big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Рассеяние соединений углерода

В результате этого процесса создается широкое распространение соединений углерода, проникновение углеродом всего вещества биосферы. Остатки организмов в ничтожных следах рассеяны повсюду: в водах, почвах, в осадках, в морских илах, во всех минералах, образующихся в биосфере в результате какого бы то ни было процесса.

Путем геологических процессов вещество биосферы из нее уходит и проникает в более глубокие оболочки земной коры. Оно несет в них углистые остатки живого вещества, этим объясняется нахождение везде биогенного углерода: нет земной материи, его не заключающей.

Химическая природа этих следов углерода не всегда точно установлена, но все заставляет думать, что это — за исключением карбонатов — различные углистые тела, мало-помалу превращающиеся в стойкое состояние свободного, несвязанного элементарного углерода.

Проанализировав этот геологически вечный процесс, можно убедиться, что в аспекте эонов геологического времени исходным для промежуточных органогенных тел будет одно и то же тело — элементарный свободный углерод: мы имеем здесь замкнутый круг.

По-видимому, существуют две различные группы таких устойчивых органогенных рассеянных промежуточных соединений углерода. Одна из них содержит кислородные соединения, гумусовые вещества; соединения другой группы приближаются к углеводородам. В конце концов обе они превращаются в самородный углерод, но углеводороды в вадозных и фреатических слоях очень устойчивы, сохраняются в течение долгого геологического времени. Химический характер этих следов находится в генетической связи со строением углеродистых соединений, из которых они происходят.

Это рассеяние углерода, несомненно, лишь отчасти напоминает рассеяние других элементов, как, например, йода или брома, так как конечный продукт этого рассеяния, элементарный углерод (в последней стадии — графит), — твердое тело, не существующее в жидком и газообразном состоянии при условиях земной коры.

Ничто здесь не указывает на выделение атомов углерода. Это рассеяние углерода имеет выдающееся значение в его геохимической истории. Два факта объясняют его механизм: свойства живого вещества и существование многочисленных газообразных соединений углерода, часто очень неустойчивых. Следы углерода, всюду находимые, несомненно, различного происхождения. С одной стороны, это последние остатки организмов, микроскопических и ультрамикроскопических; с другой стороны, конечные продукты, твердые и жидкие, — разложения газообразных углеродистых молекул, находящихся в состоянии чрезвычайного рассеяния, например, в земных газах.

Организмы, изменяясь после своей смерти, дают углеродистые газообразные, твердые или жидкие продукты. Это — явление неизменное для всех организмов: крупных и мелких, видимых и невидимых. Однако в остатках зеленых земных растений и больших водорослей заметную роль играют твердые гумусовые соединения, тогда как углеводородные продукты более многочисленны в остатках животных, бесхлорофильных растений, одноклеточных водорослей, спор и семян. Самые мелкие организмы имеют наибольшее значение в рассеянии углерода.

Существование мельчайших микробов и ультрамикробов ставит с точки зрения строящей их материи глубокие проблемы, часто забываемые. Каждый из них содержит десятки, если не сотни, различных химических элементов; и вместе с тем он резко и вполне отделен от окружающей материи. Это — центры химической деятельности в форме резко ограниченных масс жидкой или твердой материи в состоянии крайнего распыления. Мельчайшие организмы по величине приближаются к большим молекулам.

Живое вещество — одна из самых могущественных сил распыления материи в земной коре. В земной коре нет другой силы, равной ей. Распыленная материя всегда наиболее химически деятельная. Этот факт нам хорошо известен по нашей лабораторной практике.

Чтобы распылить какое-нибудь вещество, нужно сделать усилие — разбить сцепление его частиц. И для крошечных частиц, жидких и твердых тел существует граница, которую нельзя переступить без их разложения, — граница, находящаяся в связи с силами химического сродства, сцепления, и поверхностными, волосными силами.

Материя рыхлая — порошкообразная, распыленная — может существовать только на поверхности нашей планеты. С ходом времени она медленно, но неуклонно слеживается, сцепляется. Ее уже нет в верхней метаморфической оболочке: действие давления, химические и коллоидальные процессы спаивают всю пыль в твердые массы. На поверхности земли силами, распыляющими материю, являются разложения газообразных продуктов при одновременном образовании твердых или жидких налетов, взрывы вулканов и диатрем, твердые или коллоидальные продукты жидких брызг, истирание, производимое деятельностью воды и ветра, и, наконец, живое вещество. Живое вещество— самое могущественное из всех агентов распыления, единственное всюду непрестанно действующее и в конце концов распыляющее наибольшую массу земной материи.

Оно образует особую «пыль» — микробы, ничтожные по размерам, но имеющие очень сложный химический состав. Они проявляют большую химическую деятельность и обладают совершенно исключительной на нашей планете способностью быстро увеличивать количество тождественных им «пылинок — неделимых».

Способность размножения организмов есть величайшая сила, меняющая структуру биосферы. В ней ярче всего проявляется влияние организмов на миграцию атомов, иными словами, проявляется их геохимическая энергия. Для микробов таким проявлением является быстрый, увеличивающийся в геометрической прогрессии с ходом времени рост массы живого вещества — мельчайших «пылинок», который ведет к столь же быстрому ««распылению» материи в биосфере.

Размеры живых организмов достигают иногда пределов дисперсных частиц (мицелл коллоидов). Они, несомненно, достигают границ порядка величины 10-5 см, опускаются до 10-6 см, но не могут доходить до пределов атомов и молекул (10-7 до 10-8 см). Эти мельчайшие живые тельца лежат в микроскопическом разрезе космоса, вне влияния сил тяготения, в области частичных сил.

Жизнь при «распылении» вещества своим размножением достигает физической границы механического распыления, подходит к явлениям создания молекул, т. е. ещё более глубокого распыления материи в данной среде уже действием химических сил. Микробы и другие одноклеточные организмы умирают и распадаются при этом на еще более мелкие частицы только при катастрофах, в исключительных случаях. Обычно они в качестве пищи не выходят из круговорота живого вещества, непрерывно в нем разлагаются, не выходят из тел организмов. Даже при гибели целых биоценозов они не дают обычно рыхлую пыль, а удерживаются в плотных «землистых» массах, которые при этом образуются и быстро, как правило, захватываются жизнью. Мельчайшая органогенная «углеродистая пыль» создается « при жизни и особенно после смерти других больших организмов в тех случаях, когда эти организмы не являются материалом для жизни других.

Все эти как мелкие, так и крупные остатки богаты углеродом. Часть их дает газообразные продукты, как, например, СО2 и др. Другая часть превращается в мельчайшую твердую и жидкую углеродистую «пыль». Эта пыль благодаря могучим волосным силам, пропорциональным ее поверхности, поглощается и задерживается всеми внешними телами — жидкими или твердыми, вадозными минералами, водами и газами, живым веществом.

Мельчайшая пыль плавает в газах, дает коллоиды (и мути) в воде, проникает и прилипает к твердым телам. В конце концов юна находится всюду в веществе биосферы, и ее масса в общем огромна.

Другой источник рассеяния углерода, образования мельчайших углистых частиц — это разложение природных углеродистых газов.

Углеродистые газы в значительной своей массе определенно биогенного происхождения. Живое вещество непрерывно выделяет очень большое число летучих газообразных продуктов, частью продуктов дыхания, метаболизма, «запахов». Особенно эти последние — бесконечно разнообразные тела — дают легкую твердую и жидкую «пыль» и «муть».

Они легко химически изменяются, частью давая твердые или жидкие, косные устойчивые продукты, как, например, продукты окисления терпенов. Газовые продукты, как СН4 и другие, часто образуются в следах во время гниения и разложения живого вещества после его смерти в среде, бедной кислородом, например под водой, богатой продуктами жизни. Они очень разного происхождения — ювенильного или фреатического, они поднимаются из глубин земной коры обычно путем медленного непрестанного испарения.

Газы эти, рассеянные в окружающей атмосфере, разрушаются, оставляя тонкую муть. Так, например, разрушается метан и другие углеводороды под влиянием электрических разрядов во время грозы или а-излучений.

Твердые осадки этих газовых эманации, очень рассеянные, дают налеты, неуловимую тончайшую углистую пыль, оседающую на всех окружающих телах; эти остатки мало-помалу переходят в чистый углерод или, в случае присутствия деятельного кислорода, — в угольную кислоту.

Почти несомненно, что аналогичное разложение газообразных соединений углерода в форме твердой пыли совершается также в более глубоких геосферах, в стратисфере и в метаморфической геосфере. Здесь для ряда месторождений графита, иногда скопляющегося в мельчайших кристаллах, есть несомненные указания на их выделение разложением углеродистых газообразных тел (Цейлон, Пассау), в данное время более точно неизвестных, иногда отождествляемых с окисью углерода или с металлическими карбонилами. Но пылеобразные продукты в условиях этих оболочек обыкновенно вновь кристаллизуются — растут и быстро собираются в большие массы. Не следует пренебрегать этим рассеянием углерода. Мы знаем, что в геологическом времени мелкие явления дают в конце концов самые грандиозные эффекты.

Такая распыленная материя, с одной стороны, дает тела разнообразного строения, иногда очень сложного, могущие вступать более энергично и быстро в химические реакции, нежели более твердые или жидкие массы одинакового с ними веса. С другой стороны, ничтожные жидкие или полужидкие капли или пленки могут при благоприятных условиях собираться в большие жидкие массы. Мы видим значение этого факта, например, в геологической истории нефтей, природных углеводородов. Но, даже оставаясь в состоянии рассеяния, каждая из таких углеродистых частиц превращается с течением времени в СО2 или в графит, проходя через определенный цикл изменений.

Углерод таких рассеяний, так же как и углерод живого вещества и вадозных минералов, происходит в конечном итоге из соединений ювенильного углерода, углерода глубоких слоев земной коры, в известной части из самородного углерода, углеводородов, углекислоты. Мы опять наблюдаем здесь тот же замкнутый цикл: исходные и конечные продукты идентичны.

В биосферу непрерывно идет ток углеродистых газов — СО2 и углеводородов — из глубоких геосфер земной коры, происшедших частью, как увидим, из самородного углерода.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.