Земля и жизнь

Изучая деятельность морских денитрифицирующих бактерий в Атлантическом океане, Г. Дрю открыл формы, осаждающие из морской воды карбонат кальция. Эти бактерии оказались денитрифицирующими и декальцинирующими. Они как бы снижают содержание нитратов в морской среде, ограничивая тем самым масштаб жизнедеятельности фитопланктона. Бактерии проявляют свою "деятельность" в районах тропических и субтропических морей и океанов. Оптимальная температура для них - около 29,5° С. Рост их отмечается при температуре выше 10°, при 33°С он начинает замедляться. Образуемый ими карбонатный осадок в виде белого облака - мути - медленно оседает (в лабораторных условиях) или остается в течение длительного времени во взвешенном состоянии. Такое явление можно наблюдать и в СССР на оз. Балхаш. Осадок получается или иловидный, или в виде мелких шариков типа оолитов, если в воду добавлять мелко раздробленный гипс. Шарики эти, в частности, со дна Большого Соленого озера в Северной Америке, состоят из арагонита с постепенными переходами в кальцит. Кальцит иногда образовывался непосредственно из известковой мути при отстаивании пробы морской воды, причем отмечалось выделение сероводорода, которое происходило при участии бактерий.

Советские микробиологи полагают, что выделение карбоната кальция бактериями из морской воды и других минерализованных сред происходит за счет сульфата кальция (гипса) в процессе его разрушения, иногда с получением конечного продукта в виде серы. Ход реакций представляется таким:

CaSО4 → CaS CaS + СО2 → СаСО3 + S

Таким образом, выпадение карбоната кальция, а иногда и магния из природных водных сред приходится считать связанным в той или иной степени с жизнедеятельностью бактерий. Процесс этот в морях геологического прошлого некоторые литологи и геологи иногда недооценивают, иногда совсем не принимают во внимание как массовое явление.

Как известно, карбонатные породы начали входить в состав осадочных отложений непосредственно с архейского времени, с момента начала формирования древнейших нормальноосадочных пород. Если биогенное происхождение многих известных слоев и горизонтов известняков, например: рифовых, археоциатовых, коралловых, брахиоподовых, фораминиферовых и прочих, не вызывало никаких сомнений, то в отношении многих толщ и свит таких "плотных" пород вопрос о генезисе не всегда был ясен. Чем древнее карбонатные породы, тем чаще мы встречаем так называемые "немые" слои и толщи, лишенные видимых остатков ископаемых организмов. Подобные породы мы находим, в сущности, во всех геологических системах. Слои с органическими остатками в природе все же редкость, но там, где они имеются, мы уделяем им преимущественное внимание, в результате чего наши коллекции относительно богаче остатками ископаемых макроорганизмов, чем отображаемые ими естественные разрезы соответствующих геологических свит и серий.

Между тем тщательные поиски органических остатков часто позволяют охарактеризовать палеонтологически многие толщи древних морских отложений, в которых обнаруживаются остатки породообразующих синезеленых водорослей в виде строматолитов, онколитов и даже иногда плотных внешне пород. Тем не менее еще бытует мнение о распространенности "немых толщ" и вследствие этого часто некоторые морские осадки признаются имеющими химическое происхождение, что не всегда правильно.

Известно, что пересыщенный раствор карбоната кальция в морской воде мог бы получаться лишь при выпаривании последней на 75%, что и осуществляется в природе, но не в нормально морских, а в лагунных условиях. Выпадение карбоната кальция при этом может сопровождаться осаждением сернокислого кальция в виде гипса. Некоторые исследователи, подсчитывая растворимость карбоната кальция в морских водах, полагают, что и там могут возникать обстановки насыщения среды этой солью, т. е. условия для ее химического выпадения. Но нужно учитывать запасы в морских водах свободной углекислоты, способной растворять твердый карбонат кальция. Таким образом, от идеи массового химического осаждения морских известняковых осадков приходится решительно отказаться. Главную массу их приходится определенно считать микробиогенной. Следовательно, мы должны поддерживать ранее высказанные взгляды Мэррея, В. И. Вернадского, Б. Л. Исаченко, А. П. Виноградова и других.

Изготовляя тончайшие прозрачные шлифы из различных известняков древнейших толщ, мы смогли в ряде случаев, окрашивая препараты, различать палочковидные, кокко-бацилловидные тельца, в которых нельзя не узнавать фоссилизированных, пропитанных карбонатом кальция клеток каких-то породообразующих бактерий. Открытые нами палочковые бактерии в кембрийском известняке имеют толщину около 1 pH при длине в 2,0-2,5 μ.