6. Механизмы концентрирования и сохранения

Все сказанное выше о процессах концентрирования и сохранения в период развития примитивной жизни из "органических" веществ первичного "бульона" схематически показано на фиг. 45-48.

Фиг. 45. Схема ландшафтов, лежащих выше и ниже уровня моря. Все они тем или иным образом вносят вклад в сохранение и концентрирование веществ. Масштаб не соблюден. Обозначения к фиг. 45-48: А - океанические желоба; В - средние глубины океанов; С - материковый склон; D - мелководные моря; Е - прибрежный склон окраинного моря: F - литоральная зона; G - прибрежный склон суши; H - эродированный континент. а-с - процессы, идущие на уровне моря или вблизи уровня моря: а - образование мембран на поверхности раздела вода - воздух (см. фиг. 39); b - образование коацерватных капель под действием волн (см. фиг. 37); с - перенос по поверхности моря силой ветра и волн; d, е - процессы, идущие на дне неглубоких морей: d - перенос донного материала в сторону моря; е - этот материал постепенно достигает края материкового склона и участвует в медленном расширении мелководного моря; f, g - процессы, идущие в океане: f - погружение и постепенное осаждение веществ, более тяжелых, чем вода; g - океанские течения, перемешивающие воду и препятствующие концентрации взвешенного в воде материала (концентрирование может происходить только на дне; с некоторых участков дна осевший материал сносится, на других он накапливается; в океанских желобах циркуляции воды практически не происходит); h-i - процессы, идущие в литоральной зоне: h - концентрирование тяжелых минералов в прибрежных россыпях; h' - концентрирование растворимых веществ при испарении; i - перенос концентрированных легких веществ в сторону моря; j-o - процессы на суше (j-l - подзолистые или латеритные почвы; m-o - черноземы): j - грунтовые воды выщелачивают почву на глубину нескольких метров или даже десятков метров; k - часть выщелоченного материала выпадает из раствора на уровне грунтовых вод, образуя так называемую зону цементации; i - остаток переносится грунтовыми водами к морю; m-o - выщелачивание грунтовыми водами идет и выше, и ниже уровня грунтовых вод; ясно выраженная зона выщелачивания иногда отсутствует; n - выщелоченный материал в процессе испарения воды отлагается на поверхности или вблизи поверхности почвы

Как указано на фиг. 45, мы должны различать глубоководную область мирового океана, мелководную область, литоральную зону и сушу. Глубоководную область можно в свою очередь разделить на океанические желоба, средние глубины и материковый склон. Под глубоководной областью мы здесь подразумеваем все воды, лежащие ниже материкового шельфа. Фототрофная зона, в которой еще достаточно света для интенсивного органического фотосинтеза, простирается примерно на 50 м в глубину, т. е. ниже континентального шельфа.

И в глубоких, и в мелких морях могут идти процессы концентрирования путем образования "мембран" на поверхности раздела вода - воздух и процессы образования коацерватных капель под действием прибоя (фиг. 46 и 47, а и б). Однако на поверхности моря органические вещества не могут сохраняться: они ничем не защищены от разрушительных воздействий. В условиях бескислородной атмосферы таким разрушительно действующим фактором служит ультрафиолет, а в кислородной - O₂.

Фиг. 46. Схема циркуляции воды и возможных механизмов концентрирования и сохранения в море. Масштаб не соблюден; расшифровка обозначений - в подписи к фиг. 45

Фиг. 47. Схема циркуляции морской воды вблизи берега. Масштаб не соблюден. Расшифровка обозначений - в подписи к фиг. 45

В глубоких водах (от 30 м до 10 км) в какой-то степени действуют механизмы, способствующие сохранению веществ, концентрирование же идет лишь на морском дне, куда они осаждаются.

В мелководных районах концентрирование почти не идет, если не считать образования мембран и коацерватных капель на поверхности воды. В этих районах при каждой буре весь слой воды сильно перемешивается, в результате чего донные отложения перемещаются в сторону открытого моря.

В литоральной зоне, напротив, процессы концентрирования могут быть очень активными. При этом могут накапливаться более тяжелые минералы и образуются россыпи. Но в зависимости от рельефа и климата данной литоральной зоны здесь могут концентрироваться и вещества, растворимые в морской воде, и может идти образование эвапоритов. Однако, как и на поверхности моря, при этом почти не действуют механизмы сохранения, поскольку и россыпи, и эвапориты одинаково подвержены атмосферным влияниям.

По-видимому, значительное концентрирование и сохранение "органических" веществ возможно только на суше. В начале регрессии, когда суша поднимается из моря или когда уровень моря понижается и оно освобождает сушу (эффект в обоих случаях одинаков), верхние слои литосферы пропитываются первичным "бульоном". Количество "бульона", которое удерживается верхними слоями литосферы, зависит в основном от природы этих слоев. Если дно моря состоит из кристаллических подстилающих пород, то это количество минимально. Но если дно образовано рыхлыми осадками вроде песка, влага, удерживаемая таким субстратом, может составлять половину его объема и проникать в его толщу на несколько десятков метров вглубь. При дальнейшем подъеме суши начинается циркуляция грунтовых вод, поскольку на воду, лежащую выше уровня моря, всегда действует сила гравитации. Грунтовые воды стремятся стечь к морю: дождевая вода частично впитывается в землю, пополняя запас грунтовых вод и поддерживая их поток.

Таким образом, различие между отложениями, находящимися ниже уровня моря и лежащими выше него, состоит в том, что в первом случае нет или почти нет циркуляции воды. Морская вода, включенная в донные отложения, как бы "фоссилизируется"; вода и содержащиеся в ней вещества больше не движутся, хотя возможны микроперемещения этого раствора, например в процессах адсорбции. Движение этой воды может начаться лишь с подъемом суши выше уровня моря.

Под влиянием движения грунтовых вод начинается образование почв. На фиг. 48 схематически показаны наиболее разнящиеся между собой типы почв, подзол и чернозем, и их роль в концентрировании. Образование почв и движение грунтовых вод способствуют не только концентрированию, но и сохранению "органических" веществ. Уже тонкий слой почвы может служить защитой от разрушительного действия ультрафиолета. В то же время в зависимости от скорости движения грунтовых вод в тех районах, где она более или менее застаивается, сравнительно быстро расходуется весь растворенный кислород и создаются бескислородные, анаэробные условия.

Фиг. 48. Схема циркуляции пресной воды на суше. Даны схемы для низменностей (H) в разных климатах. Масштаб не соблюден. Расшифровка обозначений - в подписи к фиг. 45

Однако довольно быстро достигается равновесное состояние: первичное "органическое" вещество продвинулось в своем развитии на один-два шага, и ничего нового больше не происходит. Толчком к дальнейшему развитию может стать очередная трансгрессия, при которой почвы, образовавшиеся на временной суше, опять погружаются в воды первичного "бульона" и могут получить новые порции первичных "органических" веществ.

Предположим, что очередная трансгрессия оказалась незначительной и образовались очень неглубокие бассейны типа лагун, в которых интенсивно идет испарение. Тогда почвы соприкасаются с "крепким бульоном", и реакции могут значительно ускориться. Это предположение вполне согласуется с преобладанием плоского рельефа в геосинклинальные периоды. Ведь чем слабее выражены движения коры, тем больше вероятность образования лагун, в которых неизбежно идет испарение.