Как возник углерод

Как возник углерод, содержащийся в породах земной коры? Он возник из органического вещества – почти столетие эта гипотеза преобладала в геологической науке. Она утверждала, что только в осадочных породах можно найти углерод, в других его нет.

Как возник углерод, содержащийся в породах земной коры?

Но постепенно накапливалось все больше фактов о том, что углерод есть и не в осадочных отложениях. Так, например, было замечено, что месторождения нефти и газа приурочены к разломам земной коры. Не поднялся ли по ним углерод из недр земли? Появилась новая точка зрения – о неорганическом происхождении углерода, а значит, нефти и природного газа. Кстати, этой гипотезы придерживался еще Менделеев. Ее сторонники считают, что углерод проник в верхнюю оболочку планеты из мантии.

И вот совсем недавно появилось новое свидетельство в пользу неорганического происхождения углерода. Еще в 20-ом столетии профессор В. Флоровская рассказывала о том, что "элемент жизни" встречен в минералах, рудах и породах, имеющих магматическое происхождение. Исследования проводились на Кольском полуострове, Урале, в Армении и Забайкалье.

Образцы пород, взятые из горных выработок, добытые из скважин, облучали ультрафиолетовыми лучами. Предварительно их смачивали в органических растворителях, например в хлороформе. Попав на кусочки горной породы, он растворяет углеродистые соединения, которые заполняли трещины и поры. Если образцы под действием ультрафиолетовых лучей начинали светиться – люминесцировать, то, значит, в них есть углерод. И такие образцы были найдены. Ученые также определили, какие углеродистые вещества есть в образце и сколько их.

Как же попал углерод в руды и горные породы, которые образовались из магмы?

В условиях магматического процесса, протекающего при температуре в тысячу градусов, могут возникать, жить и взаимодействовать только радикалы углерода – его простейшие соединения с водородом и кислородом. Графит и алмаз, возможно, являются продуктами полимеризации радикалов углерода.

Когда температура падает, ход событий становится, по-видимому, другим. При 600–4000 возникают сложные соединения углерода – например, красители, которые находятся в связанном состоянии с вмещающими их минералами. В их состав также входят сера, азот и кислород. В этом и состоит секрет окраски удивительного минерала гакманита – в шахте он окрашен в малиновый цвет, а на свету эта окраска теряется. И снова возникает под короткими ультрафиолетовыми лучами! Все дело в органическом красителе: он восстанавливается при поглощении лучистой энергии! В связи с этим В. Флоровская высказала предположение, что подобные красители могли осуществлять фотосинтез. На ранних этапах эволюции они усваивали и использовали лучистую энергию, могли быть первыми фотосинтезирующими соединениями.

Но продолжим путешествие вслед за углеродом. Следующий температурный интервал – 1000С – связан с возникновением наиболее разнообразных и сложных соединений углерода. Это последняя стадия эволюции магмы, когда возникают рудообразующие растворы, асфальты, порфирины, аминокислоты и другие сложные соединения углерода. Их химическому объединению способствуют находящиеся в горячем водном растворе хлор, йод, бром, бор, влияющие на ход реакций. Благоприятствует еще и то, что этот процесс проходит в горных породах, представляющих собой отличные катализаторы: в алюмосиликатах или карбонатах.

Особые условия для дальнейшего развития углеродистых соединений создаются при выходе горячих вод на поверхность земли. В них много углекислоты и минеральных веществ. Благодаря резкому понижению температуры и давления возникают условия, способствующие сближению молекул аминокислот и порфиринов. Аминокислоты, как мы знаем, составляют сущность всего живого, а порфирины – это вещества, способные к фотосинтезу. К ним относится, например, хлорофилл. Соединяясь друг с другом, они образуют эмбрино – так назвала В. Флоровская вещество, которое способно обеспечивать себя энергией из внешней среды. С его появлением, считает она, кончается геохимический цикл, начинается биохимическая эволюция.

Высокомолекулярные соединения и другие органические вещества, попадая по глубинным разломам в древние водоемы, могли образовать тот самый "первичный бульон", в котором возникли живые системы.

Инструменты