Мир микробов - Смородинцев Анатолий Александрович (серия книг TXT) 📗
Но микробы не только разрушают поверхность нашей земли, а являются и мощным фактором образования многих пород.
Чрезвычайно интересно, что один и тот же микроб, разрушая одни породы, одновременно является созидателем других пород, — мы уже упоминали о деятельности нитрифицирующих бактерий, разрушающих горные породы с выделением азотной кислоты. Но нитрификаторы являются и образователями мощных залежей селитры — калиевых и натриевых солей азотной кислоты. Возникшие в результате геологической деятельности бактерий скопления селитры имеются у нас в Советском Союзе, в Индии, Египте. Залежи кристаллической натриевой селитры имеются в Чили и Перу. Селитра является хорошим удобрением. Чилийские и перуанские отложения — это следствие геологической деятельности бактерий, которые в течение тысячелетий превращали аммиак, образовавшийся при разложении гуано (птичьего помёта), в азотную кислоту. Азотная кислота, соединяясь с солями натрия, превращалась в селитру, которая, растворяясь дождём и в снеговых водах, скапливалась в долинах и кристаллизовалась после испарения воды.
Огромно значение горючих ископаемых в народном хозяйстве. Согласно современным данным, мы целиком обязаны многовековой деятельности микробов в образовании тех колоссальных залежей торфа, каменного угля, нефти, горючих сланцев, которые в миллионах тонн добываются сейчас из недр земли. Горючие ископаемые, или минеральное топливо, состоят из гумусовых (торф, каменный уголь) и сапропелевых (горючие сланцы и нефть) пород. Геологи считают, что те и другие образовались из отмерших растительных остатков: гумусовые — из наземных растений, сапропелевые — в основном из древних водных растений. Каким же образом принимали участие микробы в образовании этих пород?
В главе 6 мы уже разобрали, как разлагают микробы растительные остатки, превращая их в газообразные и хорошо растворимые неорганические вещества, хорошо усваиваемые зелёными растениями. Но процесс этот идёт только при широком доступе кислорода. При недостаточном притоке кислорода разложение хотя и идёт, но значительно медленнее и не доходит до полного распада органических веществ растения. Остаётся буроватый остаток — перегной, или гумус, который является продуктом неполного разложения стойких веществ, в изобилии находящихся в клеточных оболочках растения; особенно много таких веществ в клетках древесины. Образование гумуса и происходит в тех случаях, когда слой растительных остатков сравнительно толст и внутри этого слоя ощущается недостаток кислорода. Еще меньше кислорода получают микробы, если растительные остатки погружены в воду, что и бывает в болотах, плавнях, лесных ямах. В этом случае разложение идёт еще медленнее, и в результате образуется не гумус, а торф. Образование торфа наблюдается в больших масштабах и в настоящее время. Основная масса торфа состоит из полуразложившихся, еще сохранивших своё строение частей растения, перемешанных с гумусом.
Каменные угли значительно более древнего происхождения, чем торф. Они образовались десятки миллионов лет назад. Тщательное микроскопическое изучение каменных углей показало, что и в них можно найти остатки полуразложившихся наземных растений, только этих остатков значительно меньше, чем в торфе, и состоят они преимущественно из древесины растения. Главную же массу каменных углей составляют гуминовые вещества. Есть основания думать, что и каменные угли образовались тем же путём, как и торф. Если рассматривать тонкий срез каменного угля под микроскопом, то в нём можно найти окаменелых микробов. В течение миллионов лет медленно разлагавшиеся растительные остатки — в основном стволы гигантских древовидных папоротников — покрывались всё новыми и новыми слоями отмерших растений. Это всё больше и больше затрудняло приток кислорода. Процессы разложения шли всё медленнее и медленнее, но не прекращались полностью. Огромное давление в сотни атмосфер и несколько повышенная температура (до 38°), испытываемые медленно разлагающейся массой, находящейся на глубине до 1000 метров, по-видимому, и вызвали её превращение в тот каменный уголь, каким мы его теперь знаем.
Если же растительные остатки скоплялись на дне болот, прудов, а в особенности в морях, то их разложение шло при полном отсутствии кислорода. Мы уже знаем, что этот процесс вызывается анаэробными микробами. На дне водоёмов этот процесс особенно часто осуществляется анаэробными гнилостными бактериями и бактериями, восстанавливающими сульфаты (сернокислые соли). При этом всегда выделяется дурно пахнущий газ — сероводород. В результате такого разложения остатков водных растений и животных организмов получается так называемый гнилой ил, или сапропель. Гнилой ил образуется в большом количестве и в настоящее время на дне водоёмов со стоячей водой. Показателем образования гнилого ила являются пузырьки газа — сероводорода, выходящие на поверхность таких прудов. В течение геологических эпох из этого гнилого ила и произошли горючие сланцы и нефть. Правда, мы сейчас еще не знаем механизма этого превращения, но нам известно, что почти во всех нефтеносных пластах можно найти дурно пахнущий сероводород. Даже на глубине до 1000 метров находят восстанавливающих сульфаты бактерий. Потомки древних микробов продолжают свою работу в нефти, и сама нефть, по-видимому, образовалась в результате разложения анаэробными бактериями водных растительных остатков.
Те же бактерии, восстанавливающие сульфаты, явились и образователями чёрной лечебной грязи в лиманах и солёных озёрах, каких много, например, близ городов Одессы, Осипенко и на Каспийском море.
Микробы принимают также участие в образовании некоторых руд. Самая распространённая железная руда — бурый железняк — очень часто является продуктом деятельности так называемых железобактерий. Эти бактерии состоят из длинных, ветвящихся нитей, окружённых футляром, в котором ими отлагается гидрат окиси железа. Эти бактерии чрезвычайно распространены в природе. Они находятся почти в любом водоёме, начиная от лужи и кончая морями и океанами. Эти бактерии окисляют хорошо растворимую в воде углекислую закись железа и переводят её в нерастворимый гидрат окиси железа. Выделяющуюся при этом свободную энергию бактерии используют для превращения углекислоты воздуха в своё тело. Отмершие бактерии вместе с футлярами, содержащими гидрат окиси железа, тонут и скопляются на дне водоёмов большими массами. Постепенно они уплотняются и превращаются в бурый железняк, или так называемую озёрную или болотную руду.
Микробы принимают участие и в образовании горных пород, часто тех самых горных пород, которые они же и разрушают. Уже при деятельности железобактерий часто получается не руда, а горная порода: если футляры этих бактерий, содержащие водную окись железа, отлагаясь, постоянно смешиваются с песком, то в результате получается железистый песчаник, т. е. настоящая горная порода.
Но особенно большую роль, как это недавно выяснилось, играют микробы в образовании осадочных горных пород — известняков. Известны два типа известняков — структурные, образовавшиеся благодаря деятельности различных водяных животных и растений, и бесструктурные, к которым относится до 90 процентов всех известковых пород. Вот эта-то основная масса известняков возникла и возникает и сейчас благодаря деятельности бактерий, способных осаждать известь. Очень многие микроорганизмы — бактерии, актиномицеты и плесневые грибы — способны в определённых условиях осаждать известь. Это происходит в тех случаях, когда среда, в которой живут микробы, богата солями кальция. Морская вода всегда богата сернокислыми солями кальция. Кроме того, в воде появляются кальциевые соли различных органических кислот — уксусной, щавелевой, лимонной, которые образуются при разложении в море растительных остатков. Питаясь этими кислотами, микробы разлагают их соли и выделяют в воду углекислый кальций. Гнилостные микробы при разложении трупов животных и растений выделяют аммиак, который осаждает углекислый кальций. Лучше всего осаждение извести идёт, если в воде растворено мало углекислоты, так как высокая температура препятствует растворению углекислоты, и, кроме того, углекислота ассимилируется зелёными растениями, в изобилии населяющими эти воды.
