Янтарь - Борис Сребродольский

Высмеивая сторонников образования янтаря на нефти при воздействии на нее кислотами, М. В. Ломоносов писал:

«Еще ни один химик из серной кислоты, из горючей какой-нибудь горной материи и из земли янтаря не составил».

Взгляды М. В. Ломоносова на происхождение янтаря намного опередили научную мысль середины XVIII в. и своевременно не были должным образом оценены. Лишь спустя десятилетие они нашли своего первого и истинного приверженца в лице немецкого исследователя Ф. Бокка. Однако споры еще долго не затихали. Много лет спустя после изложения идей М. В. Ломоносова известный естествоиспытатель Ж. Бюффон утверждал, что янтарь образовался из меда пчел, а исследователь X. Жиртаннер принимал янтарь за продукт жизнедеятельности больших лесных муравьев.

Как же образовался янтарь? Когда-то, примерно 50 млн. лет назад, задолго до появления человека, на территории нынешней Швеции и части Балтийского моря располагалась суша. Климат этого времени был гумидным. Первоначальным актом в образовании янтаря явилось обильное выделение смолы из хвойных. Причины его самые разнообразные. Главной следует считать резкое потепление климата. Сосны были чувствительны и к внешним воздействиям. Во время гроз, ураганов и им подобных явлений они выделяли смолу-живицу, имевшую защитную функцию: быстро затвердевая, живица засыхала на пораженном участке, предохраняя дерево от заражения через рану. Основная масса смолы вытекала из деревьев, сломанных при весенних буреломах. Не менее обильно истекала смола, когда разные вредители леса грызли, прокалывали и долбили кору. Деревья вынуждены были залечивать нанесенные им раны. Густая клейкая смола образовывала на деревьях желваки, сгустки, гроздья, капли, которые, не выдержав собственного веса, падали на землю. Иногда процесс смоловыделения прерывался и через некоторое время возобновлялся, что способствовало образованию многослойных выделений смолы. На смолу садились насекомые и приклеивались. Не в силах высвободиться из липкой массы, они навечно оставались в ней.

Падали на землю или умирали на корню и от старости сосны, содержавшие значительное количество смолы не только на поверхности, но и в середине дерева.

Смолопродуктивность сосен в основном зависит от их способности выделять смолу, что, в свою очередь, обусловлено характером протекающих в дереве физиологических процессов. Предполагают, что смолоносные системы сосен, росших 50 млн. лет назад, и современных хвойных различаются: в далеком прошлом были больше смоляные карманы. Поэтому истечение смолы из сосен могло происходить и в обычных условиях. Нарушение последних приводило к увеличению или уменьшению выходов живицы.

Согласно наблюдениям у современных хвойных смола выделяется интенсивнее по направлению к югу, т. е., чем выше температура, тем больше выход живицы. Этому процессу также благоприятствует повышенная влажность воздуха и оптимальная для сосен влажность почвы. В тропиках Юго-Восточной Азии произрастает огромное (диаметр 15 м) даммаровое дерево (Dammara australis). Ствол дерева сплошь покрыт темной смолой. Желтоватой смолой покрыта даже почва, иногда на довольно значительных глубинах. В литературе описан кусок даммаровой смолы весом 20 кг.

На втором этапе происходило захоронение смолы в лесных почвах. Оно сопровождалось рядом физико-химических превращений смолы, характер которых в значительной степени зависел от того, в какие условия эта смола попадала. В сухой, хорошо аэрируемой почве смола преобразовывалась при участии кислорода. Устойчивость смолы повышалась, увеличивалась ее твердость. В заболоченных участках, в анаэробной обстановке, смола сохраняла свою хрупкость.

Третий этап в образовании янтаря отмечен размывом, переносом и отложением ископаемых смол в водный бассейн. Условия, благоприятные для возникновения и накопления янтаря, связаны с геохимической и гидродинамической спецификой бассейна.

Превращение смолы в янтарь идет при участии кислородсодержащих, обогащенных калием щелочных иловых вод, которые при взаимодействии со смолой способствуют появлению в ней янтарной кислоты и ее эфиров. На заключительных стадиях этого процесса формируется не только янтарь, но и глауконит - минерал, постоянно сопровождающий скопления янтаря, т. е. превращение ископаемой смолы в янтарь и образование глауконита происходит в одной окислительно-восстановительной обстановке. Находка глауконита - свидетельство слабощелочной и слабовосстановительной среды. Отсутствие этого минерала в породе - лишнее доказательство интенсивной аэрации осадков.

В итоге описанных превращений ископаемая смола заметно уплотнилась, растворимость ее уменьшилась, твердость, температура плавления и вязкость увеличились. Малые молекулы, входящие в состав ископаемой смолы, объединились в одну макромолекулу. Так сформировалось прочное высокомолекулярное соединение со свойствами современного янтаря. Концентрация янтаря в породах контролируется двумя главными факторами - окислительно-восстановительной обстановкой минералообразующей среды и количеством ископаемой смолы, поступившей в бассейн седиментации. Глауконита в осадочных породах значительно больше, чем янтаря. Следовательно, обстановка, благоприятствующая возникновению обоих веществ, не так уж редко создается в земной коре. Однако янтарь в этих условиях может возникнуть лишь при поступлении в бассейн ископаемой смолы из недалеко расположенных источников сноса.

Так образовалось Приморское месторождение янтаря. Необходимо подчеркнуть, что в нем выявлены не только самые большие запасы янтаря, но и наибольшие (из всех месторождений янтаря) количества глауконита. Накопление янтаря на территории Северной Украины проходило не в таких благоприятных условиях, как в Прибалтике. Среднее содержание янтаря в находящемся здесь Клесовском месторождении примерно в 40 раз, а глауконита в 4 раза меньше, чем в Приморском.

Специфику аутогенного минералообразования в какой-то мере отражает состав глауконита, содержащего до 20 химических элементов. Отметим, что условия для образования глауконита существуют и сейчас в Балтийском море.

В накоплении янтаря имеет значение и гидродинамический фактор. Дело в том, что движение воды - величина непостоянная и по-разному проявляется в отложениях. Скопления янтаря приурочены как к грубо-, так и к мелкозернистым осадкам, чего не должно быть при активном движении водного потока. Поток способен унести весь мелкий янтарь, но в действительности этого не происходит. Глинистые отложения, оседающие в спокойной обстановке, могли вообще не содержать янтарь, а они его вмещают, да еще в значительном количестве.

Сортирующему действию гидродинамических агентов более подвержен глауконит. Он формируется в поверхностном слое рыхлого осадка на участках замедленного движения водной среды. Здесь же осаждается и обломочный материал. При увеличении скорости течения осадок с отложившимся глауконитом может быть подвержен локальному перемыву. С этим процессом, видимо, и связано значительное количество перемытых зерен глауконита в Приморском месторождении. Незначительное распространение перемытого глауконита в Клесовском месторождении свидетельствует о спокойной обстановке минералоотложения. Близкое к горизонтальному положение кусков янтаря во вмещающих породах служит косвенным подтверждением спокойной седиментации осадков во время накопления янтаря.

«Янтарный» лес

Признав растительное происхождение янтаря, ученые по растительным фрагментам, заключенным в нем и во вмещающих породах, стараются полнее воссоздать облик того таинственного «янтарного» леса, который занимал территории нынешней Скандинавии, Карелии, Кольского полуострова. Природа этой области, именуемой Фенноскандией, в настоящее время не имеет ничего общего с богатой природой третичного времени. Сейчас здесь холодно. Погодные условия короткого полярного лета вызывают к жизни лишь скудную растительность. И только богатое воображение да фактический материал, обнаруженный в янтаре, позволяют представить, что за лес произрастал на этой территории 50-40 млн. лет назад.

Климат на севере Европы был гумидным, теплым, с четкой дифференциацией на сухие и влажные периоды года. В общих чертах он напоминал современный климат южной части Европы и субтропиков. Среднегодовая температура не опускалась ниже 18° С. Она благоприятствовала существованию весьма богатой фауны. Освещенность в глубине леса была относительно невелика, так как сомкнувшиеся кроны высоких деревьев пропускали немного света к нижним ярусам. Часть солнечного света попадала под кроны деревьев в виде отраженных лучей от листьев с блестящей поверхностью. Однако, несмотря на это, до почвы все же доходило мало света. Проникновению солнечных лучей к поверхности почвы препятствовали живущие на стволах и ветвях растения. Лесные почвы песчанистые, покрыты слоем почвенной подстилки, мягкие. Воздух сильно насыщен водяными парами, поднимавшимися с влажной земли. В таком климате развивается пышная растительность.