок складається зі скла, частинок глинистих мінералів і новоутворень, що виникли при термічній обробці. Обпалена глина має високу механічну міцність, хімічну стійкість, діелектричними і багатьма іншими цінними властивостями, але для історії людського суспільства найважливішим було те, що з випалюванням глини була винайдена посуд, з виготовленням якої люди отримали можливість їсти гарячу їжу. Вся подальша історія цивілізації пов'язана з використанням глини і глиняних виробів, і абсолютно справедливо думку про те, що рівень споживання глини є показник культурного розвитку країни.
Перша Москва була дерев'яною, при Дмитра Донському вона стала білокам'яної, а в XV-XVI століттях - червоно-кам'яної, цегляної.
Глина є однією з найпоширеніших гірських порід на Землі і одним з найбільш дорогих корисних копалин. За даними американського мінералогічного щорічника, в 1961 році в США видобули глини на суму 157 млн. Доларів, а золота - всього на 54 млн. За вартістю видобутку глина займає шосте місце після цементної сировини (куди вона теж входить), каменю, піску, гравію , міді і заліза. Найбільші витрати пов'язані з видобутком не керамічною (цегляної) глини, а білої глини - каоліну, головна маса якого використовується в паперовій промисловості для додання папері білизни, щільності, гладкості та поліпшення друкованих властивостей. У деяких сортах паперу каолін становить 30-40% всієї маси.
Глина дала людству не тільки можливість робити хорошу папір, але і долучила людей до мистецтва. Глиною були виконані перші наскальні малюнки печерної людини, який, таким чином, ввів в наш побут фарби мінерального походження, інакше звані земляними. Серед земляних барвників - найбільше глин, по-різному пофарбованих гідроксиди заліза.
... прикрасити скелю, печерна людина став покращувати свій зовнішній вигляд, поглядаючи в калюжу, замінював йому дзеркало. Одноплемінники також зайнялися фарбуванням, і хто досяг найбільших успіхів у розмальовуванні власного тіла, почав утискати інших, оголосивши себе начальником (вождем) або служителем культу (чаклуном, шаманом). Звичай фарбувати обличчя і тіло в ритуальних цілях дожив до наших днів і зберігся у багатьох сучасних аборигенів Африки і Австралії.
В Європі сталося інакше, і з розвитком цивілізації з фарбувальних традицій з'явилося ярмаркове дійство, балагани з комедіантами, а потім і театр.
У давньогрецькому театрі актори надягали розфарбовані маски, як, наприклад: "Бліда жіноча маска (охра) з густими чорними волоссям, сумний погляд, колір обличчя - від назви (охра)".
У наш час блідість обличчя охрою не називають, але ось фарба з такою назвою широко відома і зараз. Склад її з найдавніших часів анітрохи не змінився. Охра складається зазвичай з глини, природно пофарбованої окислами заліза, які є хромофорами - носіями кольору у більшості натуральних мінеральних пігментів. Охр найбільше серед залізистих землистий барвників.
"Є вохра німецька добра, і є вохра російська, і є вохра слівінка худа коломенська", - писав чернець Никодим Сийский. Були й ще "вохри": Калузька, копорка, прісна, або преснуха. Іноді охру прокаливали, тоді вона набувала червонуватий відтінок і називалася вохрою горів. А природна червона охра іменувалася Толстик, або товстуха.
Охри зараз використовують в лакофарбовому, цементному, гумовому і пластмасовому виробництві. І як і раніше з охр роблять фарби: масляні, клейові і гріміровальние.
У 1822 році архімандрит Саратовського монастиря Сава відвідав ярмарок, де у торговця порцеляною побачив порцелянову статуетку ченця, який несе на спині жінку, заховану в сніп соломи. Служитель культу побачив у статуетці наругу духовного сану і по скаржився начальству. Справа дійшла до Сенату і Олександра I, який наказав "богомерзенну" фігуру з продажу вилучити, місцева влада покарати, а пильному архімандриту висловив "монаршу подяку". Вчинене дізнання з'ясувало, що фігуру виготовили на заводі Микити Храпунова в гжельский керамічному районі, в 60 верстах від Москви. Крім ченців, завод випускав за аналогічним малюнку порцелянові фляги для горілки, одна з яких зберігається в Історичному музеї.
До середини XIX століття в Гжели діяло близько 120 фарфоро-фаянсових заводів, які переробляли приблизно 5000 т глини в рік.
В. І. Ленін у своїй книзі "Розвиток капіталізму в Росії" привів Гжельский район як приклад російської капіталістичної мануфактури, яку потім змінила велика машинна індустрія. З гжельской глини була виготовлена перша російська майоліка, перший полуфаянс і перший фарфор. Крім гжельских виробництв, відомих з XVII століття, на гжельской глині працювали: фабрика Гребенщикова в Москві, фабрика Гарднера в Вербилках в Дмитрівському повіті і державна порцеліновая мануфактура в Санкт-Петербурзі, куди гжельский глину возили цілих 20 років. Наприклад, в 1749 році «за указом її імператорської величності відпущено з Москви в Санкт-Петербург на кірпішния і черепішния заводи гжельской глини дві тисячі п'ятдесят сім пуд на найманих сімдесяти трьох підводах". Не дарма академік М. В. Ломоносов писав у своєму трактаті "Про шарах земних", "що навряд чи є земля найчистіша і без прімешенія де на світлі, кою хіміки ДЕВСТВЕНИЦА називають, хіба між глинами, для фарфору вживаними, яка у нас гжельська або ще Исетскому, якої ніде не бачив я білизною краще ". Існують дві основні різновиди гжельских глин - Милівка і піщанка. Милівка називають сіру з зеленим відтінком жирну пластичну глину. Зміст глинозему в ній досягає 28%, з чим пов'язана підвищена тугоплавкость. В "піщанці" відповідно до її назвою більш відчутна домішка піску і слюди, а зміст глинозему менше і відповідно нижче температура плавлення. У 1747 році Іван Гребенщиков на фабриці свого батька виготовив перші зразки російської порцеляни. Фабрика містилася в Москві за Тага воротами, а глину возили з Гжели. Зразки відправили до столиці барону Черкасову, просячи позику на перетворення фабрики. Черкасов в цей час організовував "Ея імператорської величності мануфактуру, що при Санкт-Петербурзі на цегельних заводах", де бергмейстера Дмитро Іванович Виноградов проводив перші досліди з виготовлення порцелянової маси. Черкасов відписав Гребєнщиковим зберігати секрет в таємниці, а незабаром фабрика за Тага воротами згоріла. Вважають, що цього допоміг хитрий барон. Фабрику скоро відбудували, але порцеляною Гребенщикова більше не займалися.
Фарфорове виробництво в Росії стало монополією придворної мануфактури, де в 1748 році Д. І. Виноградов почав виготовлення російських порцелянових виробів з гжельской глини піщанки-черноземкі, сірої в сирому вигляді і білої після випалу.
Тугоплавкість гжельской глини пов'язана з вмістом основного глиняного мінералу каолініту.
Мінералоги налічують 40 глинистих мінералів, які об'єднують в три сімейства: каолініту, монтморилоніту і гідрослюд. Глинисті мінерали в різних поєднаннях між собою і домішками кварцу, гідроксиди заліза, карбонатів і т. Д. Утворюють різні типи глин, всі головні властивості яких визначаються властивостями глинистих мінералів. Кристалики глинистих мінералів дуже малі, не більше тисячних часток міліметра, тому в наперстку глини їх міститься близько 40 млрд. Глинисті мінерали дуже важко піддаються вивченню, їх неможливо побачити в поляризаційний мікроскоп, за допомогою якого геологи досліджують гірські породи і мінерали, що їх утворюють.
Уявлення про склад і будову глинистих мінералів можна отримати в результаті комплексу складних аналітичних визначень: рентгеноструктурних, електронно-мікроскопічних, термічних і рентгенографічних.
М'яка глина виявляється досить міцним горішком в руках вченого. Структурно-кристаллохимические дослідження показали, що глинисті мінерали побудовані з двох будівельних елементів: шестигранних кремнекислородних тетраедрів і восьмигранних алюмокисневі октаедрів. У вершинах тетраедрів знаходяться 4 атома кисню, а в центрі - атом кремнію. Центр октаедра займає атом алюмінію, а в шести вершинах розташовуються іони кисню або гідроксилу. Тетраедри утворюють тетраедричних шари, октаедри - октаедричні. Шари зростаються в двошарові і тришарові пакети, що визначають структуру глинистих мінералів. Двошаровий пакет з тетраедричного і октаедричного шарів дає мінерал каолініт, який містить більше глинозему, ніж інші глинисті мінерали, і тому має більш високу температуру плавлення, роблячи відповідну глину - каолін - самої вогнетривкої.
Мінерал монтмориллонит утворює тришаровий пакет з двох шарів тетраедрів, пов'язаних октаедричних шаром, а між пакетами розташовуються молекули води і катіони натрію, калію, кальцію, магнію та ін. Вся система дуже рухлива, пакети здатні зближуватися і розходитися, немов хутра гармоніки, а катіони легко заміщуються іншими. За складом поглинених катіонів розрізняють лужноземельні і лужні монтморилонітові глини, які називаються бентонітами за назвою форту Бентон в США, де знаходиться одне з найбільших родовищ.
Пофарбовані бентоніти в світлі тони рожевого, зеленого, блакитного і сірого кольорів, дуже пластичні і на дотик нагадують мило. Схожість з милом не тільки зовнішнє, бентоніти мають високу миючої і поглинаючою здатністю. На цій посаді до кінця минулого століття використовувалися в англійської полотняною промисловості, аналогічні глини, звані фуллеровой землями, які відомі з незапам'ятних часів, про що свідчать рядки з Біблії: "І його одягу стали блискучими, біліший від снігу, так жоден Фуллер не зміг би відбілити їх землею ".
Бентонітові глини мають дуже широке застосування і використовуються в 200 галузях промисловості. На їх основі роблять кращі бурові розчини, формувальний порошок для ВАЗа і КамАЗа, штучний пористий будматеріал керамзит. Вони застосовуються при виробництві вина і нафти, в косметиці і сільському господарстві.
Кристалічна структура гідрослюдистої мінералів тришарова, як у монтмориллонита, але решітка позбавлена рухливості, і її шари не розсуваються молекулами води. Гідрослюди зазвичай містять підвищену кількість калію, а в залежності від умов утворення в них можуть бути присутніми кальцій, магній і залізо.
Серед гидрослюд є один жовтувато-зелений мінерал, який виявився справжньою знахідкою для геохимиков і геологів, які вивчають осадові породи. Це глауконит, який служить для визначення абсолютного віку осадових гірських порід.
Існує кілька методів визначення абсолютного віку геологічних формацій: урано-свинцевий, калій-аргоновий, рубідієвого-стронцієвий і ін. Всі вони використовують явище радіоактивного розпаду природних радіоактивних ізотопів: урану, торію, калію, заліза. Вік мінералу розраховується за співвідношенням кількостей материнського і дочірнього ізотопів.
З усіх методів визначення абсолютного віку найпоширеніший і універсальний - калій-аргоновий, заснований на радіоактивному перетворенні природного калію-40 в аргон-40. Метод "працює" в тому випадку, якщо досліджуваний мінерал зберіг весь аргон і калій за час свого існування, що вимірюється сотнями мільйонів років, а також не захопив "чужих" ізотопів в результаті різних процесів перетворення речовини земної кори. Спочатку метод привернув геохимиков можливістю визначити абсолютний вік по найпоширенішим породообразующим мінералів - польовим шпатам, але виявилося, що ці мінерали мають в кристалічній решітці дефекти, завдяки яким атоми аргону відлітають з мінералу. Пошук мінералів, добре зберігають аргон, привів до слюди: мусковіту, біотиту, флогопіту, чия шарувата структура виявилася досить надійною "комори" аргону. Аналогічними здібностями володіє глауконит, широко поширений в осадових породах мінерал.
Глинисті мінерали невидимі і всюдисущі. Утворені ними глини є найбільш поширеними породами на поверхні Землі, складаючи більше половини маси всіх осадових порід. В якості елемента осадової оболонки глинисті мінерали і глини беруть участь у багатьох геологічних процесах і явищах.
Будівля Московського університету на Ленінських горах виглядає здалеку. Його чіткий силует ефектно вінчає звернений до річки амфітеатр Ленінських гір. Русло Москви-ріки згинається тут глибокої закрутом, зверненої своєї опуклістю до крутого обриву, на самому краю якого підноситься університет. Насправді від бровки схилу до висотної будівлі МДУ близько кілометра. А будь університет ближче до краю, виглядав би ще краще. Відсунути будівлю подалі від обриву довелося через геологічної будови Ленінських гір. У підставі Ленінських гір на глибині 40 м нижче рівня річки Москви залягають щільні вапняки Мячковському горизонту. На розмитій поверхні вапняків лежать щільні сірі та чорні юрські глини, на яких залягають крейдяні піски, перекриті четвертинними суглинками.
Юрський глини служать водоупором для підземних вод, що насичують пухкі піщані відкладення крейдяного періоду.
Завдяки такому поєднанню крейдяні піски можуть ковзати по гладкій і слизькій поверхні юрських глин. Тому на Ленінських горах широко розвинені зсуви, які сформували їх ступінчастий рельєф. Зсуви дуже часто пов'язані саме з таким поєднанням пухких порід, що залягають на водонепроникних глинах, які служать поверхнею ковзання для вищерозміщеної маси гірських порід.
Зсувні явища широко розвинені на Чорноморському узбережжі: в районі Одеси, на Південному березі Криму, на кавказькому березі від Туапсе до Сухумі. Безліч зсувних явищ відбувалося на правому березі Волги, в районі Ульяновська, Сизрані, Волгограда і ін.
У 1909 році зсувній процес в Саратові викликав підземна пожежа, який тривав майже півроку і породив чутки "про вулканізм в місті Саратові". Недалеко від саратовського села Аграфенівка з тріщин і провалів, що виникли при переміщенні зсувного тіла, піднімалися цівки диму, земна поверхня місцями нагрілася настільки сильно, що обпікала ноги, взуті в чоботи.
Вивчав саратовський феномен академік А. Д. Архангельський встановив, що під землею горіла ... глина. Переміщення зсувних мас гірських порід утворило тріщини, що відкрили доступ повітря до залягає на глибині кількох метрів верствам чорних глин, збагачених органічними речовинами і сульфідом заліза - мінералом пиритом. Окислення піриту, що супроводжується виділенням тепла, стало "сірником", від якої спалахнула глиняна органіка.
Глини дуже часто є тим субстратом, на якому концентрується органічна речовина, створюючи такі специфічні утворення, як мули і сапропелі. Більш того, можна сміливо стверджувати, що без глин на Землі не зрушив би з місця жоден автомобіль або літак, тому що без глини немає нафти, а отже, і нафтопродуктів, при виробництві яких глина теж використовується.
Будь-яке нафтове родовище незалежно від того, знаходиться воно в Сибіру або в Кувейті, має глинистий "капелюх", яку геологи-нафтовики називають покришкою. Така покришка створює умови для концентрування під нею промислових покладів нафти і газу, підпирають знизу пластовими водами.
Американські нафтовики виявили залежність змісту монтморіллонітових глин в шарах осадових порід з концентрацією і видобутком нафти в тих же відкладеннях. Фахівці пояснюють цей зв'язок структурними особливостями монтмориллонита, який добре утримує сорбционную воду при зануренні з шарами гірських порід на глибину. Вода служить "транспортом" для вуглеводнів, які розсіяні в породі і повинні зібратися разом, щоб утворити поклад.
З нафтовими родовищами нерідко асоціюють грязьові вулкани. У нас в країні налічується близько 350 грязьових вулканів, розташованих в Східному Азербайджані, Південно-Західної Туркменії, на Таманському і Керченському півостровах і т. Д. Грязьові вулкани розташовуються по тріщинах і розломах в земній корі. Разом з брудом, яка представляє собою напіврідку глинистий масу, з кратерів грязьових вулканів виділяються вуглеводневі гази (переважно метан), вуглекислота, азот, аргон і гелій.
Форми конусів грязьових вулканів залежать від густоти виділяється бруду. Якщо бруд рідка і легко розтікається, конус не виникає.
... Уздовж берега Каспійського моря простяглася ланцюжок грязьових вулканів Південно-Західної Туркменії. Найпівденніший - Киплячий бугор. Навколо плоска і гола, обпалена сонцем Закаспійському пустеля, рідкісні колючки, солончаки, такири і тиша, яку порушував свистом вітру, та звуками власних кроків. Над плоским одноманітністю навколишнього пейзажу стирчить невисокий конус грязьового вулкана, оточений кратера полем, де серед потоків висохлої бруду підносяться невеликі вулканчики-грифони. Вітер доносить запах нафти і ... дивні зітхання і схлипування. "Сходження" до найближчого грифону по твердій грязьовий кірці займає кілька хвилин. Тепер можна зазирнути в жерло, або кратер, близько метра в діаметрі, заповнений колишащейся рідкої брудом.
Раптом поверхню бруду починає згинатися, вона піднімається вгору, утворюється грязьова шапка, з якої вітер зриває шматки бруду. Шапка зростає, ефектно виблискуючи на сонці, і ... зітхнувши лопається. Грязьовий вулкан продемонстрував вам свою діяльність. Сопочна глина грязьових вулканів використовується в якості глинистої сировини для промисловості і знаходить широке медікобальнеологіческое застосування як цінне лікувальний засіб. Вулканічна бруд дає хороший терапевтичний ефект при лікуванні захворювань периферичної та центральної нервової системи, шлункових та інших недуг.
Крім вулканічних грязей, широко використовуються цілющі грязі курортів Криму, Кавказьких Мінеральних Вод, Західного Сибіру, Новгородської області та ін.
Найбільш цілющими вважаються мулові сірководневі бруду, що утворюються в морських затоках і лиманах, а також в континентальних сульфатних водоймах, куди водні потоки, струмки і ріки приносять піщані і глинисті частинки, органічні рослинні і тваринні залишки. Великі частинки гірських порід осідають біля берегів, а легка глиниста суспензія разом з органікою переміщається в глибину водойми, де відбувається геохимическое перетворення органічної речовини, відновлення сульфатів і виділення сірководню.
Експерименти показали, що лікувальний бруд можна досить просто приготувати штучно - замешиванием звичайної червоної глини з сульфатної водою і органічною речовиною. У цих умовах розвиваються сульфатредуцирующие бактерії, і червона, окислена глина набуває чорний колір і запах сірководню. Виникає штучний цілющий мул. "Іл ... є природним тілом, у якого існує дуже глибока аналогія з грунтом. Це підводні грунту, де гідросфера займає місце атмосфери", - писав академік В. І. Вернадський. "Аналогія з грунтом" багато в чому визначається присутністю в мулі частинок глинистих мінералів, які мають велике значення в грунтоутворенні, визначаючи поглинальну здатність мінеральної частини грунтів, вони впливають на її фізичні та фізико-механічні властивості, беруть участь в закріпленні органічної речовини гумусу. Так що глина не тільки лікує недуги, а й годує рід людський.
У грунтах виявлені всі види глинистих мінералів, які входять до складу мінеральної частини грунтів і до складу ґрунтових колоїдів. Особливо корисна присутність гідрослюдистої мінералів, що містять значні запаси калію, який засвоюється рослинами. Виключно важливо вплив глинистих мінералів на поглинальну здатність ґрунтів, яка визначає їх родючість. Поглинальна здатність грунту зростає зі збільшенням вмісту в грунті глини і перегною.
Глинистий чорнозем, який В. В. Докучаєв називав "царем грунтів", містить в 100 разів більші кількості спожитих кальцію і магнію, ніж піщані підзолисті ґрунти.
Глинисті грунти відрізняються хорошою поглинаючою здатністю і тому ефективно поглинають з грунтових розчинів іони натрію, калію, кальцію, магнію, заліза, цезію, літію, стронцію, барію, сприяють утворенню структури грунту.
Відомий радянський грунтознавець Н. А. Качинський відзначав, що "врожаї сільськогосподарських культур на пісках і розвиток лісу на них обумовлені глинистими і іловатий частинками, а також перегноєм".
Сорбційні властивості глин привернули увагу вчених Еймского дослідного центру НАСА, які вивчали умови зародження життя на Землі. Американські дослідники висловили припущення, що процес концентрування амінокислот і нуклеотидів на глинистих мінералах міг привести до виникнення передбіологічних систем. Експериментатори змочували монтморіллонітовую глину розчинами амінокислот, потім висушували і підігрівали. Після такої обробки амінокислоти, сорбованих глиною, з'єднувалися в пептидні ланцюжка, причому, комбінуючи глини різного складу, вдавалося отримати ланцюжка з різних амінокислот. Глини, що містять іони цинку, поглинали з розчину елементи нуклеїнових кислот - нуклеотиди, які несуть генетичну інформацію в живих організмах.
З огляду на роль нуклеїнових кислот в живій клітині, а також роль цинку в синтезі нуклеїнових кислот (він входить до складу ферменту ДНК - полімерази, що об'єднує окремі нуклеотиди в молекулу ДНК), американські дослідники висловили припущення, що біологічна активність багатьох металів можливо пов'язана з їх присутністю в структурі глинистих мінералів, які відіграли свою роль у зародженні життя на Землі.
Глинисті мінерали є найбільш характерними минералообразования на денній поверхні, де вони утворюються при процесах вивітрювання гірських порід, коли виготовлені в "кузні Плутона" найміцніші граніти і базальти під дією морозу та спеки, води і льоду розтріскуються і розвалюються на шматки, а потім під впливом води , вуглекислоти і кисню в них руйнуються силікатні мінерали. Йде процес хімічного вивітрювання, при якому з порід виносяться хлор, кальцій, натрій, марганець і кремній.
В умовах вологого клімату і наскрізного промачивания виникає кисле кора вивітрювання з утворенням каолініту, гидрослюд і інших глинистих мінералів. Такі кори вивітрювання відомі на півночі Російської платформи, на Уралі, Кавказі, в Криму і т. Д.
Кори вивітрювання, грунту і мули відносяться до біокосні системам, характерним для біосфери - середовища життя мешканців Землі. Цілком природно, що біокосні системи зіграли основну роль в процесах виникнення і розвитку життя. Схоже, що основну "роботу" в цьому напрямку виконали глини. Глинисті мінерали утворюються не тільки при вивітрюванні силікатів. Зелені рослини містять набір хімічних елементів, які необхідні для утворення глинистих мінералів. При розкладанні рослинних залишків відбувається звільнення кремнезему, глинозему, оксидів заліза і магнію, які вступають в реакції, що призводять до створення глинистих мінералів. Ідея Б. Б. Полинова про грунтовому освіті глинистих мінералів підтверджена цілою низкою експериментальних доказів, але, крім того, вона відповідає гіпотезі "геохімічних акумуляторів".
Кристаллохимические особливості глинистих мінералів дозволили академіку Н. В. Бєлову і професору В. І. Лебедєву висловити гіпотезу "геохімічних акумуляторів", згідно з якою глинисті мінерали передають сонячну енергію в глибинні зони Землі.
Довгий час в природознавстві панувала ідея спочатку гарячою Землі, яка поступово остигає, скорочується в обсязі, земна кора при цьому "як шкірка на печеному яблуці зморщується, утворюючи гірські хребти й западини".
Після відкриття радіоактивності з'явилися міркування про те, що геологічні процеси харчуються теплом від радіоактивного розпаду, причому основна маса радіоактивних елементів знаходиться в земній корі. Але для того щоб радіоактивні елементи з надр Землі мігрували на її периферію, потрібно розплавлення або розм'якшення всього обсягу планети. У свою чергу розплавлення всієї Землі може бути досягнуто при концентрації радіоактивних елементів, порівнянної з їх спостережуваним розподілом в земній корі. Але в тому випадку якщо радіоактивність глибинних зон Землі не менш радіоактивності земної кори, наша планета повинна розплавитися, чого насправді не спостерігається.
Мінерали і гірські породи, що утворюють земну кору, складають в основному кисень, кремній і алюміній. З цих трьох елементів побудовані магматичні гірські породи і мінерали, що виникають шляхом кристалізації силікатного розплаву, і мінеральні тіла, що утворюються в поверхневих умовах.
У магматичних мінералах, таких, як польові шпати, кожен атом алюмінію оточений чотирма атомами кисню з міжатомними відстанями алюміній кисень в межах 1,6-1,75 ангстрема.
У мінералах осадових порід - каолините, слюдах, хлорити - все атоми алюмінію або велика їх частина оточені шістьма атомами кремнію, а міжатомні відстані алюміній - кисень збільшені до 1,8-2,0 ангстрема. Збільшення міжатомних відстаней повинно супроводжуватися споживанням енергії, яка витрачається на освіту глинистих мінералів. Н. В. Бєлов та В. М. Лебедєв припускають, що в процесі перетворення польового шпату в глинисті мінерали відбувається акумуляція сонячної енергії. Глинисті мінерали в світлі цих уявлень виявляються аналогами вугілля і органічної речовини.
Беручи участь у кругообігу речовини земної кори, "атоми алюмінію і кремнію за рахунок зміни характеру їх зв'язку з киснем повинні бути переносниками енергії з одних верств в інші". При зміні хімічного зв'язку між алюмінієм і киснем і кремнієм і киснем в поверхневих умовах відбувається поглинання енергії.
Занурюючись в надра Землі, глинисті мінерали руйнуються і віддають накопичену енергію, що призводить до розплавлення гірських порід і утворення магматичного розплаву, з якого потім кристалізуються польові шпати. При цьому алюміній і кисень утворюють тетраедри, відстань між атомами зменшується. Таким чином, можна говорити про те, що багато процесів, що протікають в надрах Землі, харчуються променистою енергією Сонця. З запропонованим механізмом акумуляції сонячної енергії добре узгоджується приуроченість активної магматичної і тектонічної діяльності до областям розвитку потужних товщ осадових порід, а також зміна хімічного складу магматичних порід від основних до кислих протягом магматичного циклу. Можна вважати, що "сонячна енергія падає на денну поверхню не тільки для того, щоб тут же відбитися в світовий простір, але, виробляючи значні на ній зміни і живлячи все живе, проникає в надра земної кори. Цей процес, пишуть автори гіпотези, якщо користуватися подібним порівнянням, нагадує відображення світла огранованим алмазом.
Значна частина світла відбивається від шліфованих граней дорогоцінного каменю, але не менш значна частина, потрапляючи всередину каменю, за рахунок великого показника заломлення алмазу може вирватися лише після численних внутрішніх відображень, створюючи тим красу світіння діаманта. Подібно до цього і історія земної кори, крім радіоактивного тепла і, може бути, інших джерел енергії, в значній мірі визначається складним механізмом відображення сонячної енергії. Частина останньої в процесі переробки речовини на поверхні земної кори поглинається цією речовиною і, поринувши в надра і "поламав", потім знову піднімається до поверхні, щоб в перетвореному вигляді - із збільшеною ентропією - піти в світовий простір. Це поглинання, заломлення і віддзеркалення створює вражаючу своєю різноманітна і загадковістю величну картину життя земної кори ".