Изот Литинецкий - На пути к бионике

В природе сравнительно редко встречаются руды, содержащие только какой-либо один металл. Чаще всего в них имеется целый комплекс различных сопутствующих компонентов. Это относится почти ко всем полиметаллическим рудам цветных металлов и ко многим другим полезным ископаемым. Так, например, титаномагнетиты содержат, кроме железа, титан и ванадий. В каменных углях, железных рудах находятся германий и другие рассеянные элементы и т. д. Народное хозяйство, разумеется, заинтересовано в максимально полном извлечении всех ценных компонентов, содержащихся в рудах, иными словами, в организации комплексной переработки руд. Успешно решить эту большой народохозяйственной важности задачу можно опять-таки с помощью бактерий. И ученые ведут целенаправленный поиск в мире микробов все новых и новых тружеников для биометаллургии. Цинк, молибден, железо, хром - таков сейчас далеко не полный ассортимент металлов, добываемых микроорганизмами у нас и за рубежом.

Алхимики средневековья мечтали о философском камне, способном превращать любые металлы в золото. В наши дни ученые собираются добывать золото при помощи... бактерии. На первый взгляд такая идея и сейчас может показаться фантастической. И многие специалисты так и расценивали ее до самого последнего времени. Аргументы были веские. Золото - металл инертный, на него не действуют даже концентрированные кислоты. Только "царская водка" (смесь соляной и азотной кислот) одолеет чистое золото. Поскольку микроорганизмам не под силу конкурировать с такой "адской смесью", их поприще деятельности, говорили скептики, медные и железные рудники. Но живая природа показала иное. И вот каким образом.

В Сенегале на берегу реки Иввары есть золотоносный холм Ити. Месторождение это промышленного значения не имеет, так как размер частиц самородного золота не превышает микрона и плотность залежи чрезвычайно мала. Лишь местные золотоискатели, затрачивая массу времени и сил, стоически продолжают копать и промывать землю, получая в награду за свой поистине сизифов труд мизерное количество пыли желтого металла. Казалось бы, за многие десятилетия хотя и кустарной разработки золотоносной жилы ее тощие запасы должны были бы иссякнуть. Но вот чудо! Золотая жила Ити остается неисчерпаемой. Впечатление такое, будто кто-то все время пополняет месторождение запасами драгоценного металла. Р. Мартинэ - директор Бюро геологических изысканий и шахт в Дакаре, узнав о таинственной неиссякаемости золотоносной жилы холма Ити, высказал предположение, что это результат деятельности микробов.

Гипотезу Мартинэ поддержала Ивьет Парэ и принялась за ее доказательство. Она проделала огромную исследовательскую работу по изучению деятельности "обитателей" холма Ити.

Процесс бактериального растворения золота подтвердился, но оказался более сложным, чем предполагали исследователи.

Сейчас в лабораторных условиях при помощи микроорганизмов извлекают из почвы до 82% содержащегося в ней золота! Пришла пора промышленных испытаний. Патент па открытие уже получен. Если эксперименты в заводских масштабах не будут уступать по результативности лабораторным опытам, то бактерии пополнят свой табель "специальностей" еще одной чрезвычайно важной и нужной в наш век "профессией" - микродобытчиков золота.

Все больше и больше микроорганизмов привлекают к себе в помощники нефтяники. Ученые установили, что газы, которые образуются в некоторых месторождениях нефти, обязаны своим происхождением деятельности микробов. Возникла идея: а нельзя ли использовать это явление для добычи нефти, которую не удается извлечь обычными способами? От дерзкого замысла перешли к опытам. И вот специальные бактерии - газообразователи, "командированные" в нефтяной пласт, образуют из нефти метан, водород, азот, углекислоту. По мере накопления газов их давление возрастает. К тому же, растворяясь в нефти, газы снижают ее вязкость. В итоге продуктивность скважин значительно возрастает. Микроорганизмы помогают также и при поисках месторождений нефти и газа. Дело в том, что над месторождениями нефти и газа в водах и породах обитают вполне определенные микроорганизмы. И если анализ проб воды, взятых из различных источников, обнаруживает микробы-указатели, то нетрудно отметить район, где имеет смысл вести поиск нефти глубинным бурением.

На очереди привлечение морских микроорганизмов к освоению несметных минеральных богатств Мирового океана.

Под водой находится около двух третей всех минеральных ресурсов нашей планеты. Одних только железомарганцевых конкреций в донных осадках Мирового океана хранится около 1000 миллиардов тонн, 100 миллиардов тонн фосфатных конкреций (с содержанием пятиокиси фосфора 30%), а глобигеринового ила, отвечающего по своему составу хорошему цементному сырью, - 1 000 000 миллиардов тонн.

Не менее фантастичны минеральные богатства, заключенные в водах морей и океанов. Чаша Мирового океана наполнена 1 370 000 000 кубических километра воды. В этом объеме растворено около 50 000 000 миллиардов тонн солей. Если бы удалось собрать всю массу находящихся в морской воде веществ и распределить ее ровным слоем по поверхности суши, получился бы "бутерброд" толщиной 200 метров, в котором присутствовали бы почти все элементы таблицы Менделеева: магний и сера - 1015, кальций и калий - 1014, алюминий, рубидий, литий - 1011, цинк, свинец, селен, цезий, молибден и торий - 109 тонн. В каждом литре морской воды содержится, к примеру, 3,34 микрограмма урана. Несмотря на ничтожность концентрации, морские запасы этого важнейшего для атомной энергетики элемента составляют 4000000000 тонн. В водах Мирового океана рассеяно 10 миллиардов тонн золота!

Таковы далеко еще не все известные ныне, поистине сказочные сокровища царства Посейдона. Моря и океаны - это своего рода гигантский природный склад несметного количества минеральных веществ. Между тем из этих богатств "голубого континента" человечество использует самую мизерную долю. Да и то нефть, уголь, железные и другие руды, редкие элементы добываются лишь в зоне материковых шельфов (в прибрежных районах) и с небольших глубин. Что же касается больших, океанических глубин, то способы добычи минерального сырья здесь разработаны пока совершенно недостаточно. Это заставляет ученых избрать другой путь организации подводного горного дела. Его подсказывают сами обитатели Мирового океана.

Многие морские микроорганизмы поглощают и, следовательно, могут концентрировать отдельные химические элементы, растворенные в океанической воде. Известно, например, что некоторые виды бактерий воздвигают в океане целые острова, осаждая из морской воды соли магния и кальция. Имеются организмы, приспособленные к накоплению цезия, некоторых радиоактивных элементов, а также ряда других веществ. В чем секрет столь удивительной способности некоторых организмов, мы пока не знаем. Впереди еще большая работа по детальному изучению всех особенностей бактериальных процессов. Но уже сегодня, говоря словами известного океанолога академика Л. А. Зенкевича, нет никакого сомнения в том, что методу биологической концентрации нужных человеку веществ из морской воды принадлежит будущее. Не за горами время, когда в морях и океанах появятся подводные плантации "бактерий-металлургов" и мириады микроорганизмов будут добывать людям медь, никель, магний, кобальт, серебро, золото, платину и другие ценнейшие металлы.