Книга: Следопыты в стране анималькулей

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.

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.