"Природа", №01-03, 1921 год, стр. 25-44

Биолиты, как орудие постижения жизни прежних геологических эпох.

проф. Я. В. Самойлов.

В стремлении разгадать былую, ушедшую уже жизнь прошлых геологических эпох загадку, наше внимание прежде всего направляется на остатки скелетных частей организмов, сохранившихся в недрах земли. Упорная работа поколений исследователей над этим драгоценным для нас, сбереженным природою, материалом открывает широкую и увлекательную картину, полную глубокого содержания.

Пред нами воскресает давно угасшая жизнь с ее странными, далекими для нас, неожиданными формами. Беспрерывно протекает смена одних форм другими. Остатки организмов исподволь делаются для нас менее чуждыми. В них все больше проскальзывают черты знакомой нам флоры и фауны, пока все это, наконец, вливается в окружающий нас мир растений и животных. И тогда, естественно, другими глазами мы смотрим на весь современный нам живой мир, приуроченный к данному, текущему, преходящему геологическому моменту.

Но пытливость человека не удовлетворяется и не должна удовлетворяться достигнутым. Отчетливо мы сознаем, как много тайн прошлого земля еще ревниво хранит в своих недрах. И когда мы пытаемся на основании имеющегося палеонтологического материала воссоздать полную картину жизни какого-либо определенного бассейна, мы видим, как отрывочны наши сведения; мы убеждаемся, как много факторов вплетаются в дело сохранения для нас остатков прежней жизни, как сильно эти факторы могут извратить перспективу былой истинной жизни рассматриваемого бассейна. И следовательно, для исправления перспективы ми должны, распознавши эти факторы, уметь в каждом отдельном случае приложить их и учесть их последствия.

Это те факторы, которые превращают морфологически явственные остатки организмов в минеральные тела — биолиты. Здесь необходима совместная работа палеонтолога и минералога. Совершенно очевидно, что предстоящая пред нами задача чрезвычайно трудна. Разгадать те скелетные формы, какие стерты и уничтожены в период образования биолита, часто дело исключительной трудности, и несомненно, многое уничтожено для нас навсегда и безвозвратно. В ряде случаев, даже в наиболее благоприятных условиях, придется довольствоваться ответом на поставленный вопрос в самой общей и несовершенной форме.

Таково положение дела изучения остатков скелетных частей организмов. Но как все это еще далеко от постижения жизни прежних геологических эпох во всей ее полноте! Как убога и тускла была бы картина окружающей нас жизни, если бы наши сведения о ней ограничивались только знанием скелетных частей. Задумываясь тогда над природой каждого организма, мы оперировали бы, позволительно сказать, только с каркасом или футляром живого дела, а не с ним самим. Конечно, под резцом палеонтолога, путем соответственных и правильных сопоставлений, эти каркасы оформливаются и оживают, а футляры заполняются телесным содержанием.

Однако, представляется в высокой степени привлекательным уловить какие-либо материальные остатки всей этой массы ранее существовавших живых тел. В ряде случаев нужно еще именно уловление биолитов, обязанных своим происхождением не скелетным частям, а самым телам организмов, и тогда только можно будет приступить к попытке разгадать характер прежней жизни, прежних жизненных процессов (палеофизиология).

И в этой еще более трудной области, пребывающей пока еще в самых туманных образах, нуждающейся в выработке даже самых методологических приемов, также необходима согласованная работа различных специалистов.

В настоящий момент я имел в виду остановиться с указанной точки зрения на минералогии известняков. Сейчас ведется обширная работа по сводке и изучению выходов известняков (доломитов, мергелей) Европейской России для сельскохозяйственных нужд. Важность, какую представляет для русского земледелия известкование почвы в связи с внесением удобрений, подробно изложена и освещена с самых различных точек зрения в только что изданном Сборнике ¹).

В связи с ведущимися работами, со сбором соответственного материала, своевременно поставить более общие вопросы, к разрешению которых можно пытаться подойти путем освещения определенных минералогических особенностей известняков.

1. Морские известняки-биолиты. Основным исходным материалом известняков являются твердые скелетные части морских организмов. И естественно, прежде всего необходимо возможно полное и углубленное знание химического состава скелетных частей организмов. Когда представление о составе таковых ограничивалось в существенном делением на организмы со скелетами, сложенными из карбоната кальция и кремнезема, задача представлялась довольно простой, но в соответствии с этим суживался и минералогический интерес к поставленной проблеме.

Теперь химический состав скелетов организмов представляется в другом виде. Сопоставляя результаты химических работ в этой области ²), можно сказать, что скелеты различных организмов (некремневых) представляют соли не только угольной кислоты, но также серной, фосфорной и галоидной (фтористой). Катионом является не только кальций, но также Mg, Sr, Ва. С химико-минералогической точки зрения мне представляется весьма важным продолжить эту работу и дать исчерпывающую детальную химическую характеристику скелетов всех современных групп животных, а равно по возможности осветить и количественные соотношения между группами животных со скелетами различного химического состава, разгадать те закономерности, какими определяется избрание того или другого вещества для построения скелета различными группами животных. В некоторых случаях в пределах одного и того же семейства и даже рода отдельные виды животных имеют раковины совершенно различного состава. Существенной биологической задачей является выяснение соотношения между морфологическим характером, морфологической связью, с одной стороны, и химическим составом скелетных частей, с другой стороны; возможны ли и до какой степени идут изменения в химическом составе скелетных частей в зависимости от физико-географических условий среды, в которой обитает животное ³).

Ранее, чем этот скелетный материал отложится на дне морском, он может испытать изменения уже во время самого процесса опускания на дно. Как известно, в зависимости от а) физического (размер раковины, ее толщина, пористость, модификация, из какой она сложена, напр., карбонат кальция в виде кальцита или арагонита) и химического характера скелетных частей и б) от глубины дна морского данного пункта происходит частичное или даже полное растворение их ⁴).

Я не останавливаюсь сейчас на организмах с кремневым скелетом (опаловое тело), находящихся в различном количестве на ряду с другими организмами; этому вопросу посвящена другая моя статья ⁵). Равно как не касаюсь пока илистого материала, отлагающегося вместе с скелетными частями.

2. Отложившийся на дне морском скелетный материал подвергается действию диагенетических процессов. Происходит превращение ила морского в горную породу, в данном случае — в известняк. Процесс диагенезиса представляет еще много невыясненного и неизученного. По поводу этого процесса я позволю себе повторить замечание, высказанное мною в другом месте ⁶). Знакомый нам материал, складывающий дно морское, уходит из поля нашего наблюдения и изучения, чтобы потом предстать пред нами в виде готовой, законченной породы, а целая полоса в биографии этой породы и как раз полоса наиболее деятельных и энергичных химико-минералогических и биологических процессов, составляющих сущность диагенетических превращений, остается для нас пока покрытой тайной.

3. Образовавшийся в результате известняк, как часть твердой земной коры, может подвергаться вторичным, последующим изменениям. Циркулирующие в известняках воды, неодинаковые по своему составу в различных участках земной коры, способны вызывать сложные изменения в известняках, перемещая легче растворимые части, совершенно унося их или откладывая в других участках, концентрируя в отдельных пунктах тонко рассеянный по всей массе известняка материал, вызывая перекристаллизацию известняка.

Таков ход образования и изменений известняка. С подобной, сложной биографией известняк выступает пред нами, как объект изучения.

При изучении залежей известняков мы стараемся разобраться, испытала ли данная залежь вторичные изменения, в каких размерах и в каком направлении; выясняем самым детальным образом парагенезис залежи, чтобы составить себе наиболее ясную и отчетливую картину первоначального химического состава известняка. Несомненно, это — вопрос очень тонкий и часто весьма трудный, но разрешение его имеет исключительную важность.

Восстановивши первоначальный химический состав известняка, мы можем поставить на очередь некоторые палеофизиологические вопросы. Разъяснение вводимого мною термина "палеофизиология" и истолкование некоторых минералогических процессов с этой точки зрения представлено мною в специальной статье ⁷).

Если бы качественно химический состав скелетов организмов был бы во все геологические времена одинаков, то и первоначальный химический состав осадочных пород — биолитов, откладывавшихся при одинаковых физико-географических условиях в течение всей истории земли, был бы тоже одинаков.

Как и в других аналогичных областях, постановка вопроса с палеофизиологической точки зрения — такова. Скелет организмов выполняет свою определенную биологическую функцию, но осуществление этого задания может производиться при помощи различного химического материала.

1. Были ли в прежние геологические эпохи организмы, которые для построения своего скелета применяли материал, каковым ни один из ныне живущих организмов не пользуется? Мы не располагаем для ответа на этот вопрос фактическими данными, но постановка такого вопроса представляется нам допустимой.

2. В пределах фактически известных нам материалов, служащих для построения твердых скелетных частей у ныне живущих организмов, всегда ли были такие количественные соотношения между организмами со скелетами различного химического состава, как в настоящее время? Не имели-ли место такие случаи, когда организмы с определенным химическим составом скелета, играющие в настоящий момент совершенно незначительную и подчиненную роль, имели в какую-либо из прежних геологических эпох большее значение, были очень распространены? Естественно, что в соответствии с этим первоначальный химический состав определенных аналогичных осадочных пород — биолитов, откладывавшихся в различные геологические эпохи, окажется неодинаковым; в нем будут запечатлеваться количественные соотношения организмов со скелетами различного химического состава.

Первоначальный химический состав пород, объединяемых под названием известняков, определяется главнейше скоплением скелетных частрй из карбоната кальция, но на ряду с этим основным и доминирующим материалом в известняках определенных геологических горизонтов имеется в различном количестве еще добавочный материал биохимического происхождения.

Разобраться в этом материале и разгадать его происхождение и значение составляет нашу дальнейшую задачу.

1. Больше столетия тому назад в Верейском уезде Московской губернии Фишером-фон-Вальдгеймом ⁸) был открыт СаF₂ — плавиковый шпат — ратовкит среди известняков московского яруса каменоугольной системы. Позднее, ратовкит был встречен в других местностях, причем всюду он приурочен к этому же геологическому горизонту — московскому ярусу. Недавно появилась статья А. С. Сергеева ⁹), который обстоятельно описывает залегание ратовкита в первоначальном пункте нахождения последнего — в Ратовском овраге близ г. Вереи. К самому последнему времени относятся статьи А. Е. Ферсмана ¹⁰), описывающего некоторые месторождения ратовкита, А. С. Антропова и Э. А. Акермана ¹¹), исследовавших ратовкит с химической и химико-технической точки зрения, и Е. В. Ереминой ¹²) и С. А. Докторовича-Гребницкого ¹³), представивших сводки месторождений плавикового шпата России.

Совершенно исключительное значение имеет статья акад. А. П. Карпинского ¹⁴), который весьма широко ставит вопрос о генезисе плавикового шпата Европейской России. Путем сопоставления ряда геологических фактов А. П. Карпинский проходит к гипотезе, что отложения плавикового шпата обязаны возникновению источников или струи, выносящих фтор по дислокационным трещинам из тех глубин, где, быть может, они являлись дериватами глубинных интрузий массивных пород.

Я решаюсь высказать другое предположение: о биохимическом происхождении плавикового шпата в известняках московского яруса.

Мне приходилось уже останавливаться ¹⁵) на вопросе о том, какие огромные количества фтора скоплены в осадочных породах в связи с фосфоритовыми месторождениями, и на некоторых литературных справках о нахождении фтора в скелетных частях организмов.

Первое указание, относящееся еще к 1846 году, на содержание фтора в скелетных частях, имеется еще у Silliman’а. ¹⁶) Купффер ¹⁷) обнаружил нахождение фтора в ископаемых раковинах Obolus. Но, конечно, поучительнее состав современных организмов, хотя нахождение фтора и в ископаемых раковинах не может быть оставлено без внимания. В работе Chatin и Müntz ¹⁸) приводится содержание фтора в сухом веществе устриц в размере 0,02%. Согласно исследованию Andеrssоn и Sahlbоm ¹⁹), в современных раковинах плеченогого Singula заключено 1,52% фтора. У Carles ²⁰) имеются указания на нахождение фтора в раковинах не морских моллюсок — прудовика, улитки, но количество его значительно меньше. Сводку данных о нахождении фтора в костях и тканях различных организмов приводит Quinton ²¹).

Ряд литературных указаний по этому вопросу представлен в работе Andrée ²²). Из исследований последнего времени, освещающих содержание фтора в теле животных и растений, можно указать работы Arm. Gautier и P. Clausmann ²³).

Нахождение плавикового шпата в отложениях московского яруса с указанной точки зрения обозначает, что в соответственный промежуток времени морская фауна рассматриваемого района Европейской России была относительно богата фтор-содержащими организмами.

Естественно, на очередь выдвигаются дальнейшие вопросы о том, какие именно организмы были носителями фтора, выдвигается сопоставление синхроничных отложений вне Европейской России и друг.

Точные химико-аналитические данные о содержании фтора в различных ярусах известняков давали бы ценный материал для разрешения вопроса о минералогии фтора в осадочных отложениях.

2. При подробном изучении минералогии фосфоритов мне приходилось останавливаться ²⁴) на вопросе о содержании иода в фосфоритах. Тогда же мною была приведена литературная справка о нахождении иода в теле организмов (Bourcet, Орреnhеimer, Aron). Особенное внимание может привлекать к себе высокое содержание иода в некоторых тропических и субтропических роговых губках из сем. Aplysinidae u Spougidae (Hundeshagen). Иод содержится в них в виде иод-органического комплекса — иодоспонгина. Не менее интересно содержание иода в кораллах, напр., в веществе рогового осевого скелета Gorgonia Cavolinii — горгонин.

Исходя из приуроченности иода к фосфоритам определенного типа месторождений — именно метазоматического, обязанного своим происхождением химическому превращению известняков, я высказывал предположение (1. с., стр. 679) о возможности нахождения иода в известняках определенного характера. Во всяком случае надо проследить минералогическую судьбу иода иодоспонгина, горгонина. В настоящее время можно было бы произвести систематическое обследование различных ярусов известняков на содержание в них рассматриваемого элемента. Нахождение иода в каком-либо ярусе известняков знаменовало бы усиленное развитие в соответственный геологический момент организмов с характерной физиологической особенностью в роде, напр., выше упомянутых губок, кораллов. Можно было бы задуматься и над характером пищи этих животных, может быть, преимущественном питании водорослями.

Дальше на очереди может быть поставлен вопрос об остальных двух галоидах — броме и хлоре.

3. Просматривая и более ранние химические анализы раковин различных животных, мы наталкиваемся порою на указание содержания в раковинах сульфата кальция. Но наибольшее внимание в этом отношении вызывают к себе работы самого последнего времени американского химика-минералога Клэрка и его сотрудников ²⁵). Ими были произведены анализы раковин ныне живущих плеченогих, кораллов (альционарий) и иглокожих. Во всех образцах обнаружено нахождение сульфата кальция. Наибольшее количество серно-кислого кальция среди плеченогих констатировано у Lingula anatina — 4,18% CaSO₄ и Discinisca lamellosa — 8,35%; среди альционарий у Gorgonia асеrоsа — 4,08%, Paramuricea borealis — 4,69% и Gorgonia suffruticosa — 5,43% CaSO₄; среди иглокожих у Mellita sexiesperforatus — 2,53% и Ophiomyxa flaccida — 4,17% CaSO₄. Если просуммировать все анализы, произведенные указанными авторами, то в среднем содержание CaSO₄ выразится числом в 2,2%.

Принимая во внимание относительно легкую растворимость сернокислого кальция, естественно думать, что при превращениях, какие испытывают известняки в земной коре, в первую очередь должен переходить в раствор сульфат кальция, который может быть совсем унесен или же может отложиться в виде гипса, как вторичного минерального образования.

В соответствии с этим относительно молодые, слабо затронутые переработкою водою, известняки должны содержать больше сульфата кальция. И наоборот, известняки более древние, сильнее проработанные водою, должны быть беднее серной кислотою. Таким образом, в известной комбинации содержание сульфата кальция в известняке является, как бы мерилом возраста или вернее интенсивности тех процессов переработки водою, каким известняк подвергался.

4. Скелет позвоночных животных состоит из комплексной соли — главным образом фосфата кальция, затем карбоната, хлористого кальция ²⁶), но и в скелетах безпозвоночных животных содержится также фосфат кальция.

Подобные указания имеются уже в относительно более ранних химических анализах 50—60 годов. Ряд интересных данных в этом отношении приведены в указанных выше недавних работах Клэрка и его сотрудников.

В скелетах иглокожих обнаружено немного фосфата, в некоторых имеются только следы, максимальное содержание ограничивается только 1,85% Ca₃(PO₄)₂ у Echinometra lucunter.

Содержание фосфата кальция у альционарий уже значительно больше: только очень немногие представители содержат следы фосфата, а у целого ряда — количество фосфата выражается следующими числами: Rhipidogorgia flabellum — 2,80% Ca₃(PO₄)₂, Pennatula acnleata — 3,12%, Gorgonia acerosa — 3,64%, Leptogorgia rigida — 7,95%, Leptogorgia pulehra — 8,27%, Phyllogorgia quercifolia — 8,57%, Alcyonium carneum — 13,35% Ca₃(PO₄)₂.

По отношению к раковинам современных плеченогих исследование указываемых авторов подтвердили, что имеются две группы плеченогих, одинаковых по морфологической структуре, но резко отличных по химическому составу: карбонатовые плеченогие, состоящие преимущественно из СаСО₃, и фосфатовые, состоящие преимущественно из Ca₃(PO₄)₂. К этой последней группе принадлежит Lingula anatina, содержащая 91,74% Ca₃(PO₄)₂, Discinisca lamellosa — 75,17%, Glottidia pyramidata — 74,73% Ca₃(PO₄)₂.

Уже этих немногих аналитических цифр достаточно, чтобы видеть, какой интерес может представить углубленное выяснение содержания P₂O₅ в различных горизонтах известняков.

5. Что касается катионов, содержащихся в скелетных частях организмов, то, как известно, совершенно исключительное значение имеет кальций, и на этом не приходится дальше останавливаться в настоящий момент.

Прежде всего можно перейти к магнию. Вопрос о нахождении в скелетах различных организмов карбоната магния на ряду с карбонатом кальция уже не раз останавливал на себе внимание. Разъяснение этих соотношений весьма важно и для суждения о большом геохимическом вопросе — о происхождении доломита.

Нисколько не собираясь давать сейчас литературной сводки по этому вопросу, отметим только, что в новейших работах цитированных выше авторов — имеются следующие указания.

Среди нескольких представителей анализированных плеченогих в раковинах только одного плеченогого Crania anomala содержится 8,63% MgСО₃, у всех остальных — содержание карбоната магния ок. 1% и меньше.

Напротив, у альционарий из 22-х анализированных представителей только у одного оказалось 0,35% MgСO₃ (Heliopora cerulea), у всех же других количество карбоната магния колеблется в пределах 6,18% (Primnoa reseda) до 15,73% (Phyllogorgia quercifolia). Среднее содержание MgCO₃ различных представителей альционарий равняется 11,7%, при чем сопоставляя местонахождение альционарий, Клэрк и Уилер приходят к выводу, что альционарии из более холодных частей океана или более глубоких участков содержат меньше магния, между тем как живущие в более теплых частях содержат магния значительно больше.

Семь анализов различных представителей иглокожих обнаружили содержание MgCO₃ в пределах 11,56% (Echiuometra lueunter) и 14,95% (Ophiomyxa flaccida); среднее содержание 13,18% MgCO₃.

Техническое значение содержания магния в известняках предоставляет в наше распоряжение ряд выполненных анализов, которые в известной мере могут быть использованы. Наиболее подробная ориентировка в соотношении между содержанием магния в известняке и его фауной является делом вполне назревшим.

Участие двух других щелочноземельных металлов — стронция и бария в построении скелетных частей определенных организмов рассмотрено мною в нескольких статьях ²⁷). С указанной там точки зрения, детальная характеристика различных горизонтов известняков на нахождение в них Sr и Ba была бы весьма интересна.

Что анализы каменноугольных известняков подмосковного района, напр., на стронций не ограничатся только отрицательными результатами, на это наводят меня, между прочим, данныя анализа воды артезианского колодца в Петровско-Разумовском. Петровская Сельско-Хозяйственная Академия пользуется вторым артезианским горизонтом в каменноугольных известняках. Анализ воды обнаружил в ней относительно значительное количество стронция ²⁸). Количественный анализ накипи из этой воды показал 6,43% SrO при 9,47% MgO и 37,64% СаО.

Вместе с скелетными частями на дне морском откладываются и тела или части тел организмов животных и растительных. Если бы тела организмов истлевали целиком в газообразные и растворимые продукты, уносимые морской водой, то вопрос о них выходил бы из нашего поля зрения. Но в действительности, это не вполне так: возможно сохранение каких-либо остаточных веществ тел организмов.

Немедленно возникает мысль о том, на сколько незначительно это остаточное количество тел организмов по сравнению с массою скелетных частей ²⁹). В некоторых случаях оно, несомненно, ничтожно мало. Но вполне допустимы и иные случаи, где, напр., раковины представлены не толстыми, массивными образованиями, а очень нежными, тонкими скорлупками или где на ряду с твердыми скелетами на дно морское опускаются тела организмов, не имеющих твердых скелетных частей, причем количество этих последних может быть достаточно велико.

Но если бы преимущественно осуществлялась даже только первая комбинация с относительно ничтожным остаточным количеством тел организмов, то это только увеличивало бы методологические трудности дальнейшего исследования, но нисколько не касалось бы самого существа дела.

И чтобы разобраться в поставленном вопросе, надо было бы дать себе отчет о ходе тех изменений, какие претерпевают тела организмов на дне морском и в зоне диагенезиса.

В самой первоначальной схематической форме речь может итти о судьбе: 1) группы белков, углеводов, жиров и 2) группы, куда входят неорганические составные части тела организмов и своеобразные органические соединения, содержащие тяжелые металлы: Fe, Mn, Cu, Vd или Br, I, As.

Останавливаясь на элементарном составе первой группы, можно прежде всего задуматься над судьбой трех элементов — Н, О, С, общих белкам, углеводам и жирам. Истлевание тел может итти не до конца, и известняки, включившие в себя эти тела, окажутся содержащими различное количество битуминозных веществ (разнообразные пахнущие известняки). Природа этих битуминозных веществ, заключенных в известняках, равно как и в других горных породах, изучена еще в крайне недостаточной степени, а между тем разрешение этих вопросов можно считать уже давно стоящим на очереди.

В различных известняках природа этого битуминозного вещества, повидимому, не одинакова. Состав его может не ограничиваться указанными тремя химическими элементами, и тогда мы подходим уже к истлеванию специально белковых тел.

В обычных условиях, повидимому, мало шансов, чтобы азот сохранился в известняках в иной форме, чем в форме азот-содержащего битуминозного вещества ³⁰); главная же масса азота в виде аммиака и солей переходит в раствор и содействует, как известно, изготовлению известкового скелета морских организмов (роль углекислого аммония в образовании карбоната кальция).

В соответствии с этим, в высокой степени интересно нахождение, хотя и в ничтожном количестве, калиевой селитры в определенном горизонте известняков северного Кавказа, именно в туронских известняках, представляющее "несомненно первичное месторождение" ³¹). Было бы желательно произвести в широком масштабе испытания известняков на содержание в них соединений азота.

С крайней осторожностью приходится отнестись к утверждению А. П. Лидова ³²) о нахождении оксанов в известняках, но, может быть, источник этих утверждений кроется в каких-либо остаточных азот-содержащих веществах, сохранившихся в известняках.

В известных комбинациях истлевания белка, сера, содержащаяся в нем, может еще находиться в виде сероводорода, заключенного в известняках ³³), сернистого кальция и конечных продуктов — в форме гипса, серного колчедана.

Точно также и фосфор белка может обусловить содержание в известняке фосфор органического вещества фосфатов.

Определяемое в известняке количество SO₃ и Р₂O₅, может состоять из двух, хотя и неравновеликих слагаемых — SO₃ и Р₂О₅ скелетных частей организма и белков.

Допустимо, что в различных физико-географических условиях, в зависимости от характера фауны и флоры, соотношение между количеством отлагаемых на дне моря белков, углеводов и жиров — в известных пределах неодинаково, но в общем эту массу можно признать довольно однообразной, и различие в остаточных материалах истлевания этой группы должно быть отнесено преимущественно к условиям самого истлевания.

А эти последние в настоящее время еще достаточно загадочны. Представляется позволительным задуматься над тем, одинаково ли должен протекать процесс истлевания на небольшой глубине еще в диафанической среде и на глубине 2-х, 4-х и более километров, где давление исчисляется 200, 300-стами и более атмосфер ³⁴) (каждые 10 метров морской воды соответствуют увеличению давления в одну атмосферу). И тот ли мир микроорганизмов, какой известен нам на поверхности земли, участвует в истлевании органического вещества под таким высоким давлением, так ли протекает газовый обмен при столь различных условиях давления?

Возможны и чисто местные, островные особенности истлевания, если таковое протекает вблизи очагов проявления вулканической деятельности на дне моря. Тогда к высокому давлению присоединяется еще и повышенная температура.

Таким образом, указанные различия в составе известняков должны быть отнесены в главнейшем не к несходству первоначального материала, а к различию условий его истлевания, и по обнаруженным в известняках остаточным продуктам мы должны читать о совокупности тех условий, в каких пребывал и изменялся отложившийся на дне органический материал.

Особенный интерес с минералогической точки зрения представляет, хотя и наименьшая по своей массе в живом теле, вторая группа, в которой заключены тяжелые металлы, как Fe, Mn, Cu, Vd или металлоиды, как Br, I, As. В зависимости от самого характера организмов, от количественного соотношения различных представителей живого мира в данном участке моря, некоторые из названных химических элементов могут или совершенно отсутствовать или, напротив, скопляться в относительно значительном количестве. Мне приходилось уже останавливаться на вопросе о нахождении меди в пермских отложениях в связи с предположением, что в этот геологический период имело место преимущественное развитие организмов с кровью, содержащей гемоцианин, а не гемоглобин ³⁵). Такое же рассуждение допустимо по отношению к каждому из перечисленных выше элементов.

Что в этой области нас могут ждать еще дальнейшие научные открытия, широко раздвигающие минералогическое значение рассматриваемых вопросов, явствует, напр. из того, что только в 1911 году впервые ³⁶) было обнаружено, что в крови асцидий (Phallusia) содержится ванадий, выполняющий функцию железа. Крупные скопления тел этих в сущности бесскелетных представителей оболочниковых (туникат) должны обогащать соответственные геологические отложения ванадием. Если бы мы не располагали этим интереснейшим фактом нахождения Vd в крови асцидий, как мало вероятно звучала бы для большинства минералогов попытка сведения содержания ванадия в осадочных отложениях к биохимическому процессу.

Для минералогических целей было бы чрезвычайно важно расширение интереса физиологической химии к подобного рода вопросам. И невольно мысль останавливается на соседнем с ванадием металле — титане. Его невысокий атомный вес — 48 (ванадий — 51), его способность давать различные степени окисления делают его подходящим для выполнения соответственных функций, при чем надо иметь в виду, что титан играет существенную роль в строении земной коры: это — второй по распространенности тяжелый металл после железа. Значение его в литосфере было оценено сравнительно недавно, и, может быть, на очереди теперь выяснение его биохимической роли, что придало бы всей минералогии титана совершенно особенный интерес.

Вполне очевидно, что сведения наши в рассматриваемой области еще неполны, разрознены и случайны, и соответственно этому работа над отысканием остаточных веществ тел организмов в осадочных породах вообще и в известняках в частности не может быть организована так систематически и планомерно, как это было бы желательно, но приступить к этой работе нам представляется уже своевременным, вполне учитывая еще большую сложность этого отдела по сравнению с отделом, посвященным изучению скелетных частей организмов, составляющих основную массу известняков.

Таким образом, в главнейшем имеется в виду произвести ряд химических анализов известняков, точно охарактеризованных стратиграфически, на нахождение в них относительно редких для известняков элементов.

Надо выяснить, находится ли этот последний материал более или менее равномерно распределенным по всей массе известняка, или же он сгружен в отдельных пунктах, что могло бы соответствовать скоплениям определенных организмов одинакового химического состава, не переработанным позднее ни диагенетическим, ни последующими процессами. В зависимости от этого стоит и самый выбор материала для анализа: в первом случае достаточен обыкновенный образчик известняка, во втором случае отборка материала для анализа представляет несравненно большие трудности.

Для анализа исследователь, как известно, выбирает обыкновенно "типичный" образчик известняка, который при достаточной опытности исследователя является характерным для данного горизонта. Но такой отбор производится на основании морфологических признаков породы, и является ли такой "типичный" с морфологической точки зрения образец также типичным и с точки зрения химической характеристики горизонта может быть выяснено только специальным испытанием.

Детальный химический состав определенных горизонтов известняков важно сопоставить с палеонтологической характеристикой этих же горизонтов. Список фауны данного горизонта должен быть со всем старанием, по сколько это возможно, подвергнут обсуждению, в какой мере таковой отвечает всей совокупности скелетных остатков организмов, опустившихся в свое время на дно морское, т. е. выяснить, в какой степени и в каком направлении скелетные части организмов претерпели изменения в процессе диагенезиса и последующих вторичных изменений известняка. Эти изменения могут обусловить совершенно другие количественные соотношения между отдельными представителями фауны по сравнению с первоначальным соотношением, могут привести и к полному растворению легче растворимых скелетных частей.

Поправка списка фауны на растворимость скелетов различных организмов может придать этому списку совершенно иной вид. Я представляю себе и такие крайние случаи, когда наибольшее значение и распространенность в каком-либо геологическом горизонте принадлежало совсем не тем представителям, какие фигурируют в палеонтологическом списке, а, напротив, тем организмам, от скелетов которых не сохранилось решительно никаких морфологических следов только вследствие их большей растворимости.

Эти сложные комбинации ясно указывают, что простое схематическое сопоставление химической и палеонтологической характеристики каждого горизонта известняков может привести к несовершенным выводам. Напротив, ценные и плодотворные результаты могут получиться при условии тонкого, с научным тактом проведенного, критического отношения к спискам фауны.

Так должна итти работа минералога и палеонтолога, имеющая своим материальным объектом готовый, законченный геологический горизонт. А на встречу должна вестись работа биолога и минералога, захватывающая самый первый, начальный момент формирования горной породы, формирование геологического горизонта, момент, когда материал, составлявший тело и, скелет организма, выпадает из биологического круговорота и переходит в минеральное царство. Здесь мы находимся на границе биосферы и литосферы. И раньше, чем этот материал уйдет из поля зрения биолога, было бы весьма важно располагать исчерпывающей картиной химического состава организмов с разнообразным учетом всех особенностей, существенных для дальнейших геохимических соображений.

Сложность проблемы требует упорных усилий представителей различных естественно-исторических дисциплин.

Планомерная, совместная работа биолога, минералога и палеонтолога дает основание расчитывать на наибольшие достижения в поставленном нами трудном вопросе об использовании биолитов для постижения жизни прежних геологических эпох.