Откуда же образуется в недрах Черного моря этот губительный сероводород?

По исследования Зелинского и Брусиловского образование сероводорода в глубинах Черного моря обязано деятельности бактерий. Эти ученые нашли несколько видов, из которых изучен пока только один (Bacterium hydrosulfuricum ponticum), который в анаэробных (без доступа воздуха) условиях выделяет сероводород не только из белковой среды, но и прямо из сульфатов и сульфитов (сернокислых и сернистых соединений солей). Небольшое количество целлюлозы и белка способствует более быстрому развитию этих бактерий, хотя и не является необходимым условием их существования. Следовательно, эти писатели того мнения, что весь сероводород в Черном море происходит из сульфитов.

Напротив Н. Андрусов, основываясь на нижеприводимых фактах, полагает, что часть сероводорода обязана своим происхождением органической белковой материи. Кроме вышеуказанной Bacterium hydrosulfuricum ponticum, в глубинах Черного моря находятся еще другие бактерии, еще недостаточно изученные, которые для своего развития требуют более значительного количества белковых соединений. По мнению Н. Андрусова надо обратить особенное внимание на то количество органического вещества, которое скопляется в глубинах Черного моря, и на результаты этого скопления. Поверхностные слои Черного и других морей кишат массой мелких, невидимых простому глазу животных и растений, (так называемый планктон). Беспрерывное отмирание этих планктонных организмов дает целый поток, или дождь из органических остатков, которые падают на дно Черного моря.

Эти органические остатки, при своем падении на дно моря до глубины ста саж., еще могут быть поглощены другими пелагическими (морскими) животными. В особенно большом количестве это происходит, вероятно, в пределах глубин около 20 саж., где верхние теплые слои очень быстро переходят в нижележащие более холодные и плотные, и где, вследствие этого, падение остатков сильно замедляется.

Но как только они достигнут глубин более ста саж., они попадают в такую область, где кроме бактерий нет никаких других организмов, развитию которых мешают там недостаток кислорода и наличие сероводорода. Эти остатки в Черном море не служат пищей глубинным животным, как это происходит в других морях. Скопляясь на дне Черного моря, они служат пищей только бактериям (гниют), которые из серы белков образуют сероводород, и которые, в виду недостатка в воде нужного им кислорода, извлекают его из сульфатов воды, что в свою очередь дает сульфиды и сероводород.

Схема этого химического процесса дана Мурреем, и химики изображают эти реакции следующим образом:

I. C2 + CaSO4 = CaS органическое вещество и сульфат дают сульфид и + 2CO2 углекислоту. (окисление органического вещества кислородом сульфатов).

II. CaS + CO2 + H2O = H2S сульфид, углекислота и вода дают сероводород и + CaCO3 известь. (Разложение сульфидов угольной кислотой и выделение сероводорода).

Работавший над этими вопросами в 1904 году А. Лебединцев называет сероводород, происходящий по формуле Муррея сероводородом минерального происхождения, отличая от него сероводород, образующийся непосредственно вследствие гниения белковых веществ, или сероводород белкового происхождения. В Черном море, по его мнению, имеется сероводород того и другого происхождения, в Каспийском же море и в некоторых Норвежских фиордах образуется сероводород только белкового происхождения.

Так или иначе, образовавшийся сероводород отчасти соединяется с железом, откуда и происходит обилие в глубине Черного моря сернистого железа, отчасти же проникает в воду и распространяется по глубинам.

Поднимаясь в верхние слои, сероводород доходит, наконец, до тех пределов, где происходит усиленная циркуляция воды; там, при наличии кислорода, он мало помалу начинает окисляться и разлагаться.

H2S + O = H2O + S

сероводород и кислород дают воду и серу.

М. Егунов полагает, что и окисление сероводорода, которое часто наблюдается в природе, тоже обязано деятельности сульфобактерий. Если это верно, то следует ожидать, что в Черном море, на глубине 100-125 саж., будет найден громадный слой сульфобактерий, громадная бактериальная пленка Егунова.

Кроме образования сернистого железа, сероводородное брожение на Черном море должно производить другие химические изменения в его воде и отложениях. Прежде всего, по мере увеличения глубин, в воде Черного моря должно происходить относительное уменьшение сульфатов при одновременном увеличении карбонатов (углекислых соединений). Фактических данных мы еще не имеем. Но обычно наблюдаемое образование мелкого, вроде пыли, осадка углекислой извести на глубинных отложениях Черного моря говорит в пользу такого обогащения глубинных вод карбонатами.

Круто спускавшаяся галерея, местами переходившая в подобие колодца, заканчивалась выходом в обширную каверну, или подземную пещеру.

Когда-то здесь произошел загадочный катаклизм. Теперь казалось, что значительная часть каменноугольной шахты просто обвалилась, образовав в недрах земли колоссальную полость.

Надо заметить, что хотя на территории Соединенных Штатов Северной Америки не имеется действующих вулканов, столь обычных в Центральной Америке, тем не менее и здесь в недрах земли часто происходят загадочные перевороты и какие-то катастрофы. Очень часты на некоторых территориях Северной Америки ужасные землетрясения, меняющие в мгновение ока наружный вид земли на огромном пространстве. Таково было, например, знаменитое недавнее землетрясение, почти стершее в лица земли великолепную Царицу Запада - город Сан-Франциско.

Но вернемся к нашим знакомцам, забравшимся в недра земли, спасаясь от кровожадных чейенов.

Они остановились у входа из галереи в пещеру.

При слабом свете лампочки было видно довольно значительное пространство неподвижно стоящей черной воды, залившей пол обширной пещеры.

Так это и есть твое знаменитое подземное море? - спросил агента Гарри.

Да. Это и есть то самое Мертвое море, как называют его углекопы.

Куда же мы теперь сунемся? - робко задал вопрос Джордж.

По ту сторону Мертвого моря должен быть выход на поверхность земли, если только…

Если только его не завалило! - отозвался агент.

Брр! Покорно благодарю. Этого еще недоставало!

Не ворчи, Гарри. И без тебя тошно! - одернул траппера агент. - Что ты, в самом деле, каркаешь? Оставался бы в прерии, там индейцы, поймав тебя, отлично бы позабавились. Так уж тебе хочется попасть к столбу пыток?

Гарри испуганно оглянулся и вздохнул.

Значит, мы должны перебраться через это море? - осведомился Джордж у янки. - Так чего же мы стали?

А куда ты торопишься? - огрызнулся агент. - Дело далеко не так просто. Ты слышишь, как шумит вода?

Не оглох, слышу!

Ну, так подумай: эта вода льется в наше Мертвое море. Оттуда ей выхода нет. Значит, уровень воды все повышается. Раньше, я помню, тут можно было пробраться вброд - воды по пояс. А теперь кто знает? Может быть, и вплавь придется. А это не так легко!

По знаку Джона Мэксима трапперы стали готовиться к плаванию через Мертвое море.

Берегите оружие, чтобы не подмочить порох. Ты, Гарри, неси лампочку. Смотри, чтобы она воды не напилась! - пошутил агент.

Не беспокойся, знаю, как управляться! - отозвался Гарри.

Вы умеете плавать, гамбусино? - обратился янки к Красному Облаку.

Умею! - отозвался тот. - Вы, сеньор, о нас с девочкой не беспокойтесь. Мы продержимся. Вы только дорогу показывайте!

Тем лучше!

Раздевшись, беглецы связали одежду и оружие в узел, чтобы, если придется переправляться вплавь, нести этот скарб на головах. Они готовились уже спускаться в воду, как вдруг стены пещеры словно заколебались, пламя лампочек затряслось, что-то загрохотало и вода Мертвого моря побежала к берегам сердитыми, пенящимися волнами.

Агент стоял с бледным как полотно лицом, и на его лбу сверкали крупные капли пота, хотя воздух в пещере был достаточно холоден.

Что же ты молчишь, Джон? - приставал к янки Джордж. - Ты завел нас в пещеру, а теперь как будто и сам не знаешь, что делать?

Боюсь, что счастье нам изменило! - глухим голосом пробормотал янки.

Да что случилось? Хоть расскажи по крайней мере, чтобы мы не стояли здесь дураками!

Мои опасения подтверждаются: в эту пещеру есть только один вход с поверхности земли…

По проходу сейчас льется бурным потоком вода.

Ну? И что же из этого?

Значит, проход блокирован. Вода быстро прибывает. Может быть, она переполнит всю пещеру, закроет выход, и тогда…

Джон Мэксим обескураженно махнул рукой.

Не зажечь ли нам факел, чтобы посмотреть, нет ли тут еще какой-нибудь галереи? - осведомился Джордж.

С ума ты сошел, что ли? Я же тебе говорил, что здесь самое опасное место всей каменноугольной шахты. Здесь скапливается временами рудничный газ, и твой факел, вместо того чтобы просто посветить, вызовет такой взрыв, что от нас мокрого места не останется… Подождите, посмотрим, что будет дальше!

Индеец, внимательно прислушивавшийся к этим разговорам и не выпускавший из своей руки тонкие пальцы Миннегаги, обратился к Джону Мэксиму со словами:

Ну, что же? Будем перебираться через воду?

Никто вас не задерживает, если вам так некогда! - грубо ответил американец, пожимая плечами. - Но вы ошибаетесь, если думаете, что на том берегу вам не будет грозить опасность утонуть, как крыса в ведре.

Индеец отодвинулся и стал угрюмо наблюдать, как быстро поднимается вода Мертвого моря.

Я попробую! - сказал он сквозь зубы.

Подождите! - остановил его Джон Мэксим. - Сейчас мы будем готовы. Погибать

Так всем вместе. А может быть, еще выберемся.

Он осторожно зажег вторую лампочку, потом осмотрел, старательно ли Гарри и Джордж привязали узлы с одеждой и оружием к головам, и наконец подал сигнал к отправлению в рискованный путь, первым осторожно спускаясь в черные воды Мертвого моря. Трапперы шли за ним, держась, как всегда, близко друг к другу. Шествие замыкал индеец, поднявший к себе на плечи Миннегагу.

Минут около десяти или пятнадцати люди брели, погружаясь в ледяную и черную как смола воду подземного озера по пояс, потом по плечи. На их счастье, озеро как будто немного успокоилось, течения заметно не было, а маленькие волны не подмачивали узлов с одеждой и драгоценного оружия. Наконец Джон Мэксим испустил вздох облегчения

Слава Богу, кажется, выбрались! - сказал он, оглядывая стену пещеры уже по другую сторону озера. - Теперь только найти расселину, которая и выведет нас на поверхность земли. Она должна быть тут, поблизости! Проклятье! А, гадина!

Что случилось? - Джордж кинулся к агенту, который в этот момент сильно ударил по камню прикладом своего карабина.

Ничего! Гремучая змея! Я уложил ее! Все! - отозвался тяжело дышащий от возбуждения агент, показывая на размозженное тело пресмыкающегося.

Да откуда змея могла взяться здесь? - удивлялся Джордж.

Поди спроси у нее самой! - ответил Гарри.

Покорно благодарю! Предпочту иметь дело с самым большим гризли, чем с самой маленькой гремучей змеей!

Болтая, беглецы тронулись вслед за Джоном Мэксимом, отыскавшим уже вход в расселину, должную привести их к поверхности земли.

Держитесь ближе ко мне! - скомандовал агент. - Эх, хоть бы масла в лампочках хватило еще часа на два. Постойте! Тут я пройду чуть-чуть вперед, а вы подождите!

Минуту спустя он поспешно возвратился.

Сам черт над нами издевается! - сказал он взволнованно.

Что случилось?

В единственном коридоре кишмя кишат змеи!

Ты с ума сошел?

Должно быть! Пойдите посмотрите сами! Да лучше прислушайтесь!

Затаив дыхание, трапперы прислушались, и до них явственно донеслись странные звуки, имевшие отдаленное сходство со слабым звоном, вернее, каким-то особенным шорохом. А в то же время сзади ясно послышался плеск воды.

Откуда тут вода? - недоумевающе обернулся назад Гарри.

Из Мертвого моря! - беззвучно ответил Джон. - Мы в ловушке. Вперед идти нельзя, потому что там нас искусают ядовитые гадины. Назад нельзя возвращаться, потому что вода уже затопила пещеру…

Что же будет с нами, Джон? - взмолился Гарри. Не отвечая ему агент поднял лампу и при ее свете стал изучать стену подземной галереи, как будто ища чего-то. Минуту спустя он сказал:

Вот выступ скалы. Лезьте, ребята, туда. Может быть, на наше счастье, вода перестанет подниматься. Тогда мы еще имеем шансы спасти свои шкуры.

Речных угрей нет пола, нет икры, молок, их порождают недра моря».

Таково утверждение величайшего из ученых авторитетов, каждое слово которого люди, бывало, без рассуждений принимали на веру, - «отца зоологии» великого Аристотеля.

Во всякой рыбе, разрезая ее в определенный сезон года, можно увидеть икру либо молоки. Но в угре ни один повар еще ничего подобного не находил. Никогда: ни весной, ни летом, ни осенью, ни зимой - не бывает в угрях икры.

Естественно поэтому прийти было к тому заключению, о котором сообщил нам Аристотель. Увидим далее, что первая часть его утверждения насчет икры и молок неверна. Вторую же - «их порождают недра моря» - современная наука готова принять, если перефразировать ее: «они рождаются в недрах моря».

Загадка, которую задал рыбакам и натуралистам речной угорь, долго не находила ответа. Прошло уже несколько тысячелетий, как люди впервые над ней задумались. И задумывались с тех пор часто, и писали о речных угрях много - чернил не жалели. Но тайна ведь не всегда становится яснее пропорционально листажу исписанной бумаги.

Первое верно, хотя иногда угорь отличается и большим долголетием. Второе почти верно: в очень сырой траве или во влажном мху угорь и в самом деле долго не умирает без воды, хотя никто еще, кажется, не подсчитал, сколько именно дней он так живет. Третье утверждение тоже, пожалуй, можно принять, говорит Вилли Лей, один из исследователей этой проблемы, если только выкинуть из него слово единственная.

Средневековые писатели сообщали об угре вещи совсем уж фантастические. Известный хроникер Альберт Магнус уверял, например: по ночам речные угри выползают на сушу и пожирают на полях горох, чечевицу и бобы.

И тогда тоже люди ломали голову над загадкой, как угри размножаются. Швейцарец Конрад Геснер суммировал мнения своих современников и пришел к заключению, что есть три способа, которыми, как предполагают, угри могут продолжать свой род. Первый - самозарождение из речного ила и сырости, но сам Геснер не очень-то в это верил. Второй - угри трутся брюхом о дно, и их слизь, смешиваясь с илом, превращается в маленьких угрят.

Но наши рыбаки, продолжает Геснер, утверждают, что угри разрешаются от бремени обычным образом, но рождают просто слишком уж маленьких детенышей, потому никто и не замечает их.

Чуть позже Геснера, в 1600 году, врач и химик Жан ван Гельмон опубликовал даже рецепт изготовления живых угрей. «Срежьте, - всерьез рекомендовал он, - два небольших кусочка дерна, смочите их на майские дни водой и положите рядышком травой к траве так, чтобы освещали их лучи весеннего солнца. Через несколько часов вы увидите много маленьких угрей, которые родились из дерна».

Более серьезные ученые не стали испытывать, насколько верны эти рецепты. Они попытались установить истину иным путем - просто взяли и взрезали угрей, исследовали внимательно их внутренности. Если бы нашли в них половые органы, было бы ясно: угри размножаются естественным путем.

И вот в 1777 году итальянец Мондини заявил, что отыскал в теле самки речного угря, как ему кажется, яичник. Но открытие это современники приняли с большим скептицизмом. Соотечественник Мондини знаменитый Спалланцани, доказавший серией блестящих опытов, что из неживого ничто живое не рождается, тем не менее не поверил Мондини.

К словам Спалланцани в то время очень прислушивались. Поэтому, возможно, и прошло еще полвека, прежде чем в 1824 году профессор Ратке из Кенигсберга окончательно установил, что у угрей есть яичники. Семенники нашли еще через пять - десять лет. К тому времени ученые уже знали из рассказов рыбаков: каждую осень тысячи взрослых угрей плывут вниз по рекам и исчезают в море. А каждую весну мириады мелких угрей, величиной не больше указательного пальца, появляются из моря и плывут вверх по рекам. Ясно, что это возвращается домой потомство уплывших осенью в глубины моря рыб.

Это открытие было неожиданностью даже для тех, кто знал, что некоторые морские рыбы, лососи например, уходят размножаться в реки. А здесь ведь наоборот - из рек в море! Таких примеров никто не знал, потому это всех и поразило.

Впрочем, не всех: некоторые биологи просто еще ничего не слышали о морских путешествиях угрей. В 1862 году в Англии была напечатана книга, автор которой утверждал, будто угри развиваются из… жуков. Он сам видел, как маленькие черные жуки падали в воду и из них вылезали малюсенькие угрята: «Два жука лежали в роднике, и каждый породил по два угря».

В угрей волосатики, конечно, никогда не превращаются.

В 1856 году случилось следующее знаменательное для нашей истории событие. Один немецкий исследователь поймал в море очень странных рыбешек. Они были похожи на листья ландыша, отлитые из стекла. Когда пленников посадили в аквариум, рыбки в нем будто растворились: исчезли совсем и аквариум казался пустым. Только черные глазки- бусинки, если присмотреться внимательнее, сновали в воде. Когда же рыбешку положили на газетный лист, то сквозь ее «стеклянное» тельце просвечивали буквы.

Доктор Кауп назвал рыбок лептоцефалусами, то есть плоскоголовками.

Несколько позже два итальянских ихтиолога, Грасси и Каландручио, прочитав работу Каупа, решили исследовать лептоцефалусов более тщательно.

Но не сразу принялись за дело. Год за годом откладывали они свою работу. К тому времени выяснилось, что рыбки эти совсем не редки. Их немало плавает в Мессинском проливе.

Когда лептоцефалусов наловили, возникла другая проблема: чем их кормить? Исследователи предлагали разную пищу. Каждый день приносили все новых морских обитателей, которых пленники, казалось, могли бы без труда проглотить. Но они их не глотали, ничто не возбуждало аппетит плоскоголовок. Голодая, рыбки, однако, чувствовали себя неплохо.

И тут ихтиологи заметили: с их пленниками происходит что-то странное - они укорачивались! Не росли, а уменьшались. И не потому, по-видимому, что ничего не ели, - просто таков уж, видно, их естественный путь развития.

Самый крупный лептоцефалус, когда его поймали, длиной был около семи с половиной сантиметров. Пожил в аквариуме и укоротился на сантиметр. Он терял сантиметры и в других направлениях: стал не только короче, но и уже! Мало-помалу все лептоцефалусы утратили листовидную форму и превратились в… молодых угрей.

Итак, еще один метаморфоз угрей из неугрей, но на этот раз научно документированный. Не было оснований в него не верить. Вскоре и другие ученые, наблюдая за лептоцефалусами в аквариумах, подтвердили, что Грасси и Каландручио ничего не напутали.

Значит, плоскоголовки не новый вид рыб, как решил Кауп, созерцая их странную внешность, а личинки речных угрей. Отправляясь осенью в глубины моря, угри откладывают там яйца. Из яиц выходят листовидные личинки и превращаются затем в стеклянных угрей - так называют угриную молодь, которая полупрозрачна, как темное стекло.

Доктор Кауп, описавший и другое странное создание - хиротерию, о котором я рассказал в книге «Тропою легенд». Молодая гвардия, 1961.

Ученые обнаружили огромные запасы воды в недрах нашей планеты на глубине порядка 500-650 км. По приблизительным оценкам объемы этого скрытого подземного резервуара в три раза превышают объемы мирового океана.

Однако радоваться такой перспективе преждевременно, так как человечество никак не сможет воспользоваться этими запасами в обозримом будущем. Во-первых, глубина залегания данного слоя мантии слишком высока, даже самые оптимистичные 500 км - это в 40 раз больше, чем когда-либо удалось пробурить человеку (12 262 метра, Кольская сверхглубокая скважина). А во-вторых, вода там находиться в довольно необычном состоянии, будучи заключенной внутри минерала рингвудита , существование которого долгое время оставалось под вопросом.

Предсказанный минерал

Рингвудит - полупрозрачный минерал серо-голубого цвета из группы оливиновых. Формируется в условиях с экстремальными температурой и давлением из минералов вадслеита и форстерита. Залегает в слое нижней мантии на глубине в 520 - 660 км, то есть где-то между ядром и земной корой.

Фрагменты минерала, который был синтезирован в лаборатории

Природного рингвудита еще никто никогда не видел по понятным причинам, однако команде геофизика Стивена Джейкобсена из Северо-Западного университета удалось синтезировать этот минерал в лабораторных условиях. Ряд исследований показал, что рингвудит действительно может содержать воду и даже абсорбировать ее подобно губке. Форма хранения воды в данном материале кардинально отличается от жидкой и других агрегатных фаз, вместо этого она захватывается в так называемую молекулярную ловушку особой кристаллической структурой с кубической сингонией и переходит в форму гидроксид-ионов (соединения гидроксильных групп).

Подземный океан

Предположения о том, что в переходном слое мантии может содержаться большое количество воды в составе природных минералов высказывались еще давно, в частности данная гипотеза неоднократно использовалась в теориях, пытающихся объяснить земное происхождение воды. Подтверждение же было получено совсем недавно командой доктора Джейкобсена.

В результате очень продолжительного эксперимента ученые анализировали данные, получаемые с 2000 сейсмографов, которые были равномерно разбросаны по всей территории США. Анализ движения сейсмических волн, порожденных землетрясениями разной интенсивности, позволил выявить неравномерность их скорости: на участке мантии с 520 до 660 км скорость прохождения волны существенно снижалась, а затем возвращалась до прежних значений. Это означало, что переходный слой мантии состоял из пород насыщенных водой, которые и заставляли замедляться сейсмо-волны.

Предварительные данные свидетельствуют, что запасы воды в подземном океане из рингвудита троекратно превышают объем мирового океана. Еще более примечателен тот факт, что обследованы недра Земли были только под территорией Соединенных Штатов, а исключать вероятность существования подобных резервуаров в других участках планеты никак нельзя. Словом, необходимы новые долгосрочные исследования.

Вода возникла на Земле?

Открытие огромного подземного океана дало вторую жизнь теориям и гипотезам о внутреннем, т.е. земном происхождении воды. Согласно им океаны постепенно наполнялись водой из недр планеты, которая могла подниматься на сушу, например, вместе с лавой при извержении вулканов. Так ли было на самом деле, пока неизвестно, но в свете новых событий выглядит вполне правдоподобно.