Факультет

Студентам

Посетителям

Живое вещество и земная кора

Огромное влияние живого вещества на земную кору сказывается в том, что организмы участвуют в почвообразовании, выветривании, изменении рельефа, создании горных пород, руд и нерудных полезных ископаемых.

Зарастание озёр и, таким образом, уничтожение озёрных котловин, возникновение неровностей на морском дне в форме коралловых построек — всё это примеры рельефообразующей деятельности организмов. Что же касается горных пород, то целая группа их давно отнесена учёными в категорию органогенных, т. е. состоящих из органических остатков.

К числу наиболее распространённых породообразующих организмов принадлежат: из животных — фораминиферы с известковым скелетом, радиолярии с кремневым скелетом, известковые и кремневые губки, ряд кишечнополостных (особенно кораллы), иглокожих (морские лилии), ракообразных, мшанки и брахиоподы; из растений — бактерии, диатомовые водоросли (с кремнистым наружным скелетом), а также известковые водоросли (одноклеточные и многоклеточные).

Известняки и кремнистые осадочные и изменённые горные породы (диатомиты, радиоляриты, яшмы) в большинстве случаев считаются породами органического происхождения. Некоторые известняки или кремнистые породы не возбуждают в этом отношении никакого сомнения, так как простым глазом или под микроскопом видны слагающие их организмы. Сложнее обстоит дело с бесструктурными известковыми и кремнистыми породами (а таких на земле большинство), которые не содержат явных признаков органического происхождения (остатков раковин, скелетов и т. д.). Их считали не биогенным, а минеральным (химическим) осадком, выпавшим из насыщенных растворов извести или кремнезёма.

Однако подобное представление о всех бесструктурных карбонатных и кремнистых осадочных породах не выдерживает критики, так как морская вода — это крайне слабый раствор, весьма далёкий от насыщения и, следовательно, выпадение из него обычным химическим путём (т. е. вследствие насыщения раствора) целого ряда элементов во многих случаях совершенно невозможно. Морская вода резко пересыщена на всех глубинах только по отношению к окисям тяжёлых металлов (железа, марганца и др.). В отношении углекислого кальция (CaCO3) пересыщены лишь верхние (200—400 м) слои океана, нижние же, равно как и вся толща вод полярных морей, недосыщены. Что касается кремнезёма, углекислого магния, йода, углекислого стронция и т. д. — они нигде не насыщают воду океанов.

Между тем современные отложения центральной части Полярного бассейна содержат 3—4% карбонатов. Накопление MgCO3 в морских осадках достигает 3—12%, кремнезёма в диатомовых и радиоляриевых илах до 30%. Единственное разумное объяснение состоит в том, что если не все, то очень многие известняки и кремнистые породы образовались в результате отмирания организмов, которые при жизни предварительно концентрировали в своём теле элементы, находящиеся в окружающей их среде в крайне рассеянном состоянии. Способность организмов к такого рода накоплению доказана. Степень концентрации меди в крови осьминога и кальция и железа в теле моллюсков соответственно в 10 тыс., в 69 и в тысячу раз больше, чем в морской воде. Содержание кремния в кремневых организмах доходит иногда до 20% от веса последних. Как видим, организмы извлекают из своего окружения не только те соединения, растворы которых пересыщают воду, но и те, которые резко недосыщают её.

Известь и кремнезём могут осаждать при известных условиях и многие микробы (бактерии, актиномицеты и плесневые грибы), если они развиваются на субстратах, богатых кремнезёмом и солями кальция.

При жизни организма вещества, накопленные им в своём теле, биологически защищены от растворения. После смерти организма судьба этих веществ различна. Соединения, в отношении которых морская вода пересыщена, при падении на дно растворяться не будут. Сохранность же других соединений биогенного осадка, в отношении которых вода недосыщена, целиком зависит от скорости осаждения. Если скорость эта велика, то осадок, не успев раствориться, прикрывается (защищается) новым слоем, а растворение, продолжающееся под этим прикрытием в самом осадке, скоро насытит небольшую массу грунтового раствора и тем самым прекратится.

К числу горных пород, в органическом происхождении которых не сомневается никто, относятся так называемые каустобиолиты: из гумусовых — торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит, из битуминозных сапропелиты, нефть, асфальты, горный воск и горючие (битуминозные) сланцы.

Все горючие породы произошли из растений: гумусовые — из наземных, битуминозные — из водных, смешанные — из тех и других. По причине разного химического состава наземных и водных растений разложение первых всегда ведёт к образованию гуминовых веществ, разложение вторых — к образованию битумов (смеси различных углеводородов и близких к ним соединений). Исходным материалом для образования различных ископаемых углей служила высшая растительность (главным образом её стволы, стебли, а в них оболочки клеток без протоплазмы), для битуминозных преимущественно растительный (в небольшой доле и животный) планктон.

Мировые геологические запасы каменного угля составляют, по имеющимся подсчётам, около 8000 млрд. т. Из них около 41% приходится на угли каменноугольного (24%) и пермского (17%) возраста, 54% на угли третичного возраста и 4% на угли юрского возраста. Из этого видно, что в истории Земли массовое участие организмов в образовании углей происходило дважды.

Мировые достоверные запасы нефти исчисляются цифрой свыше 25 млрд. т.

Запасы органического вещества, накопленные в почве, в торфах, углях, водоёмах и т. п., во много раз больше наличного органического вещества во всех живых растениях и животных. По приблизительным подсчётам, приведённых у С. А. Ваксмана, содержание углерода, находящегося в различных формах органического вещества на нашей планете, составляет в живых организмах 700 млрд. т, тогда как в почвах (в слое 30 см), в ископаемых углях (от бурого до антрацита) и во всех видах торфов — более 6000 млрд. т.

Давно подмечено, что в ряду «торф — бурый уголь — каменный уголь — антрацит» возрастает содержание углерода. Соответственно возрастает и древность этих пород. На основании этого был сделан вывод, что все эти породы — только стадии единого процесса обогащения углеродом и что, стало быть, торф со временем переходит в бурый уголь, бурый — в каменный, каменный — в антрацит, а последний может перейти в графит, который, вследствие своей негорючести, уже не относится к каустобиолитам.

В настоящее время взгляд этот подвергается сомнению. Перечисленные гумусовые породы различаются не одной древностью, но и составом исходной растительности. Материалом для образования антрацитов послужили девонские и карбоновые псилофиты и папоротникообразные, для каменных углей — карбоновые и пермские папоротникообразные, для бурых углей меловые и третичные покрытосеменные, для современных торфов — мхи. На протяжении геологических эпох параллельно изменению размеров, формы и строения растений шло усложнение и изменение их химического состава. Кроме того, менялись и микробы, принимавшие участие в разложении растений. Надо думать поэтому, что образование каждого каустобиолита происходило при совершенно определённых и не повторимых по своему сочетанию условиях. Разные по химическому составу растения, разлагаемые разными микроорганизмами в разной палеогеографической обстановке, дали начало разным каустобиолитам. Современный торф, образующийся из остатков таких растений, при таких условиях и при участии таких микроорганизмов, которых никогда ещё не было в минувшие геологические эпохи, не может превратиться в известные нам виды бурых и каменных углей, хотя со временем и будет претерпевать изменения и обогащаться углеродом.

К продуктам жизнедеятельности организмов можно отнести также и скопления некоторых руд. Железобактерии, чтобы разложить 1,5 г углекислоты и построить из неё 1 г своего тела, окисляют 464 г углекислой закиси железа и образуют при этом 428 г гидрата окиси железа. Реакция идёт так: 2FeCO3 + 3H2O + O = Fe2(OH)6 + 2CO2. Скопления этого гидрата образуют залежи бурого железняка в болотах, озёрах, почвах. Так как во всякой воде есть железо — всюду есть широкое поле деятельности для железобактерий. На территории Финляндии бактерии ежегодно осаждают 700 тыс. т железа. Железобактерии могут окислять в высшие окислы (не растворимые в воде и отлагающиеся) также и углекислую закись марганца. Криворожская железная руда и чиатурский марганец — это плод деятельности бактерий. Л. С. Берг считает органогенными не только криворожские руды, но и все руды типа тонкослоистых железистых кварцитов, широко распространённые на земном шаре в докембрийских отложениях и образующие в совокупности запасы не менее 3000 млрд. т. Когда микроорганизмы, извлекающие из окружающей их среды рассеянное железо и концентрированно отлагавшие его на дне водоёмов после своей гибели, окончательно вымерли — прекратилось и образование железистых кварцитов; в отложениях более поздних геологических эпох таких руд уже нет.

Всё сказанное достаточно убеждает, что роль организмов в строении земной коры и в процессах, протекающих в ней, игнорировать невозможно. «Жизнь является, — пишет Вернадский, — не внешним, случайным явлением на земной поверхности. Она теснейшим образом связана со строением земной коры, входит в её механизм и в этом механизме исполняет величайшей важности функции».

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: