Янтарь — камень чудесный, обладающий красотой живой, романтической, притягательной, тёплой, не похожей на красоту прочих минералов. Распространяться о великолепии, о древней истории использования этого камня человеком, о легендах связанных с янтарём, о его удивительных физических свойствах — можно чрезвычайно долго. Но статья, всё-таки, не об этом. С научной точки зрения интерес представляет не совершенство янтаря, а его изъяны. Посторонние включения. Последние бывают разнообразны.
Как известно, янтарь — «окаменевшая» смола хвойных деревьев. Слово «окаменевшая» заключено в кавычки, так как минерализация янтаря не имеет ничего общего с обычно понимаемой под «окаменением» фоссилизацией. Окаменевшие раковины аммонитов и кости динозавров — уже не раковины, и не кости, так как первоначальный материал замещён в их составе посторонним. Янтарь же по прежнему смола, но претерпевшая химические изменения. В результате воздействия воды, растворённых в ней солей и кислорода, исходные низкомолекулярные соединения преобразуются в высокомолекулярные твёрдые вещества. При этом объём капли сокращается, а плотность растёт.
Химия, порождающая янтарь, никаких загадок не содержит, и занимает не так уж много времени. Тем не менее, основная масса этого минерала имеет возраст 50 миллионов лет. Плюс — минус. Янтарь начал образовываться в меловой период — около 100 миллионов лет назад. А возможно и раньше, так как хвойные деревья появились на планете задолго до этого. И в принципе, его образование может продолжаться до наших дней. Однако, точные временные рамки определить трудно из-за геологической мобильности этого минерала, имеющего очень малую плотность (в морской воде янтарь не тонет) и способного многократно переотлагаться.
Таким образом, залежи янтаря возникли не единовременно, но ранний и средний палеоген были эпохой расцвета «янтарных лесов» — сообществ из десятков видов хвойных деревьев, занимавших тёплые, приморские, обильно увлажнённые территории. Леса эти представляли собой относительно невысокие, но чрезвычайно густые, почти непроницаемые для света (что для образования янтаря важно) заросли в периодически затопляемых пресными водами низинах. Затопляемых, но не заболоченных. Смола должна была падать в пресную, насыщенную кислородом воду… И как легко понять из описания, сейчас таких биоценозов нет. К концу палеогена янтарные леса исчезли в результате изменения климата и наступления цветковых растений, окончательно вытеснивших хвойные в прохладные области.
Включения в янтаре бывают твёрдыми, жидкими и газообразными. Твёрдые — это, как правило, просто грязь. Минеральные частицы. Но под это же определение попадают и утонувшие в смоле беспозвоночные (в единичных случаях мелкие позвоночные тоже), грибы и фрагменты растений, представляющие собой бесценный, ввиду хорошей сохранности образцов, палеонтологический материал.
Жидкие включения также очень интересны. Главным образом тем, что о них мало кто знает. Однако, пузырьки в янтаре нередко бывают частично или полностью заняты жидкостью. Состав которой чрезвычайно сложен, разнообразен, уникален для каждого образца, но если иметь в виду «среднюю температуру по больнице», представляет собой нечто подобное смеси нефти с морской водой. И в отличие от твёрдых, жидкие включения не попадают в янтарь извне. Это жидкие продукты протекающих в процессе минерализации смолы химических реакций, не сумевшие покинуть образец и скопившиеся в полостях.
Наконец, бывают и включения газообразные. Иногда в форме макроскопических, хорошо различимых глазом пузырьков, но куда чаще в виде пузырьков микроскопических, большое количество которых может делать янтарь «молочным» — белёсым и непрозрачным. Чрезвычайно соблазнительной представляется мысль, что запаянные в кусках янтаря газы могут быть дошедшими до нашего времени пробами древней атмосферы планеты. И чтобы этот соблазн преодолеть, нужно вернуться и перечитать предыдущий абзац.
Газ в внутри полостей представляет собой смесь азота (90%) с углекислотой (почти всё остальное). Разнообразие примесей велико, и меняется от образца к образцу. Азот, судя по соотношению с присутствующими в полостях инертными газами, в первую очередь с аргоном, — атмосферный. Отношения это, кстати, соответствует современным стандартам. Но и он попал в пузырьки не из атмосферы непосредственно. Ибо эксперименты показали, что первоначально присутствующий в пузырьках смоляной капельки воздух не доживает до конца процесса минерализации. При котором, как упоминалось выше, полужидкая, ещё проницаемая для газов ловушка, сжимается.
Смола — вязкая жидкость. И как прочие жидкости она впитывает газы из атмосферы. Не в пузырьки, а во весь свой объём. Благодаря этому только и может протекать процесс минерализации, требующий притока кислорода. Который, соответственно, расходуется. Кислорода в полостях янтаря практически нет.
Азот и инертные газы не расходуются. А углекислый газ ещё и производится в химических реакциях. Минерализация и сопутствующее ей сжатие вытесняет газы из каменеющей смолы. До тех пор, пока она остаётся проницаемой. Части азота и углекислоты не удаётся покинуть твёрдое вещество, и они выдавливают в его массе полости. И, в зависимости от условий минерализации, количество пузырьков может оказаться неожиданно велико, так как в растворённом виде газ занимает меньший объём, чем в свободном.
…Таким образом, газы, содержащиеся в янтаре сообщили науке что 50-100 миллионов лет назад соотношение азота и аргона в атмосфере не отличалось от современного. А поскольку эти компоненты газовой оболочки различаются механизмами поступления и убыли, совпадение возможно только при условии неизменности абсолютных количеств того и другого. То есть, в случае, если плотность атмосферы не менялась. Что же до давления внутри пузырьков, которое может быть различным, достигая иногда нескольких атмосфер, то оно к атмосферному давлению отношения не имеет, так как газ в полости поступал не из атмосферы, а из массы образца.
Другие статьи на данную тему
