На примере природных вод ясно видно отсутствие каких-либо равновесии (кроме динамических) близ земной поверхности. Вода находится в постоянных круговоротах. Из атмосферы, где она присутствует в форме пара, попадает на поверхность земли, проникает в недра, захватывается минералами, входит в кристаллические решетки. С поверхности вода испаряется, под землей движется, рано или поздно выходя на поверхность. В минералах она сохраняется сравнительно долго, погружаясь вместе с ними в зонах прогибания земной коры на десять-двадцать километров. Там под влиянием высоких давлений и температур минералы преобразуются, изменяясь подчас неузнаваемо и теряя воду.
Кроме того, в приполярных районах вода, замерзая, превращается в лед (а точнее, в разновидности льда, так как лед бывает разный по структуре и физическим свойствам). А лед — самое настоящее кристаллическое тело, твердый минерал. Правда, он не слишком долговечен на Земле. За тысячелетия (самое большее за миллионы лет) он проходит цикл превращений в воду и водяной пар. Есть еще одно вместилище природных вод — живые существа. В них (в нас) вода, как известно, составляет более половины всей массы. Но и здесь она не задерживается надолго.
Вода находится в непрерывном движении, переходя из геосферы в геосферу, из минерала в минерал, из одного физического состояния в другое. Постоянный приток солнечной энергии — главная движущая сила этого круговорота, как, впрочем, и всех других круговоротов атомов и минералов на Земле. Если говорить о равновесии системы природных вод, то только о равновесии вихрей, круговоротов, движения. Вернадский особо выделил свойство текучести, изменчивости воды. Если взглянуть на Землю в ее сиюминутном состоянии, сделав как бы мгновенный фотоснимок, то отчетливо будут видны моря и океаны, реки и озера, облака и подземные воды. Но глаз геолога должен, кроме того, уходить в глубь миллионолетий. Для Вернадского, создавшего генетическую минералогию — историю минералов Земли, — было совершенно логично исследовать историю одной из самых интересных, распространенных и важных минеральных групп нашей планеты — природных вод.
По его мнению, можно выделить не менее трехсот различных видов (отдельных минералов) природной воды, причем максимальное число этих видов, вероятно, достигает тысячи. Подобного разнообразия не имеют никакие другие группы минералов (если не учитывать виды живых существ, которые в принципе можно тоже относить к особым кристаллическим структурам).
Природные воды имеют одну важную особенность: они сосредоточены преимущественно в гигантском резервуаре — Мировом океане. Значительно меньше по массе водяных паров, снега и льда, пресных поверхностных вод, а также вод подземных.
Существуют еще более редкие разновидности природных вод. В 1929 году Вернадский отметил, что среди десятков тысяч химических анализов природных вод отсутствуют анализы многих важных разновидностей: морской пены, придонных вод морских и пресноводных бассейнов, капиллярных вод горных пород и т. д. По сравнению с другими редкими минералами некоторые разновидности природных вод изучены чрезвычайно слабо. Это большое упущение.
«В истории нашей планеты и в истории… химических элементов вода занимает совершенно особое, исключительное положение. Если даже в валовом составе планеты вода исчисляется немногими долями процента массы планетного вещества, то в верхних ее геосферах и, в частности, в биосфере она преобладает по весу и определяет всю их химию. Сейчас наши точные химические знания ограничиваются верхними земными оболочками, а потому при временном состоянии геохимии ни одно вещество не имеет для научной работы в этой области такое значение, какое имеют природные воды…
Ввиду не менее исключительного практического значения природных вод в жизни человека, то или иное решение этих вопросов… входит в самую гущу жизни». Действительно в первой половине нашего века со всей очевидностью выявилась верность взглядов Вернадского на большое теоретическое и практическое значение исследований природных вод. После первых его выступлений в нашей стране стали появляться статьи и монографии, посвященные природным водам, а школа советских гидрогеологов быстро выдвинулась на одно из ведущих мест в мире.
Чтобы познать объект, надо найти ему место среди родственных объектов, создать классификацию. Классификация природных вод, как подчеркнул Вернадский, не может быть чисто химической:
«В ней должны получить выражение и геологические и физико-географические признаки, а именно те, которые определяют места, занимаемые данным телом в структуре планеты. Минерал не есть объект, от планеты независимый. Он всегда связан с определенным местом в ее механизме. Мы должны таким образом уже в классификации, если возможно, определять место данного минерала в планете — в вертикальном разрезе и в географическом положении».
Один из характерных признаков природных вод — присутствие в них газов, главнейшие из которых кислород, углекислота, азот, метан, сероводород, водород. По их содержанию Вернадский предложил выделить шесть основных классов вод Земли. Кроме того, по концентрации растворенных веществ он разделил воды на пресные, соленые и рассолы. А дальнейшее более дробное деление он основывал на содержании в воде определенных химических элементов, сравнительно немногочисленных (хлор, углерод, азот, натрий, кальций, магний и некоторые другие).
Геохимией природных вод Вернадский глубоко заинтересовался сравнительно поздно, в шестидесятипятилетнем возрасте. Это не помешало ему работать увлеченно и очень продуктивно. Его труды по гидрохимии составляют объемистый том в собрании сочинений. Правда, автор заметил в предисловии к своей «Истории природных вод» (входящей в «Историю минералов земной коры»), что работу он вел долгие годы «в часы досуга». Трудно себе представить такого рода «часы досуга», когда, как бы между делом, составляется целая наука, имеющая важное значение для нескольких отраслей знания: кроме минералогии и геохимии, для биологии, геологии, географии, геофизики.
Еще одна оговорка, сделанная Вернадским в том же предисловии. «Автор, уже когда первая часть была написана и частично напечатана, встретился (1934) с небольшой работой этнолога и гидролога В. Мак Ги в Вашингтоне… который дал в 1908 г. яркое изложение своих представлений о водном строе Земли, во многом совпадающее с основными идеями, мною в научную работу вводимыми. Но, насколько знаю, он дал только общее программное изложение своих взглядов. Реально минералогия вод в охвате Земли, как целого, дается в этой книге впервые».
