Тем дело не кончилось. Были и другие предположения. Ученые обстоятельно обсуждали возможность прижизненного накопления урана организмами. Сему имелось немало подтверждений. В теле некоторых кораллов, например, концентрация этого металла раз в 700 выше, чем в воде, а в одном из видов водоросли хлореллы и того больше — почти в 4 тыс. раз. Но далеко не все морские жители были такими же рекордсменами.
Оттого-то, наверное, Г. Н. Батурин продолжал стоять за сорбцию. Он подсчитал: средняя концентрация урана и других тяжелых элементов в морских существах гораздо ниже, чем в осадочных породах земной коры. А уж в сухопутных организмах — тем более. Из чего вроде бы следовало: ни те ни другие не могли играть роль основных поставщиков радиоактивного металла черным сланцам.
Вот тут, после разговора с Батуриным, у Неручева и мелькнула своя догадка — поначалу еще неясная, расплывчатая. Сергей Германович подметил у собеседника слабое место.
Дело в том, что остатки погибших организмов отнюдь не без потерь достигают морского дна — значительная их часть окисляется по дороге и в виде минеральных соединений остается в толще воды. Мало того, разложение продолжается и на дне, и даже (правда, гораздо медленнее) в самой толще недр.
Одно было непонятно: как биологические остатки попадают на морское дно? Дело в том, что просто под действием силы тяжести, так сказать, своим ходом они туда добраться никак не могут. Почему? Ведь все так просто и естественно: сколько бы ни кружились подводные соринки, а все равно должны опуститься на дно, как оседает пыль на суше, как падают на землю легкие снежинки. Куда им еще деваться?
Увы, деваться им есть куда. И Неручев, наверное, зашел бы здесь в тупик, если бы не одно интересное исследование океанологов.
Около тридцати лет Александр Петрович Лисицын посвятил, как вы помните, изучению морской взвеси. (Средний размер частиц повсюду примерно одинаков — 11 мк (попадаются, конечно, раз в десять и крупнее имельче). Скорость их осаждения меньше 2 см в сутки, и падением-то не назовешь, скорее, какое-то витание. Но и такими темпами все же можно пусть за 400—700 лет достигнуть глубины 3—5 км. Однако и того не произойдет — взвесь должна попросту раствориться по дороге. А если бы что и осталось, то было бы унесено за многиетысячи километров сначала поверхностными течениями, (потом .более глубокими противотечениями и наконец (оказалось бы во власти придонных течений. I И все же остатки большинства микроводорослей, когорые вроде бы должны были раствориться уже на глубине нескольких сот метров, опускались на дно, на 1-лубину 4—5 км, и притом именно в той климатической роне, где они обитали в поверхностных водах. Что им Гпомогало?
Еще в начале нашего века ученые, которые занимались исследованием планктона, заметили, что рачки зоопланктона, питающиеся биофильтрацией, выбрасывают пищевые комки, заключенные в тончайшую оболочку. Причем это не были фекалии—в них оставалась часть непереваренной пищи. Комкам дали название «пеллеты». В 30-х гг. в Англии появились первые описания пел лет, извлеченных из осадков со дна мелководного залива Клайд, близ Глазго. Комки цилиндрической формы заключали в себе главным образом почти непереваренные остатки водорослей (целые диатомеи) и немного микроскопических минеральных частичек. Это подтверждал и микроскоп, и химический анализ. Величина пеллет — от десятков микрон до нескольких миллиметров.
Такие комки, как оказалось, производят все фильтрующие животные — оболочники, рачки, моллюски. Океан заселен несметным множеством всевозможных фильтра-торов. Поражает их фантастическая работоспособность. Широко известная мидия, сидя в своей бурой раковине, улавливает частички размером менее микрона. Мидии обитают на дне в шельфовых водах, где наибольший снос с суши. Колония этих моллюсков способна за сутки полностью очистить от взвеси до 1 тыс. т воды.
Рачки-копеподы, особенно многочисленные в составе зоопланктона, должны в сутки получать пищи не менее трети собственного веса. Они работают почти беспрерывно, ухитряются улавливать частички величиной менее 1 мк.
Выделенная из воды взвесь связывается в комки и облекается в хитиновую оболочку. Зачем нужна упаковка? Чтобы не использовать отходы вторично. Оболочка — своего рода метка.
Лисицын был первым, кто всерьез заинтересовался глобальным масштабом деятельности фильтраторов. Когда он сделал необходимые расчеты, то был потрясен ее грандиозностью. За год все вместе взятые живые фильтраторы процеживают раз в 500 больше воды, чем ее выносят за это же время все реки мира.
Итак, остатки водорослей и частиц, принесенных с суши, еще у поверхности уложены фильтраторами в пеллеты— в своеобразные природные контейнеры. Укрупненные, утяжеленные, они опускаются быстрее, чем обычная взвесь. И хотя «срок годности» оболочек всего несколько дней, реже недель, пеллеты успевают опуститься довольно глубоко. Потом контейнер разрушается, а его содержимое остается. Это явление морские геологи обнаружили только тогда, когда смогли заняться изучением взвеси на больших глубинах,— стал очевиден пеллетный поток осадочного вещества. Выяснилось, что в тесной взаимосвязи с этим процессом идет еще один. Биологи установили, что существуют массовые ритмичные перемещения живых организ-. мов по вертикали океанской толщи — суточные, сезонные, возрастные. В этом участвуют многие виды—от; простейших до рыб. Одни поднимаются из глубин ночьюк а спускаются обратно днем, другие — наоборот. Одни устремляются к поверхности с началом весеннего или осеннего цветения водорослей. Другие проделывают та же только в определенный период своего развития. I Известному советскому биологу М. Е. Виноградове из Института океанологии АН СССР во время плаваний на «Витязе» удалось установить (как и ряду его зарубежных коллег), что главная причина таких вертикальных миграций — кормовая. Уже в поверхностном слое не только водоросли, но и пеллеты более мелких организмов служат пищей для более крупных организмов. «Оригинальная упаковка» чаще всего не успевает раствориться; комки, не распавшись, идут в пищу.
Опускаясь, мигрирующие фильтраторы тоже облекают в оболочку свои пеллеты, которые на каком-то этаже пониже становятся добычей других организмов, обитающих в более глубоких слоях океана, и так далее. В желудках рачков-фильтраторов, живущих на глубине 4000 м (и даже 8000. м), были обнаружены светолюбивые диатомовые водоросли с поверхности океана.
Эта живая лестница опускается до самого дна. Несколько лет назад в районе Багамских островов американские ученые расставили (с помощью подводного аппарата «Алвин») на глубине специальные ловушки в виде широких воронок. Осевший в них материал практически целиком состоял из крупных пеллет, которым глубинные течения уже не угрожали сносом.
Здесь, на дне, пищевые контейнеры постепенно утрачивают свою оболочку, она разрушается, а материал, доставленный сверху, размещается на длительное хранение. Потому-то геологи и не обнаруживали в грунтовых пробах целых пеллет.
Удалось определить и скорость, с какой комки достигают дна. В среднем примерно 150 м в сутки (вместо 2 см в сутки у незапакованного материала). Биофйльт-раторы ускоряют процесс осаждения океанской взвеси в тысячи раз. В сущности, только они и делают возможным захоронение органического вещества.
Но какое это имеет отношение к накоплению урана в осадочных породах? Самое непосредственное.
Тут как раз и проявляется поразительная способность живых существ концентрировать рассеянные в морской воде различные химические элементы. В 1 г сухого планктона столько же алюминия, сколько его содержится в 300 л морской воды. Есть рачки и водоросли — концентраторы серебра, кадмия, хрома, молибдена, меди, кобальта. О концентраторах урана вы уже знаете. И весь этот набор металлов с пеллетным потоком по той же «живой лестнице» постепенно отправляется на дно.
Многолетними исследованиями Лисицын доказал, что в осадочном процессе, идущем в океане, решающая роль принадлежит живым организмам.
А коль скоро так, то главными собирателями урана вполне могли быть живые существа. Среднее его содержание в их остатках или пеллетах поначалу было действительно невелико. Но вот что происходило затем. Органика начинала окисляться, а накопленный уран оставался почти не тронутым в неразложившейся части. Естественно, его относительное содержание там увеличивалось. Так же шло на всех последующих стадиях переработки погибших существ и пеллет. В результате концентрация урана постепенно увеличивалась. Иными словами, о каждой ступенью переработки органики происходило как бы обогащение ее радиоактивным металлом. Это прежде и не учитывалось.
Когда Неручев тоже взялся за подсчеты, обнаружилось, что предложенный им механизм «обогащения» вполне годится. -Но... только для обычных осадочных пород. К черным сланцам, где концентрация урана раз в десять, а то и в сто больше, его механизм неприменим — явно не хватает «мощности».
В чем же Неручев ошибся?
Трудно сказать, как долго продолжались бы его раздумья, если бы не счастливый случай. Впрочем, какой же это случай? С некоторых пор Сергей Германович не пропускал ни одной научной публикации, имеющей отношение к интересующей его проблеме.
Очередное исследование касалось всего-навсего одного из озер на территории нашей страны, но имело для Неручева исключительное значение. В сравнительно небольшом бассейне обнаружилось резко повышенное по сравнению с другими современными озерами, морями и океанами содержание урана в воде (из-за размыва рудного месторождения). Интересный факт пришелся спасительным дополнением неручевскому механизму «обогащения». Потому что и организмы, обитавшие в том озере, оказывается, накапливали в себе существенно больше урана, и в донных осадках его было так же много, как в черных сланцах.
Иначе говоря, тут напрашивался совершенно неожиданный вывод. Черные сланцы образовывались каждый раз тогда, когда в океане, пусть на короткое время, резко увеличивалась (в десятки и в сотни раз) концентрация урана.