В геологии, как и в других отраслях знания, открытия нередко делаются на стыке наук. Так произошло и на этот раз. Ученые Института геологии Карельского научного центра (ИГ КарНЦ) РАН в начале весны этого года обнаружили в карельских породах возрастом около 3 миллиардов лет остатки микроорганизмов. Открытие удивительное, но и вполне логичное — работа геологов всегда была неразрывно связана с изучением развития жизни на Земле и за ее пределами, то есть с тем, чем обычно занимаются биологи.
Импульс из Суоми
— Предпосылкой для нашего открытия послужило то, что в похожих горных породах (только возрастом 3,5 миллиарда лет), например, в Австралии и Южной Африке, следы древней жизни были обнаружены уже давно, — рассказывает один из авторов карельского рекорда, заместитель директора ИГ КарНЦ РАН по научной работе, доктор геолого-минералогических наук Сергей Светов.
Идеей заново исследовать каменный материал, который, казалось бы, изучен уже вдоль и поперек, Сергей “заразился” на международной конференции “Archean Environment: the Habitat of Early Life”, проходившей в 2009 году в Финляндии. Один из докладов симпозиума как раз был посвящен методам поиска следов древней жизни в архейских образованиях, которые есть и в Карелии. Лишь через три года, побывав прошлой осенью вместе с коллегами-геологами в ЮАР на зеленокаменном поясе Барбертон, Сергей стал действовать.
Исследовать решено было породы двух геоструктур: Койкарской, расположенной близ поселка Гирвас Кондопожского района, и Хаутаваарской — в Суоярвском районе Карелии.
— И в том, и в другом случае, — поясняет соавтор открытия, старший научный сотрудник ИГ КарНЦ РАН, специалист в области исторической геологии и стратиграфии, кандидат геолого-минералогических наук Павел Медведев, — мы имеем дело с осадочными горными породами — силицитами, которые образовались из кремнистых осадков, накопившихся на дне древнего океана, располагавшегося на территории современного Фенноскандинавского щита (Карелия, Мурманская область, Скандинавские страны. — З. С.).
Метаморфизму — нет!
Обнаруженные микрофоссилии в основном представлены минерализованными чехлами нитчатых микроорганизмов. Хорошая сохранность остатков в породах, как это видно на изображениях, обеспечивается благодаря их окремнению. Процесс замещения кремнеземом (фоссилизация) простейшего одноклеточного микроорганизма, по оценкам специалистов, занимал от нескольких часов до дней, то есть, по геологическому времени, мгновенно. Для таких существ это едва ли не единственная возможность “дожить” до наших дней: в ископаемом виде они сохраняются крайне редко.
Кроме прочего, одно из основных условий удачных поисков древней жизни в осадочных породах — их слабое изменение (метаморфизм) под воздействием высоких температуры и давления в недрах Земли. В сильно метаморфизованных осадках искать какие-либо следы жизни было бы совершенно бесполезно, так как химический состав и структура первоначальной породы могли полностью измениться. В случае с койкарскими и хаутаваарскими породами уровень метаморфизма был очень низким и следы самой древней жизни нашего региона открылись карельским геологам во всей красе!
В ногу с прогрессом
До этого года считалось, что древнейшие породы Карелии со следами органической жизни имеют возраст 2,8 миллиарда лет. Эта цифра была получена еще в 70-х годах XX века геологами из Ленинграда. Методы поиска микрофоссилий в породах тогда были крайне трудоемкими. Посему подтверждение рекорда древности было получено лишь в начале нового тысячелетия в Палеонтологическом институте РАН в Москве, но уже с применением новейших технологий и приборов.
— Обычно для изучения породы на электронном микроскопе используют шлифы — тонкие (0,2 мм) срезы образцов, наклеенные на предметное стекло. Однако мы, — делится секретом успеха Сергей Светов, — решили проанализировать свежий скол породы. Результат превзошел ожидания!
Современным ученым (и у нас, и за рубежом) в какой-то степени повезло родиться и жить именно сейчас, в эпоху технического прогресса и компьютеризации. Развитие мощных аналитических приборов продвинуло фундаментальную науку на самый высокий уровень. И даже открытие карельских геологов Сергея Светова и Павла Медведева было бы нереально без сканирующего электронного микроскопа VEGA II LSH (фирмы Tescan), благодаря которому можно заглянуть в глубину материи и подробно рассмотреть мельчайшие детали вещества. Грамотная политика руководства Института геологии в отношении аналитической базы организации, по словам моих собеседников, уже сейчас приносит свои плоды. И это касается не только описываемого в статье открытия.
Фенноскандинавский прорыв
Как было сказано выше, остатки древнейших в Карелии микроорганизмов обнаружили в породах, слагавших дно океана. То есть жили они в воде на большой глубине, в бескислородной среде. Хотя стоит отметить, что в то время (в архее) нашу планету окружала совершенно иная, по сравнению с современной атмосферой, воздушная оболочка. Основой для жизни этих бактерий служила энергия гидротермальных источников, действовавших вблизи подводных вулканов, и выделяемые вулканические газы (аммиак, метан, углекислый и сернистый газы и т.п.). Сейчас подобную картину можно наблюдать в районах действия так называемых “черных” и “белых курильщиков”, расположенных в срединно-океанических хребтах на больших глубинах, недоступных для солнечного света, но образующих вокруг себя уникальные оазисы жизни.
— Говоря о важности этого открытия, следует отметить, что оно, прежде всего, носит фундаментальный характер, — подчеркивает Павел Медведев. — Исследования ведутся по одному из проектов программы Президиума Российской академии наук “Проблемы происхождения жизни и становления биосферы”. Благодаря этой работе биологи и геологи смогут лучше понять, что происходило на ранних этапах эволюции живой оболочки нашей планеты — биосферы. И, отталкиваясь от новых знаний, сделать, возможно, другие открытия.
А пока ученым Института геологии КарНЦ РАН нужно подтверждать открытие новыми лабораторными исследованиями, выдержать критику со стороны коллег, доказав правильность своих выводов. И тогда, если проведенная работа получит признание (общероссийское и мировое), Республика Карелия и весь Северо-Запад станут знамениты не только лесами, озерами и памятниками архитектурного наследия, но и одними из древнейших пород на Земле, свидетельствующих о существовании жизни на планете 3 миллиарда лет назад.
Захар СЛУКОВСКИЙ
Фото из архива С.Светова
и П.Медведева
Нет комментариев