Ïîëåâûå ýêñïåäèöèîííûå íàáëþäåíèÿ, ïðîâåäåííûå íà òåðìàëüíûõ ïîëÿõ êàëüäåðû âóëêàíà Óçîí (Êàì÷àò-êà), ïîêàçàëè, ÷òî íà íåêîòîðûõ âûõîäàõ ãèäðîòåðìàëü-íûõ èñòî÷íèêîâ èíîãäà âñòðå÷àþòñÿ áóãðîîáðàçíûå ïîñòðîéêè. Ðàçìåð òàêèõ îáðàçîâàíèé êîëåáëåòñÿ îò ïåðâûõ ñàíòèìåòðîâ äî 0,5 ì âûñîòû è äèàìåòðîì äî 1,5 ì. Èçó÷åíèå ýòèõ ïîñòðîåê â ïîëåâûõ óñëîâèÿõ ïî-çâîëèëî ïðåäëîæèòü ìåõàíèçì è ñõåìó èõ îáðàçîâàíèÿ.
Âûÿâëåíî, ÷òî ýòè ïîñòðîéêè âñòðå÷àþòñÿ â èñòî÷íè-êàõ äåáèò, êîòîðûõ íåáîëüøîé (íå áîëåå 1 ë/ìèí), à ñî-äåðæàíèå êðåìíåçåìà â ðàñòâîðåííîé è êîëëîèäíîé ôîðìå áîëåå 100 ìã/ë. Îáñëåäîâàâ ðÿä òàêèõ ñòðîìàòî-ëèòîîáðàçíûõ ïîñòðîåê íà ðàçíûõ ýòàïàõ èõ ôîðìèðî-âàíèÿ, ìû ïðåäëàãàåì ñëåäóþùóþ ñõåìó èõ ðàçâèòèÿ, ñîñòîÿùóþ èç ïÿòè ñòàäèé (ðèñ. 1—5):
1. Âûõîä òåðìàëüíûõ âîä íà ïîâåðõíîñòü è îáðà-çîâàíèå èñòî÷íèêà — ãðèôîíà, êðàÿ êîòîðîãî â áîëåå íèçêîòåìïåðàòóðíîé çîíå çàðàñòàþò àëüãî-âîäîðîñëå-âûì ìàòîì.
2. Àêòèâíûé ðîñò ìàòà è åãî ïåðèîäè÷åñêîå ïîä-ñûõàíèå âåäåò ê ñîçäàíèþ çîíû îêðåìíåíèÿ ïî
ïåðè-ÁÈÎÃÅÍÍÎ-ÊÐÅÌÍÈÑÒÛÅ ÏÎÑÒÐÎÉÊÈ ÒÅÐÌÀËÜÍÛÕ ÏÎËÅÉ
òàííîé â ëàáîðàòîðèè ðåëèêòîâûõ ìèêðîáíûõ ñîîá-ùåñòâ Èíñòèòóòà ìèêðîáèîëîãèè ÐÀÍ, ïî âûðàùèâà-íèþ æèâûõ àíàëîãîâ èñêîïàåìûõ ñòðîìàòîëèòîâ. Îñ-íîâà ìåòîäèêè — ïîëó÷åíèå ñëîèñòîñòè, òî åñòü ïîñ-ëåäîâàòåëüíîãî ÷åðåäîâàíèÿ ìèíåðàëüíûõ ñëîåâ è ðîñòà ïî ýòèì ñëîÿì öèàíîáàêòåðèé. ×åðåäîâàíèå ýòèõ ïîñëåäîâàòåëüíûõ ñòàäèé âåäåò ê ôîðìèðîâàíèþ ñëî-èñòûõ êîðîê, õàðàêòåðíûõ äëÿ îñàäî÷íûõ áèîìèíå-ðàëüíûõ ñòðóêòóð. Ëàáîðàòîðíàÿ áèîìîäåëü ôîðìèðî-âàëàñü íà 2 % àãàðîâîé ïëàñòèíêå è, â ñîîòâåòñòâèè ñ ïîëåâûìè íàáëþäåíèÿìè, ïî êðàþ “èñòî÷íèêà”, ñôîð-ìèðîâàííîé ëóíêè, çàñåëÿëèñü öèàíîáàêòåðèè. Ñëåäó-þùèé ýòàï çàêëþ÷àëñÿ â îòëîæåíèè íà ïîâåðõíîñòè ðàñòóùåé ïëåíêè âîäîðîñëåé ìèíåðàëüíîãî îñàäêà — ìèíåðàëüíîãî ñëîÿ.  ýêñïåðèìåíòå èñïîëüçîâàëcÿ ñâåæåïðèãîòîâëåííûé îñàäîê CaSiO3, êîòîðûé è íà-íîñèëñÿ íà âîäîðîñëè. Îòëîæåíèå è ôîðìèðîâàíèå ìèíåðàëüíîãî ñëîÿ, â óñëîâèÿõ òåðìàëüíûõ èñòî÷íè-êîâ, ïðîèñõîäèò ïðè àêòèâíîì èñïàðåíèè ìèíåðàëü-íîãî ðàñòâîðà èñòî÷íèêà.  óñëîâèÿõ êàëüäåðû Óçîí òàêîé ïðîöåññ ïðèâîäèò ê ìèíåðàëèçàöèè è îêðåìíå-íèþ ïîñòðîéêè. Õèìè÷åñêèé àíàëèç ìèíåðàëüíûõ îá-ðàçîâàíèé ïîêàçàë, ÷òî îñíîâíûìè êîìïîíåíòàìè ÿâ-ëÿþòñÿ êðåìíèé è êàëüöèé, ïðè÷åì íà êðåìíèé ïðèõî-äèòñÿ áîëåå 80 % âåùåñòâà ïî âåñó ïðîáû. Â
ëàáîðà-òîðíûõ óñëîâèÿõ, äëÿ óñêîðåíèÿ èñïàðåíèÿ ìèíåðàëü-íîé ñðåäû è îáðàçîâàíèÿ ìèíåðàëüíîãî ïðîñëîÿ, èñ-ïîëüçîâàëñÿ òàêîé æå ïðèíöèï çà ñ÷åò ãîðÿ÷åãî âîçäóø-íîãî ïîòîêà (ôåí). ×åðåäîâàíèå ýòàïîâ íàðàùèâàíèÿ ñëîÿ áèîìàññû âîäîðîñëåé, à çàòåì îïðåäåëåííîãî êî-ëè÷åñòâà ìèíåðàëüíîãî ñëîÿ âåëî ê óâåëè÷åíèþ îáúå-ìà áèîìîäåëè.  ðåçóëüòàòå ïðîâåäåííîé ðàáîòû áûëà ïîëó÷åíà ïîñòðîéêà-ìîäåëü, ïî ñâîåé ìîðôîëîãèè è ïðèíöèïèàëüíîé ñòðóêòóðå (ñëîèñòîñòè) ñõîæàÿ ñ ïðè-ðîäíûìè áóãðîîáðàçíûìè ôîðìàìè. Áèîìîäåëü, òàê æå êàê è ïðèðîäíûå ïîñòðîéêè, â íà÷àëå èìåëà ôîðìó áëþäöà, çàòåì ôîðìó ÷àøè, êîòîðàÿ ñî âðåìåíåì ïðè-íèìàëà ôîðìó áóãðà. Äëÿ áîëüøåé ìèíèðàëèçàöèè áèî-ìîäåëü àêòèâíî ïðîïèòûâàëàñü ðàñòâîðîì êàê êðåìíå-êèñëûõ, òàê è êàðáîíàòíûõ ñîëåé êàëüöèÿ.
Àâòîðû ñ÷èòàþò, ÷òî ïîëó÷åíèå ëàáîðàòîðíûõ áèî-ìîäåëåé — àíàëîãîâ ïðèðîäíûõ îáðàçîâàíèé äàåò êëþ÷ ê ïîíèìàíèþ ïðèðîäû è ìåõàíèçìà ôîðìèðîâà-íèÿ èñêîïàåìûõ íàõîäîê —ôîññèëèé è ñòðîìàòîëèòî-îáðàçíûõ ïîñòðîåê.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå ïðî-ãðàìì Ïðåçèäèóìà ÐÀÍ “Ïðîèñõîæäåíèå è ýâîëþöèÿ áèîñôåðû”, ãðàíòà ÑRDF ¹ RUB2 — 10618NO-04, ãðàíòà ÐÔÔÈ 05-04-48008 è Âåäóùåé íàó÷íîé øêîëû
¹ ÍØ-974.2003.5.
Ðèñ. 4. Ýòàï çàêóïîðêè èñòî÷íèêà
Ðèñ. 5. Ìèíåðàëèçàöèÿ ïîñòðîéêè
Îáû÷íî åæåãîäíî â ãåîëîãè÷åñêèé ìóçåé èì. À. À.
×åðíîâà íà ýêñêóðñèè ïðèõîäÿò äî 90—95 % ïîñåòè-òåëåé âåñüìà äàëåêèõ îò ãåîëîãèè. Ïîýòîìó, ïðè ïðî-âåäåíèè ýêñêóðñèé â çàëå ìèíåðàëîãèè ýêñêóðñîâîäû îáû÷íî âíà÷àëå ðàññêàçûâàþò ãîñòÿì, ÷òî òàêîå ìè-íåðàë, êàêèìè ôèçè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè è ìîðôîëî-ãè÷åñêèìè îñîáåííîñòÿìè îí îáëàäàåò. Îñíîâíàÿ ÷àñòü áåñåäû ïîñâÿùàåòñÿ ââåäåíèþ â ìèð ìèíåðàëîâ íà îñíîâå ýêñïîíàòîâ ñèñòåìàòè÷åñêîé êîëëåêöèè ìèíå-ðàëüíûõ âèäîâ, êîòîðûå ñîáðàíû íà òåððèòîðèè ñåâå-ðî-âîñòîêà Åâðîïåéñêîé ÷àñòè Ðîññèè.  çàâåðøåíèè âñòðå÷è áåñåäà ïîñâÿùàåòñÿ ìèíåðàëàì è ñîåäèíåíè-ÿì, âûðàùåííûìè ðóêàìè ÷åëîâåêà è â ÷åëîâåêå.
Äàëåêî íå ëþáîìó ýêñêóðñàíòó óäàåòñÿ îòâåòèòü íà âîïðîñ, êàêèå îí çíàåò ôèçèîëîãè÷åñêè íåîáõîäèìûå áèîìèíåðàëû â îðãàíèçìå ÷åëîâåêà. Ñ ïîìîùüþ íà-âîäÿùèõ ïîäñêàçîê âñïîìèíàþò î êîñòÿõ è çóáàõ, íî ìàëî êòî çíàåò, íàïðèìåð, î ñóùåñòâîâàíèè è ðîëè îòîëèòîâ.
ÝÊÑÏÎÇÈÖÈß “ÊÎÍÊÐÅÌÅÍÒÛ ×ÅËÎÂÅÊÀ”  ÃÅÎËÎÃÈ×ÅÑÊÎÌ ÌÓÇÅÅ ÈÌÅÍÈ À. À. ×ÅÐÍÎÂÀ
Ñ. È. Ïëîñêîâà
Èíñòèòóò ãåîëîãèè Êîìè ÍÖ ÓðÎ ÐÀÍ, Ñûêòûâêàð, Ðîññèÿ
Äîëãîå âðåìÿ êîíêðåìåíòû ÷åëîâåêà äåìîíñòðèðî-âàëèñü âñåãî ëèøü äâóìÿ îáðàçöàìè.  2007 ã. áûëà ïðîâåäåíà ðàáîòà ïî ðàñøèðåíèþ ýòîé ÷àñòè ýêñïîçè-öèè. Ïîäîáðàíû íîâûå îáðàçöû è ïðèãîòîâëåí èëëþ-ñòðàöèîííûé ìàòåðèàë.  íàñòîÿùåå âðåìÿ â ìóçåå âûñòàâëåíî áîëåå ñòà äâàäöàòè æåë÷íûõ è ìî÷åâûõ êàìíåé, ïåðåäàííûõ õèðóðãàìè ðåñïóáëèêàíñêîé áîëü-íèöû ã. Ñûêòûâêàðà.
Áîëüøàÿ ÷àñòü êîíêðåìåíòîâ ïðåäñòàâëåíà æåë÷íû-ìè êàìíÿæåë÷íû-ìè, óäàëåííûæåë÷íû-ìè èç æåë÷íîãî ïóçûðÿ èëè
æåë-÷íûõ ïðîòîêîâ. Íàèáîëåå êðóïíûå ýêçåìïëÿðû èìåþò ðàçìåðû äî 5 ñì â äëèíó è 2,5–3 ñì â ïîïåðå÷íèêå. Ýòè îáðàçöû ñîáèðàë â òå÷åíèå ìíîãèõ ëåò õèðóðã Â. Ñ.
Ñèäîðîâ. Õîëåëèòû ñãðóïïèðîâàíû íà âèòðèíàõ ïî âíåøíåìó âèäó. Èìåþòñÿ îáðàçöû êàê îâàëüíîé, òàê è ãðàíåíîé ôîðìû áåëîãî, áóðîãî, æåëòîãî, êîðè÷íåâîãî,
÷åðíîãî öâåòà. Âûñòàâëåíû êðåìîâûå êàìíè â ôîðìå
“òóòîâîé ÿãîäû”. ×àñòü ýêñïîíàòîâ ïîäàðåíà ìóçåþ çà-âåäóþùèì ãàñòðîýíòåðîëîãè÷åñêîãî îòäåëåíèÿ ðåñïóá-ëèêàíñêîé áîëüíèöû Í. Ñ. Ìàëûãèíûì, à ÷àñòü ïåðå-äàíà íà âðåìåííóþ ýêñïîçèöèþ ê. ì. í. À. Â. Âàòëèíûì, ðàáîòàþùèì â ôèëèàëå Êèðîâñêîé ìåäàêàäåìèè.
Ìî÷åâûå êàìíè ïðåäîñòàâëåíû äëÿ äåìîíñòðàöèè õèðóðãîì óðîëîãè÷åñêîãî îòäåëåíèÿ ðåñïóáëèêàíñêîé áîëüíèöû Ì. Â. Ñèäîðîâûì.
Óêàçàííûå âûøå îáðàçöû êîëëåêöèîíèðîâàëèñü õèðóðãàìè áåç ñîõðàíåíèÿ ñâåäåíèé î âîçðàñòå è ïîëå áîëüíîãî, ÷òî íåîáõîäèìî äëÿ ïðîâåäåíèÿ äåòàëüíûõ ìèíåðàëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé, ïîýòîìó äëÿ
ïîëó-÷åíèÿ òðåáóåìûõ ìàòåðèàëîâ áûëà äîñòèãíóòà äîãî-âîðåííîñòü ñ íåêîòîðûìè õèðóðãàìè, ðàáîòàþùèìè â ãîðîäå. Íàïðèìåð, ñåé÷àñ ýêñïîíèðóþòñÿ îáðàçöû, ïîäàðåííûå À. Â. Êåðíîì, ðàáîòàþùèì â ýæâèíñêîé ãîðîäñêîé áîëüíèöå. Ñ òî÷íûìè ïðèâÿçêàìè ïîñëå âûïîëíåííûõ àíàëèçîâ ýêñïîíèðóþòñÿ æåë÷íûå è ìî÷åâûå êàìíè, ïåðåäàííûå ñîòðóäíèêàìè Èíñòèòóòà ãåîëîãèè ê. ã.-ì. í. Â. È. Êàòêîâîé è Å. Â. Áîðîâêîâîé.
Ñîçäàííàÿ ýêñïîçèöèÿ ïîçâîëÿåò ëó÷øå ââåñòè ïî-ñåòèòåëåé â ìèð áèîìèíåðàëîâ. Ðàññêàçàòü î ðàçíîîá-ðàçèè ôèçèîìèíåðàëîâ, âûïîëíÿåìûõ èìè ôóíêöèÿõ, ïîêàçàòü êëàññèôèêàöèè, ðàññêàçàòü î ìåõàíèçìàõ îá-ðàçîâàíèÿ ïàòîãåííûõ áèîìèíåðàëüíûõ îáîá-ðàçîâàíèÿõ â îðãàíèçìå ÷åëîâåêà. Ðåàêöèÿ ýêñêóðñàíòîâ ïîçâîëÿåò ñäåëàòü âûâîä î òîì, ÷òî ýòà èíôîðìàöèÿ äëÿ íèõ âåñü-ìà èíòåðåñíà è ïîó÷èòåëüíà. Âîçìîæíî êîå-êòî èç ïî-ñåòèòåëåé, ïîçíàêîìèâøèñü ñ âûñòàâëåííûìè îáðàçöà-ìè, íàéäåò âðåìÿ äëÿ äàâíî îòêëàäûâàåìîãî âèçèòà ê âðà÷ó èëè íà÷íåò ïðèäåðæèâàòüñÿ íàçíà÷åííîé äèåòû.
Îðãàíîìèíåðàëüíûå àãðåãàòû è ïàòîãåííûå áèîìèíåðàëüíûå îáðàçîâàíèÿ â îðãàíèçìå ÷åëîâåêà (ïî Êàòêîâîé Â. È.,
Ïëîñ-êîâîé Ñ. È.)
Ðîñò áèîìèíåðàëîâ â áèîëîãè÷åñêèõ ñèñòåìàõ îò-ëè÷àåòñÿ îò àáèîãåííîé êðèñòàëëèçàöèè òåõ æå ñîåäè-íåíèé, êàê ïî óñëîâèÿì ñèíòåçà, òàê è ïî ðàçìåðàì îáðàçóþùèõñÿ êðèñòàëëîâ. Ñòåïåíü íåðàâíîâåñíîñòè áèîãåííîãî è àáèîãåííîãî ïðîöåññîâ êðèñòàëëèçàöèè ðàçëè÷íà. Ðàíåå íàìè áûë ïðåäëîæåí ìåòîä îïðåäå-ëåíèÿ ìåðû íåðàâíîâåñíîñòè ôèçèêî-õèìè÷åñêîé ñè-ñòåìû ïóòåì ðàñ÷åòà ëîêàëüíîãî ïðîèçâîäñòâà ýíòðî-ïèè [1]. Íà ïðèìåðå íåñêîëüêèõ ðàñïðåäåëåííûõ ñèñ-òåì áûëè ïîëó÷åíû ôîðìóëû äëÿ âû÷èñëåíèÿ ëîêàëü-íîãî è óäåëüëîêàëü-íîãî ïðîèçâîäñòâà ýíòðîïèè. Èçâåñòíî,
÷òî â ëèíåéíîì íåðàâíîâåñíîì ðåæèìå îòêðûòàÿ òåð-ìîäèíàìè÷åñêàÿ ñèñòåìà ñòðåìèòñÿ ê ñòàöèîíàðíîìó ñîñòîÿíèþ, äëÿ êîòîðîãî, ñîãëàñíî òåîðåìå È. Ïðèãî-æèíà, ïðîèçâîäñòâî ýíòðîïèè äîñòèãàåò ìèíèìóìà.
Äëÿ òàêèõ ñèñòåì ïðîèçâîäñòâî ýíòðîïèè ó÷èòûâàåò âñå ïðîöåññû èäóùèå â ñèñòåìå è, ïî ñóùåñòâó, ÿâëÿ-åòñÿ èíòåãðàëüíîé ìåðîé îòêëîíåíèÿ îò ðàâíîâåñèÿ.
Äëÿ íåëèíåéíûõ ñèñòåì, â êîòîðûõ, êàê ïðàâèëî, îá-ðàçóþòñÿ áèîìèíåðàëû, ïðîèçâîäñòâî ýíòðîïèè íå äîñòèãàåò ìèíèìóìà, íî ñòðåìèòñÿ ê íåêîòîðîìó ñòà-öèîíàðíîìó ñîñòîÿíèþ.
Íà ìîäåëüíûõ äèôôóçèîííîãî-êèíåòè÷åñêèõ ñèñ-òåìàõ ñ ïîìîùüþ ÷èñëåííûõ ðàññ÷åòîâ óñòàíîâëåíî,
÷òî â ñèñòåìå ïðîèñõîäÿò çíà÷èòåëüíûå êîëåáàíèÿ ëîêàëüíîãî ïðîèçâîäñòâà ýíòðîïèè, êàê â ïðîñòðàí-ñòâå, òàê è âî âðåìåíè. Ïðè ýòîì, óäåëüíîå (óñðåäíåí-íîå) ïðîèçâîäñòâî ýíòðîïèè òàêæå íåïîñòîÿííî âî âðåìåíè. Ïðè ôîðìèðîâàíèè óñòîé÷èâîé äèññèïàòèâ-íîé ñòðóêòóðû áûëî îáíàðóæåíî, ÷òî äëÿ êàæäîé âîç-íèêàþùåé ñòðóêòóðû óäåëüíîå ïðîèçâîäñòâî ýíòðîïèè ïðèíèìàåò ñâîå óñòîé÷èâîå çíà÷åíèå, êîòîðîå îòðà-æàåò óðîâåíü “ìåòàáîëèçìà” òàêîé ñòðóêòóðû.
Ïðè êðèñòàëëèçàöèè ôîñôàòîâ êàëüöèÿ â ãåëåâîé êîëîíêå ïî íåñèììåòðè÷íîé ñõåìå äèôôóçèè áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî, âî-ïåðâûõ, ïî äëèíå êîëîíêè ôîð-ìèðóþòñÿ ïîëîñû Ëèçåãàíãà, ñëîæåííûå àìîðôíûì ôîñôàòîì êàëüöèÿ äâóõ òèïîâ, âî-âòîðûõ, â ðàçíûõ åå
÷àñòÿõ è íå îäíîâðåìåííî ïðîèñõîäèò êðèñòàëëèçàöèÿ òðåõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ðàçíîâèäíîñòåé ôîñôàòà êàëü-öèÿ: áðóøèòà, îêòàêàëüöèéôîñôàòà è ãèäðîêñèàïàòè-òà [2]. Êðèñãèäðîêñèàïàòè-òàëëû â ãåëåâîé êîëîíêå ðàñïîëàãàþòñÿ ïî íåêîòîðûì ïðàâèëàì, ðàñòóò ñ ðàçíûìè ñêîðîñòÿìè è îòëè÷àþòñÿ ïî ðàçìåðàì.
“Íàðàâíîâåñíûé” áðóøèò òðåóãîëüíî-ïîäîáíîãî îáëèêà îáû÷íî îáðàçóåòñÿ â ãëóáèíå ãåëÿ, íà ôðîíòå äèôôóçèè èîíîâ êàëüöèÿ ïðè èçáûòêå ôîñôàò-èîíîâ è äîñòèãàåò äî 2 ìì â äëèíó. Îäíîâðåìåííî îò ãðàíè-öû ãåëü-ðàñòâîð â ãëóáü ãåëÿ â óñëîâèÿõ íåäîñòàòêà ôîñôàò-èîíîâ ïî ñðàâíåíèþ ñ êîëè÷åñòâîì èîíîâ êàëüöèÿ ðàñòåò ñêåëåòíûé “ðàâíîâåñíûé” áðóøèò, äî-ñòèãàÿ â äëèíó 2 è áîëåå ñàíòèìåòðîâ. Êðèñòàëëû áðó-øèòà òðåóãîëüíîãî îáëèêà ôîðìèðóþòñÿ â òåõ ÷àñòÿõ ãåëÿ, ãäå ðÍ ñîñòàâëÿåò áîëåå 7 (îáëàñòü