Hoa violet ưa kẽm - Đứng ở xa thì nhìn thấy cái lớn - Những ngón gian xảo của quặng đồng - Máu xanh ư? - "Thuốc chống cá mập" - Những con quỷ lùn kiếm việc làm.
Trong thời gian gần đây, liên minh giữa các nhà địa chất học và thực vật học ngày càng trở nên bền chặt, tạo nên cái gọi là địa thực vật học chỉ thị. P. P. Bajop - người vẫn thường ca ngợi những kho báu bằng đá của xứ Uran trong truyện ngắn của mình, đã viết về những thứ hoa và cỏ thần kỳ biết phát hiện cho con người những kho vàng, sắt, đồng. Vì có rễ cắm sâu vào đất đá nên nhiều loại cây cỏ đã hút được dung dịch chất khoáng từ lòng đất, chẳng khác gì những cái bơm hút. Nếu như gần cây có quặng của một kim loại nào đó thì hàm lượng kim loại ấy trong rễ, cành, lá sẽ cao hơn hẳn mức bình thường. Mỗi loại cây ưa thích một món ăn ngon của mình: cây ngô và cây kim ngân không hờ hững với vàng, hoa violet ưa chuộng kẽm, mangan hợp khẩu vị của ngải cứu, cây thông thích berili. Hàm lượng cao của một nguyên tố nào đó trong thực vật là dấu hiệu cho các cuộc tìm kiếm địa chất và thường dẫn đến sự phát hiện ra các mỏ. Chẳng hạn, nhờ các “bạn hữu màu xanh” mà người ta đã tìm được những mỏ quặng đồng ở Uzbekixtan và ở Antai.
Một nhà thơ có nói: “Đứng ở xa thì thấy được cái to lớn hơn”. Có lẽ các nhà địa chất hoàn toàn đồng ý với nhà thơ này. Ở thời đại chúng ta, họ đang sử dụng phương pháp chụp ảnh từ vũ trụ để nghiên cứu trái đất được kỹ hơn. Một máy chụp ảnh được đặt trên vệ tinh nhân tạo hoặc trên trạm nghiên cứu khoa học trên quỹ đạo để xem xét kỹ lưỡng bề mặt của trái đất bằng “con mắt chụp ảnh”, còn một máy tính điện tử mà bộ nhớ của nó đã ghi những “cảnh quan” địa chất điển hình cùng làm việc với máy chụp ảnh sẽ làm cho chúng ta biết phải đặc biệt chú ý đến cái gì. Giải mã các bức ảnh thật kỹ lưỡng, còn trên thực địa thì kiểm tra lại những nơi mà các nhà địa chất thấy cần lưu ý, bằng cách đó, chúng ta sẽ thu được những kết quả tốt đẹp. Chẳng hạn, địa chất học vũ trụ đã giúp phát hiện những mỏ quặng đồng ở Pakixtan mà trước đây chưa ai biết.
Mỗi năm, hàng triệu tấn quặng đồng được vận chuyển từ các nơi khai thác đến các xí nghiệp luyện kim theo các tuyến đường sắt và đường ô tô, trên các sông, hồ, biển và đại dương. Và cũng thật kỳ lạ, những kiện hàng hoàn toàn vô hại này đôi khi lại là căn nguyên của một mối nguy hiểm lớn. Chẳng hạn, cách đây chưa lâu lắm, quặng đồng đã là ... thủ phạm của một tai nạn giáng lên con tàu chở hàng “Anatina” của Na Uy. Các khoang của chiếc tàu thủy đang chạy về phía bờ biển Nhật Bản đều chất đầy tinh quặng đồng. Bỗng nhiên, còi báo động rú lên: tàu đã bị thủng. Thì ra những kiện hàng mà tàu đang chở đã chơi một trò đùa ma quái với các thủy thủ: đồng trong tinh quặng cùng với vỏ thép của tàu “Anatina” đã tạo thành một bộ pin mà hơi nước biển là chất điện phân. Dòng điện sinh ra đã gặm mòn lớp vỏ bọc tàu đến nỗi nhiều chỗ bị thủng, khiến cho nước biển tràn vào khoang tàu.
Còn một lĩnh vực hoạt động nữa của đồng, tuy không phải với tư cách là một kim loại nhưng cũng rất đáng quan tâm. Đồng thuộc cái gọi là “nguyên tố sinh học” rất cần thiết cho sự phát triển bình thường của thực vật và động vật. Nó chịu trách nhiệm thúc đẩy các quá trình hóa học diễn ra bên trong các tế bào. Nếu không có hoặc thiếu đồng trong các mô thực vật thì hàm lượng chất diệp lục sẽ giảm, lá cây bị vàng úa, cây sẽ không ra quả và có thể chết. Không phải ngẫu nhiên mà đồng sunfat được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp.
Trong số các đại biểu của giới động vật thì các loài bạch tuộc, mực, sò hến và một số loài thân mềm chứa nhiều đồng hơn cả. Trong máu của các loài tôm cua và các loài chân đầu, đồng tham gia vào việc tạo thành sắc tố hô hấp hemocyanin, cũng giống như vai trò của sắt trong máu của các động vật khác. Khi kết hợp với oxi của không khí, hemocyanin có màu xanh [vì vậy mà ốc sên có “máu xanh”], còn khi nhả oxi cho các mô thì nó trở nên không màu. Ở những động vật đứng ở bậc thang phát triển cao hơn và ở người, đồng chủ yếu nằm trong gan. Nếu không đủ lượng đồng trong thức ăn, con người sẽ mắc bệnh thiếu máu và xuất hiện chứng suy nhược.
Có lẽ chính vì thế nên nhiều dân tộc gán cho đồng những tính chất chữa bệnh. Chẳng hạn, người Nepan coi đồng là một kim loại linh thiêng giúp cho việc tập trung tư tưởng, bổ ích cho sự tiêu hóa và chữa được các chứng bệnh đường ruột và dạ dày [người bệnh được uống nước trong một cái cốc đựng vài đồng tiền đồng]. Một trong những ngôi chùa to nhất và đẹp nhất Nepan có tên là “Chùa đồng”.
Nếu như cá chép không thờ ơ với đồng thì những cư dân to xác hơn của thủy phủ, như bọn cá mập, lại không thể chịu đựng được nguyên tố này, hay nói chính xác hơn, chúng rất kỵ một hợp chất của đồng với lưu huỳnh - đó là đồng sunfat. Nhiều thí nghiệm để kiểm tra thứ thuốc chống cá mập này đã được tiến hành ở Mỹ hồi đầu chiến tranh thế giới thứ hai. Khi đó, nhiều tàu thủy bị đắm vì bom đạn và thủy lôi nên rất cần những phương tiện chống cá mập một cách hữu hiệu. Nhiều nhà bác học và thợ săn cá mập đã tham gia vào việc giải quyết vấn đề này. Nhân đây xin nói thêm, cả văn hào Ernest Hemingwây cũng không đứng ngoài cuộc: ông đã chỉ rõ từng nơi mà ông đã nhiều lần săn đuổi loài cá dữ tợn này. Thành công của các cuộc thí nghiệm đã vượt quá sự mong đợi: cá mập tham vớ những miếng mồi không có đồng sunfat và tránh xa những miếng mồi tẩm chất này ngoài một dặm.
Thực ra, các chuyên gia Australia lúc đầu đã nghi ngờ thứ “thuốc chống cá mập” này. Họ mỉa mai: “Đối với cá mập ở xứ chúng tôi [cá mập ở Australia được coi là dữ tợn nhất], cái đó chẳng khác gì thuốc đau đầu. Nó chỉ là thứ gia vị hơi cay thêm vào món thịt rán”. Nhưng khi thuốc này được thử nghiệm tại vịnh Cá mập nổi tiếng bên bờ biển phía tây Australia thì ngay cả những kẻ hoài nghi quá quắt cũng buộc phải công nhận hiệu quả của nó.
Còn có một phương pháp khai thác đồng liên quan với các quá trình sinh học. Ngay từ hồi đầu thế kỷ của chúng ta, các mỏ đồng ở bang Iut [nước Mỹ] đã ngừng hoạt động, vì những người chủ mỏ tin chắc là trữ lượng quặng đồng đã cạn kiệt, nên họ đã tháo nước vào cho ngập cả khu mỏ. Hai năm sau, người ta bơm nước ra và đã thu được 12 ngàn tấn đồng. Một trường hợp tương tự như vậy đã xảy ra ở Mêxico: chỉ sau một năm, người ta đã múc được 10 ngàn tấn đồng từ một mỏ đã bỏ hoang không ai ngó tới.
Vậy thì đồng này lấy từ đâu ra? Các nhà bác học đã tìm được lời giải đáp. Trong vô số các loại vi khuẩn, có những loại mà các hợp chất sunfua của một số kim loại là “thức ăn ngon” được chúng rất ưa thích. Bởi vì trong thiên nhiên, đồng thường có liên quan với lưu huỳnh nên các vi khuẩn này không hờ hững đối với quặng đồng. Khi oxi hóa các loại đồng sunfua không hoàn tan trong nước, các vi khuẩn biến chúng thành những hợp chất dễ hòa tan, thêm vào đó, quá trình này diễn ra rất nhanh. Chẳng hạn, trong trường hợp oxi hóa thông thường thì sau 24 ngày, chỉ 5 % đồng được tách ra khỏi chancopirit [một khoáng vật chứa đồng], nhưng trong những thí nghiệm có sự tham gia của vi khuẩn, chỉ sau bốn ngày đã lấy được 80% đồng. Như chúng ta thấy đấy, việc so sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật hoàn toàn cho thấy rõ tính ưu việt của những “người lao động tế vi”. Phải nói thêm rằng, trong trường hợp vừa kể, người ta đã tạo được những điều kiện coi như lý tưởng cho vi khuẩn làm việc: nhiệt độ của môi trường thay đổi từ 30 đến 35 độ C, khoáng vật được nghiền nhỏ và được khuấy trộn thường xuyên trong dung dịch. Song cũng có khá nhiều số liệu thực nghiệm chứng tỏ tính dễ dãi của vi khuẩn: chúng sắn sàng làm cái việc mà chúng ưa thích ngay cả trong những điều kiện khắc nghiệt ở phương bắc, như ở bán đảo Kola chẳng hạn.
Sự tham gia của vi khuẩn rất có lợi đối với giai đoạn kết thúc việc khai thác ở các mỏ, vì thông thường, tại những nơi đã khai thác xong vẫn còn lại từ 5 đến 20% quặng. Nhưng việc khai thác phần quặng còn lại này không có hiệu quả kinh tế và đôi khi hoàn toàn không thể khai thác được. Vậy mà vi khuẩn thì không ngại mò đến mọi ngõ ngách của “nghĩa địa đồng” để thu dọn hết các hạt quặng đồng còn lại.
Cũng có thể sử dụng vi sinh vật để xử lý các bãi thải. Tại mỏ Cananea ở Mexico, nơi mà đồng được khai thác từ hơn một trăm năm nay, gần các giếng mỏ đã mọc lên những bãi thải rất lớn, đến hàng chục triệu tấn. Mặc dù hàm lượng đồng trong đó hoàn toàn không đáng kể, song người ta vẫn thử tưới chúng bằng nước giếng mỏ; nước này sau đó chảy vào các bể chứa ngầm. Cứ từ mỗi lít nước này, có thể lấy ra 3 gam đồng. Vậy là chỉ vẻn vẹn sau 1 tháng, từ chỗ “không có gì” đã khai thác được 650 tấn đồng.
Ở Liên Xô, vi khuẩn cũng được tính vào “biên chế” của một số xí nghiệp mỏ. Thiết bị thí nghiệm đầu tiên về ngâm chiết quặng đồng bằng vi khuẩn đã bắt đầu hoạt động ngay từ năm 1964 tại mỏ Đectiaxcơ - một trong những mỏ đồng lớn nhất xứ Uran. Tại đây, gần các mỏ lộ thiên đã khai thác xong và trong các bãi thải của nhà máy tuyển khoáng, qua nhiều năm đã hình thành một “mỏ” quặng đồng mới, mặc dù là nghèo đồng. Các vi sinh vật được giao quyền khai thác tại đây. Chẳng phải phàn nàn gì về lòng nhiệt tình lao động của chúng: nhiều tấn kim loại quý giá này đã được lấy ra. Hiện nay, tại Đectiaxcơ đã lắp đặt xong thiết bị khai thác bằng vi khuẩn theo quy mô công nghiệp. Tại các xí nghiệp khác ở Uran và Cazăcxtan, người ta cũng “làm thủ tục” hàng loạt cho vi khuẩn ra làm việc.
Các cuộc khảo nghiệm tiến hành tại viện vi sinh học thuộc viện hàn lâm khoa học Liên Xô đã chứng tỏ rằng, khẩu vị của các vi khuẩn công nghiệp khá đa dạng: ngoài đồng, chúng còn có thể lấy ra được sắt, kẽm, niken, coban, titan, nhôm và nhiều nguyên tố khác từ lòng đất, trong đó có những nguyên tố rất quý giá như urani, vàng, gecmani, reni. Các nhà khoa học của viện này đã chứng minh khả năng khai thác các kim loại hiếm như gali, inđi, tali nhờ phương pháp ngâm chiết bằng vi khuẩn.
Các quá trình luyện kim sinh học rất có triển vọng. Hiện nay, ngâm chiết dưới đất là phương pháp rẻ nhất dễ thu được đồng, vì con người không cần phải chui xuống hầm lò, không cần đến các nhà máy để nung và tuyển quặng đồng. Hàng tỷ “nhà luyện kim” bé li ti tựa như những chú quỷ lùn giữ của trong các truyện cổ tích đang ngày đêm làm việc không biết mệt mỏi, tự giác thực hiện toàn bộ công việc phức tạp này để giúp con người thu được thứ kim loại cần thiết.
Lẽ nào ý định cử những “ công nhân” này đến làm việc ở những tầng đất sâu khó với tới, nơi tàng trữ vô số các loại quặng quý giá, lại không hấp dẫn hay sao? Chính vì cần khai thác của cải ấy mà những người khai mỏ có khi phải tụt sâu xuống lòng đất đến hàng trăm mét, thậm chí có nơi đến 1500 mét như ở mỏ Taimưr thuộc Tannac nằm ngoài vòng bắc cực. Chúng ta thử hình dung một xí nghiệp luyện kim vi sinh học trong tương lai. Những cái ống dài chọc sâu xuống đất, dung dịch sinh học cần thiết được bơm theo các ống đó đến tận chỗ có quặng. Thấm vào quặng, dung dịch này sẽ hấp thụ những kim loại nhất định, và khi được đẩy lên mặt đất thì mang của quý lên theo. Đến đây chỉ còn phải lấy ra khỏi dung dịch rồi đúc thành thỏi, làm thành các đồ dùng hoặc biến thành những sản phẩm nào đó.
Nhà bác học Xô - viết nổi tiếng, viện sĩ A. A. Imsenetxki đã viết: “Các vi sinh vật đóng vai trò rất to lớn trong vòng tuần hoàn của các chất trong thiên nhiên. Hiện nay, những tư tưởng về địa vi sinh học do V. I. Vernatxki phát triển lúc sinh thời đang được áp dụng trong thực tế. Chúng ta biết rằng, vi khuẩn là lực lượng chủ công tạo nên khoáng sản kim loại. Chính Piôt đệ nhất đã ra lệnh khai thác thứ quặng mang tiếng “nghèo nàn” từ đáy các hồ ở miền bắc nước Nga để sản xuất đại bác. Chính thứ quặng này do... các vi khuẩn tạo nên. Trong tương lai không xa, vi khuẩn sẽ bắt đầu được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp với tư cách là những “người sản xuất tích cực” các kim loại quý. Cách đây chừng hai chục năm, điều đó có vẻ như là chuyện hoang tưởng, vậy mà ngày nay con người đã biết điều khiển và thúc đẩy sự hoạt động của các “nhà luyện kim” không nhìn thấy này. Giờ đây, ở nhiều nơi trên địa cầu, người ta đã thu được urani, đồng, gecmani và nhiều kim loại khác với quy mô công nghiệp bằng cách bơm nước bão hòa vi sinh vật vào các giếng mỏ bỏ hoang [do đã cạn kiệt]. Không nghi ngờ gì nữa, việc sử dụng vi khuẩn trong thủy luyện kim sẽ làm cho ngành này trở thành một trong những ngành công nghiệp chủ đạo ở cuối thế kỷ của chúng ta. Việc nuôi cấy các vi khuẩn có khả năng oxi hóa các hợp chất của lưu huỳnh và của các nguyên tố khác là một trong những phương thức luyện kim rẻ tiền và hoàn hảo nhất, hơn nữa, nền sản xuất đó lại dễ tự động hóa hoàn toàn”.
... Thời đại đồ đồng đã đi vào quá khứ của lịch sử từ lâu, nhưng con người vẫn không từ giã đồng - người bạn cũ rất trung thành của mình.