Этна и вулканологи

Вулканизм можно рассматривать как механизм дегазации нашей планеты. И если раскаленные силикатные продукты, извергавшиеся вулканами из глубинных недр Земли, в течение геологической истории послужили тем исходным материалом, из которого была образована литосфера – внешняя каменная оболочка планеты, то высвобождавшиеся из магмы при извержениях газы дали начало образованию ее водной и воздушной оболочек. Более того, они были исходными продуктами для возникновения жизни. В последние годы советскими вулканологами было сделано обоснованное предположение, что именно сам процесс вулканических извержений, изучению которых посвятил жизнь Гарун Тазиев, есть первый шаг от неживого к живому, есть первое звено в цепи событий, приведших к возникновению жизни.

В составе вулканических газов обычно определяются наряду с другими компонентами водород, азот, аммиак, метан, окись углерода, углекислый газ, водяной пар. Эти соединения, как показали эксперименты, являются исходными для образования предбиологических соединений, или, как еще иногда говорят, преджизни.

В 1953 году американский биохимик Миллер произвел такой опыт. Он пропускал электрические разряды через смесь газов – водород, аммиак, метан и водяной пар, – заключенную в стеклянном приборе. В результате он получил ряд аминокислот – предбиологических соединений, составных частей белка. Позднее американскими биохимиками Харадой и Фоксом та же смесь газов была пропущена через нагретый до 900 – 1000 °C песок. В результате эксперимента они также получили несколько аминокислот.

Разными исследователями было проведено много модификаций упомянутых опытов. Так, брались различные смеси простых реагентов в экспериментах с электрическими разрядами. Во всех случаях результаты были положительными.

Если мы сопоставим данные о составе вулканических газов, о процессах, происходящих в пеплово-газовых тучах, с одной стороны, и данные экспериментов Миллера, Харады и Фокса – с другой, то увидим, что условия проведенных этими биохимиками экспериментов, если их суммировать, в общих чертах напоминают условия, существующие в пеплово-газовых вулканических тучах. Для обоих случаев характерны: одни и те же газовые компоненты (только смеси вулканических газов более сложные); электрические разряды (только в вулканических тучах более мощные); начальные температуры, равные 900 – 1000 °C; минеральные катализаторы (только в пепловой туче более разнообразные).

У советских вулканологов были, следовательно, достаточные основания предполагать, что в пеплово-газовых вулканических тучах во время извержения могут образовываться аминокислоты и (так же как и в упомянутых выше опытах) многие другие органические соединения.

Извержение вулкана Тятя (Курильские острова, 1973 год) дало возможность проверить это предположение. Извержение продолжалось с 14 по 28 июля почти с равномерной интенсивностью. При этом было извергнуто около 2*10⁸м3 пепла. Высота пеплово-газовой тучи достигала 8 километров. Чрезвычайно характерным явлением были почти беспрерывные молнии, прорезавшие тучу. Представлялось несомненным, что высокие температуры и температурные градиенты, наэлектризованность тучи и почти беспрерывные мощные электрические разряды, воздействовавшие на смесь газов и пепла, должны были вызвать многочисленные специфические реакции, в том числе и такие, которые могли привести к образованию аминокислот. Силикатные частички, состоявшие в основном из кремнезема и глинозема, могли играть при этом роль носителей тепла и катализаторов, как в опытах Харады и Фокса.

Отобрать пробы непосредственно из пеплово-газовой тучи – задача весьма сложная, и для проверки сделанного предположения были использованы многочисленные пробы вулканического пепла, сорбирующего газ и жидкость на поверхности силикатных частичек.

Проведенные анализы показали наличие в пеплах ряда органических соединений, в том числе углеводородов альдегидов и аминокислот.

Удалось выделить азотистые основания. Получены положительные реакции на первичные и вторичные нитро– и аминосоединения как с алифатической, так и ароматической структурой. Выделены, например, соединения с запахом миндаля, вероятно кислородные производные бензола, и ароматический альдегид с запахом ванили – ванилин. Среди аминокислот, в частности, идентифицированы: аспарагиновая кислота, глютаминовая кислота, треонин, аланин.

Все это говорит в пользу сделанного предположения: вулканические извержения есть связующее звено между неживой и живой природой.

В решении проблемы вулканических газов вулканологам мира необходимо объединить усилия. Решение ее даст науке ключи к познанию конкретных путей образования океана, воздуха и жизни.

Тазиев – интернационалист и в науке стремится к объединению усилий ученых разных национальностей.

Долгое время он работал на вулканах только с небольшим числом помощников. В последние годы, однако, Тазиев организует комплексные международные экспедиции на наиболее интересные и активные вулканы нашей планеты. Такие экспедиции работали на вулканах Этна, Стромболи, Ньирагонго.