Живой камень и окаменевшие путешественники
Это было в январе 1832 года.
Корабль «Бигль», на котором путешествовал Чарлз Дарвин, огибал острова Зеленого мыса в Атлантическом океане.
Ясный воздух вдруг помутнел, горизонт пропал в серой мгле, солнце повисло в небе в виде тусклого оранжевого диска. Корабль попал в полосу густого тумана.
Но это был не обычный туман, а тончайшая пыль. Она носилась над морем в таком количестве, что загрязняла все на борту корабля, портила астрономические приборы, набивалась в глаза, проникала в легкие, вызывая мучительный кашель.
Все это не было неожиданностью для путешественников. В экваториальных широтах Атлантики часто появляются подобные пылевые облака. Иногда они так густы, что корабли, случалось, садились на мель из-за непроницаемого мрака.
Откуда же берется пыль над морем, вдали от берегов?
Пылевые бури проносятся над пустынями Африки и пампасами Южной Америки. Вихри поднимают пыль в высокие слои атмосферы. Там она подхватывается воздушными течениями и уносится далеко в океан. Бывало, что пылевые туманы появлялись в двух тысячах морских миль от ближайшего берега.
Дарвин собрал пакетик буроватой пыли, осевшей на тонкой ткани флюгера, прикрепленного на верхушке мачты. Ученый был немало удивлен, когда увидел через лупу, что в пыли много сравнительно крупных каменных частиц. Но еще больше он удивился, исследуя эту пыль под микроскопом. Оказалось, что почти вся она представляет собой скопление высохших микроскопических животных, растений и их зародышей.
Более крупные частицы, которые Дарвин вначале принял за песчинки, оказались панцирями диатомовых водорослей. В одном грамме пыли он обнаружил шестьдесят семь различных видов живых существ. И многие из них «ожили», начали двигаться, расти и размножаться, как только были помещены в воду.
Пылевые облака, поднятые ветром над засушливыми просторами Венесуэлы и Аргентины, пересекают Атлантический океан и часто достигают Европы. Вместе с дождями пыль выпадает в окрестностях Средиземного моря — на южном берегу Испании, западных берегах Португалии и Африки. То, что эта пыль принесена из Западного полушария, легко доказать с помощью микроскопа: в пыли всегда есть инфузории и водоросли, обитающие только в Южной Америке. Особенно много при этом находят диатомей — тех самых хрустальных корабликов, которые мы видели, путешествуя в капле воды.
За время долгого пути через океан миллиарды диатомей падают в море, и все же целые тучи их достигают европейских берегов по воздуху. Какое же огромное число этих крошечных созданий должен поднимать ветер там, на степных просторах Южной Америки!
Диатомеи строят свои прозрачные раковинки-кораблики из кремнезема. Поэтому их еще называют кремнеземками. Из этого вещества образован обыкновенный кремень. Но в кремне есть посторонние примеси, придающие ему темный цвет. А чистый кремнезем бесцветен. Это кристаллы горного хрусталя и совершенно бесцветные песчинки на морском и речном пляже. Из такого чистого песка, смешивая его с содой и мелом, делают оконное стекло.
Кремнеземки водятся везде, где есть пресная или соленая вода. Но пресноводные кремнеземки не могут жить в соленой воде. А река миллиардами, каждую секунду уносит их в море. Здесь они и погибают очень быстро.
Разнообразны и красивы панцири диатомей-кремнеземок.
В Каспийском море пресноводные кремнеземки все же проникают на сто километров от берега, а в Караибском море даже на триста километров. Это объясняется тем, что большие реки, впадающие в море, сильно опресняют морскую воду. Однако это не спасает кремнеземок. Они все равно гибнут, падают на морское дно и год за годом, век за веком образуют толстые слои.
Море постепенно мелеет, и в устье больших рек появляются так называемые дельты: остатки кремнеземок образуют наносы, и река разделяется на рукава. Потом каждый рукав, в свою очередь, делится на более мелкие, и т. д. Из панцирей кремнеземок складываются отмели и даже большие и малые острова.
Именно такое происхождение имеют дельты рек Нила, Волги, Днепра, Невы.
В тридцати с лишним километрах от Ленинграда, в Финском заливе, есть остров Котлин, а на нем — город Кронштадт. Но пройдет примерно две тысячи лет, и остров Котлин соединится с материком.
Часть Финского залива, лежащая между Ленинградом и Кронштадтом, будет окончательно занесена пресноводными кремнеземками, которых ежеминутно массами приносит Нева.
Морские кремнеземки постоянно снуют в верхних слоях морской воды. Именно они и составляют значительную часть планктона. И это имеет очень большое значение для всех обитателей моря. Ведь кремнеземки — водоросли, они сами готовят для себя пищу из мертвых неорганических тел природы.
Кремнеземками питаются мелкие ракообразные, тех поедают более крупные и мелкие рыбы. Без кремнеземок в конце концов исчезли бы все обитатели морских просторов, так как в море нет обычных зеленых растений, за счет которых живет население суши. Крупные же водоросли могут держаться только вблизи берегов.
А кремнеземки есть повсюду.
Они быстро размножаются и так же быстро гибнут. Несметное количество кремнеземок падает постепенно на дно моря и образует там толстый слой рыхлого кремнеземного ила. Под давлением верхних слоев нижние все более уплотняются. Потом слой ила может быть занесен песком или глиной, принесенными в море реками. Тогда ил уплотняется еще более.
Но море раньше или позже отступит. Иногда там, где было дно морское, поднимаются высокие горы, и тогда слои кремнеземного ила окажутся уже на суше.
А ведь история Земли измеряется миллиардами лет. За это время моря не раз отступали и наступали. Возникали и разрушались горные хребты. Поэтому почти повсюду среди пластов земной коры можно найти и слои кремнеземного ила. Они напоминают плотно спрессованную муку серого или белого цвета. Каждая крупинка этой муки, или, как ее еще называют, трепела, есть не что иное, как раковинка кремнеземки.
Кремнезем очень тверд. Поэтому трепел используют для шлифовки и полировки стекла и металлов.
Кремнеземки заселяют верхние слои морской воды. А на дне моря постоянно копошится невообразимое множество микроскопических животных — корненожек. Вы, конечно, помните корненожку из капли пресной воды. Она жила в домике из полупрозрачных песчинок. Через окошечко этого домика корненожка выпячивала часть своего слизистого тела. И этот выступ служил ей и «ногой», и «рукой», и даже «ртом».
Морские корненожки-фораминиферы, из крошечных раковинок которых сложены известняки и мел.
Точно так живут и морские корненожки. Только их раковины гораздо разнообразнее. Они обыкновенно состоят не из одной комнатки, как у пресноводных, а из нескольких. Комнатки лепятся друг возле друга и отделены перегородками. В каждой перегородке есть отверстие — окошечко. Сквозь такие окошечки полужидкое тело корненожки заполняет собой весь домик. Этот домик, следовательно, служит для корненожки жилищем и одновременно как бы прочным скелетом, опорой для тела.
В наружных стенах домика также много мелких отверстий: через них животное выпускает длинные корнеобразные «ножки».
У одних корненожек все комнатки в домике расположены в один ряд, у других — они лепятся одна за другой, образуя спираль, вроде раковины улитки. Иногда комнатки сбиты в кучу, и тогда домик походит то на шарик, то на лепешку.
Ученые знают уже более тысячи видов различных морских корненожек. Есть среди них такие, что строят домики, подобно своим пресноводным собратьям, из песчинок. Но большинство использует в качестве строительного материала углекислую известь — ту самую известь, из которой состоят камень известняк, мел и некоторые другие горные породы. Все они сложены из раковинок мельчайших морских обитателей — корненожек.
Известняк образует местами высокие горы. Бесчисленное множество корненожек, из которых сложен этот известняк, жило когда-то на дне моря. Их раковинки покрывали морское дно слой за слоем. Рыхлый слой известнякового ила постепенно становился более плотным. Раковинки корненожек плотно склеивались друг с другом, а сверху их давили новые морские отложения, и слой ила уплотнялся еще сильнее. В результате он стал твердым камнем — известняком.
Значит, известняки, которые мы находим теперь на суше, отложились на дне морском. Они состоят из раковинок корненожек, подобных тем, что и в наши дни обитают на дне океана.
Известняка на земле очень много. Люди используют его для мощения улиц в городах, для строительства домов — при производстве цемента и бетона.
Некоторые города, например Париж и Одесса, почти целиком построены из известняков.
Однако история корненожек на этом не кончается. Ведь земная кора никогда не остается в покое. В одних местах она медленно опускается, в других поднимается. В результате пласты известняка попадают иногда на большую глубину. Там, в недрах Земли, очень жарко. От сильного давления и высокой температуры известняки изменяются еще сильнее — они превращаются в очень твердый мрамор. Этот красивый и прочный камень идет на облицовку самых лучших зданий, на сооружение памятников, для создания произведений искусства.
Вспомните историю корненожек и тогда, когда в школе вы возьмете в руки кусочек мела. Ведь и он почти целиком состоит из раковинок этих мельчайших морских животных.
В верхних слоях морской воды плавает масса очень интересных животных — лучевиков, или радиолярий. Это родственники корненожек. Но по форме своих раковинок и по материалу, из которых эти раковинки построены, они напоминают кремнеземок.
Тело лучевиков, как и тело корненожек, — крошечная капелька слизи. От этой капельки во все стороны вытягиваются тонкие нити-лучи. Они соответствуют выступам — «ножкам» корненожек. Лучевики могут втягивать свои нити и снова выпускать их. С помощью этих нитей они и захватывают добычу и поедают ее, но ползать по дну моря подобно корненожкам не могут.
Ближайшего родича лучевиков мы видели в капле воды. Это — солнечник. Только у морских солнечников-лучевиков тело не голое, а спрятано в прозрачную ажурную раковинку из кремнезема.
Лучевики обычно плавают на поверхности моря, медленно покачиваясь на волнах. Здесь больше воздуха и света, много мельчайших водорослей и крошечных морских животных, которыми лучевики питаются. Морские течения переносят лучевиков с одного места на другое. Даже легкий ветерок гонит их по поверхности воды и иногда собирает вместе такую массу лучевиков, что они, сцепившись своими раковинками, образуют слой, тянущийся по морю на многие километры. А когда поднимается более сильный ветер и поверхность моря покрывается рябью, лучевики, как по команде, опускаются поглубже. Пройдет только час или два — и уже ни одного лучевика не найдешь там, где море только что было наполнено ими. Они так же быстро и неожиданно исчезают, как перед тем появились.
Лучевики сами плавать не могут. По морю их переносят волны и ветер. Но в полужидком теле лучевиков есть множество мелких пузырьков, наполненных жидкостью более легкой, чем морская вода. Количество жидкости в пузырьках то уменьшается, то увеличивается. Пузырьки становятся то больше, то меньше. И чем больше пузырьки, тем легче по сравнению с водой тело животного, и наоборот. Вот почему лучевики могут всплывать и погружаться, словно микроскопические подводные лодочки.
Раковинки лучевиков очень разнообразны по форме: шарики, колпачки, обручи, крестики, кружочки, звездочки… Все эти фигурки очень красивы и геометрически правильны. Они украшены тончайшим каменным кружевом и такими же каменными иглами.
Морские лучевики-радиолярии.
О лучевиках-радиоляриях написано много книг, составлены атласы с тысячами рисунков. Но ученые говорят, что эти атласы не содержат и сотой части всех существующих форм этих животных.
Когда лучевики погибают, они опускаются на дно моря и вместе с кремнеземками образуют толстые слои ила. Поэтому в горной муке — трепеле — иногда преобладают кремнеземки, в других случаях — лучевики.
В нашей стране трепел добывают недалеко от Ульяновска, в Воронежской и Курской областях. Когда-то, в древние времена, над этими местами колыхались волны глубокого моря. В его водах сновали мириады кремнеземок, носились по воле течений ажурные радиолярии. Микроскопические путешественники рождались, умирали и устилали слой за слоем своими раковинками морское дно. И вот прошли миллионы лет и теперь эти окаменевшие в недрах Земли путешественники верно служат человеку.
Так была открыта тайна происхождения трепела, мела и известняков. Ученые находили в известняках не только панцири морских корненожек, но и остатки более крупных морских животных: скелеты кораллов, раковины моллюсков, панцири морских ежей и членики морских лилий. По этим остаткам можно было определить прошлое того или иного известнякового пласта.
Потом нашли и такие известняки, где не было никаких следов живых организмов. Оказалось, что именно таких известняков с однородным строением больше всего. Даже микроскоп не открывал в них ничего, что указывало бы на их происхождение. Их историю, казалось, никогда не удастся восстановить. Ученые долго и упорно спорили, выдвигали различные теории, но все безрезультатно.
Только в 1932 году удалось добиться окончательного разрешения этой загадки. Оказалось, что тысячеметровые толщи однородных известняков возводят мельчайшие из мелких существ — бактерии.
Открытие это сделали микробиологи. Они по-прежнему разводили микробов на питательном студне и часто замечали, что вокруг видимых простым глазом колоний бактерий образуются какие-то белые полоски. Исследовав эти полоски, ученые убедились, что они состоят из очень мелких крупинок извести.
Потом установили, что многие бактерии способны осаждать известь из растворов, в которых они живут.
На Северном Кавказе, в городе Пятигорске, есть источник, который носит имя великого нашего поэта М. Ю. Лермонтова.
Ручеек журчит по склону горы и слой за слоем выстилает известью свое ложе и берега. Это обычное явление природы никого не удивляло. Мало ли какое вещество могут выносить горные ключи на поверхность из глубинных недр Земли! Но вот советский ученый, академик Борис Лаврентьевич Исаченко, исследовал кристаллы извести с берегов лермонтовского источника и обнаружил там… скопление бактерий.
Когда этих бактерий перенесли в лабораторию, они и в пробирках продолжали свою работу. Бактерии выделяли слизь, и в ней из веществ, растворенных в воде, отлагали кристаллы извести.
А дно высокогорного озера Севан в Армении все покрыто, словно цементом, непроницаемым слоем извести. Вода озера как будто налита в прочную каменную известняковую чашу. Вся эта известь — результат многовековой деятельности бактерий.
Примерно то же самое происходит постоянно в морях и океанах. Толстый слой ила устилает подводные долины, равнины и горы. В иле живут мириады бактерий. Они деятельно разлагают остатки погибших морских обитателей — животных и водорослей. Одни вещества, полученные при разложении, используются самими бактериями, другие отлагаются на дне или растворяются в морской воде. В результате морская вода всегда богата соединениями элемента кальция. Соединения эти попадают и в верхние слои морской воды, где условия жизни иные и живут поэтому другие виды бактерий. Эти бактерии продолжают разлагать соединения кальция. В результате остается углекислый кальций или известь, которая и осаждается на морское дно.
Проходят миллионы лет, и из крошечных крупинок извести на дне моря образуются тысячеметровые толщи тех самых известняков с однородным строением, происхождение которых долгое время казалось неразрешимой загадкой.
Но раз бактерии способны создавать пласты и целые горы известнякового камня, то, быть может, их деятельностью можно объяснить и происхождение многих других горных пород?
Сделав это предположение, ученые начали исследования, которые скоро увенчались новыми открытиями.
Задолго до этого, в 1837 году, в голландском городе Амстердаме вдруг начали темнеть стены домов, оконные рамы и двери. Вскоре они стали почти черными. Весь город по непонятной причине оделся в траур, напугавший суеверных горожан. Ученые вспомнили это происшествие, когда проникли в тайны мира невидимок.
Амстердам весь изрезан большими и малыми каналами. На дне каналов скопилось огромное количество городского мусора и других отбросов. На залежи нечистот в каналах набросились полчища бактерий. Отбросы разлагались и выделяли газ — сероводород, который и вызвал потемнение городских строений.
Все, кому приходилось бывать в Одессе возле мелководных морских заливов — лиманов, — знают, что там в воздухе постоянно чувствуется неприятный запах тухлых яиц. Это и есть запах сероводорода.
Бактерии разлагают остатки животных и растений на дне мелководных заливов, а сероводород выделяется в воздух. Так происходит во всех пресных и соленых водоемах с застойной водой. В Черном море на глубине двухсот метров также содержится большое количество сероводорода, который накапливается в результате деятельности бактерий, живущих на дне моря.
Все это очень просто. Но вот в конце прошлого века немецкий ученый де Бари нашел в воде мелководных заливов с гниющим илом гигантских бактерий. Они были похожи на вытянутые нити длиной до одного сантиметра. Каждую такую бактерию можно разглядеть невооруженным глазом. Но каждая представляла собой уже не одну микробную клетку, а несколько, соединенных в длинную нить. Такие нити могли передвигаться в воде, как единое целое.
Бактерии-великаны заинтересовали де Бари. Он стал их исследовать под микроскопом и установил, что великаны бывают разные: одни бесцветны, другие окрашены в пурпурный, красный, розовый и зеленый цвета. Но все они имели один общий признак: в их теле ученый находил капельки какого-то золотистого вещества. Вначале де Бари подумал, что это скопления жира. Потом оказалось, что это чистая сера. Но зачем микробам сера? Это казалось совсем уж необъяснимым.
Загадка бактерий-великанов заинтересовала и молодого русского микробиолога Сергея Николаевича Виноградского. Но и ему решение долгое время не давалось в руки.
«Это меня прямо-таки томило, — рассказывал потом Сергей Николаевич. — Не было и намека на идею, которая пролила бы свет на это явление».
Нужная идея пришла на ум ученому, как это часто бывает, совершенно неожиданно.
Как-то осенью Виноградский гулял под мелким дождичком по малолюдным улицам большого города. Подняв воротник пальто, он медленно шагал вперед, а в мыслях все всплывал и всплывал уже надоевший вопрос: откуда и почему накапливается сера в теле микробов?
Остановившись возле канала, пересекавшего город, Виноградский задумчиво смотрел на темную, словно свинцовую воду. Там, где волны канала бились о гранитные стены набережной, на камнях во всю длину канала тянулась ровная белая линия. Кто, с какой целью прочертил эту линию на теле гранита? Для Виноградского-микробиолога это было ясно. Ведь бактерии постоянно разлагают различные отбросы на дне канала. В результате в воде остаются соединения кальция, которые используются для питания другими бактериями, а остаток в виде извести осаждается на стенках набережной…
И вдруг точно яркий свет блеснул впереди: ведь именно так можно объяснить и тайну бактерий-великанов. Простая мысль подсказала нужное решение. Все, что за минуту перед этим казалось сложным и запутанным, стало вдруг простым и ясным.
«Но это же совсем, совсем просто!» — повторял ученый, почти бегом возвращаясь в свою лабораторию.
Первые же опыты показали, что догадка, пришедшая на ум в дождливый осенний день, была правильной.
«Гигантские бактерии питаются сероводородом, а капельки серы — это отбросы», — таков был вывод.
Бактерии-великаны, которых назвали серобактериями, используют для своего питания сероводород. Они разлагают сероводород, а чистая сера капельками отлагается в их теле.
Но жизнь серобактерий так же коротка, как и жизнь других микроорганизмов. Массы отмерших бактерий разлагаются и освобождают заключенную в них серу. Проходят годы, столетия, и из мельчайших капелек серы образуются целые залежи этого минерала.
Ученые считают, что именно так произошли богатые месторождения серы, открытые на Кавказе, в Средней Азии и во многих других местах. А ведь сера — ценное ископаемое. Она нужна для приготовления красок: синей, золотой и алой. Из серы получают серную и сернистую кислоты. Без серы нельзя каучук превратить в резину. Сера используется при производстве спичек, пороха, некоторых лекарств.
Открытие серобактерий помогло Сергею Николаевичу Виноградскому сделать смелое предположение, которое многим показалось необоснованной фантазией.
«Колоссальные залежи железных руд, — заявил он, — также должны быть приписаны деятельности бактерий».
«Железо и бактерии! Ну что общего может быть между ними?» — говорили люди и с сомнением покачивали головами.
А между тем Виноградский был прав.
Гигантская нитчатая серобактерия, найденная французским ученым де Бари. Внутри ее видны капельки отложившейся серы (увеличено).
В 1905 году в немецком городе Дрездене вышел из строя городской водопровод. Трубы диаметром в десять сантиметров заросли изнутри отложениями железа. Все это железо в водопроводных трубах накопили бактерии.
Каждому случалось видеть ржавые настои в воде прудов, озер, в водных прогалинах лесных болот. Или, например, красно-бурый войлок, устилающий местами дно горного ручейка.
Все это — рои железобактерий. Они живут повсюду — на севере и на юге. Их можно найти даже в воде мокрых болотистых лугов. И везде, где поселяются железобактерии, они находят самую ничтожную частицу соединений железа, извлекают ее из раствора, поглощают, впитывают в себя. А ведь соединения железа есть почти во всякой воде.
На поверхности Земли постоянно выветриваются, разрушаются в мелкую щебенку и даже в мельчайшую пыль твердые и рыхлые горные породы. В их составе всегда есть то или иное количество железа. Вместе с каменным щебнем, песком и глиной оно выносится дождевыми потоками и горными ручьями в долины. Сюда же поступает вода ключей и подземных ручьев, которые выносят железо из горных пород, лежащих иногда на большой глубине.
В результате болота, озера, пруды и реки постоянно пополняются растворимыми в воде соединениями железа. А это все, что нужно для жизни неприхотливых железобактерий. Их клетки, подобно серобактериям, соединены в длинные, а иногда ветвистые нити. Каждая нить покрыта сверху защитным слизистым чехлом. Концами своих нитей железобактерии прикрепляются к камням или песчинкам, лежащим на дне рек и озер, к стеблям или листьям водных растений и часто покрывают их сплошным войлоком.
Железобактерии — творцы железных руд (сильно увеличено).
Вода постоянно со всех сторон омывает клетки бактерий, а они захватывают и впитывают растворенные в воде сложные соединения железа. В теле бактерий эти соединения разлагаются на более простые. Остается окись железа, нечто вроде ржавчины, которая отлагается в слизистом чехле бактериальных нитей.
Постепенно железа накапливается все больше и больше. Тогда за слоем ржавчины уже нельзя разглядеть ни самих бактерий, ни их слизистого чехла. Они скрываются в плотных железистых футлярах.
«Вода ржавая», — говорят обычно, когда находят на дне ручья, озера или болота рыхлые бурые хлопья.
Эти хлопья сложены из множества нитей железобактерий, покрытых железистыми чехлами. В этом легко убедиться, если рассматривать ржавый осадок под микроскопом.
Поколение за поколением железобактерии отмирают, а накопленное ими железо отлагается на дне водоема, образуя иногда толстый слой рыхлого ржавого осадка. Слой этот со временем уплотняется, погребая в своей толще стебли и корни водяных и болотных растений. Но тут в дело вступают другие бактерии. Разлагая растительные остатки, они, будто по специальному заказу, очищают отложения железа от посторонних примесей. А слой железистого ила продолжает уплотняться. Так образуются отложения бурого железняка.
Очень часто к осадку железа примешивается песок, который уплотняется вместе с железом в одно целое. В результате получается уже не бурый железняк, а железная руда с примесью посторонних веществ.
В зависимости от происхождения железную руду называют болотной, озерной или луговой. Если же песка было так много, что он составляет бóльшую часть слоя, то со временем из таких отложений получается уже не железная руда, а горная порода — железистый песчаник.
В каждом литре воды редко бывает больше двадцати пяти тысячных грамма соединений железа. А залежи железной руды содержат иногда миллиарды тонн железа.
Нет ли здесь неувязки в подсчетах? Откуда могут бактерии собрать столько железа, когда они сами так малы и ничтожны, а в воде железа немного? Однако и в этом нет ничего удивительного. Все дело в масштабах, в которых происходят в природе процессы образования руды. Ведь в реках, озерах, прудах и болотах содержатся не литры и не тысячи литров, а сотни миллионов кубических литров воды. Железо, которое растворено в этой воде, вылавливают не тысячи и не миллионы, а миллиарды миллиардов бактерий.
Владимир Оттонович Таусон подсчитал, что все реки такой маленькой страны, как Финляндия, выносят ежегодно в море семьдесят кубических километров воды. И вот оказалось, что внутри страны в каждом литре воды содержится до двенадцати тысячных грамма железа. А в море с каждым литром воды попадает только две тысячные грамма.
Куда же девается остальное железо? Все оно улавливается по пути железобактериями. А ведь это значит, что на территории одной только Финляндии бактерии осаждают более полумиллиона тонн железа ежегодно.
Ученый предположил, что лишь пятая часть этого железа может превратиться в железную руду. Но и тогда получится около ста пятидесяти тысяч тонн железа в год.
Вот и попробуйте представить себе, какое огромное количество железа осаждают ежегодно бактерии на всем земном шаре. А как ценно, как необходимо человеку железо, это все, конечно, знают.
Бывает, что в воде вместе с железом содержится марганец. Железобактерии не отказываются и от этого металла. И как бы мало ни было марганца в воде, они все равно его отыщут и отложат в своих слизистых футлярах. Проходят столетия, и образуются залежи марганцевых руд.
Наши старые знакомые — серобактерии — также не очень капризны в выборе меню. Они способны усваивать не только соединения серы, но и меди.
Как-то ученые занялись исследованием слоистой горной породы — медистого сланца. Порода эта содержит много меди и представляет поэтому большую ценность.
Микробиологи нашли в медистом сланце мертвых, окаменевших, но хорошо сохранивших свою форму микробов. Оказалось, что они очень похожи на серобактерий, которые живут и в наши дни. Тогда микробиологи предположили, что именно серобактерии и отложили медь в этой горной породе.
Имелось, правда, одно обстоятельство, мешавшее поверить в это. Дело в том, что медь очень ядовита для всех живых организмов. Следовательно, бактерии, усваивая соединения меди, должны были бы обязательно погибнуть. Но микробиологи поставили специальные опыты и доказали, что ядовитое действие меди начинает сказываться только тогда, когда ее много. В небольших же количествах соединения меди не только не губят микроорганизмы, а, наоборот, ускоряют их развитие.
Удивительные дела способны творить армии мельчайших бактерий на нашей планете.
Мы уже проделали немалый путь в стране невидимок. Вначале мы увидели их только как «маленьких зверюшек», забавных и никчемных обитателей капли воды.
Потом оказалось, что среди них есть деятельные помощники и злейшие враги человека.
А теперь мы опять увидели их, но уже в ином свете.
Именно они, эти вечные вездесущие странники, были первыми обитателями Земли. Везде и всюду они расчищают место для новой жизни, вновь освобождают вещества, без которых жизнь была бы невозможна.
Бесчисленные армии невидимок производят работу, посильную только для сказочных богатырей.
Правда, их не увидишь, этих великанов, они работают под шапкой-невидимкой, но следы их титанической деятельности не исчезнут никогда.
Богатыри-невидимки воздвигают огромные горы, отлагают тысячеметровые пласты земной коры, накапливают в недрах драгоценные клады многих минералов и металлов.
Но и это еще далеко не все. Микроорганизмы собирают, накапливают и хранят для нас бесценную энергию — свет и тепло солнца.
Солнечные клады
Камни! Сколько их лежит на поверхности и в недрах Земли!
Есть люди, которые никогда не видели пальм, банановых деревьев или рисовых плантаций. Мало кто видел хлебное дерево. Но для жителя Новой Зеландии хлебное дерево такая же обычная вещь, как для нас яблоня или береза. Зато жители жарких островов в Тихом океане никогда не видели наших могучих хвойных лесов.
А камни есть везде. Это скалы горных хребтов, булыжник мостовой, стены современных зданий. Это гранит, мрамор, известняк, руда на заводе и даже соль в нашей солонке.
А сколько камней в горах Урала! Там добывают зеленый малахит и буро-черный с алмазным блеском колумбит, радужный лабрадор и красный порфир, разнообразные драгоценные самоцветы.
Немало чудесных легенд и сказов сложил народ о камнях Урала. Один такой сказ записал известный уральский писатель Бажов.
«Много народу, — говорится в том сказе, — понаехало на Урал после гражданской войны. А больше всего хищников-старателей, что камни искали, а потом купцам-перекупщикам продавали. То тут старатели ковырнут, то там. Только портят камень, а толку никакого. Старым уральским каменных дел мастерам это не понравилось.
И задумали они к Ленину ходоков послать, чтобы уральские камни от хищников уберечь. Задумано — сделано.
Пошли к Ленину два старика — Вахоня да Садык. Добрались они до места и, ни слова не говоря, развязали свои мешки и давай камни Ленину показывать.
— Амазон-камень, колумбит-камень, лабрадор-камень…
Владимир Ильич удивился.
— У вас, — говорит, — из разных стран камни есть…
Старики соглашаются:
— Правильно, товарищ Ленин. Со всех сторон в наши горы камни сбежались. В Еремеевской лесной даче даже солнечный камень есть.
А Владимир Ильич улыбнулся и, показывая на камни, что принесли старики, говорит:
— Ну, с этими камнями пока подождать можно. А вот солнечный камень очень нам нужен. Веселее с ним жить!»
Что же это за солнечный камень?
Как-то, перелистывая комплект старых газет за 1897 год, мы обнаружили заметку, посвященную открытию нового участка железнодорожной магистрали, связывающей Европейскую часть России с Азиатской. В заметке этой, как и полагалось, описывалось торжество открытия, пышный молебен, чины присутствующих сановников и туалеты их жен. А в конце корреспондент газеты привел разговор, якобы происшедший между ученым, присутствовавшим на торжестве, и инженером — строителем дороги.
«— Можете ли вы мне объяснить, какая сила движет этот поезд? — спросил ученый.
— Конечно, — ответил инженер, — это делает паровая машина, заключенная в паровозе.
— Да, но кто приводит в движение машину?
— Наверное, один из моих искусных машинистов.
— Нет, — возразил ученый, — это делает солнечный свет.
— Как это может быть? — удивился инженер.
— Именно так, солнечный свет, — сказал ученый. — Ведь в топке паровоза горит каменный уголь. А каждый кусочек угля — это пойманный солнечный луч».
Всего шестьдесят лет назад многие удивлялись, когда слышали о связи между углем и энергией солнечных лучей.
А для нас в этом уже нет ничего таинственного. Ведь только используя солнечную энергию, зеленые растения могут производить свою удивительную работу — создавать живое из неживого. При помощи энергии солнечных лучей в растениях из неживых тел природы — углекислого газа из воздуха, воды и минеральных солей из почвы — образуются вещества, из которых строятся живые ткани корней, листьев, стеблей, цветков и плодов. Деревья, кустарники и травы растут. И солнечная энергия, пойманная растениями, постепенно накапливается. Эта энергия сохраняется и в угле, образовавшемся из растений, живших в давно прошедшие времена.
Как же могли зеленые растения превратиться в твердый черный камень?
Чтобы понять это, нам придется вновь вернуться в страну невидимок.
Вот упавшее старое дерево. Его атакуют полчища микроорганизмов. Гнилостные микробы быстро разлагают ткани растения. Древесина превращается в труху, а затем и вовсе распадается на составные части. Дерево исчезает. То же самое случится и с другими деревьями, с кустарниками, с хворостом, лежащим на земле.
Но так бывает не всегда.
Дерево может упасть в озеро или болото. Здесь оно уже не исчезнет так быстро. В воде живут другие бактерии, не нуждающиеся в кислороде воздуха. Они работают не спеша, и гниение идет медленно. Поэтому растительные остатки могут накапливаться под водой в большом количестве. Озеро зарастает болотными травами и водорослями. А на дне постоянно, слой за слоем, отлагаются слои рыхлого ила. Придет время, когда водоем целиком заполнится растительными остатками и превратится в торфяное болото.
Все это происходит, конечно, очень медленно. Процесс образования торфа продолжается сотни и тысячи лет.
Сотни и тысячи лет бесчисленные поколения бактерий продолжают свою невидимую работу. Растительные остатки продолжают медленно изменяться. Они уплотняются, теряют воду и кислород. А углерод — основная составная часть живых тканей — остается.
И чем дольше лежит торф в земле, тем больше в нем углерода. В древесине только пятьдесят процентов углерода, а в торфе уже шестьдесят девять.
Богатый углеродом торф — ценное топливо. Его добывают, сушат и сжигают в топках электростанций, заводов и фабрик.
Но история торфа на этом не кончается.
Что станет с ним через сотни, тысячи и миллионы лет? Будет ли он так же лежать в земле в виде пластов бурой, пропитанной водой массы или неузнаваемо изменится? А быть может, как и дерево на поверхности Земли, будет уничтожен бактериями и исчезнет?
Ответить на все эти вопросы мы можем и не переносясь на тысячи и миллионы лет в будущее.
Дальнейшую историю торфа мы можем предсказать другим путем. Для этого надо только посмотреть, что стало с торфом, который образовался в давно прошедшие времена. Лучшим помощником в таком исследовании будет все та же каменная летопись — слои земной коры, по которым ученые восстанавливают историю нашей планеты.
Очень давно, двести — триста миллионов лет назад, наша Земля выглядела совсем не так, как теперь. На суше тогда было много обширных низменностей, по которым протекали многоводные реки. Они часто разливались и покрывали водой обширные участки суши.
Весь восток Европейской части СССР в те времена покрывало море с двумя большими заливами. Один залив широкой дугой тянулся к югу и северо-западу от современной Московской области. Второй залив занимал весь район современного Донбасса.
Там, где теперь находятся Уральские горы, над поверхностью моря возвышались цепи гористых островов — молодой Уральский хребет. Море омывало острова и простиралось далеко на восток по территории теперешней Сибири.
По берегам морей поднимались длинные и высокие горы. Над горами ежедневно собирались тяжелые дождевые тучи. Почти непрерывно сверкала молния, гремел гром. Потоки дождевой воды стекали по склонам гор, смывая к их подножию частицы горных пород — песок и глину.
Между горами и морем почва постоянно орошалась. Берега мелководных морских заливов терялись в бесконечных прибрежных болотах. Климат был влажный, и теплый, а зимы совсем не было. Представляете себе, как быстро росли тогда растения? Болота и берега заливов были покрыты огромными лесами.
Если бы двести пятьдесят миллионов лет назад мы оказались на месте современного Донбасса, где теперь добывают каменный уголь, то увидели бы там леса незнакомых деревьев.
Все знают папоротники, что прячутся в тени больших деревьев. А в те времена росли удивительные древовидные папоротники с листьями длиной в несколько метров.
Современные травянистые растения — хвощи и плауны — редко бывают выше двадцати сантиметров. А древние хвощи — каламиты — представляли собой большие деревья высотой до девяти метров. Предки плаунов — лепидодендроны — поднимали свои вершины еще выше, на тридцать пять метров.
Среди зарослей папоротников и лепидодендронов росли гигантские деревья — сигиллярии. Трудно было бы пройти сквозь такой лес: сырой воздух насыщен вредным для человека углекислым газом, ноги вязнут в трясине, непроходимые заросли поднимаются над топкой почвой болот и прямо из воды многочисленных озер…
В любое мгновение на первобытный лес мог налететь ураган. Тогда громадные деревья, которые слабо держались корнями в болотистой почве, с грохотом рухнули бы в топкое болото…
В результате бурь и ливней часто гибли целые леса. В болотах накапливались остатки погибших растений. Они медленно перегнивали под воздействием микробов и превращались в торф. Реки заносили слои торфа песком и глиной, и на них вырастали новые леса.
В Америке есть громадный болотистый водоем площадью около тысячи квадратных километров. Этот водоем носит название «Большое проклятое болото».
Унылое, мрачное, безмолвное место. Здесь нет ни птиц, ни зверей. Все болото покрыто лесом. На зыбкой почве корни деревьев держатся слабо и легко уступают напору ветра. На поверхности болота лежат бесчисленные стволы толстых и высоких деревьев. Тысячи упавших стволов погребены на различных глубинах в трясине, состоящей сплошь из перегнивших корней, листьев, ветвей, семян. Все эти растительные остатки медленно перегнивают на дне болота и превращаются в торф. Толщина торфа уже достигает здесь пяти метров. Ученые подсчитали, что он образовался за две с половиной тысячи лет.
И даже в самых глубоких слоях этого торфяника обнаружили живых бактерий. В каждом грамме влажного торфа их было около восьмисот тысяч.
Примерно таким же образом могло происходить зарастание водоемов и образование торфа в Донецком бассейне. Морской залив был здесь неглубоким, часто мелел и превращался в болота, которые покрывались лесами.
Временами дно залива опускалось, и он становился глубже. Болота с торфом заливались тогда морской водой, а реки приносили в море много песка и глины. Постепенно, слой за слоем, песок и глина накапливались на дне и покрывали сверху торф.
Погребенный в недрах Земли торф не оставался неизменным. Он уплотнялся, все меньше и меньше оставалось в нем воды и газов, а сохранялись только твердые частицы. Но и они изменялись под влиянием бактерий, которые продолжали работать даже здесь, в глубоких недрах Земли. Торф постепенно как бы обугливался, превращался в бурый уголь.
Потом настал период резкого понижения дна морского залива. На месте теперешнего Донбасса образовалось глубокое море, на дне которого в течение многих тысяч лет накапливались толстые слои песка и глины. Затем море начало отступать, и большая часть Донбасса стала сушей, на ней образовались донецкие горы. Слои земли вместе с заключенными в них угольными пластами собрались в складки. В результате пласты угля, которые раньше лежали горизонтально, сместились, разорвались, приняли наклонное, а иногда почти вертикальное положение. Значительная часть угольных пластов опустилась на очень большую глубину.
При образовании гор слои земли сжимались и давили друг на друга с огромной силой. От этого давления песок и глина превратились в камни: песчаник и глинистый сланец. Иногда они подвергались еще воздействию сильного жара, поступающего из недр Земли, и тогда изменялись еще сильнее. Вместе с песком и глиной изменялись и пласты торфа и угля. Рыхлый торф и бурый уголь превращались в очень плотный каменный уголь.
Донецких гор уже давно нет. Они размыты и развеяны ветром. В Донбассе теперь расстилается почти ровная степь, а в ее недрах, как память о древних временах, сохраняются пласты ископаемого угля.
По-другому происходило образование угля в Подмосковном бассейне.
Когда ученые исследовали каменный уголь Донецкого бассейна, они не находили в нем остатков растений. Но в горных породах, среди которых лежали пласты угля — в песчаниках и глинистых сланцах, — таких остатков было немало.
В глинистом сланце находили отпечатки листьев и стеблей папоротников, хвощей — каламитов, лепидодендронов. Иногда попадались окаменевшие части растений и даже целые стволы. Они, правда, были полностью обугленными, но хорошо сохранили свое строение.
Все это позволило восстановить внешний вид древних растений и доказывало, что именно из этих растений и произошел уголь.
Такие доказательства не удалось обнаружить в угольных пластах Подмосковного бассейна. Бурый подмосковный уголь не содержал растительных остатков. Не было их и в соседних с углем горных породах.
Поэтому происхождение бурых подмосковных углей оставалось неизвестным до тех пор, пока русские исследователи не придумали способ изучения угля под микроскопом.
Для этого из кусочка угля вырезается шлиф — пластинка толщиной всего в несколько сотых миллиметра. Шлиф прикрепляется специальным клеем к предметному стеклышку, освещается снизу, как любые достаточно прозрачные предметы, и рассматривается в проходящем свете под микроскопом.
Однако у некоторых углей даже такие тонкие шлифы получаются непрозрачными. Советский ученый, академик А. П. Карпинский, нашел способ исследовать и такие угли. Он приготовлял аншлифы — тщательно отполированные куски угля. Зеркальная поверхность аншлифов хорошо отражала свет, и их можно было рассматривать под микроскопом при освещении сбоку.
И вот оказалось, что бурые подмосковные угли содержат массу остатков микроскопических растений. Чаще всего встречались особые одноклеточные водоросли, жившие колониями. Таких водорослей теперь нет — они давно вымерли. А в прошлом они населяли воды всех соленых озер и морей. Были в угле и кремневые скорлупки диатомей, которые очень похожи на современные.
Сопоставив эти данные со строением земной коры в районе угольных залежей, ученые восстановили их историю.
Двести пятьдесят миллионов лет назад на месте современного Подмосковного угольного бассейна был морской залив. Когда море начало отступать, залив разбился на многочисленные озера, которые покрыли всю ту площадь, где теперь встречается уголь. На дне этих озер накапливались слои водорослей.
Нечто подобное происходит и в наши дни.
В одном из заливов соленого озера Балхаш в Казахстане живут колониями свободноплавающие микроскопические водоросли. Они так быстро размножаются, что вода кажется зеленой. Массами погибая в конце лета, водоросли падают на дно. Сюда же попадают отмершие диатомеи и другие обитатели планктона. Микроскопические организмы скапливаются на дне и разлагаются здесь бактериями без доступа воздуха. Образуется темный ил с запахом сероводорода. Его называют сапропелем, или гнилым илом.
Толстые слои гнилого ила накапливались и в древних озерах Подмосковного угольного бассейна. Озера заполнялись песком и глиной, которые приносились древними реками. Временами местность понижалась, озера возникали вновь, и снова в них накапливались водоросли. Так продолжалось долгое время.
Суша и море вели борьбу друг с другом, и в результате в Подмосковном бассейне образовались пласты глины и песка, а между ними слои ила, которые изменялись все больше и больше. Ведь бактерии, живущие в нем, век за веком продолжали свою работу. И в результате сапропель превратился в сапропелевый бурый уголь.
Таким образом, донецкие каменные угли — результат превращений торфа, а сапропелевые бурые угли Подмосковья — продукт изменений гнилого ила, сапропеля.
Донецкие угли происходят от наземных растений и превратились в уголь в результате многовековой деятельности микробов.
А угли Подмосковья ведут свою родословную от микроскопических обитателей водоемов и образовались благодаря работе других микроорганизмов — бактерий.
История донецких и подмосковных углей начиналась примерно в одно и то же время. Но есть угли более древние и более молодые — торфяного и сапропелевого происхождения. История их весьма различна, как различно и качество.
Но у всех углей есть общее — все они происходят от растений и образовались в результате деятельности микроорганизмов.
Теперь представьте себе огромное озеро, где отлагаются растительные остатки, накапливается сапропель или торф. Ручьи и реки, впадающие в озеро, быстры и полноводны. Они приносят много песка и глины. Песок и глина смешиваются с растительными остатками и отлагаются в виде ила, в котором минеральных частиц уже больше, чем органических.
Но и здесь работают бактерии. Они находят и разлагают даже мельчайшие кусочки растительных тканей. Когда такой ил уплотняется и превращается в камень — глинистый сланец, — в нем остается много горючих частиц — сильно измененных остатков наземных растений или водорослей. Поэтому сланец может гореть и часто используется для получения светильного газа.
В пластах ископаемого угля и горючих сланцев, словно в подземных кладовых, хранится энергия солнца, пойманная растениями, жившими много миллионов лет назад. Когда мы добываем и сжигаем уголь или сланцы, то вновь освобождаем эту энергию, чтобы использовать ее в быту и промышленности.
Везде, где есть уголь, можно строить заводы и фабрики. Вблизи угольных залежей вырастают города с многоэтажными жилыми домами, школами, клубами. Поднимаются в небо высокие трубы заводов. К новым городам и заводам тянутся новые железные дороги.
Продукты, получаемые из каменного угля, — наследство микробов, живших в давно прошедшие времена.
Уголь дает городам свет и тепло, паровозам, станкам заводов и фабрик — силу, которая приводит их в движение. И не только силу. Ведь уголь необходим заводам не только как топливо, но и как сырье, из которого вырабатывают много ценных веществ и предметов.
Представьте себе, что вы оказались в стране, где в одно мгновение исчезли не только все запасы угля, но и все изготовленные из него продукты.
Вы увидите людей, одетых в однообразные белые или грязно-серые ткани. В многолюдной толпе уже не будет видно привычных для глаза пестрых шарфов, ярких шапочек и косынок. Все ткани неожиданно выцвели — они потеряли краски, приготовленные из угля.
Перестали стучать пишущие машинки, а самопишущие ручки оказались бесполезными — ленты машинок и чернила в ручках также стали бесцветными.
Исчезли пуговицы с костюмов и пальто. Близорукие и дальнозоркие люди потеряли оправы своих очков, сделанные из пластмассы. Автомашины потеряли пластмассовые штурвалы, распределители тока, шестерни распределения и многие другие детали, а также шины, изготовленные из искусственного каучука.
На улицах вы найдете не блестящие, как прежде, а некрасивые, облезлые автомашины — исчезли даже нитрокраски, которыми окрашиваются кузовы автомобилей.
На ваших глазах на заводах начнут остывать мартеновские печи, в которые перестал поступать обогревающий их газ, погаснут гигантские доменные печи, в которых исчез кокс. Ведь и газ и кокс тоже получаются из угля.
Невозможно перечислить все окружающие нас вещества и предметы, так или иначе связанные с углем.
Но и приведенных примеров достаточно, чтобы понять, как велико значение угля и какую большую роль играют в нашей жизни микробы. И не только те, что живут в настоящее время, но и их древние предки.
Ведь ископаемый уголь — это наследство, доставшееся нам от микробов, живших в давно прошедшие времена.
Жидкое золото
Среди голых скал и осыпей гальки свистит ветер. Из трещины в каменистой почве вырывается синеватое пламя. Оно плещется по ветру и то, пригнувшись, лижет землю, словно язык сказочного дракона, то взлетает высоко вверх.
Кто и когда зажег этот факел, неизвестно. Он горит уже сто, двести, пятьсот, а быть может, и тысячу лет.
В древности люди верили, что такие огни зажигает бог огня. «Вечные огни» считали священными, их тщательно охраняли и в местах, где они горели, строили храмы.
На Апшеронском полуострове, около Баку, и в Дагестане многие сотни лет далеко вокруг светило неугасимое пламя «священных» огней, вырывавшихся из отверстий в куполах храмов огнепоклонников.
Храм огнепоклонников-гебров в Сураханах, около Баку.
Сюда из разных стран сходились паломники. Они старались умилостивить грозного «бога огня» и, чтобы он не разрушал их жилищ, приносили ему жертвы.
Потом где-то рядом рыли колодец, и он вместо воды наполнился темной маслянистой жидкостью с резким запахом. Жидкость была необыкновенной — она хорошо загоралась и горела так, что даже целое озеро воды не могло бы ее погасить.
Это была нефть.
И вот караваны один за другим двинулись через южные русские степи в Западную Европу. На спинах верблюдов, ослов, лошадей висели большие кожаные бурдюки. В бурдюках — нефть. Она стала новым, модным лекарством. Врачи рекомендовали ее против всевозможных болезней.
Прошли десятилетия, и на дальнем Севере, у берегов реки Ухты, простой русский человек Федор Прядунов построил в 1745 году первый нефтеперегонный завод.
А еще через восемьдесят лет русские крестьяне братья Дубинины открыли способ получать из нефти осветительный керосин. Вскоре керосиновые лампы появились повсюду, быстро вытеснили чадные сальные свечи.
Это было только начало… Люди вскоре поняли, что нефть представляет собой почти неисчерпаемую копилку сокровищ.
Перегоняя нефть, то есть нагревая ее без доступа воздуха, при 300–325 градусах, из нее, кроме керосина, стали получать еще бензин и смазочные масла: лигроин, мазут и соляровое масло.
Бензин долгое время считали только обременительным отходом. Но вот появились самолеты, автомобили, тракторы. Бензин из негодного стал самым ценным, самым нужным продуктом.
Лигроин научились использовать как топливо в моторах тракторов, а соляровое масло — в моторах тяжелых грузовиков, тягачей, танков, тепловозов и теплоходов, в топках электростанций.
Из мазута стали получать машинное масло для смазки трущихся частей двигателей — автол, вазелин, парафин и другие минеральные масла, всего более восьмидесяти сортов.
Из нефти, кроме того, можно получать почти все те продукты, какие дает ископаемый уголь: краски, пластические массы и искусственное волокно, лекарства и уксусную кислоту, лаки и спирт.
Даже сажа, остающаяся после сгорания нефти, идет в дело. Она входит в состав резины. С той же сажей мы встречаемся, когда читаем газету или книгу, — на саже сделаны типографские краски.
Асфальт для тротуаров и дорог готовится из нефтяного продукта — гудрона.
Зерно и пищевые продукты на складах для предохранения от микробов окуривают газом, полученным из нефти. На болотах нефтью или мазутом уничтожают личинки комаров, разносящих болотную лихорадку — малярию.
Даже из этого краткого и неполного перечня видно, какое огромное значение имеет нефть для человека. Поэтому ее часто называют черным и жидким золотом. Чем больше запасы жидкого золота, тем богаче, тем могущественнее страна. Поэтому геологи всех стран повсюду отыскивают месторождения нефти.
Древний способ добычи нефти с помощью неглубоких колодцев уже давно забыт — теперь нефть умеют находить на большой глубине и добывают при помощи буровых скважин. Оказалось, что в недрах Земли иногда скрыты целые озера жидкого золота.
У берегов Каспийского моря, там, где в прошлом стояли храмы огнепоклонников, разведаны богатейшие бакинские нефтяные месторождения. Происхождение «вечных огней» объяснилось очень просто. Нефть содержит много газов. Они поднимаются по трещинам в горных породах и легко загораются от молнии или искры. Значит, газ, выделяющийся из недр Земли, — это одна из примет, по которой можно отыскать нефть.
Бывало и так, что нефть находили там, где никто не предполагал ее существования.
Много лет назад группа краеведов заинтересовалась народными легендами об одном из малоисследованных притоков Печоры. За недоступными порогами, в дремучей тайге, гласила легенда, скрыты несметные сокровища.
И вот краеведы обошли пороги, преграждавшие путь, сделали плот и стали спускаться на нем вниз по течению…
Погода была чудесная. В прекрасном настроении, с песнями плыли путешественники по реке, любуясь живописными берегами.
Все было спокойно. Кто-то закурил и бросил зажженную спичку в воду.
И вдруг… река загорелась! Вокруг плота бушевало пламя. Перепуганные путешественники оказались в огненном кольце. Целых восемь минут продолжался пожар, и только благодаря счастливой случайности никто не пострадал…
Когда газета с описанием этого происшествия попала в руки геологов, они обратили на него особенное внимание. Ведь гореть на воде могла только нефть. В бассейн реки Печоры отправилась поисковая партия, и вскоре там были обнаружены богатые месторождения нефти.
Был и такой случай. В одном из районов Заволжья колхозники рыли колодец. И вот на поверхность стали поднимать странную землю — чернозем не чернозем, а какую-то жирную сажу, пахнущую керосином. Это был песок, пропитанный нефтью. Он указал на одно из месторождений нефти в нефтеносном районе, который теперь называют Второе Баку.
Стало ясно, что выход на поверхность земли горючего газа, нефтяные пленки на воде и пропитанные нефтью горные породы — все это надежные признаки, по которым можно отыскивать нефть.
Но ведь так ее можно найти только случайно. А геологи хотели работать наверняка, предсказывать заранее, где и на какой глубине следует искать нефть. Для этого нужно было знать историю нефтяных месторождений, происхождение нефти.
Нефть — очень ценное ископаемое, поэтому ее исследовали химики и физики, биологи и геологи. О ней писали книги энергетики, экономисты, историки.
Но что такое нефть, каково ее происхождение, долгое время оставалось тайной.
Правда, еще в первой половине XVIII века отец русской науки Михаил Васильевич Ломоносов высказал мнение, что нефть образовалась в земных глубинах в результате разложения растительных остатков под действием подземного тепла. Но о теории Ломоносова забыли.
Утверждали, например, что нефть образуется при вулканических извержениях или что она продукт разложения каменного угля и горючих сланцев.
Многие объясняли образование нефти химическими процессами, которые происходят в расплавленных недрах Земли.
Тайну нефти удалось открыть русским и советским ученым. Они установили, что нефть, так же как ископаемый уголь, горючие сланцы и торф, образовалась из остатков растений и микроскопических животных. Только разложение этих остатков происходило в иных условиях и «работали» над этим другие микробы.
В неглубоких морских заливах — лагунах и лиманах — обитает бесчисленное множество уже известных нам планктонных организмов: инфузории, микроскопические водоросли и рачки. Они живут, размножаются, гибнут и опускаются на дно. Туда же падают остатки более крупных водорослей, моллюсков и рыб. Иногда мелкие и более крупные жители моря гибнут массами. Это происходит в местах столкновения теплых и холодных течений. В таких местах на морском дне накапливаются толстые слои органических остатков. Они смешиваются с частицами песка и известнякового ила, медленно разлагаются под действием бактерий и покрываются сверху новыми наносами. В результате также образуется гнилой ил — сапропель. Но его дальнейшая история протекает по-иному.
Ведь в болотах и озерах растительные остатки вначале разлагаются на поверхности земли или неглубоко под водой. Морской же сапропель сразу оказывается на значительной глубине и разлагается без доступа воздуха. В таких условиях живут уже другие бактерии. Они также разлагают остатки животных и растений, но происходит это очень медленно и результат получается другой.
На дне моря в пластах гнилого ила под действием бактерий образуются газ и темное маслянистое вещество, богатое углеродом. Но это еще не нефть.
Проходят века, и слои ила покрываются толстыми наносами песка, глины, известняка. Вместе с илом в недрах земли оказываются и бактерии. Они и здесь, под страшным давлением, могут жить и «работать». Из ила продолжает выделяться газ, а в толще ила накапливаются капельки нефти. Вначале эти капельки еще рассеяны по всей толще пласта.
Но постепенно под большим давлением газ и капельки нефти как бы отжимаются из пласта и перемещаются по легко проницаемым слоям песка или пористого известняка.
Нефтяные бактерии, открытые советским исследователем Т. Гинзбург-Карагичевой.
Капельки нефти «путешествуют» нередко на большие расстояния до тех пор, пока не встречают на своем пути естественное препятствие — непроницаемые слои плотной глины, каменной соли или других горных пород. В таких «тупиках» нефть накапливается иногда в значительных количествах, образуя подземные нефтяные озера или пропитывая окружающие горные породы — песок и известняк.
Сверху на нефть давят многометровые толщи горных пород. Снизу подпирает вода, которая вместе с нефтью просачивается по проницаемым пластам. Сжатая со всех сторон нефть и выделяющийся из нее газ стремятся найти выход из подземного резервуара. Достаточно самой незначительной трещины в земной коре — и газ поднимается по ней на поверхность. Вслед за газом может вырваться на поверхность и нефть. Тогда она разливается, образуя нефтяные озера, а смешиваясь с песком — месторождения природного асфальта.
Если к месту залегания нефти пробурить скважину, газы и нефть вырвутся наружу в виде мощного фонтана, который может иногда бить долгие годы.
Созданная микробами в глубоких недрах Земли нефть бьет фонтаном из пробуренной скважины.
Разгадав тайну происхождения нефти, геологи получили возможность работать наверняка. По слоям земной коры они могут прочесть геологическую историю любого района, а по строению и характеру пластов — определить, где в древние времена были заливы и лагуны мелководных морей и происходило накапливание планктона и остатков других морских обитателей.
А раз найдено место возможного рождения нефти, уже не трудно проследить ее дальнейший путь и отыскать подземные кладовые, где нефть скрывается в данное время.
Значит, нефть, как и каменный уголь, — результат многовековой деятельности микроорганизмов.
Но что стало с самими невидимками, превратившими в нефть остатки морских обитателей?
Потомки этих микробов вместе с нефтью совершили путешествие в недрах Земли и теперь продолжают жить там, где скопилась нефть.
Древние микробы питались, разлагая растительные и животные остатки. Они превращали их в газ и нефть. Современные микробы, живущие в нефтяных залежах, питаются самой нефтью.
С какой бы глубины ни забил фонтан нефти, в ней всегда можно обнаружить живых бактерий.
Питаясь нефтью, бактерии разлагают ее на газообразные вещества. В районе нефтяных месторождений постепенно накапливается все больше и больше газа.
Поэтому можно предположить, что за долгую историю Земли немало месторождений нефти было целиком съедено микробами.
Иногда геологи обнаруживают огромные запасы горючих газов, но не находят даже признаков жидкой нефти. Не есть ли и это результат многовековой работы бактерий, живших в очень древних нефтяных залежах?
Но не следует забывать и другое: где-то на дне моря и в неведомых еще нам глубинах Земли другие микробы продолжают разлагать остатки живых организмов и со временем превратят их в нефть.
Можно сказать, что древние микробы работали для настоящего, а современные работают для будущего.
Кроме того, и газ является одним из ценнейших ископаемых — самым удобным и дешевым топливом.
Для добычи природного газа достаточно пробурить скважину с поверхности земли до газоносного пласта. Тогда газ, находящийся в недрах под большим давлением, выбрасывается фонтаном на поверхность. После очистки от пыли и влаги газ можно передавать по трубам на большие расстояния.
День и ночь непрерывным бесшумным потоком течет он в крупные города и промышленные центры. А ведь газ этот также наследство микробов, как уголь и нефть.
Оглянитесь вокруг! Гудят газовые топки электростанций, вспыхивают электрические фонари на улицах и в парках. Стремительный поток блестящих автомашин несется по освещенным асфальтированным улицам города. На тротуарах и аллеях парков — толпа людей, одетых в ткани, сотканные из искусственного волокна, более прочного, чем шелк. В небе пролетают эскадрильи самолетов.
Все это — электрический свет и красивые ткани для наших одежд, топливо для автомашин и самолетов, асфальт — получаем мы из продуктов переработки нефти.
Подумайте над происхождением всех этих вещей, и вы еще лучше поймете, какое огромное значение имеет для нас работа невидимок, накапливающих в подземных кладовых бесценные сокровища.