Смола хвойных деревьев

1. Янтарный лес: смола хвойных деревьев
2. Определение термина «живица»: состав живицы
3. Процесс превращения живицы в янтарь

В естественном состоянии смолы представлены живицей (терпентином), вырабатываемой живыми клетками эпителия смоляных каналов или других внутритканевых вместилищ смолы. Продольные (вертикальные) и радиальные (горизонтальные) каналы формируют в древесине ствола и ветвей сложную смолоносную систему. У некоторых хвойных такие каналы образуются при повреждении дерева, поэтому их называют патологическими. В древесине здоровых и поврежденных деревьев возникают и другие внутритканевые вместилища смолы - смоляные карманы, смоляные цисты и иные межклеточные полости, нередко выстланные смолообразующим эпителием. Нормальные смоляные каналы есть также в ткани листьев хвойных. У игловидных листьев они располагаются продольно. В смоляных каналах смола находится под значительным давлением. Не будь такого давления, она никогда не вылилась бы из дерева. В древесине смола хорошо изолирована от кислорода воздуха, влаги и света - главных агентов, действию которых она подвергается сразу же после истечения.

При вскрытии смоляных ходов живица начинает вытекать. Скорость выделительного процесса во многом зависит от вязкости живицы, давления в системе смоляных каналов и количества воды, поступающей в выделительные клетки.

Янтарный лес: смола хвойных деревьев

Ученые не имеют пока достаточных сведений о механизме смоловыделения хвойных «янтарного» леса. Некоторые склонны считать, что у хвойных палеогена, в отличие от современных сосен, смоляные карманы были несколько побольше, а вытекающая из них живица - менее вязка, чем живица современных хвойных. К тому же они содержали значительное количество смолы, которая концентрировалась не только в стволе и ветках, но даже в корнях и хвое. То есть смолопродуктивность сосен в далеком прошлом была обычным явлением. Этому способствовал ряд причин регионального порядка. Увеличение смоловыделения объясняется в первую очередь резким изменением климата в сторону потепления. Подмечено, что по мере продвижения к югу смоловыделение у современных хвойных постепенно возрастает. Наконец, на характер смоловыделения влияет влажность. В теплую влажную погоду количество выделившейся живицы резко увеличивается. Но избыточное количество влаги отрицательно влияет на этот процесс. Менее обильное истечение смолы происходило в результате различных повреждений деревьев - во время весенних буреломов, гроз, ураганов, а также при порче их вредителями леса, которые грызли, долбили, прокалывали кору, вынуждая деревья «лечить» нанесенные раны.

Геолог Л. И. Матрунчик высказал предположение, что обильное выделение хвойными живицы вызвано воздействием некоторых химических элементов, в частности бора - именно от него дерево и пыталось защититься. Истекшая на поверхность ствола живица быстро теряла значительную часть летучих компонентов, но сохраняла целебные свойства, способные полностью или частично подавлять развитие возбудителей болезней сельскохозяйственных культур. Живица предохраняла участок дерева от заражения через рану (отсюда ее русское название).

Постепенно густея и застывая, живица образовывала на деревьях различные по форме желваки, сгустки, гроздья, капли, натеки. Периодическое выделение смолы из дерева обусловило возникновение слоистых структур живицы (и янтаря), а хорошее их отслаивание служит подтверждением тому, что новые порции изливались на уже затвердевший слой. Почти все находящиеся в ископаемых смолах насекомые и растительные остатки оказались заключенными именно между такими слоями. Заметим, что живица выделялась не только днем, но и ночью. Об этом свидетельствуют находки в янтаре пауков-сенокосцев и насекомых (щетинохвосток, тараканов, жуков, уховерток), ведущих ночной образ жизни. Хвойные вырастали, жили и падали, их древесина сгнивала, а смола, выделяемая ими, оставалась и накоплялась в почвах.

Определение термина «живица»: состав живицы

Живица - сложное, многокомпонентное, динамичное по составу, но цельное вещество. В состав ее входят скипидар, вода и значительное количество смоляных кислот (до 65 %). Это одна из форм существования в природе физиологически активных смол. Стекая с поврежденного ствола, живица частично испаряется и теряет влагу и легколетучий скипидар, а смола остается в виде нароста на коре дерева. Жидкие, вязкие и твердые компоненты смол состоят в основном из монотерпенов, сесквитерпенов, дитерпенов и их производных. Монотерпены служат основным химическим средством защиты у хвойных. По своему строению они бывают ациклическими (с открытой цепью, содержат три этиленовые связи), моноциклическими (с одним кольцом и двумя этиленовыми связями) и бициклическими (с двумя кольцами и одной этиленовой связью). Сесквитерпенов в смолах намного меньше, чем монотерпенов.

Великий знаток природы М. Пришвин писал, что мы ничего не знали бы о лесной смоле, если бы у хвойных деревьев не было ранящих древесину врагов: деревья выделяют наплывающий на рану ароматный бальзам. Писатель называет смолу скрытой силой. После длительного выдерживания на открытом воздухе живица высыхает и желтеет, из нее испаряются скипидар и смоляные кислоты, остаток становится твердым.

Не напрасно называют смолу живицей. Она не только способна «живить», залечивать раны, но и обладает рядом целебных свойств. В народе мазью, сваренной из живицы вместе с сахаром и свиным жиром, смазывают поврежденную кожу. Свежую, душистую живицу, выдержанную с водой на солнечном свете девять дней, народная медицина рекомендовала пить при заболевании легких. Широко применяют в медицине скипидар и канифоль, получаемые при переработке живицы. Скипидар используют для натирания при заболевании суставов и при простуде. Канифоль входит как составная часть в лечебные пластыри. Ее используют также в электротехнике, полиграфической, целлюлозно-бумажной, резинотехнической и шинной промышленности, при изготовлении синтетического каучука, кожзаменителей, линолеума.

Химия смоляных кислот изучена недостаточно. У хвойных наиболее распространены кислоты абиетиновая - основной компонент канифоли, декстропимаровая и левопимаровая. Одна из причин биологической инертности смол объясняется ничтожной растворимостью их в воде.

Процесс превращения живицы в янтарь

1. На первом этапе она затвердевала. Катинас считает, что с испарением летучей части живицы (терпенов) вязкость ее повышалась. Скипидар и входящие в него терпеновые углеводороды окислялись до перекисей и гидроперекисей терпенов. Последние способствовали окислению смоляных кислот. Двойные связи в смоляных кислотах облегчают окисление их кислородом воздуха; этому в значительной степени способствуют также действие света, тепла и озона. При окислении смоляные кислоты превращались в канифоль, а первичные кислоты - в кислоты типа абиетиновой. Смоляные спирты и эфиры, содержащиеся в живице в малых количествах, на воздухе почти не изменялись. Эти превращения способствовали потемнению, затвердению живицы и увеличению ее плотности.
2. На втором этапе затвердевшая смола захоронялась в лесных почвах, где и подвергалась фоссилизации. При этом, считает Катинас, она существенно изменялась. Остаток терпеновых продуктов (α-пинена) в условиях бактериального брожения превратился в бициклический спирт терпенового ряда борнеол. За счет первичных смоляных кислот возникла неабиетиновая кислота, которая изомеризовалась в абиетиновую. Последняя в кислородной обстановке неустойчива и вскоре перешла в сукциоксиабиетиновую. За счет абиетиновой кислоты, которая частично полимеризовалась, возникли резинолы; реагируя как непредельное соединение, она образовала дегидрокислоты. Некоторое количество абиетиновой кислоты осталось неизменным. Содержание ее в янтаре достигает 12 %. Комплекс молекулярных превращений в ископаемой смоле в течение второго этапа способствовал возникновению почти всех составных частей янтаря. Заметно повысилась температура плавления смолы, уменьшилась ее растворимость; смола пожелтела. Несомненно, что на молекулярный состав, текстуру и структуру ископаемых смол существенное влияние оказали геологические условия их первичного захоронения.
3. Третий этап в образовании янтаря ознаменовался размывом, переносом и отложением частично фоссилизированных ископаемых смол из лесных почв в водный бассейн. С. С. Савкевич считает, что превращение ископаемой смолы в янтарь происходит при участии кислородсодержащих, обогащенных калием щелочных иловых вод, которые, взаимодействуя со смолой, способствуют межмолекулярным превращениям в ней. Последние в конечном итоге приводят к образованию различных оксисоединений и отщеплению янтарной кислоты в свободном виде. При этом смола полимеризовалась (молекулы или частички вещества соединяются друг с другом и образуют более крупные и малоподвижные молекулы нового вещества). Савкевич выделил пять этапов последовательного превращения живицы в янтарь. В течение четвертой и пятой стадий возникает слоистый алюмосиликат - глауконит.

Популярные товары

Крестик из янтаря

390 грн

Бусы из янтаря с подвеской «Дракон»

48 000 грн

Намисто з бурштину зеленуватого відтінку

28 810 грн

Мусульманские чётки из прессованного янтаря

9 352 грн

Янтарный кулон на жгуте «Дракон»

8 140 грн

Кулон из янтаря «Ракушка»

5 200 грн

Кулон «Янтарный листочек»

5 830 грн

Кулон-амулет из рога оленя и янтаря «Коловрат» (Ладинец)

5 200 грн

Кулон из янтаря «Листик»

4 680 грн

Кулон-амулет из рога оленя и янтаря «Клык волка»

4 620 грн

Янтарный полированный кулон на воскованной нити

541 грн

Кулон из янтаря «Кукуруза»

5 150 грн

Кулон из полированного камня янтаря

541 грн

Крестик из янтаря

390 грн

Кулон резьбленный из янтаря «Черепаха»

4 870 грн

Кулон-амулет из рога оленя и янтаря «Клык волка»

4 160 грн

Браслет из полированных камешков янтаря

2 869 грн

Янтарный кулон на жгуте «Листик»

4 930 грн

Янтарные бусы «Астерия»

4 858 грн

Янтарные бусы «Астерия»

5 548 грн

Кулон резьбленный из янтаря «Роза»

7 130 грн

Христианские чётки из прессованного янтаря

8 453 грн

Намисто з кульок бурштину зеленуватого відтінку

59 715 грн

Янтарный браслет с контрастными вставками

5 109 грн

Браслет из полированных камешков янтаря

2 869 грн

Браслет из светлых янтарных камней

324 грн

Браслет из шлифованного янтаря «Летний бриз»

465 грн

Браслет з бурштину зеленуватого відтінку

11 653 грн

Браслет детский из разноцветных полированных камешков янтаря

162 грн

Кулон-амулет из рога оленя и янтаря «Клык волка»

4 030 грн

Кулон-амулет из рога оленя и янтаря «Клык волка»

4 290 грн

Кулон из полированного светлого камня янтаря

624 грн

Кулон из янтаря «Черепашка»

3 520 грн

Кулон резьбленный из янтаря «Рыбка»

21 600 грн

Бусы из янтарных камешков-донатов «Торжество»

6 828 грн

Кулон резьбленный из янтаря «Роза»

6 130 грн

Намисто з кульок бурштину зеленуватого відтінку

30 375 грн

Янтарный браслет из полированных пластин коньячного оттенка

5 057 грн

Браслет из полированных камешков янтаря

2 869 грн

Намисто з бурштину зеленуватого відтінку

36 120 грн

Мусульманские чётки из прессованного янтаря

11 842 грн

Кулон-амулет из рога оленя и янтаря «Клык волка»

4 100 грн

Янтарные бусы «Астерия»

5 548 грн

Кулон резьбленный из янтаря «Роза»

7 390 грн

Кулон из янтаря «Роза»

5 400 грн

Браслет из янтарных камней-пластин

5 291 грн

Кулон резьбленный из янтаря «Рыбка»

2 810 грн

Кулон из янтаря «Рыбка»

2 180 грн

Образование глауконита наблюдается только в богатой калием щелочной среде. Повышение щелочности происходит в основном за счет растворения карбонатов кальция и магния. Для возникновения слюдистых образований необходим калий. Карбонатные соединения этого элемента сильно повышают щелочность среды. Но последняя не остается постоянной: она всегда в той или иной мере нейтрализуется продуктами диссоциации сероводородной и угольной кислот, возникшими в процессе разложения органического вещества. В момент возникновения глауконита щелочность достаточно высока.

Таким образом, процесс образования глауконита и конечные этапы преобразования ископаемой смолы в янтарь происходят в одних условиях. Совместное их возникновение обусловлено не только наличием необходимых для образования глауконита химических элементов, но и связанной с ними окислительно-восстановительной обстановкой минералообразующей среды. Присутствие в осадке органических веществ допускает нахождение в нем реакционноспособного железа, а увеличение количества калия в растворе способствует более быстрому окислению ископаемой смолы и превращению ее в янтарь. В ходе таких превращений в ископаемой смоле появилась янтарная кислота и ее эфиры; к веществу смолы присоединилась сера. Ископаемая смола заметно уплотнилась, растворимость ее уменьшилась, а температура плавления, твердость и вязкость увеличились. К концу третьего этапа такая смола приобрела все свойства современного полимера.

Процесс образования янтаря единый и закономерный на Земле. Он происходил в условиях диагенеза глауконитсодержащих осадков, в богатой калием щелочной обстановке.