Интересно, что важность этого явления и его закономерность были отмечены ещё раньше в очень замечательных и ныне забытых работах Е.Снядецкого, выдающегося польского учёного-врача. Снядецкий думал, что этот углерод вновь возвращается в жизненный цикл благодаря различным геохимическим процессам, например через вулканы; это соответствует действительности, если рассматривать вулканические явления широко, принимать во внимание магмы фреатических оболочек, сжигающие органические вещества и разлагающие карбонаты.
Нет сомнения, что такое исчезновение углерода из жизненного цикла не случайный факт.
Карбонаты извести, каменные угли, битумы и нефти, в состав которых они входят, произошли в конце концов из живого вещества. В организмах можно всегда найти определённые стойкие химические соединения, обыкновенно в минимальных количествах, образующихся ещё при жизни, — соединения, которые после смерти и разложения организма дают начало углеродистым вадозным и фреатическим минералам. Лишь небольшая часть углеродистых соединений переходит в минералы, т. е. надолго или на короткое время выходит из жизненного цикла. Сложный механизм этого превращения стал лишь в последние годы выясняться во всей своей всеобщности.
Эта подготовительная стадия была давно известна для известняков. Они образовались в значительной мере из раковин или скелетных частей организма, состав которых соответствует тесному прорастанию углекислого кальция и устойчивых азотистых органических соединений. Даже если углекислый кальций известняков образуется не этим путём, его синтез в природе в большинстве случаев биогенный; он отлагается в тёплых водах океана, морей и солёных озёр одноклеточными водорослями в виде оолитов или выделяется огромными массивами под влиянием бактерий (например, Bacillus calcis Dr.) и низших грибов (Actinomycetes). Этот огромной важности бактериальный процесс был установлен в 1903 г. Г. А. Надсоном для солёных озёр и для морей. Он был забыт и только в 1914 г. установлен вновь для океана и морей молодым, так рано оторванным от науки смертью ученым Дрью. Это явление оказывается по мере углубления в его изучение все более значительным, начинает выявляться как часть еще более сложного биогенного процесса.
Взятый в целом, биогенный процесс создания известковых отложений не ограничивается выделением известковых (богатых органическим веществом) покровов организмов и их механическим скоплением после смерти водных организмов или . биогенным водным выделением кальциевого карбоната в твердом виде микробами. Одновременно деятельностью сверлящих водорослей разрушается и вновь осаждается — цементируется — рыхлая механически скопленная масса известковых остатков — процесс, значение которого в миграции кальция представляется мне очень важным, едва начинает перед нами открываться. Также еще не осознан, еще вызывает сомнения и другой, чрезвычайно вероятный и заслуживающий внимания, процесс — осаждение в морях углекислого кальция под влиянием продуктов разложения тела организмов (бактериальный?).
Как бы то ни было, бактерии и другие микробы создают значительную часть известняков.
Вероятно, их роль в этом процессе пассивна, так как осаждение иона Са из окружающей среды происходит под действием выделяющегося при их жизненных процессах СО2.
Первостепенное значение микробной жизни выясняется сейчас и по отношению к каменному углю. Я указывал уже на геологические условия его образования и на связь его с определенными организмами. Как указано, господствующая часть — гумусовая масса — каменного угля генетически связана с лигнином, образующимся еще в живом организме и имеющим определенное химическое строение.
В создании гумусовой массы угля огромную роль играют микроорганизмы, различным образом относящиеся к углеродистым соединениям, строящим тело растения, уничтожающим — превращающим в СО2 и Н2О — одни, не трогающим другие. Сперва (1917) Р. Розе и Лиске указали роль грибов в этом процессе, потом Ф. Фишер и Шрадер — роль бактерий (1921).
Исходным продуктом массы каменного угля является не целлюлоза, как долго думали, но тела ароматического строения — лигнины, количество которых увеличивается во время превращения растении в торф и лигнит, так как процесс их разрушения микробами идет различным образом. Аэробные бактерии и грибы разрушают и лигнин и целлюлозу, анаэробные не разлагают или почти не разлагают лигнины (С. Ваксман, 1927).
То же явление наблюдается и для нефтей: их азотистые и кислородные соединения — метилхинолины — и, должно быть, производные холестерина изготовляются живыми организмами еще во время жизни; они временно теряются затем для жизненного цикла. История углеводородов, их составляющих, нам пока еще темна, но их основа создается живым веществом.
Лигнины в углях и метилхинолины в нефтях представляют лишь ничтожные по весу части живого организма, но они в конце концов в виде своих производных собираются в огромных количествах в вадозных или фреатических минералах углерода.
К тому же они сохраняются только при особых условиях, обычно они не выходят из жизненного цикла. Организмы имеют множество приспособлений для их разрушения, для направления их химических элементов в жизненный цикл. Углекислый кальций, так же как и лигнин, разрушается особыми многочисленными организмами, которым они нужны для жизни.
Таким образом, большая часть атомов углерода живого вещества всегда обращается обратно или в живое вещество или в угольную кислоту; ничтожная часть этой массы сосредоточивается в вадозных минералах—в углекислом кальции, в органических веществах — гумусовых или смолистых. Эти новые продукты всюду рассеиваются, проникают, как мы видели, всю земную материю.
Лишь в особых случаях они дают скопления и концентрации углерода, месторождения каменных углей, смолистых сланцев, асфальтов, нефтей, известняков.
В общем живое вещество на суше — высшие растения, животные — не дает сколько-нибудь значительных скоплений углеродных вадозных минералов. Гумусы почв и гуано тропических стран представляют самые большие скопления, образовавшиеся в результате наземного разложения остатков и отбросов живого вещества.
Если эти вадозные минералы и их смеси претерпевают дальнейшие изменения в более глубоких слоях земной коры, количество углеродных фреатических минералов, в них образующихся, всегда ничтожно по массе.
Углерод выводится из жизненного цикла на суше главным образом в форме пыли, праха, выявляется в рассеяниях. Этот прах только в глубоких фреатических или ювенильных областях может давать скопления новых углеродистых минералов, так как в этих областях раздробленное вещество неустойчиво, идет его перекристаллизация и агломеризация и, наконец, его сгорание в CO2.
Большие скопления углерода, теряющиеся для жизненного цикла, образуются при определенных условиях не на суше, но в водной среде.
При этом в водных бассейнах суши осаждаются продукты, из которых образуются каменные угли, битумы, нефти. Изредка они связаны с окраинами морей. В морях же образуются иным, биогенным же путем главным образом отложения карбонатов.
В течение геологического времени моря и суши сменяются: там, где была суша, создается море, и обратно. Там, где углерод биогенно мигрировал в форме углекислого кальция, он начинает отлагаться в форме органических минералов, и обратно.
Лишь просторы океанов находятся вне области этих явлений. В них нет скоплений органогенных соединений углерода.
Мы видим, таким образом, что скопления углеродистых минералов являются частью огромного физико-географического процесса, связанного с геологическим временем и с жизненным циклом живой природы.
—Источник—
Вернадский, В.И. Биосфера/ В.И. Вернадский. – М.: Мысль, 1967.– 374 с.
Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава
