Як виник вуглець?

Як виник вуглець, який міститься в породах земної кори? Він виник із органічної речовини – майже століття ця гіпотеза переважала у геологічній науці. Вона стверджувала, що тільки в осадових породах можна знайти вуглець, в інших немає.

Але поступово накопичувалося все більше фактів про те, що вуглець є і в неосадових відкладах. Так, наприклад, було помічено, що родовища нафти та газу зв'язані з розломами земної кори. Чи не піднявся по них вуглець із надр землі? З'явилася нова точка зору – про неорганічне походження вуглецю, а отже, нафти та природного газу. До речі, цієї гіпотези дотримувався ще Менделєєв. Її прихильники вважають, що вуглець проник у верхню оболонку планети з мантії.

І ось нещодавно з'явилося нове свідчення на користь неорганічного походження вуглецю. Ще в 20-му столітті професор В. Флоровська розповідала про те, що "елемент життя" виявлений у мінералах, рудах і породах, які мають магматичне походження. Дослідження проводилися на Кольському півострові, на Уралі, у Вірменії та Забайкаллі.

Зразки порід, взяті з гірських виробок, видобуті зі свердловин, опромінювали ультрафіолетовими променями. Попередньо їх змочували в органічних розчинниках, наприклад, у хлороформі. Потрапивши на шматочки гірської породи, він розчиняє вуглецеві сполуки, які заповнювали тріщини та пори. Якщо зразки під впливом ультрафіолетових променів починали світитися – люмінесцувати, отже, у них є вуглець. І такі зразки знайшли. Вчені також визначили, які вуглецеві речовини є у зразку та скільки їх.

Як же потрапив вуглець у руди та гірські породи, які утворилися з магми?

В умовах магматичного процесу, який протікає при температурі в тисячу градусів, можуть виникати, жити та взаємодіяти тільки радикали вуглецю – його найпростіші сполуки з воднем та киснем. Графіт та алмаз, можливо, є продуктами полімеризації радикалів вуглецю.

Коли температура падає, перебіг подій стає, мабуть, іншим. При 600–400⁰С виникають складні сполуки вуглецю – наприклад, барвники, які знаходяться у зв'язаному стані з мінералами, які містять їх. До їх складу також входять сірка, азот та кисень. У цьому полягає секрет забарвлення дивовижного мінералу гаманіту – у шахті він пофарбований у малиновий колір, але на світлі це забарвлення втрачається. І знову виникає під короткими ультрафіолетовими променями! Вся справа в органічному барвнику: він поновлюється при поглинанні променистої енергії! У зв'язку з цим В. Флоровська висловила припущення, що подібні барвники могли здійснювати фотосинтез. На ранніх етапах еволюції вони засвоювали та використовували променисту енергію, могли бути першими фотосинтезуючими сполуками.

Але продовжимо подорож слідом за вуглецем. Наступний температурний інтервал – 100⁰С – пов'язаний із виникненням найрізноманітніших і найскладніших сполук вуглецю. Це остання стадія еволюції магми, коли виникають рудоутворюючі розчини, порфірини, амінокислоти та інші складні сполуки вуглецю. Їх хімічному об'єднанню сприяють хлор, що знаходяться в гарячому водному розчині, йод, бром, бор, які впливають на перебіг реакцій. Сприяє цьому ще й те, що цей процес проходить у гірських породах, які є відмінними каталізаторами: в алюмосилікатах або карбонатах.

Особливі умови для подальшого розвитку вуглецевих сполук створюються при виході гарячих вод на поверхню землі. У них багато вуглекислоти та мінеральних речовин. Завдяки різкому зниженню температури та тиску виникають умови, які сприяють зближенню молекул амінокислот та порфіринів. Амінокислоти, як відомо, становлять сутність всього живого, а порфірини – це речовини, здатні до фотосинтезу. До них відноситься, наприклад, хлорофіл. Поєднуючись один з одним, вони утворюють ембрино – так назвала В. Флорівська речовину, яка здатна забезпечувати себе енергією із зовнішнього середовища. З його появою, вважає вона, закінчується геохімічний цикл, розпочинається біохімічна еволюція.

Високомолекулярні сполуки та інші органічні речовини, потрапляючи за глибинними розломами у стародавні водоймища, могли утворити той самий "первинний бульйон", в якому виникли живі системи.