В 1919 году Ферсмана избрали действительным членом Академии наук.
Многочисленные полевые маршруты Ферсмана пролегли через Кольский полуостров, Тянь-Шань, пустыни Кызылкум и Каракумы, через Урал, Забайкалье. Ученый бродил по сибирской тайге и по берегам Байкала, поднимался на ледники Алтая. Он работал на безжизненных берегах залива Кара-Богаз-Гол и в труднодоступных горах северного Таджикистана. Однажды на железнодорожной станции Имандра оборванному, заросшему бородой Ферсману, только что выбравшемуся из тундры, какой-то сердобольный пассажир сунул в руку пятак. Этот пятак, как талисман, академик Ферсман всегда носил при себе.
В течение многих лет Ферсман занимался Хибинами.
Обычно полевые отряды расходились по тундре, чтобы встретиться на северном берегу озера, над которым возвышается гора Кукисвумчорр с вершиной плоской, как стол. Не раз в маршрутах Ферсман и его сотрудники натыкались на деревянные треугольники – опознавательные знаки английского экспедиционного корпуса, действовавшего здесь в 1919 году. Тогда в Лондоне вышла карта, на которой Мурманский край был закрашен в условный цвет английских колоний, а известный полярный исследователь Эрнст Шекльтон даже подписал договор с белогвардейскими властями на «постоянную и систематическую» в течение девяноста девяти лет промышленную эксплуатацию естественных богатств Кольского полуострова.
На горе Кукисвумчорр Ферсман наткнулся на богатую жилу.
«Вот он, обманщик», – произнес Ферсман, поднимая с земли невзрачный на вид зеленоватый камень. «Обманщиком» оказался апатит; название его, кстати, переводится с греческого именно так – обманщик. Иногда он выглядит как прозрачные кристаллики, похожие на кварц, иногда как плотный камень, напоминающий известняк или мрамор, а иногда просто как рыхлая рассыпчатая масса. Под прямым руководством Ферсмана были открыты и разведаны богатейшие месторождения апатита, нефелина и медно-никелевых руд. Эти работы Ферсмана были отмечены премией им. В. И. Ленина. Уже в 1929 году в тундрах и в горах началось промышленное использование апатитов, в диких прежде местах выросли города Хибиногорск и Мончегорск, а в Хибинских горах – в долине озера Малый Вудьявр – была создана постоянная научно-исследовательская станция Академии наук СССР, названная Тиэтта. На языке местной народности саами это слово означало – «наука, школа».
«Среди всех переживаний прошлого, – вспоминал Ферсман, – среди разнообразных картин природы, человека, хозяйства, самыми яркими в моей жизни явились впечатления Хибин – целого научного эпоса, который почти на двадцать лет заполнил все мои думы, силы, энергию, овладел всем моим существом, заострил волю, научную мысль, желания, надежды. Были годы, когда вся жизнь, все интересы вращались только вокруг Хибин, заостряя целеустремленность, укрепляя взаимным интересом, создавая молодых и старых хибинцев – целое „племя“ увлеченных людей. Только этим упорством и упрямством, только огромной работой над Хибинами, мы смогли добиться результатов в этой стране чудес, стране, как в сказке, постепенно раскрывавшей перед нами свои загадки».
Много лет отдал Ферсман Средней Азии. Там, в центре песчаной пустыни, он открыл холмы самородной серы. В 1928 году в Каракумах был поставлен специальный завод. Описывая бесплодные пески, Ферсман ярко восстанавливал доисторические ландшафты. «…Перед нами была картина древних лагун, моря и соленых озер, окруженных песками, в пустынном жарком климате. Море отступало на запад, оставляя лиманы, озера, солончаки, шоры. В одних накапливались черные илистые грязи, подобные знаменитым илам новых крымских соляных курортов, в других образовывался при действии бактерий песочек серы, подобно тому, как такие же налеты серы и сейчас покрывают берега лиманов Атлантического океана на западном берегу Африки…»
Из-за серьезной болезни врачи запретили Ферсману работать в поле. Неистовый путешественник вынужден был теперь перейти на кабинетный режим. Несомненно, это подтолкнуло его теоретические разработки. Основы молодой науки, одним из основоположников которой он являлся, Ферсман изложил в фундаментальном четырехтомном исследовании «Геохимия». «Под геохимией, – писал он, – мы подразумеваем ту отрасль геологических наук, которая имеет целью изучение распределения, рассеяния и концентрации, сочетания и миграции химических элементов в земной коре. Основной единицей ее исследования является, следовательно, сам химический элемент, или нейтральный атом, или чаще всего та подвижная его часть, которую мы зовем ионом».
В «Геохимии» Ферсман первый коснулся проблемы выяснения относительной распространенности тех или иных элементов в земной коре. Известно, что, скажем, содержание таких элементов, как кремний и кислород, составляет на Земле соответственно 28 % и 49 % по отношению к весу земной коры, а вот содержание таких элементов, как радий, уран, торий почему-то выражается ничтожными долями процента.
Это требовало теоретического объяснения.
Ферсман неравномерное распространение элементов связал со строением их атомов. Как известно, к наиболее устойчивым элементам, составляющим Менделеевскую таблицу, относятся первые двадцать восемь, потому что они наименее склонны к самопроизвольному распаду, а вот тяжелые элементы с большим атомным весом, легко распадаются.
Замечательные идеи высказал Ферсман в области энергетики геохимических процессов. Никто до него не разрабатывал так глубоко влияние законов термодинамики на ход природных процессов. Разработанная Ферсманом геоэнергетическая теория объяснила законы последовательности выделения кристаллов из остывающих растворов и расплавов; парагенезис минералов и химических элементов; распределение элементов по геосферам; наконец, она объяснила образование различных типов рудных месторождений.
За вклад в науку Лондонское геологическое общество наградило Ферсмана палладиевой медалью имени Воллостона. Это высшая геологическая награда. Медалью Воллостона в свое время были удостоены Вильям Смит, Леопольд фон Бух, Чарльз Дарвин, Эдуард Зюсс.
В двадцатые годы Ферсман исполнял обязанности академика-секретаря отделения физико-математических наук Академии наук СССР, с 1927 по 1929 год был вице-президентом Академии, а с 1929 по 1945 год – членом ее Президиума. В те же годы Ферсман возглавлял Радиевый институт, а с 1932 по 1938 год исполнял обязанности председателя Уральского филиала АН СССР и Кольской базы им. С. М. Кирова. В тридцатые и в сороковые годы – был директором Института кристаллографии, минералогии и геохимии им. М. В. Ломоносова и Института геологических наук Академии наук СССР.
Много сил отдал Ферсман популярной литературе. Он написал несколько талантливых книг, выходившими в СССР и за рубежом многими изданиями. Среди них «Воспоминания о камне», «Занимательная минералогия», «Занимательная геохимия», «Мои путешествия», «Самоцветы России». Он любил и умел писать живо. О любимом Кольском полуострове он складывал чуть ли не поэмы:
«В диком краю непуганой птицы, как в сказке Пушкина, рождается новый мир полярной новостройки; залиты огнем гидростанций города, поселки, пути; мощные и скорые электровозы с их протяжным гудком нарушают безмолвие Севера. Большевики победили тундру! Уже веет старой легендой от рассказов об оленьих тропах, о тяжелых карбасах, о вехах, построенных на льду порожистых рек, о старых кольских погостах, где церковный звон воскресенья смешивался с языческими обрядами старого быта…»
Зимой 1937 года Ферсман в последний раз побывал в Хибинах.
К сожалению, радость этой поездки была омрачена резко обострившейся болезнью. В крытом фургоне больного академика доставили на железнодорожную станцию и на руках внесли в специально присланный из Ленинграда санитарный вагон.
Во время Великой Отечественной войны Ферсман возглавлял специальную Комиссию научной помощи Советской Армии при отделении геолого-географических наук Академии наук СССР. В работах этого времени, и в научных и в популярных, он делал все, чтобы люди лучше понимали происходящее, чтобы они знали, что, собственно, происходит в мире. В небольшой яркой работе «Война и стратегическое сырье», изданной в Москве в тяжелом 1942 году, он снова и снова напоминал, что современная война никак не может быть выиграна без помощи науки.
«…Условно примем действующую армию страны, например, фашистской Германии, в 300 дивизий, то есть в 6–7 млн. солдат и офицеров механизированных и моторизованных войск, – писал он. – Условно учтем и потребности небольшого флота. Для года войны такой армии нужно примерно: железа и стали – 30 млн. т., угля – 250 млн. т., нефти и нефтяных продуктов – 25 млн. т., цемента – 10 млн. т., марганцевой руды – 2 млн. т., никеля-металла – 20 тыс. т., вольфрама – 10 тыс. т., и так далее.
