Это продолжение статьи, начало - на предыдущих страницах данного раздела.

Минеральные воды и карбонат кальция

Новые достижения в области исследования воды и её структуры воды дают возможность лучше анализировать условия, при которых зародилась жизнь. Трудно допустить, что жизнь могла возникнуть в «хаотической» воде (Игнатов, 2010) Живые организмы и вода (проф. Антонов, инж. Гылыбова, 1992) являются сложными, самоорганизующимися системами. Проф. Шредингер предложил ясное определение живых организмов, как систем, понижающих собственную энтропию за счёт повышения энтропии окружающей среды.

Однако ближе всего к спектру растительного сока находится спектр минеральной воды, которая взаимодействует с карбонатом кальция. Такой спектр воды карстовых источников.

Самыми благоприятными для зарождения жизни на Земле являются минеральные воды, которые взаимодействают с карбонатом кальция, а затем и морские воды (д-р Игнатов, 2010).

При этом самоорганизация первичных органических соединений в водных кластерах поддерживалась термальной энергией магмы, вулканической деятельностью и солнечной активностью. Так, циркулирующие в недрах по трещинам, пустотам, каналам и пещерам карстовые воды содержат карбонат кальция, активно взаимодействуют с живой материей и содержат информацию о жизни в более позднем геологическом периоде. При этом очень уникальна смесь из карстовой и минеральной воды из местечка Златной Панеги, Тетевенский край, Болгария. Она показывает нам спектр минеральной воды, взаимодействующей с карбонатом кальция из карстового источника. У исследованных д-ром Игнатовым более 30 источников с минеральной водой, содержащей кальциевые и карбонатные ионы, спектр похож на спектр воды из местечка Златной Панеги.

В природе существуют места с разной водой при одинаковых внешних условиях от 10 до 12,5 °C. В озере, образовавшемся от источника, вливаются три минеральных источника, чья средняя температура 21 °C. Река Вит находится только в нескольких км. Средняя температура реки около 15 °C. Фотографии на рис. 15 и рис. 16 показывают очевидную разницу между растительным миром в воде карстового источника и реки. Это является неопровержимым доказательством оптимально благоприятного места активной жизни водорослей при одинаковых внешних условиях. Единственная разница – в структуре воды. Минеральная вода, взаимодействующая с карбонатом кальция, а также и морская вода, являются щелочными.

См. ссылку:  www.medicalbiophysics.dir.bg/ru/water_memory.html

Рис. 15. Карстовый и минеральный источник, растительность Златна Панега, Тетевенский край, Болгария   фотограф: Александр Игнатов

 

Рис. 16. Река Вит, Тетевенский край, растительность в 3 км от источника Златна Панега  фотограф: Александр Игнатов

С кальциево-силикатными породами связано и развитие древнейших форм жизни на Земле. Самые древние доказательства существования живых организмов со слоистой известковой структурой на Земле датируются 3,5 миллиардами лет. Эти древнейшие известковые (доломитовые) ископаемые докембрийского периода – строматолиты, которые строили свой скелет из известняка и диоксида кремния SiO2 (рис. 17-19).

Рис. 17. Колониальная (хроококковая) форма из позднего Протерозоя Австралии (850 млн. лет назад)

 

 

Рис. 18. Нитевидная форма Palaeolyngbya из того же местонахождения

 

 

Рис. 19. Строматолиты (Австралия)

Строматолиты формировались на дне неглубоких водоемов еще в архее в самую древнюю геологическую эпоху Земли — 2,5−3,5 млрд лет назад. Изучать эти образования очень важно и интересно, так как строматолиты хранят в себе сведения о зарождающейся жизни на Земле и органическом составе первых живых организмов – многочисленных колоний цианобактерий, сине-зелёных водорослей и нефтеперерерабатывающих бактерий, возникающих в толщах известняков и доломитов в жерлах погасших вулканов и термических источников. В качестве примера на фотографии на рис. 20 показано богатство водорослей в области Рупите, Болгария. Место жизнеобитания находится в жерле погасшего вулкана. При температуре 75 °C растительная жизнь кипит в полную силу. 

 

Рис. 20. Водоросли, минеральная вода, 75 °C, Рупите, место Ванги фотограф: Александр Игнатов

            В самом начале эволюции на Земле наблюдалась усиленная вулканическая деятельность даже на дне первичного океана. В ту эпоху на Земле было больше кремния и соединений кремния, и он взаимодействовал с водой. По этой причине он абсорбировался в ранних живых организмах – диатомовых водорослях и радиоляриях. Эти планктонные формы обитают в верхних слоях морской воды вместе с другими организмами, обладающими известковыми (фораминиферы) и хитиновыми панцирями. Размер организмов с кремниевым скелетом достигает несколько десятков микрометров (рис. 21). После смерти эти организмы опускались на дно, причём их вещество химически взаимодействовало с морской водой. При этом карбонат кальция фораминифер и хитин других планктонных микроорганизмов растворялись в воде лучше, чем кремнезём диатомовых водорослей и радиолярий, формируя осадки кремнезёма. Кремнистые сланцы с отложениями этих кремнийсодержащих микроорганизмов формировались эпоху фанерозоя в глубоких океанских впадинах, на глубинах около 2-3 км. Временный расцвет организмом с кренезёмным скелетом мог привести к такому скоплению кремния в водах океана, что на дне смог образоваться гель кремниевой кислоты. Затем двуокись кремния могла кристаллизоваться вокруг рассеянных в известняке центров кристаллизации, постепенно замещая молекулы карбоната кальция. Позднее, организмы, обладающие известковыми панцирями фораминиферы стали абсорбировать кальций из известняковых пород.

 

 

Рис. 21. Организм с кремниевым скелетом

Самый распространённый минерал земной коры кварц SiO2, по-видимому, играл большую роль в происхождении жизни. Кристалл кварца обладает тетраэдрической структурой, из которой складываются цепочечные силикатные структуры (рис. 21-25). Уникальность кварца заключается в том, что его кристаллы оптически активны, т.е. способны влиять на поляризованный свет. Но кристаллы кварца не просто воздействуют на проходящий через них свет, они также обладают оптически активными свойствами на поверхности кристалла (Терентьев, Клабуновский). Следовательно, на поверхности Lи Dэнантиомерных кристаллов кварцев теоретически была возможна избирательная абсорбция Lи D-изомеров.

 

Рис. 21.  Элементарный правильный кремне-кислородный тетраэдр SiO44-.

 

Рис. 22. Элементарные кремнекислородные единицы-ортогруппы SiO44в структуре Mg-пироксена энстатите (а) и диортогруппы Si2 O76в Са-пироксеноиде волластоните (б).

 

Рис. 23. Важнейшие типы кремнекислородных цепочечных анионных группировок (по Белову): а-метагерманатная, б - пироксеновая, в - батиситовая, г-волластонитовая, д-власовитовая, е-мелилитовая, ж-родонитовая, з-пироксмангитовая, и-метафосфатная, к-фторобериллатная, л - барилитовая.

 

Рис. 24. Важнейшие типы ленточных кремнекислородных группировок (по Белову): а - силлиманитовая, амфиболовая, ксонотлитовая; б-эпидидимитовая; в-ортоклазовая; г-нарсарсукитовая; д-фенакитовая призматическая; е-эвклазовая инкрустированная.

 

Рис. 25. Фрагмент (элементарный пакет) слоистой кристаллической структуры мусковита KAl2(AlSi3O10XOH)2, иллюстрирующий переслаивание алюмокремне-кислородных сеток с полиэдрическими слоями крупных катионов алюминия и калия, напоминает цепочку ДНК.

Другим интересным свойством кварца SiO2 является то, что его структура напоминает структуру самой воды. Еще первооткрыватели водородных связей Дж. Бернал и Р. Фаулер в 1932 г. сравнивали структуру жидкой воды с кристаллической структурой кварца, а ассоциаты воды рассматривались как тетрамеры 4Н20, в которых четыре молекулы воды соединены в компактный тетраэдр с двенадцатью внутренними водородными связями. В результате образуется четырёхгранная пирамида - тетраэдр.