Эглинтон Дж., Мэрфи М.Т.Дж. (ред.) Органическая геохимия

Подождите немного. Документ загружается.

Б. Органические вещества в осадочных отложениях

Органическое вещество, в основном в форме нерастворимого полимер-

ного материала, составляет до 0,7% многих пород. Химик-органик привык

оперировать отдельными молекулами, каждая из которых может переме-

щаться более или менее независимо от соседних. Имеет значение лишь слабая

ассоциация с соседними молекулами, главным образом за счет образования

водородных связей и дипольных взаимодействий. Границы молекул условно

определяются размерами ковалентных связей. Липиды, экстрагированные

из осадков органическими растворителями, можно изучать так же, как и

выделенные из живых организмов. Однако для изучения плохорастворимого

гетерогенного, связанного в объемную решетку керогена, составляющего

главную массу седиментарного органического вещества, у многих химиков-

органиков не хватает опыта. Проблема исследования керогена непривле-

кательна в основном из-за того, что на первый взгляд немногое в его струк-

туре поддается определению и объяснению. Однако существует вопрос,

находящийся в сфере интересов химика-органика: фактическое состояние

в осадке соединений, экстрагируемых, выделяющихся при гидролизе и т. д.

В конечном счете мы действительно не в состоянии провести полный анализ

осадка, пока не будет установлена истинная природа органического вещества

в том виде, в каком оно находится in situ в осадке.

Например, карбоновые кислоты RCO

H могут присутствовать в следу-

ющих формах [41—43].

1. ЙС0

-решетка. Кислоты ковалентно сложноэфирным способом свя-

заны со спиртовыми или фенольными группами основной решетки керогена.

Экстракция большинством растворителей неэффективна, но экстракция

спиртом может привести к успеху благодаря обменному превращению ки-

слот в эфиры и извлечению последних:

RC00-решетка + R'ОН ^=T RCOOR'+ НО-решетка.

2. RCO

R'. Кислоты присутствуют в виде эфиров простых спиртов,

стеролов, глицерина или спиртов с длинными парафиновыми цепями. Такие

эфиры растворяются в большинстве растворителей, применяемых для экст-

ракции осадочных пород.

3. RCO^M

. Кислоты связаны по ионному типу и содержатся в виде

солей или комплексов с глинистыми минералами. Здесь необходимы водная

или спиртовая экстракция либо обработка кислотой с последующей экстрак-

цией растворителями.

4. RCO

H. Присутствуют свободные кислоты. Для их экстракции при-

годны органические растворители.

Из приведенного выше ясно, что успех и степень применимости экстрак-

ционных методик зависят от точного знания состояния содержащихся в по-

роде карбоновых кислот.

Очередные трудности возникают при рассмотрении физического способа

захоронения органического вещества. Хорошо известны явления окклюзии

в минеральных зернах и кристаллах, приводящие к тому, что порода ста-

новится нечувствительной к действию растворителей, если кристаллы пред-

варительно не разрушены. Известно, что кристаллические решетки глин

легко набухают, поглощая органические молекулы, однако природа соеди-

нений, удерживаемых глинами, взятыми непосредственно из природных

осадков и пород, изучена сравнительно мало. Селективность такого удержи-

вания маловероятна. Можно доказать, что очень важно и вполне возможно

изучить распределение органических соединений в окаменелостях и в окру-

жающей цементирующей породе. Вероятно, для этого потребуется примене-

ние специальных микрометодов, в том числе микромодификации масс-спект-

рометрии

В. Сбор геологических образцов. Экстракция и разделение геолипидов

Загрязнение — основная и самая злободневная неприятность в органи -

ческой геохимии. Химик по возможности должен участвовать в отборе гео-

логических проб с тем, чтобы вероятность природного и привнесенного за-

грязнения можно было установить с самого начала. Загрязнения бывают

разными, но в основном являются биологическими примесями, как это было

с пробой одного метеорита, в котором обнаружили примесь фекалий лиса (!).

Развитие микроорганизмов (бактерий, грибков, водорослей, мхов), появле-

ние примесей водного и атмосферного происхождения (водорастворимых

веществ, копоти из выхлопных газов дизельных и карбюраторных двигате-

лей и т. д.) — все это представляет трудно учитываемую, но в большинстве

случаев достаточно серьезную опасность. Многие обнажения пород сильно

выветрены, и свежую породу можно извлечь только со значительной глубины.

Мало известно о механизме проникновения органических соединений в по-

роды; обычно возможна слабая диффузия, особенно в слоистых отложениях

и аморфных материалах, но главными путями должны быть, конечно, грани

кристаллов, микротрещины и расщелины в твердых породах. Самые бедные

органикой породы, например большинство пород докембрия, наиболее

подвержены загрязнению посторонними органическими веществами. В от-

дельные породы проникают даже бактерии.

Эти и другие проблемы сохраняются и после отбора проб, так что кон-

такт с любыми липидами — отпечатками пальцев, перхотью, карандашами,

маркировочными чернилами, газетной бумагой (печатные красители), при-

садками, присутствующими в пластмассовых трубках, сумках и другом обо-

рудовании (пластификаторами, антиокислителями, поглотителями ультра-

фиолета, пигментами, наполнителями) и многим другим — должен быть

сведен к минимуму. При длительном хранении возможна диффузия летучих

соединений, а при непосредственном контакте — адсорбция сравнительно

нелетучих веществ. В классической работе П. Гамильтона [51] по амино-

кислотам существенные трудности в проведении микроанализа создал един-

ственный отпечаток, оставленный влажным пальцем. Для обертывания

кусковых образцов пригодна алюминиевая фольга (промытая перегнанными

растворителями) и до времени хранящаяся в тефлоновой или, что хуже,

в полиэтиленовой сумке. Для хранения проб пригодны стеклянные банки.

Твердые нераздробленные и невыветрившиеся образцы пород требуют

перед экстракцией осторожной очистки (схема). Когда ожидается, что со-

держание органических веществ будет малым, образцы промывают органи-

ческими растворителями или сильными окисляющими растворами, например,

хромовой кислотой, иногда с предварительным травлением фтористым

водородом или срезанием поверхностных слоев. Затем очищенные куски

размельчают (с повторной обработкой или без нее) в одну или две стадии,

и тонкий порошок экстрагируют органическими растворителями, чтобы

извлечь весь геолипид. Основную массу минерала выборочно или последо-

вательно растворяют в плавиковой (силикаты) и соляной (карбонаты) ки-

слотах, оставшиеся нерастворенными органические вещества еще раз экстра-

гируют растворителями. Порошкообразную породу и деминерализованные

вещества подвергали и прямой возгонке при температурах не выше 300° С.

При таких температурах сублимат должен содержать много соединений

с неизмененной структурой, и проблемы борьбы с примесями значительно

сокращаются. При более высоких температурах (до 500° С) начинается пиро-

литическое разложение органических веществ, составляющих главную

часть керогена, но структура исходных молекул до некоторой степени еще

может быть выведена из строения продуктов пиролиза.

Обобщенная методика экстракции геолипидов из породы

Образец породы

Удаление наружного слоя

Размалывание

Куски диаметром

1 — 2

см

Очистка *

Распыление

-. Порошок породы

Обработка смесью HC+ HF и промывка

водой

Нерастворившийся остаток

Экстракция растворителем *

Экстракция растворителем •

I —

I I

* +

Экстракт геолипида

Охлаждаемыми водой циркулярной пилой и алмазными зубьями.

B предварительно вымытой щековой дробилке.

Хромовой кислотой и (или) органическими растворителями.

B мембранной мельнице (мельнице Тима).

B основном органические остатки.

Толуол+метанол.

' Другие геолипидные фракции можно получить с помощью гидролитической экстракции (ще-

лочью, кислотой и т. д.), окисления и восстановления, возгонки и пиролиза.

Для демонстрации методики выделения и идентификации индивидуальных

соединений из экстракта геолипидов я выбрал особый случай — ациклические

изопреноидные кислоты с размером молекул от C

до C

(раздел IV.Г). Эти кис-

лоты выделены из осадочных пород и их стереохимическая конфигурация скор-

релирована с конфигурацией фитола. Ниже дана примененная методика [52].

Методика выделения и идентификации изопреноидных кислот (по стадиям)

Геолипидный экстракт

1. Омыление смесью К0Н + Н

0 + СН

0Н

2. Хроматография на Si0

-fK0H; элюирование

смесью СНзОН + бензол

Элюат растворителя

НС07К'

I 3. Элюирование муравьиной кислотой

RCO

14. Бензол + CHsOH + H

S04

HCO

Другие элюаты-е

5. TCX на SiO

RCO

Другие элюаты-*

6. TCX на Si0

+ AgN0

RCO

Me (насыщенные)

J 7. Аддуктообразование с мочевиной

I : I

Аддукт: метиловые эфиры Не образующие аддукт

к-жирных кислот RCO

8. Разделение с помощью

ГЖХ

9. Масс-спектрометрия

Идентификация изопреноидных кислот

На стадии 1 гидролизуются все эфирные связи —CO

— в липидном ма-

териале и все потенциальные карбоновые кислоты превращаются в калиевые

соли. На стадии 2 удается большая часть соединений, отличающихся от кар-

боновых кислот, которые характеризуются специфической кислотностью

(образование солей; описываемые соединения более кислотны, чем фенолы

и спирты, но менее кислотны, чем минеральные кислоты). Соли кислот (мыла)

адсорбируются на силикагеле, тогда как другие органические соединения

переходят в элюат с растворителем. На стадии 3 кислоты вымываются из ко-

лонки, но фракция еще сложна и содержит соединения, отличающиеся от

простых карбоновых кислот. На стадии 4 группу —CO

H превращают в эфир-

ную (—CO

Me), обеспечивая тем самым успешную хроматографию на стадии 5,

где собирается и экстрагируется зона, соответствующая по величине Rf

модельным эфирам, например CH

(CH

)

Me. На стадии 6 отделяют

насыщенные эфиры, задерживая ненасыщенные и ароматические путем об-

разования координационных соединений с ионом серебра. Насыщенные

эфиры фракционируются на основе геометрии молекул. На стадии 7 отделяют

сильно разветвленные (метилзамещенные) и циклические эфиры, молекулы

которых слишком велики для того, чтобы разместиться внутри спиральной

решетки кристаллов мочевины при их росте. Метиловые эфиры кислот с пря-

мой цепью CH

(CH

)

Me и слаборазветвленных (CH

)

CH(CH

)

Me входят в аддукты с мочевиной, которая обволакивает их молекулы.

Затем кристаллы аддуктов отделяют, а изопреноиды остаются в маточной

жидкости. Изопреноиды можно доочистить аддуктообразованием с тиомоче-

виной; в этом случае в растворе останутся все остальные типы соединений.

На стадии 8 окончательно разделяют индивидуальные метиловые эфиры

разветвленных насыщенных жирных кислот. Разделение проводят в основном

по молекулярным весам с помощью газовой хроматографии. Очень хорошие

доказательства общей структуры дает время удерживания при хроматографии

на различных стационарных фазах; оно подтверждает разделение на классы,

проведенное на предыдущих стадиях. Однако для того чтобы иметь отправные

значения времени удерживания, нужны стандартные образцы эфиров.

Стадия 9 — масс-спектрометрическая — проводится в едином потоке

с газо-жидкостной хроматографией (ГХ—MC) или, иначе говоря, после

сбора отдельных малых фракций и дает множество структурных сведений

(гл. III). Молекулярный вес, функциональные группы, положение замести-

телей и т. д. — все определяется с помощью ГХ—MC.

Положение метальных групп изопреноидных кислот XXII—XXVII

(раздел IV.Г) можно определить совершенно точно, но одной масс-спектро-

метрией нельзя решить вопросы стереоизомерии, так как фрагментация

ациклических систем малочувствительна к относительной стереохимии

и совсем не зависит от абсолютной конфигурации. Доступные биологические

и геологические источники количества этих соединений часто слишком

малы для измерения их оптического вращения. Кроме того, такие измерения

могут быть относительно малоинформативными по трем причинам: 1) вра-

щательные вклады атомов углерода, близких по характеру замещения,

например атомов 7 и 11 в фитановой кислоте XXII, обычно очень малы; 2) об-

щая асимметрия молекулы сильно уменьшается из-за свободного вращения

ациклического каркаса, состоящего из простых связей С—С; 3) полярные,

поглощающие свет карбоксильные группы близки к асимметрическому атому

углерода (находятся в а-положении) и, следовательно, увеличивают вращение

только в тетраметилпентадекановой XXIII и триметилундекановой XXVII

кислотах. Это влияние сокращается с введением каждого дополнительного

атома углерода между асимметрическим центром и полярной группой.

Мы нашли [52], что для установления относительной стереохимии неко-

торых из названных кислот пригодна капиллярная газовая хроматография

высокого разрешения. Например, очень эффективные колонки легко разде-

ляют метиловые эфиры двух диастереомеров фарнезановой кислоты C

XXVI, давая на хроматограмме два пика, соответствующие 3D, 7D [и (или)

3L, 7L]- и 3D, 7L [и (или) 3L, 70]-кислотам.

Для исследования достаточны очень малые пробы. Если методика с ис-

пользованием приблизительного времени удерживания при ГХ и масс-спектро-

метрии позволяет точно установить общую

структуру, то точное совпадение получен-

ного времени удерживания с временем

удерживания стереохимически чистых

образцов однозначно решает вопрос опре-

деления относительной стереохимии. При

применении комбинации ГХ-МС не тре-

буется выделять чистые компоненты.

В благоприятных случаях таким же

образом можно определить и абсолютную

стереохимию. Теоретически применимы

две метода:

1) газовая хроматография высокого

разрешения с использованием фазы, со-

держащей асимметрические молекулы или

группы (рис. 1-14, а). Растворимости

(отражающие молекулярные взаимодей-

ствия) двух энантиомеров, скажем, во

всех L-полиэфирных стационарных фазах

могут различаться настолько, что про-

изойдет разделение.

2) газовая хроматография на оптиче-

ски неактивной или на неасимметриче-

ской фазе. В этом случае разделению

подвергаются такие производные кис-

лот, в которых присоединенная группа

обладает дополнительным стереохимиче-

ским центром. На рис. 1-14, б показан

эфир, полученный с помощью оптически активного спирта. Мы нашли,

что эффективен L-ментиловый спирт (рис. 1-14, в).

Та же методика применима и для определения D- или L-природы амино-

кислот, найденных в отложениях, в том числе и докембрийских. Попытки

подобного разделения стереоизомеров ациклических изопреноидных угле-

водородов до сих пор были безуспешными [79].

Г. Современные отложения

Современные осадки, характеризуя среду осадконакопления, дают

ключ к пониманию древних осадочных отложений. Органическое вещество

лучше всего сохраняется в осадках, образовавшихся в водной среде, и обычно

тесно связано с тонко измельченным материалом. Керны донных отложений

озер и болот сильно различаются по внешнему виду и составу. Верхние слои

осадков часто полужидкие, средние, скорее желеобразные, а самые глубокие

подобны плотной грязи. По мере уплотнения вода из них постепенно выжи-

мается.

Г ? 1

—JC0—C—(CH

)

-0 j-

L " Jn

R' R

U I»

R-C-CO-O-C-

I I

H H

Рис. 1-14. Газохроматографическое

определение относительной и абсо-

лютной стереохимии разветвлен-

ных кислот.

а — полиэфир, содержащий асимметри-

ческие мономерные единицы; б — диа-

стереомер, полученный этерификацией

кислоты (содержащей асимметрический

центр) оптически активным спиртом; в —

пара диастереомерных эфиров, образу-

ющихся при этерификации рацемической

кислоты L-ментолом.

Наша основная задача — изучение обстановки, приводящей к образо-

ванию такого осадка, поэтому надо знать, какие органические вещества

попадают в осадок и в какой форме они содержатся: в растворе, адсорбиро-

ванными на органических остатках или частицах глины. Ряд исследовате-

лей считает, что вклад в осадконакопление органических веществ — про-

дуктов разложения наземных растений и животных — может быть преобла-

дающим даже на некотором расстоянии от берега. В водной среде условия

для очень быстрого и селективного разложения органических веществ под

действием облучения, окисления и т. п. процессов более благоприятны,

поэтому наличие органики в осадке является показателем биомассы водяного

столба над ним и вокруг него. Значительная часть молодых, богатых органи-

кой осадков восстанавливается, но в верхних слоях осадков и в водных стол-

бах над ними существует окислительная зона.

Крайне мало известно о процессах разложения растений и беспозвоноч-

ных; лишь проведенное Р. Цангерлем с коллегами [53] исследование

погребенных скоплений трупов в водном осадке указывает, что туши

позвоночных могут разложиться за несколько дней. Остаются конкре-

ции, частично состоящие из карбоната и сульфида железа, образовав-

шихся при взаимодействии выделяющихся при разложении газов с содержа-

щимися в воде соединениями железа. Химизм этих процессов должен быть

изучен в лаборатории. Необходимо рассмотреть и случайные явления (чрез-

мерно быстрое накопление осадка, штормы, возможно нарушающие нормаль-

ную равномерную деятельность бактерий, наводнения, грязевые наносы,

извержения вулканического пепла), изучить производимые ими эффекты.

В верхнем слое осадков мощностью около 1 м очень активны микроорганизмы

и черви, несомненно играющие важную роль в расщеплении одних соединений

и синтезе других. Эта биологическая деятельность создает проблему, при

решении которой трудно, а пока, наверное, и невозможно различить органи-

ческие соединения, экстрагированные из обитающих в осадке живых орга-

низмов, и соединения, содержащиеся в неживой части осадка. Определе-

ние

C в этом случае бесполезно, так как в системе он одинаково «помечен

временем» независимо от того, взят ли он из живого организма или из

осадка. Больше надежд внушают сравнительные биохимические исследова-

ния, основанные на недостаче фотосинтезированных пигментов в анаэроб-

ных бактериях.

Нам надо знать больше о круговороте органических соединений в молодых

образованиях. В настоящее время в них найдены самые важные биолипиды,

в том числе очень нестойкие соединения, например каротины и хлорофилло-

вые пигменты. Правда, они могли быть экстрагированы и из присутствующих

в осадке живых организмов. На больших глубинах по мере сжатия осадка

биологическая деятельность затухает. Свежие, незатвердевшие, тонкозерни-

стые осадки содержат почти столько же органического углерода, как и

древние сланцы. Как и в сланцах, большая часть органического вещества

почти нерастворима, подобно «гетерополиконденсату», описанному Э. Де-

генсом (гл. VII).

На рис. I-15 приведена хроматограмма всех алканов, извлеченных из

части керна, полученного из осадка оз. Мад (США). Это озеро окружено

полутропической растительностью. Непотревоженный осадок простирается

на глубину в несколько метров и состоит из очень темного мелкодисперсного,

почти желатинообразного и в основном органического вещества. Главная

часть этого органического вещества, конечно, нерастворима. Отдельные части

керна различаются по химическому составу, но по показанному экстракту

видно, что преобладают углеводороды, содержащие около 30 атомов углерода

и чаще нечетное количество последних, что характерно для раститель-

ных восков [54, 55]. Возможно, что в то время, когда отлагались осадки,

входящие в состав этой части керна (несколько тысяч лет назад), основной

вклад в осадконакопление вносили растительные воски. Кроме того, обна-

ружены углеводороды с заметным количеством четных алканов, особенно

в области чуть выше H-C

. Это может объясняться участием в осадкообразо-

вании организмов, производящих четные алканы наряду с нечетными (на-

пример, некоторых бактерий [56]), а также протекающими в осадке геохими-

ческими реакциями [15]. В качестве примера можно указать на прямое вос-

становление четных спиртов и кислот в углеводороды. Соответствующие

Рис. 1-15. Хроматограмма алканов из части керна, полученного

из осадков на дне оз. Мад. Han J., McCarthyE. D., Hoeven, W.

van, Calvin M., Bradley W. H. Proc. Nat. Acad. Sci. U. S.,

1968, 59, p. 29.

Капиллярная колонка 25 м X 0,25 мм

с.

апиезоном L, подъем температуры

от 90 до 300° С со скоростью 2 град/мин, скорость потока гелия

2,5 мл/мин.

лабораторные данные имеются, однако нужны доказательства, что этот

процесс протекал и in situ. Алкан W-C

не преобладает в осадке этой части

керна, что, на первый взгляд, несколько озадачивает, так как осадок со-

стоит в основном из остатков водорослей. Однако в других слоях керна

отмечают преобладание этого алкана и изопреноидных углеводородов.

Д. Древние осадочные отложения

Наибольшая часть погребенного органического вещества залегает

в древних глинистых сланцах главным образом в виде тонкодиспергирован-

ных нерастворимых остатков; уголь, нефть и природный газ составляют лишь

малую его часть. Сейчас с позиций органической геохимии изучено большое

количество древних отложений. Общая картина показывает, что количество

растворимых органических геолипидов уменьшается с возрастом отложений,

причем одновременно возрастает доля углеводородов и графитизируются

нерастворимые органические остатки. Эти изменения можно приписать в ос-

новном медленным термическим и каталитическим процессам, протекающим

Фарнеэан

1 IiiJI Ll

Фи

Прислт/

•пан

°С

-*•

185 °С

Изотермический

Оман 4Z до

—I — »

Рис. 1-16. Хроматограммы алкановых фракций из сланца свиты

Грин-Ривер.

По данным: а — Johns R. В., Belsky Т., McCarthy Е. D., Burlingame A. L., Haug

P., Schnoes Н. IC., Richter W., Calvin M. Geochim. Cosmoehim. Acta, 1966, 30,

р. 1191; б — McCarthy Е. D. Ph. D. Thesis. Berkeley, 1967.

Капиллярная колонка, деление потока 500 : 1, стационарная фаза—РРЕ, скорость

повышения температуры 2,5

C/мин.

4 Заказ 1039

в осадке после захоронения, уплотнения и литификации [57—61]. Абсолют-

ный возраст пород имеет, по-видимому, значительно меньшее значение, чем

термическая история, определяющаяся глубиной погружения и контактом

с горячими интрузиями.

Сланцевая глина свиты

Грин-Ривер эоценового воз-

раста (50 млн. лет) откла-

дывалась в мелких озерах.

Не известно, какими фак-

тически были вклады назем-

ных и водных растений. На

рис. 1-16, а приведены хро-

матограммы алкановой фрак-

ции из этого сланца. Среди

«-алканов заметно преобла-

дание нечетных членов в об-

ласти C

, соответствующее

углеводородам высших рас-

тений, тогда как преоблада-

ющий к-алкан C

может со-

ответствовать углеводородам

водорослей. Эти корреляции

пока только эксперименталь-

ны, но они должны стимули-

ровать дальнейшие исследова-

ния. Высокие концентрации

разветвленных и циклических

алканов, в основном изо-

преноидных, соответствуют

высокому их содержанию

в растениях и животных;

так, наблюдаются большие

концентрации C

, C

и C

. Пик на хроматограмме

разветвленных и цикличе-

ских углеводородов, элюи-

рующийся примерно через

40 мин, соответствует пер-

гидрокаротину C

[62].

Пики в области C

сейчас

изучаются методами ГХ—•

MC [63]. Мы надеемся иден-

тифицировать каждый из сте-

ранов и тритерпанов и по-

пытаться найти прямую связь

стероидами и тритерпеноидами современных растений и животных.

На рис. 1-16, б показана хроматограмма низкокипящей фракции алка-

нов из сланца свиты Грин-Ривер. Пики пристана и фитана очень резки.

Очевидно, эти алканы не являются смесями нескольких структурных изо-

меров. Заслуживает внимания хорошее разделение на капиллярных колон-

ках. Их относительная и абсолютная стереохимия еще не установлена, но

даже имеющиеся данные основательно подтверждают мнение о том, что эти

углеводороды адекватны биологическим меткам.

Рис. 1-17. Хроматограмма алканов из сланца Coy-

ден. Han J., неопубликованные данные лаборатории

космических наук, Калифорнийский университет,

Беркли; см. также [67].

Капиллярная колонка, 25 м X 0,25 мм, подъем темпера-

туры от 90 до 250° С со скоростью 2 °С/мин, скорость

потока Не 2,5 мл/мин.

Второй пример экстракта из древних отложений — сланец Соуден

(докембрий, более 2 млрд. лет) [64, 651. На рис. 1-17 показана хроматограмма,

полученная на капиллярной колонке для общей фракции алканов. Характер

ее довольно прост, хотя при снятии хроматограммы в условиях высокого

разрешения вырисовывается больше деталей. к-Алканы сконцентрированы

возле C

и проявляются в виде очень резких пиков. В значительных коли-

чествах содержатся фитан и пристан. Характер распределения отличается

от найденного для сланца свиты Грин-Ривер. Имеющиеся сложности могли

быть вызваны тем, что вмещающая порода прогревалась в течение того или

иного времени при контакте с изверженными породами. История докембрий-

ских пород часто известна мало. Эти отложения содержат очень небольшие

количества экстрагируемых веществ, увеличивающиеся в связи с загрязне-

нием во время осадконакопления в последующие геологические эпохи,

в недавнее время и даже при проведении экстракции и разделения геолипи-

дов. Важность получаемых сведений, особенно в связи с изучением зарожде-

ния и ранней стадии развития жизни на нашей планете, будет и впредь

служить стимулом дальнейших исследований.

VIII. КАКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ГЕОЛИПИДЫ:

БИОЛОГИЧЕСКОГО ИЛИ НЕБИОЛОГИЧЕСКОГО?

А. Постановка вопроса

И в настоящее время, и в прошлом неоднократно ставился вопрос:

можно ли различить липиды биологического (биогенного) и небиологического

(абиогенного) происхождения. Решение этого вопроса способствовало бы,

во-первых, установлению времени зарождения жизни на Земле и, во-вторых,

выяснению природы внеземных образцов — являются ли они продуктами

жизни. Как можно предвидеть, мнения по этим проблемам спорны, единой

точки зрения нет. К сожалению, нам очень мало известно о продуктах

небиологических процессов, которые могли бы протекать на поверхности

Земли и под земной корой, на метеоритных телах и на поверхностях планет,

подверженных солнечной и космической радиации в условиях различных

атмосфер и температур. К настоящему времени имеются лишь ограниченные

данные по таким реакциям, как реакция Фишера — Тропша. Лабораторным

продуктам этой реакции не свойственны структурные и стереохимические

особенности, например оптическая активность, которая, как считают,

отражает деятельность биологических систем; однако нужны непосредствен-

ные эксперименты в условиях, сходных с условиями, характерными для

докембрия, и внеземными условиями. Проблема осложняется также не-

биологическими реакциями, происходящими во время диагенеза, «созре-

вания» и метаморфизма органического вещества в осадочных отложениях,

вследствие чего искажается, а иногда и разрушается исходная природа

компонентов (биогенная или абиогенная).

Б. Добиологическая эра и происхождение жизни

В настоящее время мы не можем точно указать, где в докембрийских

отложениях пролегает граница между добиологическим и биологическим

временем [66, 67]. Однако, если добиологические отложения существуют

и содержатся в земной коре, то присутствующий в них органический материал

должен отражать как исходный состав добиологического органического