Полезные ископаемые с участием живых организмов

4.6.3. Роль живого в формировании планеты

Рассмотрев этапы естественного зарождения и развития жизни на «железной» планете Земля и отмечая организующую и направляющую роль среды ДУХ, следует остановиться на роли живых организмов в формировании планеты. В книге «Экзамен на Homo sapiens» [63] показано, что именно живые организмы, благодаря жизненной силе и способности к расширенному воспроизводству, в тысячи раз ускорили миграцию атомов, сформировали кислородосодержащую атмосферу, взаимодействие которой с железом, кремнием и другими атомами формировало геологические структуры верхней коры Земли. Поэтому все окисленные породы Земли мы должны считать продуктом биосферы планеты, результат работы живых организмов. Как писал В.И. Вернадский: «Химическое состояние наружной коры нашей планеты, биосферы, всецело определяется живыми организмами. Несомненно, что энергия, придающая биосфере ее обычный облик, имеет космическое происхождение. Она исходит из Солнца в форме лучистой энергии. Но именно живые организмы, совокупность жизни, превращают эту космическую лучистую энергию в земную, химическую и создают бесконечное разнообразие нашего мира. Это живые организмы, которые своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом, своей смертью и своим размножением, постоянным использованием своего вещества, а, главное, длящейся сотни миллионов лет, непрерывной сменой поколений, своим рождением и размножением порождают одно из грандиознейших планетных явлений, не существующих нигде, кроме биосферы» [17].

Действительно, практически вся кора Земли сформировалась в результате деятельности живых организмов. Вернадский писал: «Жизнь захватывает значительную часть атомов, составляющих материю земной поверхности. Под её влиянием эти атомы находятся в непрерывном, интенсивном движении. Из них всё время создаются миллионы разнообразнейших соединений. И этот процесс длится без перерыва десятки миллионов лет, от древнейших археозойских эр до нашего времени, в основных чертах оставаясь неизменным.

На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом…» [17]

Пытаясь развеять с позиций макроэкологии заблуждения современных наук, остановимся на анализе теорий о формировании залежей «полезных» ископаемых в результате только геологической деятельности неживой природы. Проблема минеральных ресурсов особенно остро встала в конце ХХ века, когда вполне ощутимым стало их исчерпание. Геологическая наука весь век занималась поиском полезных ископаемых, и, обнаруживая всё новые месторождения, успокаивала человечество, что, если «копнуть глубже и дальше», то откроются неиссякаемые кладовые. Разработано множество теорий образования полезных ископаемых в теле планеты, но до сих пор происходят споры органического или минерального происхождения нефть и уголь. Предположения, что запасы на планете нефти, газа и угля могут пополняться и в настоящее время — это убаюкивающие сказки «учёных» — служителей олигархов, выкачивающих из недр Земли за год столько органического вещества, сколько его формировалось за тысячелетия. Человечество должно готовиться к жизни без углеводородного топлива уже через 20 — 40 лет.

«Все ресурсы на планете конечны»,- закон макроэкологии, повторяющий закон сохранения энергии. Это относится не только к органическим остаткам былых эпох: углю, нефти и газу. Первопричина концентрирования отдельных элементов, которую выделял В.И. Вернадский,- это концентрационная функция живых организмов. Накопленные за десятки миллионов лет останки определённых живых организмов превратились в органические отложения. Физические процессы подвижек, выветривания, выщелачивания пород нельзя сравнивать по мощности с целенаправленной, длящейся миллиарды лет деятельностью живых организмов. На планете происходит непрерывный биогеохимический цикл — круговорот элементов из неорганических соединений через растительные и животные организмы по цепочке: продуценты — консументы — редуценты вновь в исходное минеральное состояние.

Вернадский писал, что жизнь на Земле вспыхнула практически мгновенно. Древнейшие безъядерные живые организмы — прокариоты, способные быстро делиться и адаптироваться к изменениям в окружающей среде, в геологически небольшой срок «захватили» всю планету. Примерно через полмиллиарда лет после сформирования планеты на её поверхности существовала развитая биосфера как целостная система. Земля со своими геологическими оболочками формировалась как единый организм.

Живые организмы многократно ускорили процессы миграции атомов. Способность к быстрому размножению организмов — величайший шаг в эволюционном развитии материального мира. «Растекание размножением в биосфере зелёного живого вещества является одним из характернейших и важнейших проявлений механизма земной коры» [17]. Ускорение процесса эволюции на планете обеспечивалось кислородной атмосферой, созданной живыми организмами и их деятельностью по изменению неорганической косной материи, которая под действием ферментов быстрее вступает в химические реакции. Скорость производства биомассы организмами, по оценкам Вернадского, огромна. Например, зелёная диамитовая водоросль, питающимся разлагающимися органическими веществами морской грязи, способна производить 3,0·1023 кг/год биомассы.

Многократно происходившие перемещения суши и моря вызывали смещения на поверхности планеты биохимически активных областей,- плёнок жизни, и во всё новых расщелинах накапливались отложения биомассы. В.И. Вернадский сформулировал принципы, постулирующие приоритет биогенеза перед геогенезом [17].

• Ø «Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению».
• Ø «Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с окружающей космической средой».
• Ø «Доля биологического компонента в круговороте веществ эволюционно возрастает по сравнению геохимическим».
• Ø «Миграция химических элементов в биосфере осуществляется при непосредственном участии живого вещества или в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом».

 Зарождение жизни на планете и формирование биосферы происходило во взаимосвязи с развитием геосферы. Живые организмы ускоряли развитие геосферы, формировали горные массивы и залежи полезных ископаемых. Ж.Б. Ламарк (1802 г.) и В.И. Вернадский утверждали: «Живое вещество являлось создателем главных горных пород нашей планеты» и «Гранитная оболочка Земли есть область былых биосфер» [17].

В.И. Вернадский особо выделял роль грязевых скоплений в океанских впадинах. «Помимо кальция, эти области скопления жизни аналогичным образом влияют на историю других распространённых в земной коре элементов, несомненно: кремния, алюминия, железа, марганца, магния, фосфора. …Несомненно, наши знания о химической работе живого вещества этой плёнки всё ещё не полны. Ясно, что её роль значительна в истории магния, в истории бария и, должно быть, других химических элементов, как, например, ванадия, стронция и урана» [Вер]. Далее он отмечал «…значение грязевых отложений, богатых остатками организмов, в истории серы, железа, марганца, свинца, серебра, никеля, ванадия, по-видимому, кобальта, может быть других, более редких металлов».

К названным двум десяткам элементов, образование месторождений которых должно быть обусловлено живыми организмами, следует добавить элементы с подобными химическими свойствами, а из общесистемных законов макроэкологии следует, что образование руд, обогащённых отдельными элементами и их группами, является результатом биосферного развития. «Из предыдущего ясно, что всё живое представляет неразрывное целое, закономерно связанное не только между собой, но и с окружающей средой биосферы. Эта биосфера в основных чертах представляла один и тот же химический аппарат» [17].

Геохимические принципы В.И. Вернадского и законы экологии позволяют сделать вывод об определяющей роли биогенеза в первичном формировании месторождений всех минеральных полезных ископаемых.

Современные теории рудообразования рассматривают магматическую, гидротермальную, экзогенную и другие модели. Представляется, что глубинные флюидные потоки, переносящие рудные металлы, берут начало на границе жидкого ядра и нижней мантии, а формирование месторождений обусловлено особыми условиями магматической дифференциации, при которых последовательная ликвация позволяет получить рудные расплавы разных типов. Можно было бы согласиться с подобной теорией образования залежей железо-никелевых руд, но их распространение на все «полезные ископаемые» совершенно не оправдано. Эти модели основаны на механистических представлениях движения магматических потоков, подвижек пластов коры, переносе элементов в результате воздушной или водной эрозии и накопления в физико-химических процессах. Например, известные модели формирования месторождений урана предполагают: обогащение ураном и торием остаточных магматических расплавов [65, Л.П. Рихванов, с. 498], флюидно-эксплозивный механизм [65, В.С. Зайцев, с .202], тектоно-магматическую активацию, вынос урана из гранитоидного субстрата, его перенос водными потоками и осаждение в сероцветах, богатых углистой органикой [65, А.М. Афанасьев и др., с. 63], разгрузку мощных импульсов тангенциального сжатия [65, В.М. Давиденко, с.184], понижение метаморфизма осадочных толщ и возрастание в них доли миграционно-способных и сорбционных форм [65, А.Д. Ножкин, с. 444], генезис уран-битумных месторождений в результате конденсации в зонах глубинных разломов литосферы мантийного углеводородно-неорганического флюида [65, В.С. Зубков и др., с. 205] и т.п.

В геологических теориях рудообразования не учитывается роль биогенеза. Можно согласиться, что многие породы формировались из расплавов, рассолов, при росте кристаллов, выветривании и вымывании элементов, других физико-химических процессах, но следует обязательно учитывать первоначальную роль биогенеза. Этот факт необходимо учитывать при поиске любых «полезных ископаемых». Например, геологические исследования подтверждают взаимосвязь богатых ураном рудообразований с наличием органических компонент в виде сланцев, распылённого растительного детрита, пропластков бурого угля, углефицированной органики. «Главными эпохами привноса радиоактивных элементов являются позднеархейская (2,8 млрд. лет) и раннепротерозойская (1,9 млрд. лет), связанные с формированием натрий-калиевых и существенно калиевых гранитоидов и кислых вулканитов» [65, А.Д. Ножкин, с. 444]. Эти процессы во времени совпадают с мощным развитием жизни и ростом концентрации кислорода в атмосфере.

Важное доказательство роли биогенеза — появление примерно 2 млрд. лет назад 15 естественных атомных реакторов в Габоне, где локализовались богатые руды с содержанием урана до 20-60 % и высоким содержанием графитизированного углеродистого материала. Полные аналоги активных зон современных уран-графитовых реакторов образовались в пропитанных водой породах из слоёв 5 — 20 см толщиной; мощность зон составляла 0,6 — 1 м, а протяжённость 5 — 20 м [65, Л.П. Рихванов, F. Gauthier-Lafaye, с. 737 и 506]. Важно, что в предшествующий период раннего протерозоя произошло резкое возрастание от 1 до 15 % концентрации кислорода в атмосфере. Это свидетельство огромной активности микроорганизмов, размножения, жизни и отмирания эукариотов. Функция живых организмов накапливать определённые элементы, в рассматриваемом случае — урана, привела к формированию из сконцентрированных за миллионы лет графито-урановых отложений — аналогов ядерных реакторов с водяным замедлителем.

Доказательствами первичности биогенеза в рудообразовании урана можно считать его распределение тонкими слоями и длинными «языками», что характерно для осадков и донных отложений в расщелинах и вдоль русла потока, распределение в срезах угля в виде микрочастиц [65, А.В. Волостнов, с. 119]. Свидетельством непосредственной связи урана с останками микроорганизмов служит возрастание концентрации урана с возрастом планеты и развитием жизни в Курско-Воронежском массиве. От раннеархейского периода к позднеархейскому и раннепротерозойскому в интервале 3,2 — 2,7 -1,8 млрд. лет назад оно возрастало, соответственно, (1,1; 1,9; 2,5)· 10-4 % [65, А.Д. Ножкин, с. 444].

Формирование месторождений урана в результате метаболизма живых организмов — не исключение, а общее правило. Месторождения железа в верхней части земной коры тоже должны рассматриваться как результат его усвоения организмами, накопления и возвращения в природную среду в более сконцентрированном виде. Представленные выше аргументы о роли биогенеза требуют отказа от современных теорий и моделей процессов рудообразования, которые позволяют предполагать неисчерпаемость ресурсов «полезных ископаемых», возобновляемых «флюидными магматическими потоками» и геологическими подвижками коры. Учёт роли биогенеза в созидании месторождений позволит скорректировать научную базу их поиска и требует бережного отношения к ограниченным, не возобновляемым ресурсам — жизненно важным органам планеты. Миллионы видов живого оставляли свои геологические следы на планете. Процесс накопления биологически переработанных неорганических соединений есть закономерный процесс развития планеты, направленный на ускорение эволюции элементов. Размножение и расселение живых организмов вызывает в биосфере биогенную миграцию атомов, которая сопровождается выделением свободной энергии и снижением энтропии, построением упорядоченных структур из хаотически распределённых элементов.