text:
АКАДЕМИЯ НАУК СССР
Ответственный редактор кандидат геолого-минералогических наук Н. А. СОЗИНОВ
Рецензент О. В. ГОРБАЧЕВ
Введение
Жемчуг - один из красивейших самоцветов. С древних времен его высоко ценят за нежные переливы цвета и загадочный внутренний свет. Именно эти свойства, сферическая или правильная грушевидная форма, редкость нахождения в природе и создали мировую славу жемчугу. Человек поставил его в один ряд с драгоценными камнями высшего класса, он может состязаться даже с бриллиантом.
Жемчуг необычен, как необычны его история и происхождение, связанное с процессом жизнедеятельности моллюска. Само слово "жемчужина" означает высокое качество предмета. Белизна и радужный переливчатый блеск жемчуга делают его символом чистоты. Именно поэтому он был излюбленным украшением в древней Руси и широко применялся в шитье. Мягким серебристым светом мерцали жемчужины на простых одеждах и на торжественных нарядах наших далеких предков.
Широкая популярность жемчуга связана прежде всего с многообразием его цветовых оттенков, среди которых поистине великолепен белый с мягким голубоватым отливом, переходящим в радужный. С глубокой древности его использовали как драгоценное украшение. Очень красив черный жемчуг. Большие черные жемчужины встречаются настолько редко, что каждой из них присваивают имя.
Слово "жемчуг" предположительно происходит от китайского "чжень-чжу", арабского "зеньчуг" или татарского "зеньджу". Индейцы называют его "маньяра" - бутон цветка, а греки - "маргаритес". На Руси слово "жьнчуг" впервые появилось в 1161 г. Синоним жемчуга - перл, так называют этот самоцвет немцы, французы, англичане.
Жемчуг - замечательный дар природы. Его находят не только в тропических морях, но и в холодноводных реках, ручьях и озерах. К сожалению, о речном жемчуге мы знаем сегодня в основном благодаря литературе и музейным экспонатам. А ведь в недалеком прошлом жемчуга было много в северных озерах и в реках обоих полушарий. В последние десятилетия проблема возобновления промысла отечественного жемчуга привлекает к себе все большее внимание.
Легенды о жемчуге
Жемчуг занимает почетное место среди драгоценные камней. Еще в начале нашей эры Плиний Старший помещал жемчуг между алмазом и изумрудом. Однако природа жемчуга долгое время была неизвестна. Очевидно, поэтому тайну его рождения человек облек в форму поэтических историй, легенд, небылиц и даже забавных вымыслов. Легенды и различные истории о жемчуге можно разделить на две группы: одни красочно объясняют происхождение жемчуга, другие повествуют о его необыкновенных свойствах.
Согласно старинной индийской легенде жемчуг - это попавшая в раковину и застывшая в ней капля дождя, Об этом пишет древний поэт Индии Калидаса в поэме "Малявика и Агнимитра". Автор излагает первые представления о происхождении и образовании загадочного самоцвета. Суть их сводится к следующему. Когда первые дождевые капли со звоном ударяются о поверхность моря, из синих его глубин медленно поднимаются жемчужницы (двустворчатые моллюски, в мантии которых может образоваться жемчуг). Они раскрывают свои перламутровые створки и ловят всего одну дождевую каплю. После этого жемчужницы медленно опускаются на дно. Там, в темноте, и превращается капля в ни с чем не сравнимый перл.
По данным индийского минералогического сочинения "Ратнапарикша", прославленные жемчужины "произошли" от слона, облака, кабана, рыбы, змеи и устрицы. А средневековый багдадский ученый-минералог Наср ибн Якуб ид-Динавари писал об особой породе слонов ("пахнущих жасмином"), на лбу которых прячутся желтые жемчужины.
В XVII в. армянский историк Аракел Таврижеци так представлял себе образование жемчуга: "Жемчужные устрицы, подобно рыбам, мечут семя в море, отчего происходит и перламутр. Когда в мае идут дожди, устрицы выплывают на поверхность воды и греются, а на ночь снова отправляются в море. Так они делают до 40 дней, и тогда только образуются жемчужины".
Жители русского Севера издавна знали, что жемчуг следует искать в тех реках, куда заходит царская рыба - семга. Это и породило предание о том, что жемчужина зарождается в жабрах семги. Несколько лет плавая в море, семга носит с собой жемчужную искру, а когда возвращается в реку, то в теплый солнечный день находит на дне раскрытые раковины и в самую красивую из них бережно опускает жемчужную звездочку. Из нее позже вырастает жемчужина, нежно-розовая, иссиня-черная, темно-серая.
На Филиппинах, где испокон веков ловят жемчуг, известна такая история. Когда солнце взошло над морем, его лучи попали в открытые створки раковин и в каждой из них образовалось по жемчужине. Раковины располагались на поверхности рифов, и любой мог достать их без труда. Однако вскоре людей обуяла жадность. Вожди племен, стремясь собрать на рифах весь жемчуг, перессорились между собой и стали вести кровопролитные войны. С тех пор жемчужины ушли с рифов в море, и за ними теперь нужно было глубоко нырять. По катарскому поверью, жемчужницы поднимаются по ночам на поверхность моря, затем уходят обратно, а попавшие в них капли дождя или росы превращаются в жемчужины.
На русском Севере с жемчугом издавна были связаны представления как о радости, так и о горе. В легендах со слезами печали отождествляется половинчатый жемчуг, а со слезами радости - скатный. Согласно другим русским поверьям жемчуг приносит только радость, счастье и богатство, а также благотворно влияет на здоровье человека. В "Изборнике Святослава" (XI в.) говорилось, что перл (жемчуг) способствует благоденствию и долголетию, считается счастливым талисманом. Эти идеи содержатся и в ряде других литературных источников.
Характеристика жемчуга
Строение жемчуга. Жемчужина состоит из ядра, основной части и оболочки. Ядро составляет не менее пятой части жемчужины. Иногда оно отсутствует, тогда место его нахождения угадывается по побелению в центре жемчужины, вызванному появлением пелитоморфного арагопита. Редко на месте ядра бывает пустота. На качество жемчуга ядро не влияет, роль его чисто генетическая: от него начинается рост жемчужины. В ядре можно обнаружить чужеродные тела. Это минералы, случайно попавшие в раковину, и сгустки органического вещества, отложившегося в результате патологических изменений в организме моллюска.
Минералы представлены зернами плагиоклазов, кварца, частичками пластинок каолинита и слюды. Скопления органического вещества имеют круглую или неправильную форму. Порой такое скопление занимает около половины поперечного среза жемчужины. В центре оно светлее, по краям грязно-коричневого цвета, мягкое. Круглые скопления обычно не содержат никаких примесей, неправильные - нередко вмещают хлопьевидные частички арагонита.
Ядро жемчужины часто окружено тонким слоем органического вещества, хорошо выделяющегося своим темным цветом на сером фоне кристаллов арагонита. Непосредственно на нем нарастает основная масса жемчужины. Она состоит из призматических (шестоватых) кристаллов арагонита, которые разделены тонкими органическими прослойками. Органическое вещество придает коричневатый оттенок всей жемчужине.
Призматические кристаллы арагонита имеют четырех-, пяти-, шести-, семи- и восьмиугольное сечение. Исследование поперечного сечения позволило выделить кристаллы трех типов и сростки. Кристаллы первого типа немногочисленны, сечение их четырех- и шестиугольное. В огранке принимают участие плоскости призм {010} (первый вид кристаллов), {010} и пинакоида {100} (второй вид). Кристаллы второго вида преобладают. Основной (габитусной) на всех кристаллах является призма {110}, пинакоид {100} всегда имеет подчиненное значение. По-видимому, кристаллы первого типа формировались раньше других. По сравнению с последующими выделениями арагонита грани их наиболее ровные. Кристаллы второго типа имеют неправильное многоугольное сечение, грани их обычно слегка вогнуты или выгнуты. Это по существу кривогранные кристаллические образования. Еще более кривогранны кристаллические образования арагонита третьего типа. По этой причине определение граней в них сильно затруднено. Каждый кристаллик арагонита вырастает на конхиолиновой (органической) основе и в конхиолиновом чехле.
Рассмотрение срезов призматических кристаллов в их прикорневой части позволяет предположить существование двух разностей конхиолина: одна в какой-то мере предопределяет форму будущего кристалла арагонита, другая, окружая кристалл своеобразным чехлом, обеспечивает его рост. Она же предохраняет кристаллы от слипания.
В арагоните речного жемчуга в участках, где конхиолина много, иногда прослеживается еще один тип кристаллов. По аналогии с известными в минералогии образованиями этот арагонит следует назвать скелетным. В поперечных срезах он выявляется благодаря узким, двух- и трехгранным полоскам, которые повторяют очертания находящегося вблизи кристалла арагонита. Рамки скелетных образований обычно разорваны.
Призматические кристаллы обусловливают лучисто-скорлуповатое строение жемчужины. Оно - результат сезонного отложения карбоната кальция моллюском, чутко реагирующим на малейшие изменения внешней среды. Описанная слоистость близка к слоистости "пещерного" жемчуга, в котором по количеству слоев и их ширине можно определить возраст. Однако по отношению к жемчугу это вряд ли приемлемо; моллюск, в котором формируется жемчуг, реагирует не только на сезонные, но и на другие изменения окружающей обстановки.
Призматические кристаллы арагонита нарастают на тонкую прослойку органического вещества и как бы служат естественным продолжением предыдущего призматического слоя. В направлении к периферии жемчужины количество органического вещества в ней обычно уменьшается. Такие жемчужины слегка просвечивают. В жемчужинах, где органические прослойки очень тонкие, призматический кристаллик арагонита можно проследить на всю его длину. При заметной мощности прослоек органического вещества призмочки арагонита четко обособляются одна от другой, ориентировка их становится различной.
Интенсивность окраски многих жемчужин зависит от количества органического вещества, покрывающего торцы призматических кристаллов. Значительное площадное распространение его обусловливает коричневый цвет жемчужин. Оболочка как таковая в подобных жемчужинах отсутствует. На поверхности хорошо видны верхушки кристаллов арагонита, многие из них закруглены. Это позволяет предположить наличие на верхушках кристаллов небольших граней, которые, к сожалению, совсем не изучены. Не исследована и природа неправильных белых пятен, просвечивающих в глубине коричневых жемчужин.
На призматические слои нарастают пластинчатые слои арагонита, обусловливающие перламутровый блеск жемчуга. Ими иногда сложена не только оболочка, но и целая жемчужина. Такие жемчужины слегка просвечивают. Пластинки (их можно назвать кристалликами) чаще имеют гексагональный облик, реже встречаются четырех- и пятиугольные, неправильные. Величина их от 3 до 30 мкм в поперечнике, толщина до 2,2 мкм. Толщина перламутровой оболочки 0,5 мм. Как и в перламутровом слое раковины, пластинки арагонита в жемчуге ориентированы своей главной осью перпендикулярно поверхности нарастания, т. е. грань пиканоида {001} пластинок расположена параллельно плоскости слоев.
Как и кристаллы призматического слоя, пластинчатые кристаллы арагонита заключены в конхиолиновые чехлы-капсулы. Посредством их и тонких прокладок органического вещества пластинки разделяются между собой. Это же вещество скрепляет пластинки арагонита в компактный минерально-органический агрегат.
Пластинчатые слои нередко занимают лишь часть поверхности жемчужины, тогда как на других участках обнажаются призматические слои. К этому следует добавить, что иногда речь идет не столько о слоях, сколько о наплывах и даже пленках перламутра, легко очищаемых стальной иглой с поверхности жемчужины.
Проведенное геологом А. А. Кораго [1981] исследование строения пластинчатых слоев белой (ювелирной) и серой жемчужин показало, что для первой характерна высокая степень однородности. Она проявляется в одинаковых размерах и толщине выделяемых моллюском пластинок арагонита и склеивающих их пленок органического вещества. Оболочка серых жемчужин сложена пластинками арагонита, величина и толщина которых колеблются в широких пределах. Крайне непостоянна мощность прослоек органического вещества. Существенно различаются обе жемчужины также по поверхности (простой в ювелирной жемчужине и сложной в серой), характер которой зависит от расположения пластинчатых кристаллов в оболочках.
Речные жемчужины сложены в основном слоями призматических кристаллов арагонита. Пластинчатый (перламутровый) слой на них имеет небольшую толщину. Видимо, поэтому такие жемчужины переливают бледным лунным светом.
Морские и пресноводные жемчужины несколько различаются по строению. Драгоценные морские жемчужины сложены слоями пластинчатых кристаллов арагонита, призматических кристаллов у них нет. Однако строение жемчуга из раковин мидии не подчиняется этому правилу. Жемчужины, выловленные в Феодосийской бухте, состоят в основном не из пластинчатых слоев, а из призматических кристаллов арагонита, серых в центре и белых на периферии. Слои разделены тонкими прокладками органического вещества. Ширина концентров - сотые - тысячные доли миллиметра.
Детальное исследование черноморского жемчуга произвели Е. Ф. Шнюков и Д. П. Деменко [1983]. С помощью электронно-микроскопических исследований они определили в ядре жемчужин кристаллы кальцита и гидрослюды и впервые зафиксировали в строении жемчуга слой рыхлого колломорфного арагонита. Этот слой пронизан многочисленными порами, направленными от периферии к центру. Поры разветвляются и, по мнению исследователей, являются важными каналами в жемчужине. В отдельных жемчужинах развит не один, а два колломорфных слоя, хорошо разделяющиеся между собой. Однако в таком случае в обоих слоях поры отсутствуют.
Поверхность колломорфного слоя покрыта пластинчатыми кристаллами арагонита. Там, где колломорфный слой отсутствует, жемчужина целиком слагается пластинками арагонита сечением 3 - 4 мкм. Поверхность пластинок усеяна многочисленными бугорками, сферическими образованиями и изредка пронизана порами. Скол пластинок раковистый. Шнюков и Деменко обнаружили на поперечном сколе после травления слабым раствором щелочи NaOH удлиненно-призматические волокна длиной 0,2 - 2,0 и толщиной 0,04 - 0,1 мкм. Волокна ориентированы в основном перпендикулярно поверхности пластинок. На призматических гранях волокон заметны поперечные штрихи роста.
Качество жемчуга определяется четырьмя признаками: блеском, цветом, формой и размером. Главный признак - блеск, а затем цвет.
Блеск. Жемчуг должен обладать игрой цвета, светом (сверкание) и блеском, без чего он не представляет ценности. Красота жемчуга не только в окраске, но и в переливах, зависящих от степени прозрачности арагонитовых слоев и от отражения от них света. Это явление, называемое ориентом, - следствие двух оптических эффектов: интерференции света, отраженного от последовательно перекрывающих друг друга прозрачных пластинок арагонита, и дифракции света при прохождении его через кристаллическую решетку арагонитовых слоев в местах встречи последних с неровной поверхностью жемчужины. Первый эффект более постоянен и варьирует от едва уловимого мерцания до сполохов, подобных северному сиянию. Ювелиры этот эффект сравнивают с "огнем" бриллианта и при характеристике блеска жемчуга, как и при описании алмаза, говорят о "воде" жемчужин. Жемчуг с сильной игрой цвета называют огненным, он встречается крайне редко и очень высоко ценится.
От жемчуга "чистой (или первой) воды" требуется прежде всего игра: он должен быть бесцветным или чисто-белым, иметь сильный блеск со слабым голубым отливом, переходящим в радужный. Безупречная жемчужина "чистой воды" имеет нежный молочно-белый, светло-серебристый блеск, отливающий при ее вращении всеми цветами радуги. Это самый дорогой жемчуг. Белые жемчужины с желтоватым или голубоватым оттенком просвечивают не на всю глубину перламутрового слоя. Поэтому блеск их не такой сильный, как бесцветных жемчужин, - очень мягкий, чуть бархатистый. Он и составляет главную прелесть большинства товарного жемчуга. Наибольшим блеском с красивым перламутровым отливом характеризуются жемчужины, выловленные в водах Персидского и Манарского заливов.
Жемчужины, в которых ориент отсутствует, непривлекательны. Они образуются в раковинах моллюсков, лишенных перламутрового слоя. Классическим примером подобной жемчужины является знаменитая "Жемчужина Аллаха" весом 6,35 кг, извлеченная из громадной тридакны. Тусклую, темно-коричневую окраску имеет известный пинна-жемчуг весом 16 гран (1 гран = 50 мг). Таким же цветом обладает и внутренняя поверхность раковины, в которой он размещался. Лишены ориента и многие другие жемчужины. Они, как правило, не представляют ценности, хотя временами и на них бывает спрос. Отсутствует ориент в черных жемчужинах, но они привлекают необыкновенным бликом - светлым пятнышком отраженного света. Эти жемчужины ценятся очень дорого. Блеск у них близок к металлическому.
Как уже отмечалось, жемчужины с красивым блеском образуются в раковинах с развитым перламутровым слоем. Однако это правило выдерживается не всегда: интенсивность блеска жемчуга часто зависит от того, в какой участок моллюска попадет зародыш будущей жемчужины. Если зародыш расположен в том месте мантии, где выделяется красивый перламутровый слой, то высокого качества перламутр формируется и на жемчужине. Так образуются жемчужины "красивой воды" по терминологии английского ювелира Г. Смита [1980]. В середине мускульного края мантии жемчужины коричневатые, без блеска, часто с белесыми разводами, портящими их внешний вид. Жемчужины, образующиеся во внешнем (темном) краю мантии моллюска, не имеют блеска. Чем дальше от этого края жемчужины, тем они светлее и тем выше их ювелирные качества. Непосредственно над замковой частью формируются как коричневые жемчужины, почти не имеющие блеска, так и белые, блестящие.
Цвет. Считается, что у лучших жемчужин нет собственного цвета. Благодаря своей прозрачности они приобретают мягкий серебристый блеск, едва отливающий цветами радуги, становятся перлами чистейшей воды. Однако жемчуг бывает белый, розовый, голубой, синеватый, фиолетовый, золотистый, желтый, бронзовый, серый, коричневый, красноватый, бурый, черный, редко зеленоватый, но чаще желтоватый или сероватый с голубоватым отливом и характерным перламутровым блеском. Все цвета, кроме черного, слабые. Цвет жемчужин обусловлен степенью просвечиваемости перламутровой оболочки и окраской подстилающего ее органического слоя. Арагонит жемчуга бесцветный или белый, тогда как конхиолин желтоватый, а в сравнительно толстых слойках бурый до черного. Существенно влияют на цвет жемчуга примеси химических элементов в воде, где обитают жемчугоносные моллюски. Поэтому жемчужины из разных водоемов порой заметно различаются по цвету. Выловленные в водах Персидского залива имеют кремовый оттенок. Бледно-розовая окраска свойственна жемчужинам из Шри-Ланки. Белыми и серебристо-белыми бывают австралийские жемчужины, красновато-коричневыми и черными - мексиканские, ярко-розовыми с волнистыми линиями - индийские, с зеленоватым оттенком - японские. Необычайно красивая золотистая окраска присуща австралийским жемчужинам, добываемым из моллюсков. В ряде случаев цвет жемчужины зависит и от ее положения в теле моллюска.
Уникален черный жемчуг. Как драгоценное украшение он был известен давно. В "Одиссее" Гомера Пенелопа получает в дар пару жемчужин, "как бы сплетенных из ягод тутовника". Абсолютно круглые черные (без подтеков) жемчужины встречаются очень редко. По сравнению со светлоокрашенным жемчугом они содержат больше конхиолина. Долгое время мировой известностью пользовался район Байя в восточной части Калифорнийского залива. Здесь вылавливали черный жемчуг с характерным металлическим блеском. Жемчужины имели специальное название "Ла Пас", или "Панама". Наиболее дорогие весили 372 грана.
Не менее разнообразен по цвету и пресноводный жемчуг. Так, в водоемах Северо-Запада СССР находят белый, серый, зеленоватый, коричневый, черный и комбинированный. Богат оттенками белый жемчуг: розоватый, золотистый, голубоватый, серебристый, сероватый, сиреневатый. Такие жемчужины имеют перламутровый блеск и сверкание и по своему качеству относятся к ювелирным. Белый жемчуг составляет около четверти всех найденных жемчужин, серый - около трети. Серые жемчужины не имеют блеска и сверкания, не просвечивают. К тому же они часто обладают зеленоватым, бежевым или коричневатым оттенком. Зеленоватые жемчужины немногочисленны и, как правило, невелики (3 - 4 мм). Черный жемчуг очень редок. Подобно серому, он не просвечивает, лишен блеска и сверкания и этим существенно отличается от знаменитых черных жемчужин южных морей. Однако раньше черные жемчужины с характерным синеватым отливом водились в реках Кольского полуострова. Из такого "гиперборейского" жемчуга носили ожерелья норвежские королевы.
Большую группу составляют жемчужины комбинированной окраски: белые с серыми полосками, коричневые с серым пояском или серые с белой (и коричневой) "макушкой". Многие жемчужины состоят как бы из двух половинок, одна из которых характеризуется ювелирными свойствами, а другая, серая или коричневая, таковыми не обладает.
Карельский жемчуг в основном серебристо-белый, иногда с голубоватым оттенком, розовый, реже черный с синевато-стальным отливом. В реках Архангельской области вместе с серебристо-белым жемчугом ловили красно-белые, красные с просинью и серые жемчужины величиной с горошину.
На цвет жемчуга влияет степень его зрелости. Об этом писал еще М. В. Ломоносов, исследовав жемчуг, собранный С. П. Крашенинниковым на Камчатке. Незрелый жемчуг зеленоватый, бурый, желтоватый, синий. Одна сторона жемчужины бывает белой, другая - синей или желтой. Часто жемчуг, когда его извлекают из раковины, имеет зеленоватый оттенок и только по мере высыхания становится белым.
Природа окраски жемчуга (и раковины) выяснена недостаточно. Выше отмечалось, что цвет жемчуга зависит в основном от цвета находящегося в нем органического вещества и от примеси различных химических элементов в морской воде. Весьма дорогой, розовый жемчуг вырастает в морской воде, содержащей повышенные количества марганца. Обогащая различными химическими элементами морскую воду на жемчужных плантациях, получают голубой, зеленый, оранжевый и даже лиловый жемчуг. Причина окраски черного жемчуга неясна. По-видимому, она связана с особенностями воды в Калифорнийском заливе и других районах.
Влияют на окраску пористость и удельная поверхность жемчужин, строение морского дна, скорость подводных течений, температура воды, род жемчужницы и цвет ее раковины, место, где находится жемчужина в теле моллюска. Но главные факторы окраски - вид моллюска и примеси химических элементов в воде. Именно от их взаимодействия и рождается богатая цветовая гамма жемчуга. Культивированный белый жемчуг имеет не менее 26 оттенков - от ослепительно белого до розового и зеленоватого. Значительного успеха в выращивании разноцветного жемчуга добились японские и французские специалисты.
Считается, что по цвету жемчуг должен быть близок к цвету кожи того, кто его носит, поэтому народы разных стран носят жемчуг различной окраски. В Европе предпочтение отдается снежно-белому или белому с легким голубоватым отливом, на Востоке и в южных странах - желтоватому или коричневатому жемчугу.
Форма. Жемчуг, как уже упоминалось, представляет собой своеобразный минерально-органический агрегат. Возникновение и рост его подчиняются не законам взаимодействия атомов, а биохимическим законам развития живой клетки в организме моллюска. Поэтому жемчуг может иметь самую разнообразную форму. Еще средневековые авторы выделяли до 12 его разновидностей. Форма жемчуга зависит в основном от того, в какое место под створки раковины попадет постороннее тело - зародыш будущей жемчужины. Жемчужины бывают круглые, овальные (яйцевидные), продолговатые (цилиндрические), грушевидные, каплевидные, полусферические (пуговичные), неправильные (барокко).
Наиболее совершенные, круглые жемчужины образуются в тех участках моллюска, где мантия имеет достаточную толщину. В речных жемчужницах наилучшего качества жемчужины рождаются в мантии около замка; они почти бесцветные, небольшие по величине. Их обычно относят к типу "росяной капли". Если жемчужина возникает вблизи стенки раковины или примыкает (прирастает) к ней, то формируется так называемый раковинный жемчуг. Он бывает двух родов: "пузырчатый", или "бутонный", иногда содержащий постороннее вещество - воду или ил, и сплошной - блистер-жемчуг. При внедрении песчинки в мускул-замыкатель образующаяся жемчужина приобретает грушевидную и каплевидную форму или же имеет довольно причудливые очертания. Близ замочного края раковины, чаще над замком, формируются узкие жемчужины с заостренными концами, часто сросшиеся между собой.
Зависимость формы, цвета и блеска жемчужины от ее положения в раковине исследована еще недостаточно. До сих пор наука не может удовлетворительно ответить на вопрос: почему в одних и тех же тканях моллюска образуются жемчужины разного качества? Между тем такие знания крайне необходимы при проведении работ, связанных с культивированием жемчуга.
На Руси разделение жемчуга по форме вошло в практику еще в XVI в. Правильный сферический жемчуг с толстым перламутровым слоем белого и серебристого цвета, который "на блюдечке катится, не стоит на месте", называли "скатным", "окатным". Чем дальше катится, вертится жемчужина, тем идеальнее ее форма и выше стоимость. В старинных русских былинах и сказках такой жемчуг упоминается очень часто. Илья Муромец, чтобы задобрить злого царя Калина, подносит ему "первую мису чиста серебра и другую красна золота, третью скатного жемчуга". Жители русского Севера именовали круглый пресноводный жемчуг "скатень". Скатным жемчугом расшивались одежды. Его дарили правителям иноземных государств.
Круглые жемчужины величиной с горошину или драже назывались "каргополочками", а весом менее 0,25 грана - "семьей". Поверхность их гладкая, блестящая или слегка шероховатая. Круглый неокатанный жемчуг на Руси нарекли рыжиком.
Овальный жемчуг закруглен на концах. Поверхность его неровная, шероховатая, с разновеликими выступами. Крупные (свыше 6 мм) овальные жемчужины на Руси именовались жемчужными огурцами. Они ценились достаточно высоко.
Продолговатый жемчуг иногда похож на маленький цилиндр, поэтому его называют цилиндрическим. Грушевидные и каплевидные жемчужины в реках европейского Севера встречаются редко. Чаще попадаются полусферические (пуговичные) жемчужины с округлой вершиной и плоским основанием, напоминающие миниатюрные караваи хлеба; их еще именуют плашками. Полусферический жемчуг гладкий, блестящий, иногда с темными и светлыми крапинками.
Неправильный жемчуг имеет самую разнообразную, порой весьма причудливую форму. Такой жемчуг на Руси прозвали "уродоватый", "угольчатый", "рогатый". С XVI в. он носит специальное название - "барокко".
Наряду с лучшими образцами речного жемчуга славился и морской, особенно круглые, грушевидные и каплевидные жемчужины. Так, идеально круглая известная жемчужина "Пилигримка". Правильную грушевидную форму имеет знаменитая жемчужина "Перигрина", а каплевидную - "Жемчужина Надежды". Эти формы исключительно хороши в подвесках и серьгах и поэтому ценятся довольно высоко. Замечательные образцы грушевидных и круглых жемчужин находятся в Алмазном фонде СССР.
Довольно многочисленную группу составляют морские жемчужины, по форме напоминающие силуэты различных животных или предметов: спину лягушки, голову лошади, крылья птицы, собачий зуб, а то и туловище человека и даже черты его лица. Такие жемчужины называют парагонами, им издавна приписывались чудодейственные свойства. Парагоны оправляются в золото и украшаются драгоценными камнями. Красивые парагоны хранятся в Государственном Эрмитаже.
Кроме отдельных жемчужин, изредка встречаются их сростки. Классическим примером такого явления служит "Южный крест" - девять круглых крестообразно сросшихся жемчужин длиной 4 см. Он был обнаружен в устрице, выловленной в 1874 г. у восточного побережья Австралии. Речные полусферические жемчужины срастаются своими плоскими основаниями. В месте срастания часто обнаруживается поясочек из жемчуга более позднего образования.
Размер. Жемчужины имеют различную величину. Крошечные жемчужины величиной в десятые доли миллиметра называются жемчужной пылью. Они имеют весьма ограниченное применение. Крупные жемчужины попадаются редко. По размеру - массе одного зерна - жемчуг делят на три группы: не более 50 мг; от 51 до 200 мг; от 201 мг и более. Чаще встречаются жемчужины второй группы, а среди них - диаметром 0,3 - 0,6 см.
Деление жемчуга на "большой", "средний" и "мелкий" было известно на Руси еще в XVII в. В официальных документах и литературе писали в основном о великом жемчуге. Так, в "Словаре минералогическом", изданном в 1790 г., крупный жемчуг, который "величиной бывает против вишен", называли "вишенным". "Олонецкий статистический сборник" за 1902 г. сообщал, что в 1871 г. из Олонецкой губернии было отправлено к царскому двору 11 необычайно больших голубых и розовых жемчужин. Жена уральского заводчика Т. Н. Демидова носила четырехрядное ожерелье из жемчужин размером в лесной орех.
Одно время лучший по цвету, форме и величине жемчуг добывали у города Кемь на Белом море. Даже на гербе города был изображен венок из жемчуга на фоне голубой воды.
Подобно знаменитым самоцветам, жемчужины редкой красоты называют собственными именами. Как правило, они хранятся в государственных сокровищницах. История некоторых из них, насчитывающая сотни лет, полна удивительных приключений и драматических событий. Интересна история "Жемчужины Аллаха" - самой крупной в мире. Она была выловлена в 1934 г. в Южно-Китайском море у острова Палаван (Филиппины). Вес жемчужины 6,35 кг, длина 24 см, поперечник почти 14 см. По своему внешнему виду она напоминала голову магометанина в чалме и потому была названа "Жемчужиной Аллаха".
Рассказывают, что сын одного филиппинского вождя любил добывать со дна моря кораллы и моллюски с красивыми раковинами. Но однажды мальчик исчез под водой и долго не поднимался на поверхность. Спустившиеся на дно моря ныряльщики нашли его мертвым. Левую руку юноши крепко сжимали створки огромной тридакны. Труп юноши и державшую его тридакну доставили на берег. С помощью лома тридакну раскрыли. Каково же было удивление присутствующих, когда они увидели в середине моллюска гигантскую морщинистую, дольчатую, тускло блестевшую жемчужину. Одноплеменники погибшего приписывали этой жемчужине волшебную силу. Со временем она была подарена врачу, спасшему жизнь второму сыну филиппинского вождя, затем ее владельцами стали нью-йоркские ювелиры. Ценности "Жемчужина Аллаха", однако, не представляет, так как лишена перламутрового блеска.
В XVI в. самыми лучшими в Европе считались жемчужины из приданого французской королевы Екатерины Медичи. После своего замужества она подарила их шотландской королеве Марии Стюарт. Впоследствии жемчужины стали собственностью английской королевы Елизаветы I.
В 1579 г. испанский король Филипп II стал обладателем замечательной белой жемчужины "Перигрины", привезенной с острова Маргарита в Карибском море. Остров был назван так из-за обилия на нем жемчужных раковин ("Маргарита" по-латыни - жемчуг). Жемчужина имеет совершенную грушевидную форму и очень красивый перламутровый блеск. Величина ее с голубиное яйцо (длина 3 см, ширина около 2 см, вес 252 грана). За "Перигрину" король уплатил 100 тыс. фр. Писатель С. Цвейг рассказывает, что "Перигрина" была найдена у берегов Панамы негром-невольником, который за нее получил свободу от испанского конкистадора Нуньеса Бильбао. Попав в сокровищницу испанского короля Филиппа II, "Перигрина" затем была передана в дар английской королеве Марии Тюдор. После смерти королевы жемчужина вернулась в Испанию, откуда в 1813 г. ее вывез король Жозеф Бонапарт. Одно время "Перигриной" владел король Голландии Луи Бонапарт. Позже жемчужину продали английскому лорду Гамильтону, в семье которого она и хранилась долгое время. В настоящее время "Перигрина" находится в Испании.
В 1886 г. на индийской выставке в Лондоне демонстрировался упомянутый "Южный крест". В 1889 г. на выставке в Париже этот уникальный жемчужный ансамбль был отмечен золотой медалью. Одну из редких черных жемчужин нашел в 1904 г. у побережья Мексики индеец Буэнавентура Хильес. Жемчужину назвали "Рекья астеки" - "Королева ацтеков". О ней и о судьбе нашедшего ее индейца рассказывают такую историю. Буэнавентура продал жемчужину и сразу разбогател. На приобретенные деньги он мог спокойно прожить до конца своей жизни. Но индеец мечтал обязательно найти пару "Королеве", он даже придумал имя "Эль Рей Монтесума" - "Король Монтесума" (по имени короля ацтеков). Целыми днями искал индеец прекрасную жемчужину, существовавшую, увы, лишь в его воображении. Работал он уединенно, без напарника. Большое физическое напряжение не прошло бесследно: однажды Буэнавентура погрузился в воду и не вынырнул на поверхность. По истечении нескольких дней волны прибили к берегу его пустую лодку.
В 1917 г. у берегов Австралии была найдена жемчужина величиной с воробьиное яйцо, весом 200 гран. Ее оценили в 14 тыс. ф. ст. и назвали "Звездой Запада".
Крупные жемчужины находятся в хранилищах различных государств. В Англии хранится жемчужина каплевидной формы весом 2454 грана под названием "Жемчужина Надежды". Две жемчужины весом 1800 и 320 гран экспонируются в Геологическом и Британском национальном музеях в Лондоне.
В сокровищнице французской короны в 1781 г. имелось более чем на миллион франков жемчужин; в их числе находилась одна в форме груши весом 228 гран оцененная в 300 тыс. фр. Королевскому дому принадлежала и жемчужина "Регент" "превосходной воды и игры" величиной с голубиное яйцо, весом 345 гран. Четыреста жемчужин самого высокого класса, весом не менее 320 гран каждая, находились в собственности французской императрицы Евгении, жены Наполеона III.
Неслыханной красотой, судя по описанию, сделанном в 1818 г., обладала жемчужина "Пилигримка", или "Странница", из казны Русского государства, найденная у берегов Индии. Вес ее 112 гран, цвет белый, форма идеально сферическая. Жемчужина была совершенно круглой.
В мире известно еще несколько крупных жемчужин: "Хонэ", "Шах-Сафи", "Королева жемчужин". Вес их в гранах соответственно 1888, 513, 113.
Издавна жемчуг ценился очень высоко. В древнерусской поэзии само слово "жемчужный" означало "драгоценный", "выше всяких похвал". Лучшим во все времена считался жемчуг скатный, с толстым перламутровым слоем, совершенно шарообразный, белого или серебристобелого цвета, с легкими радужными переливами. За ним по ценности следуют черный, розовато-лиловый, кремовый и золотистый. Менее ценен голубой, зеленоватый, коричневый, бурый, оранжевый и желтый жемчуг. Так, в Новгородской торговой книге при покупке жемчуга в других странах содержались такие рекомендации: "А купите жемчюг все белый, чистый, а желтого никак не купите, на Руси его никто не купит". Серые жемчужины вообще цены не имеют, хотя временами бывает и на них спрос. Самый ценный жемчуг ориентальный, который бывает белый или розовый.
Сильно влияет на стоимость жемчуга его форма: наиболее дорогие правильные сферические жемчужины, затем грушевидные и овальные. Чем крупнее жемчужина и совершеннее ее форма, тем выше ее цена. При Петре I крупная жемчужина стоила 100 руб. за золотник (4,26 г). Продажа двух-трех жемчужин величиной с горошину могла обеспечить жизнь семьи жемчуголова в течение года. Две крупные грушевидные жемчужины египетской царицы Клеопатры оценивались в 5,5 млн. руб. Крупная жемчужина в Нью-Йорке и сейчас стоит около 500 тыс. долл. Крупный жемчуг продается поштучно, вес определяется в гранах или в каратах (1 карат = 4 грана). Мелкий жемчуг продается на вес, при этом принимается во внимание качество жемчуга и сколько его идет на унцию (около 30 г).
Дороговизна натурального жемчуга объясняется не только его редкостью, но и опасностью и трудностью, с которыми сопряжено добывание этого самоцвета из морских глубин. Цена культивированного жемчуга сначала составляла 0,2 стоимости природного морского жемчуга, а позже упала до 0,1. В настоящее время весь культивированный жемчуг продается по 90 руб. за 1 г.
Оценка жемчуга производится по трем классам. К первому классу относятся совершенно круглые белые жемчужины с сильным блеском, слабым розоватым или голубоватым отливом. Безукоризненные каплевидные жемчужины по цене приравниваются к круглым. Ко второму классу принадлежат не совсем крупные грушевидные или сплющенные жемчужины, белые с сильным блеском, а также совершенно круглые белые жемчужины со слабым блеском. К третьему классу отнесены все жемчужины со слабым блеском, которые хотя бы отчасти можно использовать для изготовления украшений.
Цена жемчуга возрастает пропорционально квадрату его массы. Поэтому жемчужина, имеющая массу 2 грана, стоит при прочих равных достоинствах в 4 раза дороже, чем жемчужина в 1 гран.
Придирчивую проверку на классность выдерживают немногие жемчужины. Но уж если выдержат и оценятся высшим баллом, то стоимость их становится баснословной. Неудивительно поэтому, что крупные и красивые жемчужины наряду с бриллиантами, изумрудами и рубинами входят в реестр валютных ценностей государства, на них распространяется режим валютной монополии.
Твердость. Жемчуг довольно тверд и прочен, но легко царапается. Исследовалась твердость речной ювелирной и морской жемчужин. Полученные данные сравнивались с твердостью обычного арагонита.
Ювелирная жемчужина слегка овальная. В наибольшем сечении имеет 2,9 мм. Состоит из двух зон: более широкой внутренней, сложенной призматическими радиально-волокнистыми агрегатами кристаллов арагонита, и узкой внешней (0,5 мм), образованной пластинчатыми слоями этого минерала. Ядро в жемчужине не выражено, Призматический арагонит коричневый, пластинчатый -светло-серый, белый. Поверхность жемчужины бледно-розовая с хорошим перламутровым блеском. Просвечивает на глубину.
Морская жемчужина эллипсовидная, со слегка неровной, волнистой поверхностью. Размеры ее 4X3,5 мм. Характеризуется неясно выраженным радиально-волокнистым и концентрически-слоистым строением. Сложена призматическими кристаллами арагонита. Ширина - сотые - тысячные доли миллиметра.
Арагонит представлен коротко- и длиннопризматическими (от 2 до 18 мм) кристаллами и их двойниками (тройниками) с габитусными гранями призмы {110} и пинакоида {001} и незначительно развитой призмой {010}. Грани большинства индивидов и сростков ровные, блестящие, позволяющие производить определение твердости без предварительной пришлифовки и полировки.
Твердость арагонита жемчуга и "земного" арагонита определялась геологом В. Б. Степановым при нагрузке 20 г, нагрузка выдерживалась 10 с. В речной жемчужине измеряли твердость внутренней (призматической) зоны и внешней оболочки, состоящей из тонких арагонитовых пластинок, в морской жемчужине - на всем поперечном срезе образца. Измерение твердости арагонита производили на гранях призмы {110} (вдоль оси с) и пинакоида {001}. На каждую жемчужину и грань кристалла арагонита было нанесено по 50 отпечатков алмазной пирамидки.
Разброс значений твердости и средняя твердость жемчуга наибольшие во внутренней (призматической) зоне речной жемчужины. Средняя твердость призм арагонита (206,56 кг/мм2) почти в 2 раза больше, чем пластинок перламутрового слоя (115,36 кг/мм2). Пинакоидальная грань шорсуйского арагонита в 2 раза тверже (266,5 кг/мм2) такой же грани арагонита речного жемчуга (115,36 кг/мм2), тогда как твердость призматических граней обоих веществ почти одинакова (203,4 и 206,56 кг/мм2). Наименьшей твердостью (на грани призмы) характеризуется арагонит морского жемчуга (170,06 кг/мм2). Последним обстоятельством, по-видимому, можно объяснить меньшую долговечность морского жемчуга по сравнению с речным.
Механические свойства жемчуга (как и перламутра) определяются пространственным расположением призматических и пластинчатых кристаллов арагонита, соединенных в компактный минерально-органический агрегат посредством органического вещества. В направлении, параллельном расположению кристаллов арагонита, такие свойства (в том числе и твердость) будут иными, чем в перпендикулярном этому направлению. Упругие свойства пресноводного жемчуга выше, чем морского.
Плотность. Жемчужины представляют собой агрегаты переменного состава, поэтому их плотность сильно варьирует. Она состоит из плотности арагонита (2,94 г/см3), конхиолина (1,34 г/см3) и воды (1 г/см3). В зависимости от преобладания того или иного компонента плотность жемчуга увеличивается или уменьшается.
Результаты исследования плотности жемчуга различными авторами [Anderson, Payne, 1953; Johnson, 1962; Webster, 1975; Кораго, 1981] приведены в табл. 1.
Таблица 1. Плотность жемчуга.
Пресноводный и морской жемчуг характеризуются близкими значениями плотности. Верхняя граница пресноводного и морского жемчуга одинакова и равна 2,78 г/см3, нижняя - разная: у пресноводного 1,35 г/см3, у морского 2,43 г/см3. Таким образом, разброс значений плотности у пресноводного жемчуга более широк. Наименьшая плотность отмечена у черной пресноводной жемчужины (1,35 - 1,37 г/см3). Она почти такая же, как у конхиолина (1,34 г/см3). По-видимому, эти жемчужины как считает Кораго, состоят в основном из органического вещества. Наибольшая плотность определена у белой и серебристо-белой ювелирных жемчужин. Несколько неожиданным является увеличение плотности желтых жемчужин до такого же предела, как и белых. Черный морской жемчуг имеет большую плотность (2,75 г/см3) по сравнению с плотностью черного пресноводного жемчуга (1,35-1,37 г/см3).
Значительна плотность у культивированного жемчуга (2,70 - 2,80 г/см3). Следует отметить, что верхний предел плотности черных культивированных жемчужин (2,80 г/см3) выше такого же предела морского и пресноводного жемчуга. Очевидно, это различие связано с разным составом конхиолина. Возможно, плотность жемчуга зависит также от состава в нем элементов-примесей, но этот вопрос не изучен.
Компонентный состав жемчуга. По компонентному составу жемчуг аналогичен внутреннему слою раковины - перламутру. Он состоит в основном из арагонита (10 - 95 %), органического вещества (4,5 - 85 %), воды (0,5 - 4%). В среднем жемчужины содержат примерно 86% карбоната кальция, 12% органического вещества и 2% воды.
Компонентный состав четырех жемчужин приведен в табл. 2.
Таблица 2. Компонентный состав жемчуга, вес. %
Состав арагонита, из которого почти целиком состоят белые жемчужины, до сих пор не исследован. По мере уменьшения в жемчуге арагонита окраска его становится более интенсивной. В коричневых жемчужинах окись кальция составляет 80%. Остальное приходится на долю органического вещества, пигментирующего жемчужины в различные оттенки коричневого цвета.
Как уже говорилось, органическое вещество - конхиолин, - скрепляющее арагонит жемчужины, желтое, от светло- до темно-коричневого. В пластинчатых слоях органика желтоватая или светло-коричневая, а в призматических - значительно темнее. Очевидно, это зависит от разной способности минерально-органического агрегата поглощать те или иные красящие пигменты из межполостной жидкости в организме моллюска. На термограммах жемчужин обнаруживается серия эндотермических эффектов, фиксирующих температуры выгорания органики и различную связь ее с минеральной составляющей. В черных жемчужинах в органическое вещество входит небольшая примесь сажистого пирита (FeS2), фиксируемого на термограмме резким экзотермическим эффектом при 350° С.
Вода в жемчужинах входит в состав как органического, так и неорганического компонента, занимая в них различные поры и полости. Это гигроскопическая вода. Она фиксируется понижением термической кривой при температуре порядка 100° С. Несомненно, что в жемчужинах находится и связанная вода, входящая в аминокислоты, из которых состоит органическое вещество. Общее количество воды в жемчуге может достигать 23%.
Жемчуг разлагается при нагревании, в кислотах растворяется медленно.
Аминокислотный состав органического вещества жемчуга. В жемчуге обнаружено 18 аминокислот. Для сравнения отметим, что в состав белков, синтезируемых живыми организмами, входит в разных сочетаниях 21 аминокислота. Основу органического вещества пресноводного жемчуга из водоемов Северо-Запада СССР, как выяснил Кораго, составляют глицин и тирозин, далее следуют аланин, валин, серин и аспаргиновая кислота (табл. 3).
Японский исследователь К. Вада [Wada, 1970], изучавший состав органического вещества в различных слоях раковины моллюска Pinctada fucata и культивированного жемчуга, показал, что аминокислотные составы отдельных частей жемчуга и раковины несколько различаются между собой. Разный аминокислотный состав органического вещества призматических и пластинчатых жемчужин. В призматических слоях преобладает глицин в пластинчатых - аланин. Тирозин, занимающий второе место после глицина в пресноводном и призматических слоях культивированного жемчуга, в пластинчатых слоях культивированной жемчужины присутствует в небольших количествах. Вряд ли можно говорить о резком преобладании какой-нибудь одной аминокислоты в составе жемчуга. Вопрос этот очень интересный и требует дальнейшего исследования.
Таблица 3. Состав органического вещества пресноводного жемчуга.
Состав химических элементов-примесей в жемчуге. Наиболее полно он исследован в жемчуге из водоемов Северо-Запада СССР. По данным Кораго, в состав его входят такие элементы (в %): алюминий (0,008 - 0,034), барий (0,031 - 0,083), железо (следы - 0,005), кремний (0,003 - 0,120), магний (0,016 - 0,120), марганец (0,004 - 0,400), медь (0,001 - 0,003), серебро (0,0001 - 0,0029), молибден (0,002 - 0,014), свинец (следы - 0,008), стронций (0,1 - 0,3), сурьма (0,01), титан (0,001 - 0,003), натрий (0,1 - 0,3), олово (0,001).
Наиболее стабильны содержания стронция, титана, натрия. Количество их в коричневых, серых и белых жемчужинах одинаково. Сурьма и олово обнаружены только в одной коричневой жемчужине. Количество других элементов, особенно марганца, магния и кремния, переменчиво. Марганца больше всего в белых жемчужинах, в серых его мало, а в коричневых еще меньше. Кремния, наоборот, больше в коричневых жемчужинах, меньше в серых и белых. Магния примерно поровну в белых и коричневых жемчужинах, а в серых несколько меньше.
Почти одинаковое количество алюминия, бария, железа, меди и молибдена во всех исследованных жемчужинах. Привлекает внимание значительное содержание в белых жемчужинах марганца, в 8 раз превышающее его количество в серых и в 30 раз в коричневых жемчужинах. Такое явление объясняют тем, что марганец преимущественно сорбируется пластинчатыми (перламутровыми) слоями, из которых состоят белые жемчужины, тогда как призматические слои предпочтительнее поглощают серебро.
Анализируя содержание химических элементов в жемчужинах различной окраски, отметим следующее. Коричневые жемчужины обогащены литофильными элементами, а также серебром и свинцом. Большинство серых жемчужин по содержанию в них химических элементов ближе стоят к белым жемчужинам, чем к коричневым. Серые жемчужины (по сравнению с белыми) содержат больше бария, кремния, меди, серебра и молибдена, белые жемчужины - меньше молибдена, серебра и кремния.
Морской жемчуг, извлеченный из раковин черноморской мидии, по сравнению с пресноводным жемчугом содержит вдвое меньше химических элементов. Е. Ф. Шнюков и Д. П. Деменко [1983] обнаружили в двух жемчужинах, добытых в Черном море, такие элементы (в %): магний (1,8 - 3,8), марганец (<0,0001), медь (0,0001), серебро (0,00001 - 0,00005), стронций (0,1 - 0,2), титан (0,0002 - 0,0005), цирконий (0,001), лантан (0,001 - 0,002). Последние два элемента найдены только в морских жемчужинах.
Большинство химических элементов, обнаруженных в жемчуге, связаны с процессами жизнедеятельности моллюсков, в частности с их избирательной способностью поглощать эти элементы из воды. Большая часть микроэлементов находится в составе аминокислотной группы гуминовых кислот, входящих в состав органического вещества. Существенную роль в накоплении химических элементов в жемчуге играют обменные процессы, проходящие в клетках "жемчужного" мешка.
Изотопный состав углерода жемчуга. Изотопный состав углерода арагонита жемчуга несет информацию о характере растворов, из которых происходило его отложение в теле моллюска. Количественное соотношение устойчивых изотопов углерода 12С и 13С в карбонатах выражается коэффициентом δ13С, означающим в промилле отклонение величины отношения 13С/12С вещества относительно такого же отношения в эталоне. В табл. 4 приведены сведения о распределении величины δ13С в жемчуге из водоемов Северо-Запада СССР.
Таблица 4. Изотопный состав углерода жемчуга.
Изотопный состав углерода жемчуга колеблется по δ13С от - 8,7 до - 12,0‰. Он укладывается в пределы, характерные для δ13С углерода пресноводных карбонатов (δ13С = - 5÷ - 15,0‰). Из полученных данных можно заключить, что образование жемчуга происходит при участии бикарбонатных растворов с разным изотопным составом углерода. Серая и светло-коричневая жемчужины, состоящие в основном из призматических слоев и тонкой оболочки, сложенной пластинчатыми слоями кристаллов арагонита, формировались из растворов, изотопный состав которых изменялся в сторону облегчения. При этом изотопный состав углерода жемчужин изменялся соответственно в такой последовательности: - 10,2 и - 10,8‰ (призматическая зона) и - 12,0‰ (пластинчатая зона); - 8,7‰ (призматическая зона) и - 10,2‰ (пластинчатая зона). Формирование коричневой жемчужины, сложенной призматическими кристаллами арагонита, вначале происходило из раствора, δ13С которого составляло - 10,5‰, а на последних стадиях отложения кристаллов - из раствора с δ13С = - 9,6‰. То есть изотопный состав углерода коричневого жемчуга в процессе отложения изменялся не в сторону облегчения, как в светлой и светло-коричневой жемчужинах, а в сторону утяжеления. Причины данного явления необходимо исследовать. В связи с этим изучение изотопного состава жемчуга нельзя считать завершенным. Несомненно, что на величину δ13С углерода арагонита жемчуга влияют многие факторы. Учесть их сейчас не представляется возможным.
Изотопный состав кислорода жемчуга. На условия образования жемчуга и на особенности развития моллюсков указывает соотношение в них стабильных изотопов кислорода 16O и 18O. Оно выражается коэффициентом δ18O, который, как и в случае с углеродом, означает отклонение величины отношения 18O/16O относительно такого же отношения в эталоне. О том, как распределяется величина δ18O в жемчуге из водоемов Северо-Запада СССР, свидетельствуют следующие данные:
Изотопный состав кислорода жемчуга колеблется по δ18O от - 8,2 до - 20,8‰ и укладывается в пределы, характерные для δ18O кислорода пресноводных карбонатов. Среднее значение δ18O кислорода исследованных жемчужин - 15,8‰ и несколько выше среднего δ18O пресной воды ( - 9,11‰). Оно очень близко к δ18O воды Северной Двины ( - 15,5‰), тогда как δ18O главных жемчугоносных рек Северо-Запада СССР (Кеми, Варзуги, Умбы, Онеги), откуда наиболее вероятно были добыты жемчужины, равно - 9,1÷ - 9,7‰ [С. Д. Николаев, В. И. Николаев, 1976]. То есть прямого унаследования изотопного состава кислорода речной воды изотопным составом кислорода жемчуга не происходит. В данном случае следует допустить возможность биологического фракционирования изотопов кислорода, приводящего к обеднению арагонита жемчуга "тяжелым" изотопом кислорода 18O. Важно подчеркнуть, что из растворов наиболее обогащенных этим изотопом (δ18O = - 8,2‰). формируется перламутровый слой, придающий ценность жемчужине. Внешний слой призматически-слоистой жемчужины, наоборот, кристаллизуется из раствора с минимальным содержанием 18O (δ18O = - 19,4 и - 20,8‰) В одном и том же моллюске перламутровый слой жемчуга содержит больше "тяжелого" изотопа (δ18O = - 8,2‰), чем перламутровый слой раковины (δ18O = - 14,5‰). Переход арагонита в кальцит почти не меняет изотопный состав кислорода исходного карбоната.
Пористость. Жемчужины из водоемов Северо-Запада СССР имеют небольшую пористость. Причем пористость коричневого жемчуга значительно выше, чем белого и серого. Полагают, что только в коричневом жемчуге имеется некоторое количество пор, сосредоточенных главным образом в интервале эквивалентных радиусов 3 - 5 нм. Суммарная пористость не превышает 1% объема образцов. Если принять во внимание небольшие размеры жемчужин (первые миллиметры), то можно считать их удельную поверхность довольно значительной для всех образцов, особенно для коричневого жемчуга. Это подтверждается наличием пор небольшого размера, часть которых, как подчеркивает Кораго, находится в области эквивалентных радиусов менее 3 нм, не измеряемой на ртутном порометре.
Люминесценция (холодное свечение под действием облучения) - один из важных признаков вещества. Сущность люминесценции состоит в том, что многие минералы, поставленные на пути рентгеновских, катодных или ультрафиолетовых лучей, сами начинают излучать свет. У различных минералов люминесценция разная как по силе, так и по цвету. Известно также, что химически чистые вещества обычно не дают свечения. Необходимы примеси других веществ в минерале в количестве от тысячных долей процента до нескольких процентов, чтобы вызвать его свечение. Поэтому в зависимости от примесей один и тот же минерал в различных месторождениях светится разным светом.
Исследование люминесценции жемчуга ведется давно. Особый интерес к ней проявился в связи с необходимостью отличать выращенную жемчужину от природной, окрашенную (почерненную) - от искусственно выращенной. Оказалось, что под влиянием рентгеновского излучения выращенные жемчужины флюоресцируют сильнее, чем природные. Особенно сильно флюоресцирует перламутровое ядро выращенных жемчужин. Английский исследователь Б. Андерсон [1983] объясняет это тем, что ядро почти всегда изготовляется из перламутра пресноводной раковины и потому обычно содержит небольшую примесь солей марганца. При облучении рентгеновскими лучами ядро дает зеленую люминесценцию и, если оболочка не слишком толстая, передает свечение всей жемчужине. После прекращения действия рентгеновских лучей у выращенного жемчуга наблюдается непродолжительная фосфоресценция. Наиболее интенсивно люминесцирует в рентгеновских лучах, как отмечает Андерсон, культивированный пресноводный жемчуг, выращенный в Японии на озере Бива (бива - жемчуг).
Японские исследователи Г. Коматсу и Ш. Акаматсу установили, что окрашенный (почерненный) жемчуг в ультрафиолетовых лучах не флюоресцирует, тогда как выращенные жемчужины в этих же лучах отчетливо флюоресцируют в желто-красных тонах.
Пресноводный жемчуг люминесцирует примерно так же, как и выращенный. Детальное исследование люминесценции пресноводного жемчуга из водоемов Северо-Запада СССР провел Кораго. Он установил, что спектр люминесценции пресноводного жемчуга имеет широкую полоску, охватывающую весь видимый диапазон спектра от 360 до 700 нм. Максимум спектра зависит от характера жемчужины. Так, в белых (ювелирных) и серых жемчужинах он находится в области 485 - 495 нм, в коричневых - в области 525 нм. Спектр люминесценции японского культивированного жемчуга близок к спектру отечественного пресноводного жемчуга, но отличается большей интенсивностью.
Результаты проведенных исследований позволили Кораго заключить, что люминесценция жемчуга обусловлена только органическим веществом, различающимся по составу в призматических и пластинчатых слоях. Интенсивность люминесценции зависит от величины исследованной жемчужины - поверхности ее свечения и толщины прокладок органического вещества, разделяющих кристаллы и слои арагонита. Чем тоньше эти прокладки, тем меньше препятствий встретят ультрафиолетовые лучи при своем прохождении в глубь жемчужины и тем глубже проникнут в нее, вызывая люминесценцию встреченных на своем пути слойков органического вещества. В жемчужинах со значительными прокладками этого вещества интенсивность люминесценции небольшая. В коричневых жемчужинах люминесцируют лишь поверхностные слои. Морской жемчуг люминесцирует в ультрафиолетовых лучах голубоватым, белым, зеленоватым цветом.
Рентгеновское исследование. Рентгеновское изучение современного пресноводного и морского жемчуга подтвердило, что преобладает в нем арагонит. На всех дифрактограммах четко выявляются интенсивные рефлексы (3,36-3,38; 3,26-3,28; 2,71-2,72; 2,67-2,68; 2,46-2,47; 2,36; 2,31-2,33; 2,09-2,10; 1,965-1,967; 1,868-1,873; 1,805-1,806, 1,735-1,738; 1,717-1,720 Å), присущие этому минералу. Отличие дифракционной картины жемчуга от таковой синтетического арагонита заключается в присутствии на ней дополнительных рефлексов (3,54-3,55; 2,05; 1,847; 1,627-1,637; 1,610-1,614 Å), фиксирующих в составе жемчуга наличие каких-то других соединений.
Арагонитовый состав имеют также жемчужины 200- и 300-летней давности. Процессы выветривания, приведшие к изменению некоторых участков жемчуга до порошковатого состояния, не повлияли на их минеральный состав.
Результаты рентгеновского исследования речного жемчуга из золотого браслета (I в. до н. э. - I в. н.э.), найденного в районе Симферополя, иные. Оказалось, что речной жемчуг 20-вековой давности представлен в основном кальцитом с весьма небольшим количеством арагонита. Межплоскостные расстояния морского жемчуга из мидии, выловленной в Феодосийской бухте, свидетельствуют, что он сложен арагонитом. Согласно проведенному Шнюковым и Деменко [1983] рентгеновскому исследованию черноморского жемчуга, он состоит из арагонита с небольшой примесью глинистого вещества монтмориллонитового состава. В перламутровом слое раковин обнаружена примесь кальцита; в наружном слое раковин кальцит преобладает.
Образование и рост жемчуга
Рождение жемчужины - явление уникальное независимо от того, происходит ли оно естественным путем или при участии человека. Возникновение жемчуга сходно с процессом образования раковины. Поэтому рассмотрению условий образования жемчуга следует предпослать краткое ознакомление с особенностями строения раковины. Существует специальный раздел зоологии - конхиология, изучающая строение раковин современных и ископаемых моллюсков. Еще в 50-х годах прошлого века большую монографию о моллюсках написал немецкий зоолог Т. Геслинг, изучивший биологию пресноводной жемчужницы. Детальное строение раковины рассмотрено в работах советских зоологов Н. А. Чельцова, С. В. Попова и др.
Моллюски строят свои дома-раковины с помощью мантии - складки мышечной ткани, покрывающей спину и бока животного. Мантия насыщена множеством пор. Это открытые концы трубочек, через которые моллюск выделяет частицы известкового вещества. Оно откладывается слой за слоем и быстро затвердевает. На эту хрупкую покрышку накладывается вторая, потом третья, и в конечном итоге возводится все здание раковины - персональная ее броня.
Раковины современных моллюсков характеризуются яркой и многоцветной окраской, сложными формами и значительной прочностью. Как говорили древние, "раковины объединяют в себе твердость стекла и нежность розы". К. Г. Паустовский сравнивал раковину моллюска с окаменевшей пеной нежнейшего розового цвета. Многим из них человек присвоил имена: "Слава моря", "Слава Индии", "Фарфор утренней зари", "Гребень Венеры", "Кубок Нептуна", "Шлем императора", "Архимедова спираль" и др. Некоторые из этих удивительных раковин описаны в прекрасно иллюстрированной книге "О чем поют ракушки". Ее автор - калининградский ученый Р. Н. Буруковский собрал более 8,5 тыс. почти не повторяющих друг друга раковин.
При рассмотрении в микроскоп видно, что раковины моллюсков состоят из трех слоев: внешнего органического (периостракума), среднего призматического и внутреннего пластинчатого (перламутрового). Все слои формируются мантией - особой складкой кожи, прилегающей к внутренней стороне раковины. Процесс образования их происходит непрерывно, одновременно с ростом моллюска. Органический слой сложен рогоподобным конхиолином коричневого или черного цвета. Мощность слоя 0,1 - 0,2 мм.
Призматический слой состоит из призматических кристаллов арагонита, разделенных пленками органического вещества и вытянутых перпендикулярно поверхности створки. Кристаллы распространены на всю мощность призматического слоя, у наружного края они мельче, чем на глубине. Длина их достигает 1 мм, толщина - 0,01 - 0,02 мм. Призмы имеют пяти- или шестиугольное сечение, по длине разделены прослойками органического вещества шириной 1 - 5 мкм. В раковинах двустворок каждая большая призма (первого порядка) состоит из мелких призм (второго порядка). Призмы первого порядка расположены горизонтально, а призмы второго порядка расходятся от середины призм первого порядка к их краям. Призмы имеют квадратное и округлое (или многоугольное) сечения диаметром 1 - 5 мкм. Они разделены пленками органического вещества толщиной около 0,2 мкм. Состав призм кальцитовый или арагонитовый.
Разрез через раковину и мантию речной раковины (а - е) с тремя стадиями (1 - 3) развития жемчужины (по: [Strunz, Wachsen, 1978])
а - периостракум; б - призматический слой; в - перламутровый слой; г - внешняя сторона мантии; д - внутренняя сторона мантии; е - связывающая ткань мантии, в которой образуется жемчужина
Пластинчатый слой покрывает внутреннюю поверхность раковины. Он состоит из пластинчатых кристаллов арагонита, ориентированных параллельно внутренней поверхности раковины. Кристаллы имеют гексагональный, квадратный или ромбический облик, примерно равную толщину (0,3 - 0,5 мкм), величину от 3 до 30 мкм. Они одинаково удалены друг от друга и склеены органическим веществом толщиной до микрона и менее. Органический компонент перламутра состоит из параллельных листочков, связанных неправильными поперечными листочками.
При изучении пластинчатого слоя под микроскопом установлено три главных типа структур. Одна образована пластинками арагонита, расположенными параллельно поверхности раковины и как бы образующими кирпичную кладку (слоистая структура). Другая сформирована вертикальными пачками листочков, расположенных друг над другом (линзовидная структура). Нарастание перламутрового слоя происходит за счет роста целого блока пластинок. Высота блока достигает 30 мкм. В краевых частях толщина пластинок уменьшается, и весь блок приобретает линзовидную форму.
Третья, перекрещенно-пластинчатая структура распространена у двустворок и гастропод. Она образована пластинками арагонита первого и второго порядка. Пластинки первого порядка прямоугольны, длинная ось их расположена параллельно поверхности раковины. Ориентировка пластинок одинакова. В них включены пластинки второго порядка, наклоненные под углами 32 и 98°. Они распадаются на более мелкие элементы - пластинки третьего порядка, которые, в свою очередь, разделяются на небольшие кубики. Пленки органического вещества находятся только между пластинками третьего порядка. Хаотическое расположение пластинок различных порядков придает раковине большую прочность.
Несколько особняком стоит конусная структура, отмеченная в раковинах кардиид. Она образована пластинками арагонита в виде вложенных друг в друга конусов, ориентированных своими основаниями к внутренней поверхности раковины. Относительно поверхности раковины эти призмы располагаются косо.
К. Симкис и К. Вада [Simkiss, Wada, 1980] при характеристике кристаллов арагонита раковины Pinctada fucata описали на них винтовые дислокации, подтверждающие нормальный характер роста кристаллов. Несколько раньше японский ученый Вада [Wada, 1966] отметил на пинакоидальной грани арагонита перламутра раковин Pinctada martensii и Hyriopsis schlegeli спирали, закрученные в разные стороны и свидетельствующие о спиральном росте кристаллов арагонита.
Трещина в перламутровом слое залечивается последовательным отложением призматического и пластинчатых слоев арагонита.
Образование раковины и жемчуга. Раковина - наружный скелет моллюска - представляет собой сложную минерально-органическую систему. Она выделяется мантией. На поверхности мантии располагаются клетки эпителия, обладающие секреторной деятельностью.
Раковина образуется в результате трех главных этапов [Попов, 1977]. В ходе первого этапа эпителиальные клетки мантии выделяют во внеклеточную (экстрапаллиальную) полость органическое вещество - матрицу с включенным в нее кальцием. Второй этап состоит в откладывании матрицы на внутренней поверхности раковины с образованием на ней зародышей минеральной фазы. На третьем этапе происходит рост кристаллов и формирование слоев.
Экстрапаллиальная жидкость заполняет одноименную узкую полость между раковиной и мантией. Из нее образуется не только раковина, но и жемчуг. Сама жидкость содержит те же химические элементы (натрий, калий, магний, марганец, медь, хлор, серу, фосфор), которые имеются в крови данного моллюска, примерно в таких же пропорциях. Количество упомянутых элементов в раковине в основном зависит от концентрации их в жидкости. Из них в первую очередь нас интересует кальций, как элемент, слагающий не только раковину моллюсков, но и вещество жемчуга. В экстрапаллиальной жидкости находятся энзимы - щелочная фосфатаза и карбонатная ангидраза, специфические белковые катализаторы, ускоряющие процессы, которые протекают в любом организме. Симкис и Вада рассматривают их в качестве критических агентов различных схем кальцитизации.
Органическая матрица синтезируется эпителием мантии, она играет важную роль в образовании раковины. В ее состав входят простые и специализированные белки, сложные аминокислоты (21 кислота), мукополисахариды. Количество органического вещества в раковине находится в прямой зависимости от возраста моллюсков. Органическая матрица представляет собой тот субстрат, на котором происходит кристаллизация карбонатов кальция с образованием минеральной части раковины. Г. Бевелендер и Г. Накагара [Bevelander, Nakahara, 1980] полагают, что в раковинах моллюсков имеется два рода органических структур. Одни из них способствуют росту минеральной части раковины, другие тормозят ее. Первые тесно связаны с поверхностью растущих кристаллов арагонита, видимо призматических. А в перламутровом слое органическое вещество ограничивает рост пластинчатых кристаллов этого минерала.
Различия в аминокислотном составе слоев матрицы сказываются на строении минеральных слоев раковины: в белковой части матрицы кальцитового скелета преобладают основные аминокислоты, а образованию арагонита способствуют нейтральные и кислые аминокислоты [Козлова и др., 1980]. Так, раковины двустворчатых моллюсков могут быть кальцитовыми, например у устриц. Однако в их створках находятся небольшие участки и связка из арагонита. Виды одного и того же рода, обитающие в разных условиях, могут иметь раковины различного состава. Например, в районе Бермудских островов спондилусы имеют арагонитовую раковину, а близ островов Палау в Тихом океане - кальцитовую. Раковины современных головоногих моллюсков сложены арагонитом, но у самки моллюска аргонавта - кальцитом. Наутилоидеи мелового возраста имеют арагонитовую раковину, а камерные перегородки у некоторых форм кальцитовые. Призматический слой раковины мидии Mytilus galloprovincialis состоит из кальцита, а перламутровый - из арагонита. У одного и того же вида филогенетически формирование кальцита происходит позже, чем образование арагонита. Минеральный состав некоторых видов Pinctada изменяется от арагонитового на личиночной стадии до кальцитового у молодых и половозрелых животных. У двухмесячных особей имеется как призматическая, так и перламутровая структура.
Минеральный состав раковин однозначно определяется при рентгеновских исследованиях.
Минеральный состав раковины контролируется прежде всего генетически, контроль внешней среды имеет второстепенное значение. В связи с этим все же следует подчеркнуть, что в раковинах холодноводных рек арагонит обычно кристаллизуется в виде призматического слоя, а в водах теплых морей - в виде слоя пластинчатого перламутра.
Образование раковины сопровождается концентрацией в ней ряда химических элементов, заимствованных растущей раковиной из подложки (аминокислотная группа гуминовых кислот) и экстрапаллиальной жидкости. Состав элементов-примесей в слоях одной раковины различен. Так, в перламутровом слое мидии Mytilus galloprovincialis содержание натрия и стронция в 2 раза выше, чем в призматическом, а концентрация магния в призматическом слое в 4 - 7 раз выше, чем в перламутровом. Сказанное наводит на мысль, что повышенное содержание стронция в растворе, из которого происходит его рост, способствует кристаллизации арагонитовых (перламутровых) слоев. При преобладании в растворе магния образуются призматические слои кальцитового состава.
Таким образом, различия в минеральном составе раковины и ее структуре связаны не только с неодинаковым аминокислотным составом раковины, но и с рядом других факторов, которые иногда трудно учесть.
Строение органической матрицы можно хорошо рассмотреть после растворения минеральной составляющей раковины. Это мягкие слоистые мембраны, обнаруживающие под электронным микроскопом "кружевное" строение. Со временем такая структура распадается, оставляя после себя волокнистую основу, пронизанную отверстиями.
Наружный слой раковины - периостракум представляет собой сложное в биохимическом отношении образование, состоящее из различных аминокислот, белков, мукополисахаридов и неорганических соединений. Поверхность периостракума сложена дубильным протеином, устойчивым к действию кислот и щелочей и предохраняющим раковину от растворения. На поверхности раковины карбонат кальция не кристаллизуется.
Заслуживает внимания вопрос о количестве и формах нахождения кальция в тканях и полостных жидкостях, из которого моллюски строят свою раковину. По данным вьетнамского специалиста Нгуэн Тиня [1973], содержание кальция является функцией колебания биотических и абиотических факторов. Снабжение моллюска кальцием и накопление его в клетках происходят за счет питания в результате попадания органической взвеси в пищеварительную систему животного. Поступление кальция в клетки мантийного эпителия осуществляется двояким путем. Первый из них - ток крови от органов, где заканчивается процесс пищеварения, второй - непосредственное поступление из окружающей среды через клетки пограничного эпителия. Хорошим поглотителем растворенного в воде кальция является слой слизи на жабрах моллюсков. Попадая в кишечник, слизь под действием энзимов расщепляется, освобождая кальций, который током крови переносится к мантии.
Повышенное содержание кальция в тканях моллюска связано со значительным количеством этого элемента в водной среде. Увеличение количества кальция в тканях Диктуется необходимостью накопления этого элемента во время наиболее сильного роста раковины, т. е. кальций только интенсивно накопляется, но и не менее активно расходуется на постройку раковины.
Полагают, что кальций в мантии моллюсков находится в двух формах - ионной и связанной. Связанный кальций вместе с органическим веществом обнаруживается в клетках мантийного эпителия в виде мельчайших гранул, заметных только при электронно-микроскопических исследованиях. Это неактивный кальций. Активный (ионный) кальций находится в полостной жидкости и участвует в процессе кальцитизации раковины. Допускают, что неактивный кальций переводится в активную форму с помощью одного из ферментов цикла трикарбоновых кислот - карбоангидразы, находящейся на поверхности кальциевых гранул.
Другими словами, степень активности кальция, а следовательно, и участия его в образовании раковины (и жемчуга) зависит от того, где этот элемент находится в теле моллюска. В тканях моллюска кальций неактивен, в соединении с органическим веществом он является только потенциальным источником для использования его моллюском. Переход кальция из ткани в экстрапаллиальную жидкость одновременно переводит его из неактивной в активную форму. Такой кальций в любой момент готов вступить в реакцию с углекислотой.
Анион СО32- накапливается в организме метаболическим путем. Благодаря ферменту ангидразы он поступает в цикл кальцификации и при взаимодействии с активным кальцием в присутствии органических веществ выпадает в виде минеральной фазы. Последняя, как было уже сказано, в зависимости от состава и строения матрицы принимает форму кальцита или арагонита.
Рост раковины в значительной мере зависит от жизненных циклов животного. Линии нарастания, наблюдаемые на раковине, обусловлены болезнями, повреждениями и т. д. Регулярно повторяющиеся линии роста соответствуют сезонным циклам, приливно-отливным воздействиям и т. д.
Жемчуг создается теми же клетками, что и раковина, поэтому эти образования сходны. Формирование жемчужины в целом представляет собой некоторую защитную реакцию организма на попадание в него постороннего тела: какого-нибудь минерала, обломка раковины, сгустка органического вещества, выделившегося живыми клетками, и др. Проникшие внутрь раковины тела играют роль центров кристаллизации. Подмечено, что в тех местах на реках, где находится брод или где купают лошадей и поят скот, вылавливается больше жемчуга, чем в спокойных водах. Об этом же писал и русский писатель первой половины XIX в. И. И. Лажечников. Один из персонажей его романа "Последний Новик" спрашивает: "Не из возмущенного ли моря выплывают самые драгоценные перлы?".
Моллюск чутко реагирует на проникновение в мантию постороннего предмета. Клетки мантии, выделяющие особые вещества, начинают обволакивать чужеродное тело наружной пленкой мантии с образованием вокруг него эпителиального, так называемого "жемчужного", мешка, который вдавливается в ткани животного. Эти клетки продолжают нормально функционировать, выделяя внутрь "жемчужного" мешка сначала немного периостракума, затем призматического арагонита и, наконец, арагонита в виде пластинчатого слоя (перламутра), т. е. в такой же последовательности, как и при росте раковины. Так образуется свободная жемчужина, и благодаря ей моллюск избавляется от неудобства, причиняемого посторонним предметом. Замуровывая его в гладком карбонатном шарике, моллюск уменьшает трение, снижает раздражение. Независимо от того, что является центром зарождения, жемчуг приобретает концентрически-зональное строение.
О формировании жемчуга внутри эпителиального мешка в раковинах пресноводных моллюсков, пожалуй, впервые сообщил в 1858 г. Геслинг. Однако, несмотря на это, в науке вплоть до 1900 г. все еще бытовали представления об образовании жемчуга за счет капелек дождя, попавших в устрицы, вокруг икринок и т. д.
Довольно часто посторонний предмет в центре жемчужины отсутствует. В таком случае затравкой для образования жемчужины может служить пузырек газа или капелька жидкости.
В последнее время многие исследователи склонны считать, что формирование жемчужины происходит вокруг проникшего в раковину паразита, способного просверлить даже скорлупу. Впервые эта точка зрения была высказана в 1830 г., но только в 1852 г. итальянский ученый Филиппе нашел в ядре жемчужины паразитических червей-сосальщиков. В 1857 г. голландский ученый Килаарт установил, что "инфекционные черви", в том числе мертвые паразиты и экскременты, играют важную роль в образовании жемчуга в устрицах. При этом он утверждал, что "жемчужный" мешок образуется из перемещающихся амебоцитных клеток, способных секретировать кальциевые гранулы. В 1902 г. было определено, что "жемчужный" мешок является прямой, а сосальщики - косвенной причиной образования жемчуга. Поэтому ключ к проблеме образования жемчуга может быть получен при исследовании мешка и его соотношения с сосальщиком [Jameson, 1802].
В настоящее время доказано, что причиной образования жемчуга в морской жемчужнице, живущей у берегов Шри-Ланки, является личинка ленточного червя Tylocephalum unionifactor. Взрослый червь поселяется в кишечнике крупного скота. Яйца паразита вместе с экскрементами попадают в воду, а затем вместе с пищей в желудок моллюска - жемчужницы. Здесь они мигрируют сквозь ткани моллюска в мантию, где и становятся центрами зарождения жемчужины.
Интересные данные о частоте встречаемости мелких жемчужин в крупном моллюске - мидии Грея (Crenomytilus grayanus (Dunker.) привел С. Л. Герасимов [1983]. Он установил зависимость появления жемчуга в мидиях от интенсивности поражения их сверлящим круглым червем - полихетой рода Polydora. Оказалось, что небольшие (до 3 мм) гранулы-жемчужины были обнаружены в раковинах, на 70 - 100% пораженных сверлящей полихетой. Количество жемчужин доходило до 34 на створку. В раковинах, не пораженных полихетой, жемчужины отсутствовали. Герасимов объясняет это тем, что, просверливая раковину возле мускула, полидора оставляет после себя твердые мелкие частички. При попадании этих частичек между мантией и створками раковины происходит облекание их концентрическими слоями перламутра с образованием небольших жемчужин. Жемчужины у мидии Грея, как и у других мидий, невелики, некрасивы и поэтому не представляют никакой ценности.
Как уже отмечалось, форма растущей жемчужины зависит в основном от того, куда попал ее зародыш. Если эпителиальный мешочек расположен у поверхности раковины, то перламутровый слой жемчужины сольется с перламутром раковины и образует неправильную жемчужину - блистер. Если же мешочек окажется в середине моллюска, в частях мантии достаточной толщины, то возникнет жемчужина правильной формы. Жемчужины, формирующиеся в мускулах или в примыкающих к ним частях, имеют неправильную, часто весьма причудливую форму. Образование неправильных жемчужин может быть вызвано болезненным состоянием моллюска.
Величина жемчужницы и красота ее не могут служить показателями образования в ней красивых по форме, блеску и цвету жемчужин. Жемчужины обычно находят в невзрачных раковинах.
Образование жемчужины начинается от центра. От ядра на органической основе начинается отложение призматических слоев арагонита, состоящих из вытянутых по радиусу шестоватых (призматических) кристалликов. Зарождение и рост их происходят в тесной связи с органическим веществом, выделяемым моллюском и концентрирующимся у основания кристаллов и в промежутках между растущими призмами арагонита. Зародышами кристаллов арагонита служат особые органические гранулы, гистохимически сходные с матрицей минерализованного слоя. Они состоят из гликопротеинов с соединениями серы, с белками и полисахаридами. Через некоторое время рост призм арагонита приостанавливается, однако органическое вещество продолжает выделяться. После заполнения промежутков между кристалликами арагонита оно тонким слоем покроет торцы призм, образуя при этом тоненький слоек, повторяющий очертания ядра. Вскоре отложение органического вещества прекратится и начнется повторное образование призматических кристалликов арагонита на такой же органической основе. Призмы ранее отложившегося слоя не играют роль затравок. Нарастающие на них кристаллики наследуют структурную ориентировку призм. В дальнейшем процесс ритмически повторяется, постепенно образуются новые слойки, составленные из небольших призмочек.
Таким образом, рост призм арагонита многократно прерывается. Подобные остановки фиксируются маломощными прослойками органического вещества. Каждая призма арагонита состоит из небольших призмочек, разделенных между собой прокладками органического вещества. По существу, это минерально-органический агрегат. Рост такого агрегата имеет свои особенности. Строго унаследованная ориентировка нарастающей призмочки на ранее отложившуюся выдерживается не всегда. Совпадение элементов структуры двух рядом расположенных призмочек наблюдается только в том случае, если они разделены между собой тонкой прокладкой органического вещества. С увеличением толщины органической прокладки это условие может не соблюдаться. Количество призматических слоев достигает в жемчужине 50.
Характерная особенность призматических кристаллов арагонита состоит в том, что они не соприкасаются между собой, поэтому индукционные грани на них отсутствуют. Этому препятствуют находящиеся между призмами пленки органической матрицы, по которым, как по системе подводящих каналов, происходит питание минеральной части жемчужины.
Другая особенность призм арагонита - иногда наблюдаемое скручивание их вокруг оси, совпадающей с осью призмы. Раньше подобное скручивание описывалось в перламутре раковин [Wise, Villiers, 1971; Mutvei, 1980], в арагоните жемчуга его впервые отметил Кораго. По аналогии с деформированными кристаллами кокколитов [Голубев, 1981] такое явление можно объяснить кристаллизационным давлением аномально ориентированных призматических кристаллов арагонита.
Периферия жемчужин сложена пластинчатыми кристаллами арагонита, формирующими перламутровый слой, который придает жемчужине ценность. Рост пластинок арагонита, сменяющий призматический рост, наследует при этом кристаллографическую ориентировку призмы. Центрами зарождения пластинчатых кристаллов являются входящие углы между несколькими призмами у их вершин и точки на вершинах призм. От них происходит тангенциальное разрастание пластинок по всей поверхности затравки. Главная ось пластинок наследует ориентировку этой же оси призм арагонита. Бесформенные вначале пластинки по мере разрастания приобретают гексагональную или близкую к ней форму и затем сливаются в сплошную массу арагонитового слоя. Отложение арагонита прерывается кратковременным выделением моллюском органического вещества, покрывающего пленкой пластинки этого минерала. На нем нарастает новый слой пластинок арагонита. Процесс ритмически повторяется, пластинчатых слоев, как правило, всегда меньше, чем призматических.
Хорошо развитые призматические слои чаще обнаруживаются в речных жемчужинах. Многие из них образованы одними призматическими слоями. Бывают случаи, когда на одной стороне жемчужины откладываются перламутровые слои, а на другой формируются призматические кристаллы арагонита.
Скорость роста призматических кристаллов арагонита в различных направлениях определяет форму жемчужины. При одинаковой скорости роста во всех направлениях образуется правильная шаровидная жемчужина. Продолговатые жемчужины формируются при преобладании скорости роста в одном или двух противоположных направлениях. При неодинаковой скорости роста призматических слоев в разных направлениях возникают неправильные (уродливые) жемчужины. В срезах таких жемчужин на разных стадиях роста обнаруживаются дополнительные центры кристаллизации. Они выделяются в шлифе сгустками темного органического вещества, вокруг которых формируются сферолиты, сложенные призматическими кристаллами. Количество таких сферолитов в одной жемчужине может быть до 10 и больше.
В разрезе речной жемчужины хорошо видны слои роста, состоящие из лучистых призм (призматическая структура) и пластинок (пластинчатая структура) арагонита. Рост сезонный, и новые слои минерального вещества откладываются на слоях предыдущих лет. Рост первого года выше всех остальных - 2,3 мм в год. После этого он резко падает - до 0,38 мм в год [Смит, 1980] - и впоследствии становится примерно постоянным. Скорость роста жемчуга зависит от возраста жемчужницы, ее вида, характера окружающей среды и др. Так, при формировании жемчужины в моллюске "пожилого" возраста она никогда не достигнет значительных размеров. Детально этот вопрос не изучен. Если принять за годовое кольцо призматический слой, отделенный толстой прокладкой органического вещества от последующего слоя призм, то непонятно, когда и как отлагались слои призматических кристаллов, разделенные тонкими органическими прокладками.
Скорость образования речных и морских жемчужин разная. Морская жемчужина растет почти вдвое скорее, чем речная. Морские жемчужницы дают более крупный и ценный жемчуг.
Жемчужина, возникнув в одном участке тела моллюска, может со временем переместиться в другую его часть. Предполагают, что такие "путешествия" происходят в результате выталкивающего действия средних жемчужин и каких-то других факторов.
Биохимические процессы, приводящие к образованию жемчуга, исследованы все еще недостаточно. Биогенные кристаллы, к которым относится и арагонит жемчуга, представляют собой обычные ионные кристаллы, выпавшие из минералообразующих растворов не в земной оболочке, а внутри организмов. Форма их зависит от тесного взаимодействия внутреннего строения и внешних условий роста и может существенно изменяться с изменением этих условий. Биогенные кристаллы из минерализованных скелетных структур рассматриваются в качестве реальных кристаллов. Они содержат в себе различные дефекты (вакансии, примеси, дислокации и др.), которые отличают реально существующий кристалл от его идеализированной схемы. Ряд свойств реального кристалла объясняется именно его дефектной структурой, без ее знания не могут быть поняты многие проблемы биоминерализации.
Заслуживает внимания вопрос: почему жемчуг обычно сложен не кальцитом - стабильной модификацией углекислого кальция, а метастабильным арагонитом? При рентгеновском изучении арагонита жемчуга отмечено, что его дифракционная картина в основном соответствует эталонным значениям этого минерала. Однако на многих дифрактограммах обнаруживаются дополнительные, несвойственные арагониту отражения 0,354 - 0,355; 0,204 - 0,205 и 0,184 - 0,1847 нм, которые, видимо, следует связывать с присутствием в жемчуге примеси другого минерала. Эти отражения вместе с рефлексом 0,338 нм (наиболее интенсивным в арагоните жемчуга) отвечают базальным рефлексам карбоната стронция - стронцианита, кристаллическая структура которого аналогична структуре арагонита.
Отдельно выделить фазу стронцианита из материала жемчуга оказалось невозможным. Однако при просмотре коллекции жемчуга в Архангельском краеведческом музее мы обнаружили в ней жемчужину, почти целиком состоящую из стронцианита (меньший показатель преломления карбоната 1,520). Жемчужина отличалась своим серебристым цветом от остальной массы жемчуга. Эти данные подтверждают факт существования самостоятельной фазы стронцианита в жемчуге. К тому же в жемчуге постоянно обнаруживаются довольно высокие количества стронция.
Роль стронцианита в жемчуге генетическая: стронций даже в небольших количествах (1 атом на 4000 элементарных ячеек арагонита) стабилизирует арагонитовую фазу в зародышах кристаллизующегося карбоната кальция [Strunz, Wachsen, 1978]. Твердые растворы стронцианита в арагоните имеют меньшую свободную энергию, чем чистые минеральные фазы. Такие растворы более выгодны, чем кальцит.
Обособление минеральной фазы в организме моллюска сопровождается повышением в минералообразующем растворе энзимов, вводимых разными путями в органическую и неорганическую составляющие жемчуга. Эпителиальные клетки "жемчужного" мешка, являющиеся клеточной основой секреторной деятельности, выделяют ионы кальция и карбонат-ионы в жидкость, формируя тем самым минералообразующий раствор. Осаждение арагонита из раствора происходит в том случае, когда он будет пересыщен указанными ионами. Доступ ионов к кристаллизующемуся арагониту облегчается обширной и закрученной поверхностью стенок "жемчужного" мешка.
Минералообразование внутри организма структурно тесно связано с органическими молекулами матрицы. Определение зародышевых центров происходит только в отдельных, строго упорядоченных ее точках, обогащенных белковым веществом.. Это свидетельствует о достаточно сильном специфическом взаимодействии органического и минерального компонентов. Минеральный уровень такого взаимодействия исследован недостаточно. Вероятнее всего, в основе его лежит принцип комплексообразования: отдельные участки матрицы образуют с Ca2+ и CO32- специфические комплексы. В зависимости от аминокислотного состава матрицы и от ряда других факторов кристаллизующийся арагонит принимает форму призм или пластинок.
При закономерном распределении центров кристаллизации, обусловленном еще и тем, что плоские ионы CO32- укладываются параллельно слою матрицы, и одновременном росте призм арагонита, растущих непосредственно от ядра жемчужины, вернее, от покрывающей ядро органической прослойки, возникает упорядоченное строение призматических кристаллов. Кристаллики арагонита вытягиваются по радиусам от центра жемчужины. Отсутствие упорядоченности связано с различным расположением кристаллографических осей зародышей арагонита. Оно может быть обусловлено добавочной (наложенной) минерализацией с использованием как активных поверхностей на органических гранулах, так и различных неоднородностей на растущих кристаллах арагонита. При этом на первых стадиях роста могут возникнуть спутанно-волокнистые агрегаты кристаллов арагонита, из которых возможность дальнейшего роста получают только те индивиды, которые расположены под большими углами к субстрату.
Скорость кристаллизации арагонита обусловливают внутренние (выделение белкового вещества) и внешние (кислотность - щелочность, температура воды, солевой режим и др.) факторы.
Связь между арагонитом жемчуга и минералообразующей средой двусторонняя. Среда в определенных условиях формирует жемчужину, влияет на ее строение и форму. Действие любого фактора среды происходит на молекулярном уровне. В свою очередь, растущая жемчужина воздействует на среду.
Основные проблемы биоминерализации
Совсем недавно стала развиваться новая наука - биологическая минералогия. Она изучает строение, свойства, состав, условия образования и изменения объектов, которые находятся на стыке биологии и минералогии. К ним относятся продукты деятельности живых клеток: кости и зубы человека и животных, раковины моллюсков, жемчуг, скелет кораллов, скорлупа птичьих яиц, отолиты и другие объекты живой природы.
Биологическая минералогия как генетическая наука исходит из того, что неживое, возникшее из живого, является его частью и они тесно взаимосвязаны. Существование в природе форм, в которых соединены свойства живого и неживого (например, вирусов), наглядно подтверждает пример внутреннего единства неорганического и органического мира.
Главным объектом исследования биологической минерализации является минерально-органический агрегат. Он состоит из органических веществ и минеральных индивидов, имеющих определенные форму, размер, строение, свойства и состав. В структуре многих индивидов имеются специфические внутренние элементы. От их упорядоченного сочетания во многом зависят свойства всего агрегата.
Основная задача биологической минералогии - всестороннее исследование взаимоотношения неорганической и органической природы, а также детальное изучение минеральных продуктов живой природы в процессе их развития и изменения. Конкретная практическая задача науки - выявить роль организмов при формировании и разрушении месторождений полезных ископаемых (железа, серы, фосфора, марганца и др.).
Биологическая минералогия развивает представление профессора Д. П. Григорьева о минерале как об организме. Оно выступает сейчас как наиболее актуальное и перспективное. Сущность нового подхода к минералу выражается следующим образом: "Минералы, т. е. кристаллы и зерна, в форме которых реально существуют природные химические соединения и физико-химические фазы, выступают в нашей науке каждый как целостный организм, индивид, со своей анатомией, всегда по-своему живущий... Познание минерала как организма и его естественной истории, обусловливающей все качества, условия и места нахождения минералов, есть назначение, прерогатива минералогической науки" [Григорьев, 1976]. То есть минеральный индивид рассматривается как своеобразная модель живого организма. Такой подход к минералу раскрывает те стороны строения, свойств и поведения, которые раньше рассматривались только на биологических объектах и не принимались во внимание минералогами.
Специфика минерально-органических агрегатов состоит в том, что возникновение и рост их объясняются не законами физики и химии, как это имеет место в минералогии, а биохимическими законами развития живой клетки. Они еще не нашли столь четкого выражения, как известные законы физики и химии, регулирующие процессы минералообразования в неживой природе. К тому же в организме физические и химические законы тесно взаимодействуют с биохимическими законами и не только подчиняются им, но и имеют иное применение. Клетка - структурная единица организма, она рассматривается как система взаимосвязанных структур и процессов, протекающих по программе дифференциации органов. В этом сказывается универсальность клетки. Природа скупа на объяснения и щедра на окончательные результаты. Поэтому исследователю приходится часто затрачивать массу труда и времени, чтобы вскрыть всю причинную цепь событий.
Минералы недр, возникшие многие миллионы лет назад, как и "живые" минералы, находящиеся в организмах, являются своеобразными регистраторами событий, свидетелями которых они были в разное время. Трудность, а то и полная невозможность непосредственного наблюдения этих событий заставляют нас обратиться к минералу как к важному документу его истории. В особенностях состава, строения и свойств минерала отражены особенности его рождения, роста и изменения. Поэтому восстановление истории минерала - главная минералогическая задача. Достаточно иногда лишь взглянуть на минерал, чтобы понять, насколько она сложна.
Основным источником минералогических знаний является минеральный индивид. Он же и главный объект минералогических исследований. Современная минералогия располагает большим арсеналом методов, позволяющих исследовать индивид и его минералогическую историю. Задача значительно усложняется в том случае, когда мы приступаем к изучению агрегата, и становится вообще трудновыполнимой, если объект исследования - минерально-органический агрегат. Трудность заключается прежде всего в том, что окружающая биогенный минерал органическая оболочка, в которую заключен минерал и посредством которой происходит его питание, плотно сцеплена с ним. Эта оболочка - неотъемлемая часть агрегата. Оба вещества плохо разделяются, особенно трудно отделить минеральную фазу. Поэтому природа биогенных минералов до последнего времени остается слабоизученной, а процессы биоминерализации все еще исследованы недостаточно. Очень мало известно и о параметрах минералообразующей среды в том пространственно-временном интервале, в котором происходит образование минерально-органического агрегата. Следует учитывать, что она представляет собой сложную систему с непрерывно меняющимися параметрами. А ведь минерал фиксирует в особенностях своего состава, свойств и строения все изменения, происшедшие в минералообразующей среде.
Несомненно, что воссоздание возможно полной картины всех событий, зафиксированных в минерале, имеет большое значение как для объяснения условий его образования, так и для установления ряда закономерностей в минералогии, биологии и в смежных науках. Решение этой проблемы позволит глубже исследовать минеральный уровень органической материи, характерной особенностью которого является кристаллическое состояние. Оно определяет систему свойств, через которые проявляется сущность минерала. Минеральные продукты живой клетки служат наглядным подтверждением сложности минерального уровня материи.
Одно из детальных исследований биогенных кристаллов провел С. Н. Голубев [1981]. Фактические данные, полученные этим автором, принимаются в качестве достоверных и широко используются нами при характеристике процесса биоминерализации.
Минерально-органические агрегаты имеют кристаллическое строение и при рентгеновских исследованиях обнаруживают дифракцию рентгеновских лучей. Используя методы электронной микроскопии, можно не только непосредственно увидеть исследованные объекты, но и изучить детали реальной структуры биогенных кристаллов. Разумеется, по идеализированной решетке они представляют собой "обычные" кристаллы, но образовавшиеся и выросшие в живых организмах. Облик биогенных кристаллов, всегда подчиненный структуре вещества, по-разному формируется под воздействием физико-химических факторов. В настоящее время еще мало чисто описательных данных о морфологических особенностях биогенных кристаллов. Поэтому выявить по этим данным влияние отдельных физико-химических факторов на форму образующихся кристаллов оказалось крайне затруднительным.
Биогенные кристаллы минерализованных структур рассматриваются как реальные кристаллы. В отличие от идеальных кристаллов они характеризуются наличием разного рода дефектов. Это преимущественно объемные, но несоизмеримо малые по сравнению с величиной кристаллов нарушения правильного пространственного размещения атомов в кристаллической решетке. В биогенных кристаллах наиболее распространены такие дефекты: упаковки, замещения, вакансии, примесные атомы, границы блоков, двойников, включения других фаз. Размеры, форма и свойства дефектов определяются структурой биогенного минерала. Наиболее часто они располагаются в междоузлиях кристаллической решетки. Именно наличие дефектов в кристаллах служит причиной изменения их свойств. В этом отношении биогенные кристаллы представляют собой объект, заслуживающий всестороннего изучения. Подход к ним как к реальным кристаллическим образованиям имеет большое значение не только для постановки и решения основных проблем биоминерализации, но и для понимания многих вопросов минералообразования.
Дефектное строение биогенных кристаллов подтверждается результатами изучения ряда их физических констант. В частности, твердость в строгом смысле этого понятия является тем свойством, которое определяется в основном дефектами строения кристаллических веществ. Среди кристаллов биологического происхождения встречаются образцы как с повышенной, так и с пониженной твердостью по сравнению с обычными аналогичными кристаллами. К ним относится и арагонит речного жемчуга. Аномальное уменьшение его твердости на плоскости {001} по сравнению с обычным арагонитом следует связывать со значительно большим количеством на ней дефектов. На плоскости {110} арагонита жемчуга наблюдается обратная картина: ее твердость оказалась несколько выше, чем на такой же грани обычного арагонита. Таким образом, анизотропия твердости на гранях кристаллов биогенного арагонита подтверждает неидеальное его строение.
Биогенные кристаллы не имеют кристаллографически правильной формы. Это объясняется в основном тем, что они сложены из более мелких кристаллитов, которые, как и весь кристалл, обволакиваются пленкой органической матрицы. Специальные исследования показали, что органическая матрица осуществляет биорегуляцию кристаллообразования. Многие кристаллы обладают блоково-мозаичными, выпуклыми и вогнутыми гранями, образующимися на заключительных этапах роста.
Как уже упоминалось, жемчуг, как и раковина, состоит из слоев кристаллического карбоната кальция - арагонита; в свою очередь, слой формируется из пластинок или призмочек этого минерала, а последние могут быть сложены из множества более мелких кристаллитов. Так образуется целый ряд соподчиненных, включенных друг в друга кристаллических элементов. При этом элементы более мелкого порядка могут быть как взаимно параллельны по отношению к включающему их структурному элементу высшего порядка, так и непараллельны, хаотичны. В арагоните жемчуга кристаллографические оси соседних кристаллитов почти параллельны. Тогда вся совокупность внутренних кристаллитов образует составной монокристалл арагонита. Как показали микроскопические исследования, такие кристаллы неидеальны не только из-за своего сложного внутреннего строения, далеко не идеальна и сама форма составного многогранника арагонита. В большинстве случаев она заметно отличается от призматической. Имеются дефекты и в других биогенных кристаллах, в частности в оксиапатите - основном минеральном компоненте костной ткани.
Словом, неидеальное строение многогранников биогенных веществ скорее правило, чем исключение. Оно усложняет принятую относительность понятия "монокристалл". Наиболее целесообразно его употреблять лишь при рассмотрении если не идеальных, то идеализированных кристаллов. По этому признаку биогенные кристаллы не отличаются от соответствующих "земных" кристаллов.
Основная закономерность биоминерализации состоит в том, что органическая матрица сильно влияет на характер биогенного минералообразования. Она определяет центры зарождения будущих кристаллов и способствует их росту. Отличительная особенность матрицы - ее сравнительно постоянный состав в разных организмах, включающий белки коллагеновой группы, высокомолекулярные полисахариды, фосфолипиды. В аминокислотный состав органического вещества жемчуга входит 18 аминокислот (глицин, тирозин, аланин, валин, серин и др.). В органическом веществе биогенных кристаллов других веществ соотношение аминокислот иное. До сих пор остается неясным, какой механизм регулирует количество и состав аминокислот в организме.
Органическая матрица имеет вид губки, погруженной в физиологический раствор. Ее можно рассмотреть в любом минерально-органическом агрегате после осторожного растворения минеральной части. Важно подчеркнуть, что в объеме матрицы происходит зарождение и рост биогенных кристаллов. Эти процессы регулируются биологическими организмами, исследование которых началось совсем недавно. Биорегулирующее значение матрицы сказывается в определяющем влиянии ее не только на структуру и геометрию биогенных кристаллов, но и на сочетание их между собой. Матрица или ее отдельные участки обладают известным сродством к возникающему на ее основе минеральному компоненту. Такое сродство объясняется близостью строения реакционноспособных ферментов матрицы и пространственной конфигурации ионов в элементарной ячейке кристаллизующегося вещества и их тесным взаимодействием. Только так может быть обеспечено хорошее пространственное соответствие между структурными элементами органического и минерального компонентов образующегося биогенного кристалла.
Однако минеральный уровень такого взаимодействия изучен недостаточно. По-видимому, в его основе лежат Два принципа - эпитаксия и комплексообразование. Эпитаксия - закономерное срастание кристаллов веществ различного состава, обусловленное близостью строения кристаллической решетки или отдельных плоских сеток рядов решетки срастающихся минералов. Таким образом, эпитаксия минеральной фазы на органическом веществе предопределяется наличием сходных мотивов в структуре обоих веществ. При этом отдельные реакционноспособные участки молекул матрицы становятся центрами зарождения кристаллизующегося на их основе биогенного минерала. Из сказанного можно заключить, что избирательная минерализация матрицы обеспечивается высокоупорядоченным ее строением. При биогенной оксиапатитовой минерализации следует предположить близкое сходство конфигурации тетраэдричного радикала PO3- с определенными участками матрицы. В случае кальцит-арагонитовой минерализации (при образовании жемчуга) участки матрицы находятся в сфере валентного взаимодействия с катионами кальция и плоскими анионами CO32-, образуя особые комплексы в строгом химическом смысле этого понятия. Несомненно, что наряду с валентными взаимодействиями большую роль при образовании таких комплексов играют и более слабые связи - водородные, Ван-дер-Ваальса и др. Доля этих связей в минерально-органических комплексах не установлена.
В последнее время высказывается предположение, что анионы CO32- препятствуют кристаллизации фосфатов кальция внутри организма, а фосфатные и другие фосфорсодержащие анионы не допускают возможности кристаллизации карбоната кальция. Действие анионов, препятствующих кристаллизации минеральных соединений, связано с поглощением их гранями зародышевых кристалликов минеральной фазы.
Характер растворов, в которых происходит биогенное минералообразование, изучен очень слабо. Голубев [1981] полагает, что биогенные кристаллы растут в метастабильных растворах, недонасыщенных соответствующими солями. Это не противоречит главным законам физики. Концентрация солей в таких растворах неблагоприятна как для роста кристаллов на привнесенных извне зародышах, так и для зарождения биогенных кристаллов на случайных пылинках поверхности матрицы. Такие растворы находятся у нижнего предела метастабильной области и устойчивы неопределенно долгое время. Голубев установил, что после искусственного нарушения структуры органической матрицы выпавшие из такого раствора кристаллы теряют биологическую специфичность и могут продолжать свой рост в насыщенных растворах, как и при обычной кристаллизации.
Вода - постоянный компонент минералообразующих растворов и один из строительных блоков организма. За счет гидратации и других взаимодействий вода входит во многие структурные элементы клетки, в межклеточное пространство и в органическую матрицу. Универсальной функцией воды является ее цементирующая роль в форме водородных связей как между отдельными частицами и компонентами клетки, так и между минеральным веществом и реакционноспособными участками матрицы. К тому же она предшественник и продукт преобладающего большинства процессов в организме, химический смысл которых сводится к реакциям гидратирования, дегидратирования, конденсации, в конечном итоге приводящим к образованию циклических и ациклических соединений. Вода в минералообразующих растворах, как правило, способствует образованию биогенных кристаллов, однако в отдельных случаях она может производить тормозящее влияние на их возникновение и рост. Иногда она существенно ограничивает проявление свойств биогенных кристаллов или из присущего им многообразия выдвигает на передний план определенные их качества. Из сказанного видно, что вода - исключительно важный фактор матрицы жизни.
Образование центров начальной кристаллизации происходит в строго упорядоченных точках матрицы - там, где энергетическая выгодность процесса зарождения кристаллической фазы обусловливается тесным сродством между минеральным и органическим компонентами. Голубев рассматривает сильное специфическое взаимодействие между ними в качестве фактора, благоприятствующего нейтрализации поверхностной энергии кристаллов, что делает систему энергетически выгодной.
Труднее объяснить возникновение колломорфного слоя в жемчуге, найденном в черноморской мидии. Этот слой, видимо, состоит из редко встречающегося в природе аморфного карбоната кальция, выпавшего внутри организма из коллоидных растворов. Вполне возможно, что подобное строение имеет и тонкий слой, отмеченный в раковинах некоторых моллюсков между призматическим и перламутровым слоями. В таком случае следует допустить, что роль органической матрицы в образовании многочисленных центров кристаллизации карбонатных частиц была невелика. К минимуму должна быть сведена роль матрицы как питающего агента, ибо мельчайшие частицы карбоната не увеличиваются в размерах. Роль питающей системы, по-видимому, выполняли многочисленные поры, пронизывающие колломорфный слой [Шнюков, Деменко, 1983]. Эта несколько идеализированная картина образования колломорфного карбоната в жемчуге служит хорошим примером сложности процессов происходящих в организме и сопровождающихся отложениями минеральных веществ.
Процессы осаждения карбоната кальция в биологических средах весьма сложны. Моделирование их в лабораторных условиях сопряжено с трудностями, связанными в первую очередь с выбором параметров минералообразующей среды - величин, характеризующих ее состояние.
Жемчуг, как и другие минеральные образования, представляет собой агрегат кристаллов. Однако в отличие от обычных минеральных агрегатов биогенные кристаллы (и слагающие их кристаллиты) не только не срастаются, но даже не соприкасаются между собой. Дело в том, что каждый кристаллический индивид обволакивается, как чехлом, органической пленкой, связанной с матрицей. Толщина пленки зависит от величины кристалла. Она проницаема для минералообразующих физиологических растворов, питается ими и не подвергается процессу минерализации. Такое явление, названное Голубевым принципом обволакивающих пленок, наблюдается если не во всех, то в большинстве биогенных кристаллов. Роль обволакивающих пленок прежде всего генетическая: подобно системе подводящих каналов, пленки обеспечивают питание минерально-органического агрегата. В противном случае не происходил бы их рост. Нарушение принципа обволакивающих пленок ведет к прекращению роста биогенных кристаллов и в ряде случаев способствует протеканию в них необратимых процессов.
Молекулярная природа взаимодействия органического и минерального компонентов биогенного минерала остается неизвестной. В ней скрыт весьма интересный механизм, приводящий к кратковременным остановкам роста биогенных кристаллов и существенно ограничивающий рост всего минерально-органического агрегата. Так, биологическая минерализация в процессе формирования жемчуга проходит в полном соответствии с моделью обволакивающих пленок. Однако рост призматических кристаллов жемчужины многократно прерывается. Кратковременные остановки в росте кристаллов отчетливо фиксируются скоплениями темного органического вещества; оно продолжает выделяться, несмотря на прекращение роста арагонита, и покрывает торцы его кристаллов маломощными слоями. В дальнейшем рост кристалла арагонита возобновляется, а чрезмерное выделение органики прекращается. Другими словами, процесс минералообразования внутри организма происходит скачками. Многократное повторение этого процесса придает формирующемуся минерально-органическому агрегату концентрически-зональное строение. Причины зональности разные. Возможно, зональное строение жемчужины отражает периодичность дефектной структуры органических молекул матрицы или же до деталей наследует тонкую структуру их, в частности нередко наблюдаемую поперечную исчерченность. Не исключено, что зональная структура жемчуга и других биогенных кристаллов связана с ростовыми пульсациями, которые могут быть вызваны частыми изменениями температуры воды, ее состава, условиями питания моллюсков и другими факторами.
На морфологию выпадающих из раствора биогенных кристаллов существенно влияют примеси некоторых химических элементов. Они тормозят или ускоряют рост кристаллических граней, иногда способствуют закрученности кристаллов. В ряде случаев при преобладании в растворе стронция из него выпадает арагонит, а при большом количестве магния - кальцит. На скорость роста биогенных минералов воздействует также величина pH раствора.
Своеобразным регистратором процессов, сопровождающих биоминерализацию, является изменение изотопного состава ряда элементов. Это изменение очень невелико, так что изотопный состав элементов можно считать практически постоянным. Однако масштабы явлений, происходящих в организмах, и их продолжительность приводят к некоторому разделению изотопов, поддающемуся измерению на современных масс-спектрометрах. При исследовании изотопных эффектов углерода и кислорода необходимо учитывать биологический фактор, под которым подразумевается закономерное распределение изотопов химических элементов в объектах живой материи. Наиболее вероятной причиной биологического фракционирования изотопов углерода и кислорода при образовании органических карбонатов, в том числе и жемчуга, следует считать участие в этом процессе метаболической углекислоты, обедненной "тяжелыми" изотопами. Красивые жемчужины образуются в узком интервале изменения соотношения изотопов кислорода.
В процессе роста происходит самоупорядочение структуры индивидов в объеме минерально-органических агрегатов. Однако отмеченная неидеальность биогенных кристаллов и ряд других факторов способствуют тому что строгая упорядоченность минеральных индивидов таких агрегатах отсутствует.
Процессы биоминерализации широко распространены в природе, они характеризуются большой мобильностью и пластичностью. Этому способствует то обстоятельство, что многие биологические вещества и структуры, служащие субстратом для минеральной фазы, проявляют свойства, которые присущи жидким кристаллам. Жидкокристаллический порядок в биологических структурах играет большую роль в функциях и свойствах живой материи.
Промысел жемчуга
Жемчуг, как мы уже знаем, образуется в раковинах пресноводных и морских моллюсков. Теоретически все моллюски, имеющие раковину с перламутровым слоем, могут продуцировать жемчуг, однако для представителей класса лопатоногих, панцирных и моноплакофор это явление не отмечено. У двустворчатого моллюска тридакны, раковины которого лишены перламутрового слоя, образуются жемчужины величиной с голову ребенка, но без присущего жемчугу блеска. Такой жемчуг весьма эффектен, но стоимость его невелика.
Пресноводные моллюски. Драгоценный пресноводный жемчуг образуется в раковинах семейства унионид, или перловицеобразных. Из них наибольшее значение имеют моллюски двух родов - маргаританы (Margaritana) и дауринайи (Dahurinaia). Среди маргаритан поставщиком пресноводного жемчуга является пресноводная жемчужница (Margaritana margaritifera). Она обитает в реках Прибалтики, Карелии, Кольского полуострова, Финляндии, Швеции, Норвегии, Англии, Ирландии, Северной Америки, водится в устье Дона и в каскадах Пиренеев. Еще недавно моллюск был распространен довольно широко. Быстрое исчезновение его в ряде районов объясняется не только хищническим истреблением в погоне за жемчугом, но и сильной заболоченностью берегов рек, поступлением в них болотных вод, развитием лесосплава, наличием в воде взмученных минеральных частиц, засоряющих жабры маргаританы.
Маргаритана обитает в чистых проточных реках и ручьях с медленно текущей холодной водой, содержащей минимальное количество солей кальция и магния. Извести в ней должно быть не более 15 мг/л. Дно сложено мелким песком, гранитами, гнейсами, кристаллическими сланцами, прибрежная растительность дает хорошую тень. Наибольшие скопления раковин наблюдаются в местах поворота направления течения. Глубина мест обитания маргаританы колеблется от 0,4 - 1 м на порогах до 2,4 м на плёсах. Ареал жемчужницы на Северо-Западе СССР ограничен реками, лишенными извести, и совпадает с ареалом форели. Маргаритана, поселившись в реке, во многом способствует тому, что вода становится чистой. Она постоянно перекачивает через себя воду, задерживая муть и питательные вещества. Так ракушка кормится.
Моллюск имеет прочную толстостенную раковину овальной или почковидной формы, длиной до 12 см, внешне похожую на обычную речную беззубку, только покрупнее и покрытую изнутри красивым перламутром. Перламутр белый с легким синеватым оттенком. Годовой прирост раковины составляет 1,63 мм. Зимой раковина растет в 4 раза медленнее, чем летом. Это обстоятельство вызывает образование на раковине особых колец нарастания, подобных тем, которые образуются на чешуе у рыб. По числу этих колец можно судить о возрасте: многие животные доживают до 80 - 90 лет.
Маргаритана - малоподвижное колониальное животное. Передвигается с помощью развитой топоровидной ноги: выставит ее между створками, зароется в песок и подтянет весь домик. Так, за сутки она может пройти до полметра.
Каждая самка-жемчужница продуцирует до 3 млн. икринок [Граевский, Баранов, 1949]. Икринки жемчужница держит между створками до тех пор, пока они не превратятся в личинки-глохидии, которые способны самостоятельно передвигаться. После этого личинки с током воды попадают в жабры лососевых рыб (семги, форели, горбуши), где какое-то время паразитируют. Рыба поглощает кислород, растворенный в воде; с водой через жабры поступают и мельчайшие питательные частицы. Рыбы разносят личинки на большие расстояния, таким образом осваивая новые участки водоемов. Со временем личинки превращаются в миниатюрные раковины. Они падают на дно и начинают вести новую жизнь.
В колонии на грунте темные раковины маргаританы стоят вертикально, чуть наклонившись по течению. Они расположены так тесно, что напоминают своеобразную мостовую. Биологи Б. Ф. Голубев и А. Б. Есипов [1973] пишут, что в реке Емешь (Кольский полуостров) есть участки с насыщенностью моллюсков до 500 экземпляров на 1 м2.
Широко распространена жемчужница в реке Кереть на Северо-Западе СССР. Она течет по скальному грунту и заболоченным землям, в ней много порогов и плёсов. Общие запасы жемчужниц в реке 4,5 млн. экземпляров [Голубев, Есипов, 1973]. Раковины обнаружены на протяжении трети реки, начиная с порога Кривого. Они располагаются плотными колониями преимущественно в порожистых местах, где количество раковин достигает 50 экземпляров на 1 м2. На более спокойных участках реки плотность колоний уменьшается до 10 экземпляров на 1 м2. Наиболее богата жемчужницами река Варзуга - одна из главных водных артерий Кольского полуострова. Раковины обнаружены на площади около 10 млн. м2. Данные о запасах пресноводной жемчужницы в реках Северо-Запада СССР приведены в табл. 5, составленной по материалам Голубева и Есипова [1973].
Из таблицы видно, что общие и промысловые запасы пресноводной жемчужницы в водоемах Северо-Запада СССР достаточно велики, а почти полвека назад они оценивались лишь в 3 млн. особей.
Таблица 5. Запасы пресноводной жемчужницы в реках Северо-Запада СССР.
Промысловое значение имеют два вида моллюсков, относящиеся к роду дауринайя - даурская жемчужница (Dahurinaia dahurica) и камчатская (Dahurinaia middendorfii). Камчатская жемчужница встречается на Охотском побережье Камчатки, в горных и полугорных реках с чистой, богатой кислородом водой. Участки, на которых она обитает, защищены от непосредственного удара струи. Овальная раковина этой жемчужницы достигает длины 5 см и более, характеризуется значительной толщиной створок и мощным перламутровым слоем.
Даурская жемчужница широко распространена по всему бассейну Амура (кроме верхнего и среднего течения реки Амгуни). Населяет горные и полугорные реки с песчано-каменистым грунтом и чистой, насыщенной кислородом водой. Длина раковины моллюска 18 см, вес 300 г.
Численность и распространение видов зависят от чистоты и температуры воды, содержания в ней кислорода, характера грунта. Загрязнение и изменение режима рек значительно сокращают численность моллюсков, часто приводят к полному их исчезновению. Отрицательно влияет на колонии жемчужницы уничтожение лесов, сплав леса, приводящий к накоплению в реках затонувших бревен и их последующему разложению.
Пресноводная, даурская и камчатская жемчужницы занесены в Красную книгу РСФСР. Из других унионид качественный жемчуг извлекают из раковин видов Quadrula undulata, Q. plicata, Plagiola securis.
Морские моллюски. Морские моллюски славятся своим перламутром и способностью образовывать самый лучший жемчуг. Их называют золотогубыми или сереброгубыми. Самый ценный (восточный) жемчуг дают двустворчатые моллюски рода Pinctada.
Наиболее крупная раковина Pinctada maxima обитает у северных и западных берегов Австралии и у берегов Малаккского полуострова. Раковины этого вида достигают 30 см в диаметре и весят до 10 кг. В них образуются крупные жемчужины, стоимость которых зависит от цвета. Цейлонская жемчужница (Pinctada vulgaris) населяет побережья Красного моря, Персидского залива, Шри-Ланки, Малаккского полуострова и Новой Гвинеи. Раковины моллюска имеют серебристый цвет и правильную форму. Находящиеся в них жемчужины невелики, вес их редко превышает 12 гран, обычно известны под названием "зерновой жемчуг". Моллюсков добывают почти исключительно ради жемчуга, значение самих раковин небольшое. В водах Персидского залива много раковин красноватого оттенка.
Pinctada margaritifera, наоборот, больше ценится из-за своей раковины, и лишь иногда в ней попадаются красивые жемчужины. Обитает на мелководьях Индийского и Тихого океанов, в частности у берегов Новой Гвинеи, Австралии и Новой Каледонии. Раковины из Австралии с черной окраской краевой части и из Калифорнии с зеленым краем перламутрового слоя очень ценны тем, что дают черные жемчужины.
Японская жемчужница (Pinctada martensii) обитает у южных берегов Японии на сравнительно небольших глубинах. Диаметр ее раковины никогда не превышает 7 - 8 см. Радиальная жемчужница (P. radiata) живет у побережья Центральной и Южной Америки.
Пинктады ведут сидячий образ жизни, прикрепляясь к подводным камням густым пучком прочных биссусовых нитей, вырабатываемых специальной железой; обитают среди кораллов, губок, актиний, которые иногда поселяются на самих жемчужницах. Это типичные обитатели морских районов. Форма и скульптура раковины весьма изменчивы. Особенности ее строения во многом зависят от условий нахождения моллюска. Поэтому один и тот же вид из разных мест отличается качеством перламутра и жемчуга.
Из двустворчатых моллюсков следует упомянуть гигантскую тридакну (Tridacna gigas), в которой находят молочно-белые и розовые жемчужины - клям. Ее створки достигают 1,4 м длины, а вес - 200 кг, причем мягкие части тела весят всего около 30 кг. Раковина моллюска настолько массивна, что, не закрепляясь, лежит прямо на поверхности рифа, наиболее толстой и тяжелой частью вниз, а брюшной и мантией вверх. Створки такой громадины, да еще стягиваемые сильными запирательными мышцами, способны передавить или перерезать (внутренняя сторона их внешнего края остра как бритва) якорные канаты из волокна, случайно попавшие в раскрытую раковину. Раскрыть створки живой тридакны можно лишь при помощи лома.
Тридакна обитает в Индийском и в западной части Тихого океана. Большой Барьерный риф на востоке Австралии - настоящее царство тридакн. Неподвижно лежащие среди скал, обросшие кораллами и водорослями, крупные тридакны почти незаметны в воде. Тридакны могут обитать и в более глубоких местах, в краевых частях рифов, омываемых океанским прибоем. Человек, неосторожно бродящий по рифу, или ныряльщик за жемчужными раковинами может не только пораниться об острие края раковины, но и попасть в тиски моллюска. Из литературы известно, что не один искатель жемчуга погиб от мертвой хватки тридакны. Однако опытные морские охотники успевают ножом перерезать запирательный мускул, прежде чем тридакна сомкнет створки.
Когда мощные створки раскрыты, хорошо видны высунувшиеся наружу волнистые складки мантии, напоминающие гигантские губы, лиловые, желтые, синие, коричневые или зеленые. Несмотря на свои большие размеры, тридакны питаются мелкими организмами, которых засасывают через сифон благодаря действию наружной части мантии и жабр. Еще об одной особенности в питании тридакны пишут биологи В. И. Зацепин и З. А. Филатова: "Интереснейшее явление представляет собой симбиоз с одноклеточной мелкой водорослью зооксантеллой. Ткань наружного края мантии буквально набита этими водорослями, они имеются и в других частях мантии, в тканях, мускулах и даже в крови, но в значительно меньшем количестве. Хотя тридакна и является фильтратором, она, несомненно, питается и своими собственными зооксантеллами, которые сама "разводит" главным образом в хорошо освещенных тканях наружных краев своей мантии". Так обоюдовыгодно сотрудничают моллюск и водоросли. Живут тридакны до 100 лет и долее. С незапамятных времен створки моллюска используются для хозяйственных целей. В тридакне находят жемчужины до 7 кг. В настоящее время гигантская тридакна стала столь редкой, что занесена в Красную книгу СССР.
Оригинальный красноватый, темно-коричневый и черно-фиолетовый жемчуг встречается в раковине благородной пинны (Pinna nobilis), обитающей в Средиземном море, Тихом и Атлантическом океанах. Раковина достигает 80 см. Характерная особенность пинна-жемчуга состоит в том, что он имеет такой же цвет, как и раковина, из которой его извлекли. Всемирной известностью пользуются пинны, обитающие в водах Калифорнийского залива и дающие жемчуг черного цвета.
В раковине морского молотка-малеуса, названного так за причудливую форму, жемчуг встречается реже, чем у обычных жемчужниц, к тому же он имеет бронзовый оттенок.
В ракушках-венусах находят фиолетовый жемчуг, в пектенах - зеленоватый, сиреневатый и других оттенков, в полупрозрачных плакунах - от свинцово-серого до красновато-черного. Форма жемчужин из этих моллюсков неправильная, качество невысокое.
Часто находят жемчуг в мидиях и близких к ним модиолах. Они встречаются на шельфе Черного моря почти повсеместно, больше на песчаных грунтах, меньше на илистых осадках. Форма жемчужин неправильная, эллипсовидная, реже круглая, поверхность чаще неровная, Самые крупные жемчужины добываются из больших моллюсков. Недавно у берегов Феодосии рабочий М. Коваленко выловил мидию, буквально заполненную отливающими перламутром жемчужинами. В ней оказалось 133 жемчужины размером от 3,2 до 5,2 мм и весом от 1,4 до 2,6 грана. Жемчужины были особенно красивы в момент раскрытия раковины, а затем потускнели. В одном из экземпляров мидии, добытой у села Оленевка Крымской области, было обнаружено 46 жемчужин, которые, подобно гранатовым зернам, инкрустировали стенки желудка моллюска [Шнюков, Деменко, 1983]. Наполнение мидий тусклым сине-зеленым жемчугом неоднократно отмечали работники морских хозяйств, где мидий культивируют ради вкусного мяса. Нередко жемчуг обнаруживают в консервах из мидий.
Сферичность и блеск жемчуга из черноморской мидии, как подчеркивают специалисты, зависят в основном от его величины: с ростом жемчужины форма ее становится менее правильной, а блеск более тусклым. Однако в коллекции автора наилучшим блеском обладает самая крупная жемчужина. На ее слегка волнистой поверхности отчетливо просматриваются радужные (перламутровые) переливы, тогда как жемчужины меньшего размера имеют очень слабый блеск. Цвет жемчуга из мидий белый, слегка желтоватый, реже темно-коричневый.
Из сказанного ясно, что черноморский жемчуг ювелирной ценности не имеет. В таком случае что же представляет собой знаменитый кафимский жемчуг (Кафа - средневековое название Феодосии)? Оказывается, на Русь через Кафу поступал прекрасный жемчуг из Персидского залива, с Цейлона, из Индии, и его извлекали не из раковин мидии, а из других моллюсков. Жемчуг в мидиях служит вредной примесью. Зараженность моллюсков им порой бывает настолько велика, что требует срочных мер по предотвращению этого бедствия.
Недавно жемчуг найден в раковинах крупной тропической плакуны (Placuna placenta), имеющей почти плоскую полупрозрачную раковину 13 - 14 см в поперечнике. Скопления жемчугоносных плакун обнаружены у берегов Гоа. По приблизительным оценкам, их плотность здесь составляет 350 - 400 экземпляров на 1 м2. Из 385 обследованных особей длиной от 8,95 до 13,2 см 35% содержали от одной (чаще всего) до восьми жемчужин. Диаметр жемчужин пропорционален размерам моллюска. Минимальный размер жемчужин 0,4 мм, максимальный 2 мм, в основном 1,5 - 2 мм. Жемчуг плакуны отличается ярким блеском, формой, близкой к сферической, белым цветом.
Из брюхоногих хороший жемчуг дает огромная раковина, по форме напоминающая ухо (у входа в раковину), отчего ее латинское название Strombus gigas переводится как "великанье ухо". Она широко распространена от Флориды и Багамских островов до северного побережья Южной Америки, найдена также у берегов Японии. "Великаньи уши" попадаются во время отлива на отмелях среди морской травы и на глубине. Их обычно ищут с рыболовецких судов, просматривая воду через специальный бинокль. Огромные раковины хорошо видны на дне среди растительности и песка.
Стромбус весьма подвижен, он быстро передвигается, отбрасывая воду своей мускулистой ногой. Один выпад ноги перемещает "великанье ухо" на несколько сантиметров. Конец ноги имеет рогообразный выступ, им моллюск обороняется от своих врагов. Наличие такого выступа и подвижные глаза создают впечатление агрессивности. Однако "великанье ухо" - травоядный моллюск, питающийся в основном морскими водорослями. В связи с высокой смертностью молодняка стромбус очень плодовит: за один раз самка откладывает на песчаном дне 750 тыс. яиц.
На Багамских островах для сбора раковин "великаньего уха" применяются специальные шесты длиной до 10 м с длинным крюком на конце. Добытчики раковин и жемчуга на Гренадинах в Атлантическом океане считают, что при подъеме таким способом из "великаньего уха" часто выпадают находящиеся в нем жемчужины. Поэтому они пользуются шестами длиной не более 6 - 8 м.
Этот жемчуг ценится довольно высоко. В XIX в. за жемчужину платили несколько сот американских долларов. Однако вскоре выяснилось, что первоначальный блеск жемчуга стромбусов тускнеет, особенно под воздействием сильного освещения. Сегодня за жемчужину из "великаньего уха" платят до 20 долл.
Стромбусов ловят не только ради жемчуга, моллюск дает хорошее мясо, которое для жителей Багамских островов является почти единственным источником животного белка. Полагают, что приготовленная из него еда способствует сохранению молодости и бодрости. Из раковины "великаньего уха" делают различные сувениры. Торговля ими в некоторых местах настолько распространена, что служит серьезной угрозой существованию самого моллюска. Так, у берегов Флориды и Багамских островов моллюск стал уже большой редкостью.
Жемчужины, весьма похожие на только что описанные, но имеющие весьма бледную окраску, находят в раковинах другого брюхоногого моллюска - Baccinum undatum, широко распространенного в арктических и субарктических морях. Моллюск встречается на небольших глубинах - около 150 м и меньше, часто обитает на устричных банках.
Не менее ценен жемчуг из раковин еще одного брюхоногого моллюска - Haliotis, по форме напоминающего ухо человека и поэтому хорошо известного под русским названием "морское ушко". Раковина халиотиса ярко окрашена снаружи и обладает толстым очень красивым перламутровым слоем, по качеству превосходящим перламутр многих жемчужных устриц. Внутри раковины наблюдаются синие, зеленые и черные разводья, иногда образующие целые картины, фантастические ландшафты и орнаменты. В свое время халиотис и его перламутровый слой произвели сильное впечатление на русского художника М. А. Врубеля. Одна из картин так и называется "Жемчужина". На ней изображена уплощенная раковина халиотиса с девушками-жемчужинами.
Находимые в раковинах халиотиса жемчужины невелики, но весьма ценны, так как окрашены в зеленоватосиние цвета, реже в желтые и даже голубоватые, очень блестящие. Халиотис распространен в Тихом океане у азиатского, американского и австралийского берегов, в Индийском океане у восточных берегов Африки, в Атлантике у берегов Европы, в СССР у берегов Камчатки и Южного Сахалина. Халиотис обитает в сублиторальной зоне на глубине нескольких метров, плотно прикрепляясь к скалам и камням, выдерживает удары сильных волн. Размеры раковины не более 10 - 12 см. Питается водорослями. Медленно ползает, перемещаясь за 5 мин. на несколько сантиметров.
Включение темного органического вещества в неправильной формы жемчужине (слева); овальная жемчужина, сложенная призматическими кристалликами арагонита (справа)
"Жемчужина Аллаха"
Речной жемчуг неправильной формы
Морской жемчуг неправильной формы
Створки пресноводной жемчужницы Margaritana margaritifera
Створки пресноводной жемчужницы Margaritana margaritifera с двумя жемчужинами
Сросток жемчужины "Южный крест"
"Пещерные жемчужины" в лунке
Рукоять ковша, обнизанная жемчугом
Больная морская жемчужина
Булавка для галстука с жемчужиной
Кокошник, расшитый бисером и жемчугом.
Первая половина XIX в.
Мурманский краеведческий музей
Девичий головной убор-перевязка, украшенный жемчугом. Первая половина XIX в. Мурманский краеведческий музей
Девичий головной убор-перевязка, украшенный жемчугом. Первая половина XIX в. Мурманский краеведческий музей
Серьги с жемчужными подвесками
Жемчужные броши: ветка и птица
Из других брюхоногих, дающих хороший жемчуг, следует упомянуть представителей родов Trochus и Turbo. Первые обитают в Индийском и смежной с ним области Тихого океана, вторые - в Юго-Восточной Азии, у берегов Австралии и Новой Гвинеи. Жемчужины, образуемые этими моллюсками, круглые или овальные, розовые с шелковистым блеском. Они ценятся очень высоко, но встречаются довольно редко.
Из головоногих очень красивые и ценные жемчужины изредка попадаются в раковинах жемчужного кораблика (Nautilus pompilius), распространенного в Индийском и Тихом океанах от Никобарских островов через область Больших и Малых Зондских островов до Филиппин на севере и до Фиджи и ряда островов на юго-востоке. Его раковина достигает 25 см в диаметре. Снаружи она молочно-белая с коричневато-красными поперечными полосами, над устьем окрашена в черный цвет. Внутри раковина покрыта тонким слоем перламутра. Кораблик ведет малоподвижный образ жизни, обитает на дне, между камнями, где он охотится за ракообразными.
Промысел пресноводного жемчуга. Драгоценный пресноводный жемчуг промышляли с давних пор в реках России, Западной Европы, Северной Америки, Ирландии. В России добыча жемчуга началась очень давно. Самые ранние документальные сведения о добыче жемчуга на Руси относятся к XV в. В 1488 г. великий князь Иван III преподнес в подарок венгерскому королю Матиашу "соболь черный, ноготочки у него золотом окованы с жемчюгом. 20 жемчюгов новгородских на всех ногах, а жемчюг не малый, и хороши и чисты; а то от великого князя Угорскому королю первый поминок". Жемчуг добывался в это время в озере Ильмень и в находящихся вблизи него реках. Он был настолько хорош, что хранился в царской казне. Концом XVI в. датируются сведения о добыче жемчуга в водах Двины.
В XV - XVI вв. жемчуг добывался в реках Керецкой волости, в районе Кеми. В XVI и XVII вв. большим спросом на Руси пользовался жемчуг из реки Варзуги (варзужский). Варзужская волость платила десятинный жемчужный сбор, который поступал в патриаршую казну. Этот жемчуг шел на украшение церковной утвари, в основном шитой.
Ценный жемчуг встречался в реках и озерах Валдайской возвышенности, отдельные жемчужины стоили 100 руб. Немало жемчуга находилось в водоемах Прибалтики. Около 40 речек и озер изобиловали жемчугоносными раковинами. Особенно много их было в реке Аа с притоками Перленбах и Шварцбах. Вообще бассейн Меты и побережья Финского и Рижского заливов издавна славились своим жемчугом. Промысел его велся почти в 80 реках.
Источники того времени бедны описаниями промысла пресноводного жемчуга. Сведения о нем чаще можно получить из работ иностранцев, посещавших Россию. Они рассказывали, что в реках Коле, Варзуге, Ветлуге и Солзе находятся раковины со значительным количеством жемчуга.
Добыча жемчуга со дна реки не требовала особых знаний. Промысел начинался в июле - августе, когда вода была самой теплой, а ее уровень в реках самым низким. В мелких реках ловец жемчужниц медленно бродил по грудь в воде, стараясь при этом просмотреть дно и ощупать его ногами. Найдя таким способом моллюска, ловец доставал его руками или пальцами ноги.
В более глубоких и холодных реках лов жемчужниц производился с плотов. Один из таких способов добычи жемчужниц в реках Олонецкой губернии описан С. Алопеусом (цит. по: [Ферсман, 1916]): "В летнее время, когда вода в реках бывает низка, делают малый из бревен плот, в середине коего вырубливают небольшую дыру; над оною ложатся, покрывая голову, и, опускаясь вдоль по реке, смотрят в дыру, где дно песчанно или иловато. Увидев на дне песчаную раковину, вытаскивают ее сделанными для сего деревянными клещами. Наловив таким образом множество раковин, все без различия раскрывают, не заботясь о том, есть ли там жемчуг или нет, созрел ли он или не созрел, и таким образом умерщвляют жемчужную матку. Часто находят они между несколькими сотнями раковин едва одну жемчужину настоящей цены; такою вредною ловлей ныне жемчужные раковины если не совсем, то по крайней мере приметным образом истреблены. Если бы ловля жемчуга производилась здесь с большой осторожностью, то думаю, что в наших водах и теперь бы находился прекрасный и драгоценный жемчуг в большом количестве".
Алопеус писал, что в водах Карелии "есть такие зерна жемчуга, кои немногим восточным уступают". В связи с этим он отмечает, что в реке Кадесе в течение нескольких лет добывался прекрасный жемчуг; некоторые жемчужины были "совершенно светлы, величиною с сахарною горошину".
В первой половине XVIII в. по инициативе Петра I были приняты меры для расширения промысла жемчуга в России. В целях изыскания средств для правильной постановки "ловли жемчужной" Берг-коллегия (горное ведомство) учредила над ней надзор и потребовала от воевод описания рек, в которых водился жемчуг.
На Руси к жемчугу относились с большим почтением. Ловцы жемчуга перед началом промысла ходили в баню, переодевались во все чистое, брали у священника отпущение грехов; во время лова воздерживались от бранных слов и ссор.
Для поднятия жемчужниц со дна реки пользовались расщепленными на конце шестами, разнообразными железными щипцами, вилкой с тремя или четырьмя зубцами и сачками, веревочкой с грузиком, которым старались попасть в раскрытые створки раковины, и, когда последние захлопывались, раковина извлекалась на поверхность. Добыча жемчуга велась частным порядком и никем не контролировалась. Поэтому неудивительно, что со временем произошло истощение промыслов жемчуга.
Первый указ Берг-коллегии о жемчуге вышел 8 июня 1721 г. В нем отмечалось, что промыслу жемчуга вредит незнание людьми, есть ли жемчуг в выловленных раковинах и достаточно ли он созрел для того, чтобы быть из них вынутым. Указ содержал ряд мер, направленных на увеличение добычи жемчуга. Ловля жемчуга без разрешения властей категорически запрещалась. Непосредственный контроль за ведением промысла возлагался на доверенных лиц. Учитывая важность данного мероприятия, они принимали даже специальную клятву, в которой особо подчеркивалось, что доверенное лицо должно быть верным (в "жемчужной ловле поверено") и справедливым. Доверенные люди оценивали добываемый жемчуг и отчисляли четверть его стоимости в казну. Ловлю жемчуга рекомендовалось вести в июле - сентябре, в другое время она каралась штрафом в 100 руб. Указом определялись реки, где запрещался лов жемчужниц. В силу того что сведения о природе жемчуга в то время были очень скудны, многие рекомендации носили крайне примитивный характер.
Указом Берг-коллегии от 24 июля 1722 г. наблюдение за ловлей жемчуга, которое до того вели местные выборные, теперь поручалось смотрителям жемчужной ловли - чиновникам, снабженным специальными инструкциями.
Однако предпринятые меры не дали желаемого результата: добыча жемчуга продолжала сокращаться. В связи с этим в 1731 г., в царствование Анны Ивановны, Сенат разрешил ловить жемчуг всем без исключения, но лишь с одним условием: чистый и крупный жемчуг необходимо было сдавать в Коммерц-коллегию за соответствующее вознаграждение, а мелкий дозволялось оставлять для собственных нужд. Однако и эти меры не способствовали поднятию добычи жемчуга. Поэтому государство рядом постановлений (1736, 1766 гг.) предоставило новые льготы добытчикам жемчуга.
Во второй половине XVIII в. промысел жемчуга продолжал сокращаться. В 1860 г. добыча и вывоз жемчуга за пределы России оценивались в 181 520 руб., а в 1870 г. - всего в 1505 рублей. Это вынудило правительство вернуться к разработке мер по упорядочению промысла жемчуга в стране. В "Уставе сельского хозяйства" этому вопросу было посвящено восемь статей. В частности, в статье 1059 рекомендовалось "оставлять в реках некоторые места, не вынимая из оных раковин, дабы сии последние вовсе не переводились", а в статье 1060 - "из раковин вынимать должно один только спелый жемчуг". Статья 1062 разрешала "жемчуг ловцам беспрепятственно употреблять в продажу, кроме того случая, если кому удается сыскать жемчуг самый чистый и крупный, величиною не меньше воробьиного яйца, то тот объявить оный местному начальству и ожидать дальнейшего разрешения". Однако вряд ли эти документы были известны ловцам жемчуга.
В прошлом веке из северных рек поступал скатный жемчуг. Он ценился достаточно высоко: самая крупная жемчужина "каргополочка" стоила 7 - 10 руб., маленькие розовые и черные жемчужины оценивались в 3 руб. В реке Кереть за лето можно было выловить жемчуга на 200 - 300 руб.
Делались попытки добывать жемчуг и на Дону. В газете "Московские ведомости" за 1837 г. сообщалось о находке жемчужных раковин в одной из рек Усть-Медведицкого округа. В 1834 г. в реке Грязной казак Забазнов добыл 1534 грана жемчуга, а в 1835 г. - 1644 грана. В 1963 г. у станицы Кременской была найдена раковина с жемчужинами чуть меньше горошины.
На Дальнем Востоке жемчуг находили в горных реках с песчано-каменистым грунтом, сравнительно быстрым течением и высоким содержанием растворенного в воде кислорода. Крупные жемчужины в реках Камчатки были обнаружены членами экспедиции Беринга и известным исследователем этого края С. П. Крашенинниковым. О промысле жемчуга в дальневосточных реках рассказывает В. К. Арсеньев в книге "По Уссурийскому краю". До сих пор по реке Тунгуске, впадающей в Амур у Хабаровска, добывают жемчуг женщины. Отличные голубоватые и дымчатые жемчужины находят в водах реки Уссури.
С конца XIX в. промысел жемчуга в северо-западной части России постепенно приходит в упадок. В небольших количествах его добывают старательские артели и отдельные жители ("наудачу"). Занимались ловом даже подростки, настолько просты были его приемы. Впервые самое сложное орудие жемчужного лова применил карел Н. Келеваев, оно получило название "келеваевский сак". Им управляли три человека: один шел по берегу и тянул сак за веревку, другой брел по воде, прижимая его шестом ко дну, третий ехал в лодке, удерживая сак за шест в равновесии [Хребтов, 1897].
В начале XX в. промысел жемчуга вновь испытывает подъем. Именно в это время, как сообщали "Олонецкие губернские ведомости", за границу было вывезено изделий из жемчуга на 300 тыс. руб.
После Великой Октябрьской социалистической революции под руководством В. И. Жадина, Б. М. Житкова и Б. В. Властова были проведены биологические экспедиции в северном крае. Они показали, что восстановлению численности жемчужницы в северных реках препятствует ухудшение гидрологического и гидрохимического режима рек, засорение их отходами лесосплава, вырубка вдоль рек лесозащитных полос. Организация промысла жемчуга в них была признана нерентабельной.
Продолжительное время на реках Кереть, Немина, Супа и других сплав леса не производится.
Сейчас созданы все условия для возобновления промысла жемчуга в водоемах Карелии, Кольского полуострова и Архангельской области. Большие скопления раковин отлавливают драгами и металлическими ковшами, снимающими с речного дна слой песка (до 100 раковин на 1 м2). При меньших скоплениях раковин пользуются сачком. На порогах и перекатах крупных рек лов жемчуга производят с плотов. Через узкое отверстие, прорезанное в плоту, специальным черпаком поднимают со дна жемчужницы. Ежегодно в Карелии добывается несколько сот ювелирных жемчужин, качество которых оценивается достаточно высоко. На реке Кереть недавно было добыто 6800 жемчужин.
Ловцы утверждают, что гладкие раковины никогда не содержат хорошего жемчуга, скорее его можно найти в моллюсках с неправильной формы раковиной, особенно из самых глубоких мест. Раковины с крупным жемчугом обычно искривляются, створки их не совсем плотно закрываются. В результате они делаются приметными для опытного искателя жемчуга. Такие изменения называются признаками жемчугоносности. Среди них биолог Б. Ф. Голубев и др. [1974] выделяют следующие:
• веревкообразное возвышение на раковине или след, идущий поперек колец роста. След тянется в спиннобрюшном направлении. Жемчужина находится на брюшном краю раковины;
• след вытянут вдоль спинного края параллельно ему, идет от вершины к заднему краю раковины. Жемчужина лежит в районе сифонов;
• искривление створок раковины. Жемчужина чаще всего встречается в более выпуклой стороне раковины;
• различные незакономерные изменения створок раковины. Жемчужина находится в створке со следами травмы.
Эти же авторы отмечают, что одна ювелирная жемчужина приходится на шесть раковин с признаками жемчугоносности или на 600 обычных раковин.
В Западной Европе пресноводный жемчуг издавна добывался в реках Швеции, Шотландии и других стран. И по сей день битые раковины устилают берега рек. Особенно много жемчуга было добыто в 1947 г., чему в немалой степени способствовал низкий уровень воды в реках и озерах. Цены на жемчуг моментально упали, но через год снова поднялись. Серьезным препятствием для восстановления промысла жемчуга в шведских реках является засорение их отходами производства.
В Чехословакии жемчуг издавна промышляли в реке Влтаве, ее притоке Отаве и в других реках. Строительство в верховьях реки Влтавы целлюлозных предприятий привело к сокращению количества жемчужниц. В реке Отаве жемчужницы находились в лучших условиях и поэтому сохранились до наших дней.
Совсем недавно стало известно о дунайском жемчуге. Жемчужницы, найденные в водоемах Румынии, у села Мэчешудежос, достигают в диаметре 6 мм. Они круглые, светлые, слегка желтоватые.
Многовековую историю имеет промысел речного жемчуга в Шотландии. В настоящее время он сосредоточен в городе Перт на реке Тей. По преданию, платье, расшитое шотландским жемчугом, носила Мария Стюарт.
Промысел морского жемчуга. Важнейшими поставщиками морского жемчуга являются Индийский, Тихий и Атлантический океаны. В Индийском океане известны три района добычи жемчуга. Первый, самый древний район - Манарский залив, воды которого омывают самую южную оконечность Индии. Вторым, не менее знаменитым районом добычи жемчуга считается Персидский залив, в древности называвшийся жемчужным. Еще в античные времена он был главным поставщиком жемчуга в Европу. Центры добычи жемчуга - острова Бахрейн, полуостров Катар, город Эль-Кувейт. Третий район - остров Сокотра и залив Кач - размещается в Аравийском море.
В Манарском заливе банки с жемчужницами располагаются на песчаных отмелях, протягивающихся на многие километры вдоль берега. Жемчуг добывают в марте, когда воды бывают самыми спокойными. Бухта разделена на семь равных участков. Во избежание истощения запасов жемчужниц каждый участок облавливается раз в шесть-семь лет. Лов начинается, лишь когда количество жемчужниц достигнет определенного максимума. Промысловый сезон находится под неослабным правительственным надзором и длится около трех месяцев. Ремеслом ныряльщика здесь овладевают с детских лет. Случалось, что судно с двумя ныряльщиками привозило 36 тыс. раковин (средний улов на судно 6 - 7 тыс.). Из добытых раковин две трети поступает государству, оставшиеся разделяются между ловцами, их помощниками и владельцем лодки, с которой ведется промысел. Распродажа раковин происходит по мере поступления их с моря. Купивший раковины складывает их в мешки или специальные чаны и оставляет на солнце в течение нескольких дней. После того как мягкие части моллюсков сгниют, крупные жемчужины выбирают руками, остальное промывают, высушивают, просевают, собирая весь жемчуг.
Острова Бахрейн издавна считались благодатным для добычи жемчуга районом. На островах достаточное количество источников пресной воды, хорошие бухты для захода судов. Об удивительных жемчужинах Бахрейна писали древние ученые, купцы и путешественники. В шумерских записях 4000-летней давности упоминается о "рыбьих глазах" (так называли жемчуг). Плиний Старший описывал находящиеся здесь "жемчужные россыпи". В течение ряда столетий из Бахрейна выходили сотни судов за раковинами-жемчужницами. В 1863 г. здесь промышляло 150 лодок и было выловлено жемчуга на 400 тыс. ф. ст. В начале XX в. в водах Бахрейна ежедневно добывали жемчуг 500 судов, в отдельные годы до 30 тыс. человек работало на местах лова. Однако, несмотря на то что в настоящее время добыча жемчуга значительно сократилась, изделия из жемчуга остаются основной статьей экспорта Бахрейна.
Много столетий ведется промысел жемчуга у полуострова Катар. Отмели Ормузского рога и сейчас служат местом добычи редчайших жемчужин нежно-розового оттенка, называемых "Золотая роза". Опытный ныряльщик достигает глубины 15 м и остается под водой более минуты. Одежда и снаряжение ловца включают набедренную повязку и проволочную корзину. Зажав нос бамбуковой защепкой, ныряльщик бросается в воду. В лодке остается помощник, который внимательно следит за работой ловца и по его сигналу поднимает наполненную раковинами корзину. Постоянным членом экипажа, уходящего на несколько месяцев на промысел жемчуга, является певец. В его обязанности входит развлекать уставших за день ловцов пением старинных песен.
Издавна труд ныряльщика считался необычайно тяжелым и опасным. Многовековые традиции не позволяют ему пользоваться приспособлениями для подводного плавания. Тело от долгого пребывания в соленой воде и в условиях постоянной нехватки пресной покрывается ранами. Для того чтобы дольше пробыть под водой, ныряльщики очень мало едят, а это неминуемо ведет к истощению организма. К 25 - 27 годам искатели морских кладовых превращаются в глубоких стариков. Не случайно люди, занимающиеся этим промыслом, прозвали жемчуг "слезами Персидского залива".
В раннем средневековье первоклассную гавань для морских судов представлял Сираф, расположенный на берегу Персидского залива. В 977 г. в результате землетрясения он был разрушен. Торговлю жемчугом стал вести город Хормоз, на месте которого со временем был построен иранский порт Бендер-Аббас. Добывают жемчуг и у побережья небольшого острова Фейлаки, расположенного в 30 км от города Эль-Кувейта.
В конце XIX - начале XX в. добыча жемчуга в Персидском заливе занимала ведущее место среди других промыслов. Денежные поступления от налогов на пего и различного рода отчисления составляли главную статью доходов княжеств. Открытие в странах этого региона богатых нефтяных месторождений и начало их эксплуатации повлекли за собой резкое сокращение добычи жемчуга. Большой удар промыслу жемчуга нанесло искусственное выращивание жемчуга. Естественному жемчугу стало трудно конкурировать с дешевым культивированным, и добыча его резко сократилась.
У острова Сокотры и на побережье Аденского залива добывают редкий черный жемчуг со свинцовым оттенком. Ловцы выходят на промысел летом, когда уменьшается опасность встречи с акулами. Снаряжение их состоит из груза для ныряния, кошелки для сбора раковин и зеркала. Последнее представляет собой ящик со стеклянным дном или большую банку, с помощью которой рассматривают с лодки дно моря. Ловец закрывает нос защепкой из коровьего рога (фаттам). Неправильно было бы говорить, что ныряльщики не знают о существовании специальных масок, используемых при погружении в воду. Однако из боязни, что такие маски повредят здоровью, они никогда ими не пользуются. По существующим на Сокотре нормам хороший ныряльщик может нырнуть на 12 - 15 ба (ба - местная мера длины "раскрытые руки"). Обыкновенная жемчужница носит местное название "муслик", а вынутая из нее жемчужина - "лулу". Этот жемчуг ценится наиболее высоко. В сравнительно мелких жемчужницах округлой формы обнаруживаются жемчужные зерна небольшого размера и низкого качества.
Весь жемчуг из Персидского залива и Аравийского моря поступает на рынки Индии.
В водах Австралии добыча жемчуга и жемчужницы ведется с 1868 г. С 1878 г. промысловым становится побережье острова Терсди в Торресовом проливе. Центром добычи жемчуга и перламутра издавна считается город Брум на северо-западе Австралии. В настоящее время добыча жемчуга и жемчугоносных раковин значительна в Квинсленде, Западной и Северной Австралии; общая стоимость их в 1976 г. достигала 7 млн. долл. Стоимость экспорта жемчуга из Австралии в 1978 - 1979 гг. составила 49 млн. долл.
Добыча жемчуга и сбор перламутровых раковин - главное занятие жителей ряда островов Полинезии. Базой промысла жемчуга и перламутра являются острова Туамоту. Перед погружением в воду ловцы в полный голос поют, чтобы очистить легкие и как можно больше вдохнуть свежего воздуха. С помощью длинной веревки с грузом они опускаются на глубину около 50 м. Несколько раз поднимается ныряльщик на поверхность воды, пока не наполнит корзину жемчужницами. Ловцы пользуются только защитными очками. Водолазные костюмы или другие приспособления для подводного плавания запрещены, чтобы не допустить массового расхищения подводных богатств.
На Филиппинских островах добычей жемчуга занимаются не только мужчины, но и женщины. Они ныряют на дно в специальных капюшонах, без кислородных аппаратов. В море Сулу (между Филиппинами и островом Калимантан) добычу жемчуга ведут морские цыгане (бадьяу). Их назвали так потому, что в поисках жемчуга они кочуют с места на место, с одной отмели на другую. Хищнический вылов жемчужницы в районе Филиппинских островов резко сократил добычу жемчуга. Правительство было вынуждено принять ряд охранных мер, что положительно сказалось на запасах жемчужниц.
Во Вьетнаме промысел жемчуга ведется у острова Катба, одного из островов архипелага Кото. Раковины, содержащие зерна драгоценного жемчуга, таятся в морской пучине у острова Фукум (в 80 км от города Фантхьет).
Как уже говорилось, исстари славится жемчугом район Байя в Калифорнийском заливе. По-видимому, из вод этого залива коренное население древней Мексики добывало жемчуг, огромные количества которого обнаружили испанские завоеватели - конкистадоры в XVI в. Первым достиг Калифорнийского залива в декабре 1533 г. испанец Ортуньо Хименес. Полагают, что он и дал открытой земле имя Калифорния. Хименес высадился в заливе Ла-Пас на юго-восточном побережье полуострова Калифорния, где вскоре был убит туземцами. Оставшиеся в живых добрались до материка, захватив с собой найденный в заливе жемчуг. В 1535 г. Кортес снарядил в этот район новую экспедицию на трех кораблях. Основная цель ее состояла в поисках мест, богатых жемчугом. В 1908 г. промысел жемчуга начался на острове Эспириту-Санту вблизи города Ла-Пас. Благодаря встречающемуся здесь черному жемчугу этот район приобрел мировую известность.
В Атлантическом океане добыча жемчуга издавна велась на Багамских островах и в Карибском море, у берегов острова Маргарита. Этот остров был открыт в 1499 г. испанцем Педро Алонсо (Пералонсо) Ниньо, участником трех экспедиций Колумба. На острове Маргарита Ниньо закупил очень много жемчуга. Далее участники экспедиции проследовали на запад вдоль берега, получившего из-за обилия на нем жемчуга название Жемчужного. И здесь удалось приобрести 38 кг этого удивительного дара моря. В феврале 1500 г. экспедиция Ниньо отправилась домой и в апреле достигла родных берегов. С тех пор остров Маргарита стал широко известен как источник ювелирного жемчуга.
В настоящее время многие "жемчужные" поля сильно истощены. Запасы морских жемчужниц заметно уменьшились в результате неумеренной их добычи и массового нападения хищников (осьминогов и морских звезд), рыб. Банки жемчужниц гибнут и от заноса их песком.
В последние десятилетия резко сократилось количество жемчужниц в лагунах островов Океании. Особенно незначительные шансы на воспроизводство имеет жемчужница рода Pinctada. Из огромной массы отложенных яиц (крупная самка откладывает несколько миллионов) только до десятка особей достигают половой зрелости.
Французский зоолог Ж. Дорст рекомендует ряд мер, которые могли бы способствовать восстановлению численности жемчужниц. Главное внимание должно быть обращено на создание в каждой лагуне неприкосновенных заповедников, где взрослые особи будут находиться под охраной и смогут дать большое количество жизнеспособных производителей.
Культивированный жемчуг
В настоящее время весьма распространен искусственно выращенный (культивированный) морской жемчуг. Он составляет 90% всей современной торговли жемчугом. Первые попытки искусственно вырастить жемчуг были предприняты еще 2 тыс. лет назад. Жители одной из провинций Китая в конце весны - начале лета вылавливали из озера Той-Хон крупных моллюсков гребенчатки (Cristaria plicata), затем складывали их в бамбуковые корзины и опускали в воду. Особой лопаточкой они приоткрывали створки раковины и с помощью тонкой бамбуковой палочки помещали между мантией и раковиной моллюска небольшие предметы из обожженной глины, кусочки кости или меди. Затем раковину возвращали обратно в водоем, где она жила ряд месяцев или два-три года. Уже спустя несколько дней отдельные предметы покрывались тонкой кожицей, скрепляющей их с раковиной, и постепенно облекались слоями перламутра. Со временем они превращались в жемчужины заданной формы. Очень часто внутрь раковины закладывали крошечные изображения Будды, отлитые из меди или свинца. Искусство получения "жемчуга Будды" процветало в Китае не одно столетие. Известно, что в 1850 г. культивированием жемчуга в Китае занималось 5 тыс. человек. В прудах глубиной до 1,5 м они получали полукруглые жемчужины, а вокруг серебряного прутика - круглые жемчужины.
В Европе первые опыты по искусственному выращиванию жемчуга предпринял в 1761 г. известный шведский натуралист К. Линней. Его метод состоял в том, что в раковине пресноводной жемчужницы снаружи просверливалось отверстие, куда на проволочке опускался маленький известковый шарик. Он закреплялся так, что слегка загибал мантию. Отверстие плотно цементировалось. Посредством проволочки шарик время от времени передвигали, и поэтому он не прирастал к раковине. Жемчужины, выращенные по методу Линнея, были весьма далеки от совершенства. Лучшие из них хранятся в коллекции лондонского общества Линнея.
В 1852 г. итальянский ученый де Филиппе установил, что жемчуг в раковинах пресноводных моллюсков Anodonta образуется вокруг цист ("жемчужных" мешков) паразитического червя-сосалыцика Distomum duplicatum. В самом начале XX в. биолог Джемсон в Киле получил мелкие жемчужины путем введения в мантию моллюсков глистов двуусток. Джемсон полагал, что его метод искусственного заражения "несравненно превышает все другие методы производства жемчуга". После такой рекламы новый способ был использован в промышленности. Однако дальше рекомендаций дело не пошло: оказалось, что этим способом крупный круглый жемчуг получить нельзя.
Опыты по искусственному выращиванию жемчуга производились и в России. В 1904 г. инженер Ч. Хмелевский получил, раковинный жемчуг, а затем и свободные жемчужины 3 - 5 мм в диаметре. Они формировались три - пять лет. Опыты Хмелевского по искусственному выращиванию жемчуга имели преимущество перед другими методами, его жемчуг был круглым, полым, совершенно свободным. Секрета своего метода Хмелевский никому не раскрыл.
Необходимо отметить, что до конца XIX - начала XX в. господствовало мнение, что формирование жемчуга является исключительно защитной реакцией организма в ответ на травму - раздражение. Песчинки или другие предметы своими острыми углами беспокоят моллюск, и он вынужден изолировать их от своего тела посредством гладких перламутровых слоев.
В 1907 г. токийский биолог Нишикава установил, что жемчуг в теле моллюска возникает лишь тогда, когда вокруг зародыша-раздражителя образуется "жемчужный" мешок, стенки которого облекают живые клетки мантии перламутром. В том же году патент на выращивание круглых жемчужин получил Т. Мизе. Сущность его метода состояла в пересадке в связующую ткань одной устрицы (с помощью специальной иглы) круглого зародыша вместе с куском мантийного эпителия другой устрицы. Пересаженная ткань размножалась, постепенно окружала чужеродное тело, формируя вокруг него "жемчужный" мешок. В 1919 г. данный метод был усовершенствован, и вскоре абсолютно круглые жемчужины начали поступать на рынок. К сожалению, вес жемчужин составлял всего 9 гран, а их диаметр не превышал 3 мм.
Несколько раньше (в 1913 г.) немецкий ученый А. Альвердес получил искусственный жемчуг посредством инъекции при помощи шприца эпителиальных клеток мантии одной жемчужницы в соединительную ткань другого моллюска. Из внедренных эпителиальных клеток происходило образование жемчужной цисты, в которой и формировалась жемчужина. Выращенный жемчуг, как и жемчуг, полученный Нишикава и Мизе, представлял большой научный интерес. Он подтверждал, что причиной образования "жемчужного" мешка служат не песчинки и паразиты, а попавшие вместе с ними в мантию моллюска эпителиальные клетки.
Настоящий успех в выращивании жемчуга связан с именем японского исследователя К. Микимото. На живописном островке в заливе Исе возле городка Тоба (юго-восточная часть острова Хонсю) в тени разлапистых сосен мацу стоит один из самых известных памятников Японии - Микимото. Небольшого роста плотный мужчина стоит с бамбуковой палкой в руках. Фигура Микимото для японцев означает символ трудолюбия. В 1893 г. после долгих лет непрерывных поисков и опытов, неудач и разочарований Микимото вырастил наконец полукруглый раковинный жемчуг путем введения в морскую жемчужницу Pinctada martensii маленьких шариков перламутра.
"Жемчуг Микимото" - так он стал называться - был сначала весьма далек от совершенства. Он вырастал на стебельках-ножках. Вложенные шарики покрывались перламутровым слоем только с одной стороны, после извлечения из раковины их нужно было прикреплять к кусочку перламутра. Такой жемчуг не мог конкурировать с естественным и поэтому имел ограниченное распространение. В 1907 г. Микимото получил патент на выращивание сферического жемчуга. Метод основывался на знании механизма образования жемчуга в природных условиях. Он заключался в следующем. У одной из устриц из мантии вырезали узкую полоску живой ткани. В небольшой ее кусочек заворачивали шарик перламутра и помещали его через разрез в мантию другого моллюска. У моллюска, возвращенного в море, пересаженная ткань приживалась и вела себя совершенно так же, как и собственные клетки эпителия моллюска. Они выделяли слои перламутра, которые постепенно облекали чужеродное тело. Через 10 лет после получения патента Микимото собрал из своих подводных пастбищ обильный урожай - 4200 драгоценных жемчужин.
То, что человек заставил работать на себя моллюска, является большим достижением. Микимото поздравили с успехом известные изобретатели Т. Эдисон и Г. Маркони.
Сейчас на острове, носящем имя Микимото, работают музей и лаборатории, в которых выращивают жемчуг. В музее можно познакомиться с процессом получения жемчуга. Однако детали этой на первый взгляд простой, но чрезвычайно тонкой операции японские исследователи держат в тайне.
Идеи Микимото легли в основу производства товарного культивированного жемчуга и создания в Японии жемчужной отрасли промышленности, объединяющей тысячи различных хозяйств. Крупнейшим из них является фирма "Микимото перлз". Ей принадлежат жемчужные плантации в заливе Исе. Здесь на поверхности моря к бамбуковым переплетениям подвешены клетки с жемчужницами.
В индустрии жемчуга заняты тысячи женщин - ловцов жемчуга, их называют "ама" - морские девы. Для того чтобы находиться под водой по 40 - 80 с, нужны длительные тренировки, без них нельзя правильно поставить дыхание. В заливе Исе "ама" ежедневно ныряют на глубину 30 м в любое время года. Только в конце лета они собирают те раковины, которые в руках искусных мастеров могут стать матерями-жемчужницами. "Ама" занимаются промыслом жемчуга с 12 до 70 лет. Сегодня на дно залива Исе опускаются 7 тыс. "ама" - ведь для японской жемчужной промышленности нужно до 3 млн. трехлетних раковин в год. Разве могло бы существовать производство культивированного жемчуга без помощи "ама", которые веками (они упоминаются в стихах "Манъёсю" тысячелетней давности) ныряли в море в поисках моллюсков и съедобных водорослей?
Приобретенные навыки "ама" передают своим дочерям и с младенчества готовят их к этой полной риска профессии. "Ама" зарабатывает не только больше квалифицированного рабочего и служащего, но и больше врача, сама содержит семью. Такое положение "ама" в обществе дает ей право выбрать себе мужа.
"Ама" выходят в море на легких баркасах. Приспособления для лова весьма просты: легкая сетка, бочонок со стеклянным дном для просматривания морского дна, на лице - маска из дерева, похожая на обычную маску для подводного плавания. Чаще всего рулевой на баркасе - муж "ама". "Ама" вооружена только ножом, которого явно недостаточно для того, чтобы остаться в живых при встрече с акулой.
Добытые раковины оперируют по методу Микимото. Сначала из створок пресноводного двустворчатого моллюска Quadrula undulata, который водится в водах Миссисипи, вытачивают шарик диаметром 5 - 7 мм и тщательно его шлифуют. (Эксперименты с шариками, выточенными из других моллюсков, или оканчивались безрезультатно, или приводили к образованию плохого жемчуга.) Затем берут раковину жемчугоносного моллюска Pinctada fucata, лопаточкой раскрывают створки и от края раковины к ее середине осторожно вырезают часть мантии длиной 5 см и шириной 5 мм. Ленточку кладут на мантию. В области половых гонад, где должна образоваться жемчужина, осторожно обрезают тонкий край, продуцирующий перламутровый слой. После этого влажной губкой очищают плотный слой мантии, переворачивают его пинцетом на другую сторону и разрезают на кусочки величиной 1,5 мм. На подготовленное место помещают перламутровый шарик, выточенный из створки пресноводного моллюска, вместе с небольшим (2 - 3 мм) отрезком мантийного эпителия, вырезанным из другой устрицы. Размер шарика должен быть строго регламентирован, иначе его может не усвоить данная устрица. Если шарик будет больше, устрица погибнет. В связи с тем что устрицы невелики, вес шариков изменяется от 0,5 до 4 гран, реже - 6 и совсем редко - 12 гран. В крупных экземплярах Pinctada margaritifera вес выращенных жемчужин достигает 60 гран.
Операция обычно производится весной и в начале лета (апрель - июнь) или осенью (сентябрь - октябрь). Совсем недавно стали обрабатывать мантию моллюска и перламутрового шарика раствором антибиотика, который подавляет деятельность бактерий, мешающих росту жемчужины. Операция производится вручную и требует от оператора почти ювелирной точности и виртуозности. Для того чтобы овладеть искусством введения ядрышка (перламутрового шарика) в устрицу, необходимо учиться в течение ряда лет. Сначала начинающих учат заготовлять кусочки мантийного эпителия, которые впоследствии будут введены вместе с ядрышками в тело моллюска. Затем новички на бракованных раковинах тренируются в проведении этой операции. По истечении второго года обучения они самостоятельно вводят в устрицу мелкие шарики перламутра, а на третьем году - шарики средних размеров.
Устрицы, содержащие введенные шарики перламутра, помещают в металлические садки (по 30 - 60 устриц) и возвращают в море, подвешивая к плоту на глубину 1 - 6 м недалеко от берега. Через неделю эпителиальные клетки отрезка мантийной ткани полностью облекут ядро и сформируют "жемчужный" мешок. В садках моллюсков держат от 6 до 10 месяцев для образования перламутрового слоя на мелких шариках и два-три года - на больших. В течение этого времени жемчужницы находятся под тщательным наблюдением.
С апреля по ноябрь устриц до 20 раз очищают от паразитов и обрастаний, которые могут задержать рост. Следят за температурой воды и содержанием в ней солей, наличием пищи, течениями, степенью загрязнения воды и т. д. От этого в конечном счете зависит качество выращенного жемчуга. Два-три раза в месяц сетки вынимают и промывают под сильной струей воды. Один или два раза в год сетки поднимают, открывают и каждого моллюска моют отдельно. Садки подвешивают к плавающим буям, которые соединяются в большие плоты, способные удерживать до 80 тыс. садков. С помощью моторных лодок плоты периодически перемещают с места на место в водах залива, обеспечивая оперированных устриц пищей. Однако даже при хорошем уходе и благоприятных условиях только в 25% оперированных устриц образуется жемчуг, остальные выталкивают перламутровые ядра вскоре после операции. Сейчас на многих жемчужных фермах при уходе за жемчужницами применяют рентгеновские аппараты, позволяющие обнаруживать в них ядрышки. Это облегчает уход за жемчужницами, так как к моменту сбора жемчуга в садках остаются лишь моллюски с жемчугом.
Собирают жемчуг поздней осенью или зимой, когда перламутр откладывается тонкими многочисленными слоями, дающими красивый блеск и радужность. Раньше готовые жемчужины извлекались из раковин вручную. Теперь в эту область внедрилась автоматизация: на помощь человеку пришли машины.
Из выращенного таким образом жемчуга только 0,3% по цвету и качеству приближаются к естественному. Это происходит потому, что мантийная ткань оперированного моллюска выделяет не только перламутр, но и другие компоненты. К. Симкис и К. Вада [Simkiss, Wada, 1980] в связи с этим различают четыре типа культивированного жемчуга: собственно органический, призматический, перламутровый и комбинированный.
Схема образования культивированного жемчуга (по: [Simkiss, Wada, 1980])
Стадия а: 1 - включение, 2 - блистер-жемчуг, 3 - раковина, 4 - секреторные клетки, 5 - ткань мантии;
стадия б: 1 - тело, введенное в мантию, 2 - раковина, 3 - "жемчужный" мешок;
стадия в: 1 - гонады, 2 - искусственное ядро, 3 - пересаженная ткань мантии, 4 - "жемчужный" мешок, 5 - искусственный жемчуг
Торговую ценность имеет перламутровый жемчуг. В нем зародыш-ядро покрывается равномерными пластинчатыми слоями перламутра толщиной порядка 0,625 мм. Однако даже в случае равномерного наслоения перламутра на зародыш выросшая жемчужина может быть далекой от совершенства. Симкис и Вада установили, что качество жемчуга, образующегося в двустворках Pinctada fucata и P. maxima, зависит от трех факторов. Во-первых, от состава пигмента, который является клетками "жемчужного" мешка и обусловливает желтый или золотисто-желтый цвет жемчуга. Во-вторых, от участия в этом процессе темной прослойки органического вещества, отложившегося вокруг ядра и придающего выращенному жемчугу голубоватый оттенок. В-третьих, от световых эффектов, вызванных отражением света от нижнего и верхнего перламутровых слоев, от расстояния между ними и толщины перламутровых слоев; радужные эффекты наблюдаются в структурах с толщиной слоев порядка 0,4 - 0,7 мм. Перламутр моллюска Pinctada fucata сложен наслаивающимися кристаллами арагонита толщиной 0,3 - 0,5 мм, ориентированными кристаллографической осью с перпендикулярно поверхности.
Различия по цвету и по другим свойствам между выращенными жемчужинами могут также объясняться неодинаковыми физиологическим состоянием моллюсков, химическим составом воды заливов, составом планктона, которым питались моллюски, и другими факторами.
Самые крупные (10 - 12 мм) японские культивированные жемчужины образуются в процессе двух-трехлетней жизнедеятельности моллюска. Для определения веса жемчуга используется старая японская единица "момми" (около 3,75 г).
Кроме "ядерного" способа, японские ученые разработали новую методику выращивания жемчужин без ядра. Жемчужины растут в крупных пресноводных моллюсках Hyriopsis schlegeli, обитающих в озере Бива к северу от Киото - древней столицы Японии. Образование "безъядерных" жемчужин происходит в несколько стадий. На первой стадии в разрезы, сделанные в крае мантии одного моллюска, пересаживают небольшие (4X4 мм) кусочки - завязи мантийного эпителия другого моллюска. В некоторые раковины вводят до 20 завязей. Затем оперированного моллюска пересаживают в бамбуковый садок, подвешивают к плоту и держат на глубине 0,5 м. Через полгода, когда завязи покроются пленкой жемчуга, их извлекают, сортируют и вновь пересаживают, но не более одной завязи на раковину. Завязь-ядро может привиться только в определенном месте, поэтому технику вторичной пересадки оператор держит в секрете. Раковину с завязью снова помещают в садок, возвращают в воду, где и держат полтора-два года. В это время раковину регулярно подкармливают планктоном. По истечении этого срока жемчужины достигают 6 - 8 мм, через два - два с половиной года - 12 мм. Они имеют овальную или вытянутую форму, серую или желтовато-розовую окраску, красивый блеск, очень похожий на натуральный. Вес не более 5 гранов. Полученный жемчуг называют "бива-жемчуг". Выход продукции высок. Если моллюска возвратить в воду, то можно получить жемчужины "второго урожая", более высокого качества. На озере работает до 20 установок по культивированию жемчуга, в них содержится около 300 тыс. раковин. Выращенный жемчуг частично отбеливают, и в таком виде он поступает на рынок.
Впервые искусственно вырастить черные жемчужины удалось японским экспериментаторам в 1912 г. на острове Миякояма (Риукиу, префектура Окинава). В связи с низкой техникой культивации полученные жемчужины были не совсем круглые, с множеством подтеков. Промышленное производство черных жемчужин началось лишь в 70-х годах. В настоящее время черные жемчужины выращивают на островах Яэяма, Таити и Фиджи [Komatsu, Akamatsu, 1978]. Производство черных жемчужин лимитировано, в конце 70-х годов оно достигало 2 тыс. жемчужин в год.
Культивируют черные жемчужины так же, как и обычные. Из большого количества оперированных моллюсков Pinctada margaritifera лишь 20 - 30% не отчуждают перламутровые ядра. В свою очередь, из этого количества только в 5 - 10% моллюсков образуются драгоценные черные жемчужины.
Культивированный черный жемчуг в зависимости от цвета классифицируют на пять групп: серебристый, золотистый, коричневато-черный, зеленовато-черный и черный [Komatsu, Akamatsu, 1978]. К собственно черным относятся последние три группы, к тому же и вырастить их труднее, чем жемчуг золотистого и серебристого цвета. Черный жемчуг состоит из пластинчатых кристалликов арагонита, хорошо заметных на поверхности среза, а еще лучше - при исследовании в сканирующем микроскопе.
Недавно на мировом рынке драгоценных камней появились черные, серо- и зеленовато-черные жемчужины высокого качества и довольно больших (до 15 мм) размеров. Они были выращены в моллюсках Pinctada maxima, обитающих в чистых прозрачных водах у атолла Манихи (Туамоту). Культивированные жемчужины по своему составу и окраске отвечают природным жемчужинам.
Искусственно выращенный жемчуг стоит дешевле натурального и поэтому весьма успешно с ним конкурирует. Однако иногда и его производство приходится сдерживать, с тем чтобы сохранить высокие цены на внешнем рынке. Так, с этой целью владельцы одной из японских фирм недавно затопили 1845 т моллюсков с жемчугом общей стоимостью 600 млн. иен.
Второй по величине центр по выращиванию жемчуга находится в Северной Австралии. Здесь к культивированию жемчуга приступили в 1956 г. Работы начались в бухте Кури на северо-западном побережье Австралии. Проводились они при участии японских специалистов. Уже первые опыты показали, что моллюски-жемчужницы, выращиваемые в теплых водах у северного побережья Австралии, дают более крупный жемчуг, чем у берегов Японии, и к тому же в значительно более короткий срок.
Живые моллюски добываются на северо-западе Австралии, в городе Бруме, и к местам выращивания жемчуга перевозятся в специальных контейнерах. Следует отметить, что австралийские жемчужницы вдвое крупнее японских.
В австралийских водах культивируют как половинчатый (блистер), так и круглый жемчуг. Блистер получают путем прикрепления четырех или пяти полусфер мыльного камня к внутренней стороне жемчужницы. Затем жемчужниц помещают в садки (по 200 штук), которые соединяют в плоты (по 200 садков). Плоты ставят на якорь в теплом мелководье. Температура воды в заливе Кури 14 - 32° С, а вокруг фермы в заливе Сигнет Бей - от 24 до 28° С.
Через девять месяцев моллюск покроет зародыш слоем перламутра толщиной 2,54 мм. Блистер извлекают из раковин путем высверливания. Эта операция, какой бы осторожной она ни была, убивает моллюска. Затем из жемчужных полусфер удаляют ядра мыльного камня. Оставшаяся перламутровая полусфера изнутри подкрашивается и покрывается тонким слоем перламутровой эссенции, получаемой из чешуи рыб. Так повышают радужность блистер-жемчуга и его стоимость.
Круглый жемчуг выращивают в заливе Сигнет Бей в течение двух-трех лет. На ферме в бухте Кури сначала очень тщательно готовят зародыш будущего жемчуга. Его вырезают из перламутра свиноногого моллюска, придают заготовке форму шарика. Конечная подготовительная операция заключается в тщательной шлифовке и полировке шарика порошком из рогов северного оленя. Затем зародыш вводят в мантию жемчужницы. Для этого оператор закрепляет живую жемчужницу в специальном устройстве. После этого деревянной палочкой разводит на сантиметр-полтора створки раковины. Раскрыв шпателем тело мантии, он осторожно помещает перламутровый шарик в чувствительную область - к органам размножения и желудку моллюска, предварительно сделав надрез в мантии. Эта поистине ювелирная операция сокращает время формирования "жемчужного" мешка вокруг введенного перламутрового шарика. Малейшая неточность при ее выполнении может привести к формированию неполноценной жемчужины низкой стоимости.
Прооперированную раковину опускают в проточную морскую воду и через два месяца, если зародыш прижился, помещают в специальный садок - корзинку. Корзинки подвешиваются на веревках на плотах на глубину 1 - 1,5 м. После извлечения сформировавшейся жемчужины раковину можно использовать повторно. За год в Австралии выращивают 132 677 жемчужин. Их общий вес составляет 370 кг.
В Квинсленде, на острове Терсди, в Торресовом проливе, на островах недалеко от мыса Йорк выращивают безъядерные жемчужины. Для этого используют крупную жемчужницу Pinctada maxima. Она дает недорогой жемчуг в виде капель или пуговиц.
Искусственно выращенные австралийские жемчужины в 2 раза больше самой крупной японской жемчужины, значительно выше и скорость их роста. Годовая продукция круглых жемчужин из австралийских ферм равна 250 кг. Стоимость валовой продукции жемчуга на нескольких плантациях достигает 250 тыс. австралийских фунтов в год.
Жемчуг выращивают также в Китае, Бирме, Шри-Ланке, Иране, Индии, Вьетнаме и в других странах. Оригинальная техника выращивания жемчуга применяется в Иране и Индии. Здесь специальным методом концентрируют вокруг ядра жемчужины конхиолин, добиваясь оптического эффекта, характерного для природного голубого жемчуга. В этих странах выращивают жемчуг, окрашенный в зеленый, розовый, желтый и другие цвета. В Манарском заливе для культивирования жемчужниц применяются голубиные клетки (60X45X9 см) из железного прута, разделенные перегородками на 20 гнезд и закрытые общей сетчатой крышкой. Клетки подвешивают к плотам на глубине 3 - 4 м, в них помещают молодых моллюсков, выращенных на ферме вблизи берега. За семь месяцев моллюски достигают длины 42,6 - 55 мм.
Во Вьетнаме искусственное выращивание жемчуга производится на острове Катба. В год получают около 100 кг жемчуга, идущего на украшения и нужды фармацевтической промышленности.
В последние годы к созданию ферм по выращиванию жемчуга приступило правительство Филиппин. Условия для культивирования жемчуга здесь лучше, чем в Японии. В Японии в холодное время года жемчужницы находятся в состоянии зимней спячки, а на Филиппинах круглый год лето. Совсем недавно жемчужные плантации созданы в атоллах архипелага Туамоту.
Распознавание культивированного и природного, культивированного и крашеного жемчуга производится оптическими, рентгеновскими и другими методами. Многие из этих методов подробно описаны Р. Вебстером.
Вначале жемчужины различали по внешнему строению. Дело в том, что, рассматривая их поверхность в микроскоп, можно заметить, что она не гладкая, а покрыта множеством тонких извилистых слоев, отражающих последовательные стадии роста в "жемчужном" мешке. Такие ограничительные линии дают под микроскопом характерную картину волнистых параллелей, форму и расположение которых пытались использовать для диагностики жемчужин. По этому признаку австралийский жемчуг легко отличается от индийского и персидского. На персидском жемчуге линии слоев роста довольно извилисты и весьма удалены друг от друга, тогда как на австралийских и индийских жемчужинах они менее извилисты и лежат довольно густо. Искусственно выращенные японские жемчужины имеют такой же рисунок линий, как персидский и индийский жемчуг.
Существенным достижением в различении искусственно выращенных и природных жемчужин явился метод X. Микеля и Г. Ридля. Он основан на том, что эти жемчужины неодинаково пропускают свет в различных направлениях. Характер пропускания определяется во внутреннем канале жемчужин на универсальном жемчужном микроскопе (Perloscop), сконструированном этими исследователями. Во внутренний канал жемчужины вводится стальная игла, один конец которой пришлифован и отполирован под углом 45°. Жемчужина устанавливается на микроскопе так, чтобы канал совпадал с осью микроскопа. Игла вводится снизу и может перемещаться по высоте с помощью специального винта. В микроскопе видно строение канала, отраженное в зеркале от его стенок. Внимательное изучение внутреннего канала помогает распознать природные и выращенные жемчужины. В последних между искусственным ядром и перламутром, отложенным моллюском, находится слой конхиолина. В природном жемчуге такие слои расположены по всей жемчужине. На жемчужном микроскопе посредством микрометра можно также измерить толщину слоя природного жемчуга или толщину перламутровой оболочки выращенного жемчуга.
Более универсален микроскопический метод различения жемчужин с помощью специального прибора - эндоскопа, сконструированного французскими исследователями К. Чиловски и А. Перрином. Метод основан на открытии, сделанном этими исследователями. Суть его в том, что в природном жемчуге тонкий луч света движется в основном вокруг главных концентрических слоев роста внутри жемчужины. На приборе посредством полой стальной или стеклянной иглы, на концах которой закреплено по зеркалу под углом 45° к ее оси, с помощью мощного источника света исследуют внутренний канал жемчужины. Лучи света, падающие на ближнее зеркало, укрепленное внутри иглы, отражаются от него и выходят через небольшое отверстие в игле уже в направлении, перпендикулярном своему первоначальному пути. Так как природная жемчужина состоит из множества тонких концентрических слоев, то свет, упавший на стенку отверстия, стремится следовать вдоль этих слоев, и если центр сферических слоев жемчужины находится между двумя зеркалами, то свет неминуемо упадет на второе зеркало, отразится от него и попадет в микроскоп и в глаз наблюдателя. В процессе исследования жемчужину медленно двигают вдоль иглы и смотрят, не появится ли короткая вспышка света в микроскопе. В случае искусственно выращенной жемчужины, имеющей в центре перламутровое ядро, свет, отраженный в полой игле от первого зеркала, проследует вдоль плоских слоев перламутра и не возвратится к стенке отверстия. И как бы мы ни перемещали жемчужину вдоль иглы, вспышки в микроскопе не будет. Исследователь все время будет видеть тусклый серый свет. Метод Чиловски и Перрина прост и достаточно результативен: за час опытный исследователь может проверить до 200 жемчужин. В настоящее время эндоскоп применяется лишь в Парижской лаборатории. На нем проверено несколько миллионов жемчужин.
Более уверенно жемчужины распознаются с помощью рентгеновских методов исследования. Суть их в различном прохождении рентгеновских лучей через природный и искусственно выращенный жемчуг.
Наиболее простым следует считать метод радиографии. Он основан на неодинаковом пропускании составными частями жемчужины рентгеновских лучей, которые вследствие этого вызывают различное потемнение негатива. Распознавание природных и выращенных жемчужин производится по положению в них конхиолина. В выращенной жемчужине основная масса конхиолина отлагается моллюском на перламутровом шарике. Конхиолин слабо поглощает рентгеновское излучение, лучи свободно проходят сквозь него и вызывают потемнение соответствующей части негатива. Поэтому четкий радиографический снимок выращенного жемчуга показывает одну черную линию вокруг перламутрового ядра. Напротив, радиография природного жемчуга выявит множество дуг и колец конхиолина, подобных тонкополосчатому агату. Таким образом, линии тонкой структуры на негативах жемчужин подтверждают их природное происхождение. Хорошим пособием для распознавания природного и искусственно выращенного жемчуга с помощью радиографических снимков служит атлас, составленный Г. Брауном [Brown, 1979].
Жемчужины, происхождение которых не удалось определить при радиографическом исследовании, диагностируются методом рентгеновской дифракции. При этом тонкий пучок рентгеновских лучей непрерывного спектра падает на вещество жемчуга. Излучение, рассеянное кристаллическим веществом, регистрируется на плоской фотопленке, помещенной за веществом перпендикулярно падающему излучению. Природные жемчужины состоят из близко расположенных сферических концентрических слоев, перламутровое ядро выращенных жемчужин сложено примерно плоскопараллельными слоями. Главные (псевдогексагональные) оси кристалликов арагонита располагаются под прямым углом к поверхности слоев. В природной жемчужине они ориентируются по радиусам. При облучении ее рентгеновскими лучами последние всегда пройдут в направлении их псевдогексагональных осей и дадут на фотопластинке или пленке серию сближенных пятен гексагональной симметрии.
Снимок выращенной жемчужины получится лишь тогда, когда рентгеновские лучи пройдут перпендикулярно слоистой структуре перламутрового ядра, т. е. в направлении псевдогексагональных осей кристаллов арагонита. В направлении, параллельном слоям или близком к нему, рентгеновские лучи пересекут кристаллики арагонита вдоль оси второго порядка, что неминуемо скажется на конфигурации пятен, зафиксированных на рентгеновской пленке. Пятна расположатся не в форме шестиугольника, а в виде мальтийского креста или прямоугольника с четырьмя хорошо выраженными пятнами вокруг центрального ядра. Это наиболее важный и весьма характерный признак выращенного жемчуга. Получив его, уже можно не сомневаться, что жемчуг является культивированным. Наличие отверстия в жемчужине не влияет на качество снимка, жемчужину можно даже не снимать с нитки. Интерпретировать результаты рентгеновского исследования жемчужин иногда довольно трудно. Условия, выполнение которых необходимо, чтобы получить хорошие рентгеновские снимки, описаны Б. Андерсоном [1983].
Под влиянием рентгеновского излучения искусственно выращенные жемчужины, как правило, флюоресцируют интенсивнее, чем природные. Это зависит в основном от перламутрового ядра, которое флюоресцирует сильнее и при не слишком толстой оболочке передает свечение всей жемчужине.
Плотность искусственно выращенных жемчужин выше плотности природных. Это происходит потому, что первые содержат большое перламутровое ядро (до 60% веса жемчужины), окруженное тонкой оболочкой. Плотность ядра 2,8 - 2,85 г/см3, плотность оболочки 2,63 - 2,7 г/см3. Распознавание выращенных и природных жемчужин можно проводить в тяжелой жидкости плотностью 2,74 г/см3. Потонувшие в этой жидкости жемчужины следует считать выращенными.
Культивированные и природные жемчужины по-разному ведут себя в электрическом поле. Первые при пропускании через них электрического тока начинают вращаться, как бы ищут наиболее удобное для себя положение; природные жемчужины не проявляют признаков беспокойства.
Надежно и быстро отличают природный жемчуг от культивированного с помощью метода электронно-парамагнитного резонанса (ЭПР), предложенного в 1978 г. советскими исследователями Л. В. Бершовым, Ю. Л. Орловым и А. В. Сперанским. Дело в том, что шарик, образующий ядро культивированной жемчужины, почти всегда изготовляется из перламутра раковины пресноводного моллюска. Он содержит примесь Mn2+, изоморфно замещающего Ca2+. Поэтому при наличии в спектрах ЭПР линий поглощения Mn2+ жемчуг следует отнести к культивированному. В натуральном морском жемчуге спектр Mn2+, изоморфно замещающего Ca2+, отсутствует.
Различением черных жемчужин (культивированных драгоценных и окрашенных солями серебра в черный цвет) занимались японские исследователи [Komatsu, Akamatsu, 1978]. Они предложили дифференцировать жемчуг с помощью фотографий на инфракрасную цветную пленку, рентгенофлюоресцентного анализа, определения твердости и других методов. Наилучшие результаты получаются при фотографировании жемчужин на инфракрасную цветную пленку. Она, как известно, чувствительна к зеленому, красному и инфракрасному. Обычная цветная пленка состоит из трех слоев: голубого, зеленого и красного. Поэтому различия в интенсивности отраженного инфракрасного луча сказываются на полученном изображении. Так, на инфракрасной цветной пленке культивированные черные жемчужины выходят голубыми, а окрашенные солями серебра в черный цвет - зеленовато-голубоватыми и желтовато-зелеными.
Поэтому какими бы ни были культивированные жемчужины, коричневато-зелеными или черными, на инфракрасной цветной пленке они всегда выйдут голубыми, а почерненные - разноцветными. Быстро распознать упомянутые жемчужины можно с помощью рентгенофлюоресцентного анализа. Обнаружение повышенного количества серебра в поверхностном слое жемчужины подтверждает, что она обработана солями этого элемента. За счет почернения твердость жемчужин уменьшается на 40% по сравнению с твердостью культивированного жемчуга. К тому же на поверхности почерненных жемчужин всегда заметны небольшие царапинки и отслоения оболочек. Существенно различаются оба типа жемчужин по поведению в ультрафиолетовом свете: ни одна из почерненных жемчужин не флюоресцирует. Культивированные жемчужины, особенно среднего размера, при ультрафиолетовом облучении отчетливо флюоресцируют в желтокрасных тонах.
Искусственное окрашивание. Окрашивая многие минералы и камни, можно получить желаемый цвет. Еще Плинию Старшему был известен способ окрашивания полудрагоценных камней путем варки их в меду. В Германии и Италии издавна окрашивали в яркие цвета агаты и ониксы. Древние минералоги, нагревая отдельные самоцветы, добивались изменения их окраски. Так, слабый нагрев в короткое время превращал бурые сардеры и ониксы в ярко-красные сердолики и агаты, а желтые бразильские топазы - в ярко-розовые, имитирующие южноуральские. Голубые и золотисто-желтые цирконы, широко распространенные в прошлом веке, были получены из обычных темных топазов также с помощью нагревания.
С давних пор подкрашивали и жемчуг, прежде всего пытаясь придать ему черный цвет. Это объяснялось редкостью нахождения черного жемчуга и довольно высокой его ценой.
Р. Вебстер [Webster, 1975] для окрашивания жемчуга в черный цвет предлагал опустить его сначала в слабый раствор нитрата серебра и после облучения солнечным светом или ультрафиолетовыми лучами осторожно отполировать на кожаном круге. Так окрашивали некрасивые морские жемчужины с пятнами на поверхности.
В СССР первые опыты по окрашиванию жемчуга провели Кораго и другие специалисты. Для этого использовались речные жемчужины из водоемов Северо-Запада СССР различного цвета (коричневые, серые, белые) и строения (призматически-слоистые, смешанослойные). Жемчужины окрашивали нитратом серебра в течение двух-трех суток, затем несколько часов их облучали солнечным светом. После этого Кораго произвел тщательное петрографическое исследование распиленных половинок окрашенных жемчужин. Оказалось, что красящий пигмент распространяется только по органической основе жемчуга, в основном по прокладкам, разделяющим призматические и пластинчатые кристаллики арагонита.
Жемчуг разного цвета и строения окрашивается по-разному. Наиболее интенсивно (от поверхности до самого центра) окрашиваются коричневые жемчужины призматически-слоистого строения. При этом краситель, распространяясь по органическим прокладкам между призматическими кристаллами арагонита, помогает выяснить тонкие детали строения призм. Белые и серые жемчужины с центральной частью, сложенной призматическими кристаллами, и периферией, образованной пластинчатыми кристаллами арагонита, прокрашиваются только с периферии; краситель не выходит за пределы верхнего слоя пластинок арагонита. Пластинки арагонита, плотно прилегающие друг к другу, препятствуют проникновению внутрь красящего пигмента.
Подкрашенный жемчуг считали фальшивым. Искусственную подкраску нетрудно определить под микроскопом: она распределена неравномерно, пятнами. По сравнению с культивированным жемчугом окрашенный жемчуг мягче. На его поверхности всегда видны небольшие царапинки и отслоения оболочек. Краситель разрыхляет органическое вещество и этим наносит непоправимый вред жемчугу.
Обработка и применение жемчуга
Обработка жемчуга. Жемчуг, извлеченный из раковины, мягкий. Для того чтобы он затвердел и не попортился, его подвергают так называемому замариванию. Опытные жемчуголовы советуют доставать жемчужину из раковины не пальцами, а губами, затем около двух часов подержать во рту (от слюны жемчуг твердеет). После этого жемчужину завертывают в мокрую тряпочку, кладут за пазуху и не вынимают до тех пор, пока она не затвердеет. Некоторые жемчуголовы опускают жемчужину в настой из разных трав, предотвращая этим потерю жемчужиной блеска и игры светом.
Жемчуг в отличие от других самоцветов не подвергают огранке, так как он может потерять свой блеск и сияние. Жемчуг легко шлифуется, полируется, сверлится. Шлифуется в первую очередь шероховатый жемчуг, прирастающий к раковине. Раньше чистку и шлифовку жемчуга проводили с помощью алмаза. Алмазная обработка жемчуга требовала определенных технических навыков, сноровки, мастерства. Техникой обработки жемчуга владели немногие мастера, работа их оценивалась достаточно высоко. Крупный жемчуг обрабатывали только алмазом, мелкий - с помощью наждака. В настоящее время жемчуг обрабатывают более дешевыми материалами: порошком белого коралла, алебастром, белым купоросом. При этом следует быть крайне осторожным, так как жемчуг может потерять свой блеск в самом начале этой операции. Жемчужину невыразительной окраски обрабатывают химическим путем.
Жемчужины, используемые в подвесках и ожерельях, просверливаются стальными и так называемыми жемчужными сверлами, которые облегчают отход жемчужного порошка. Сверление жемчуга - кропотливая работа. Прежде всего находят подходящее место для сверления с тем, чтобы не потерять присущий жемчугу световой эффект. Сверлят горизонтально направленной иголкой-сверлом без увлажнения с периодическими остановками, чтобы жемчуг не перегревался, или слегка смачивают сверло водой. Так проделывают сквозные отверстия для продевания нити или же частично просверливают жемчужину, куда вставляют стержни. Подобным образом делают вставки в кольца, броши, серьги и в другие предметы. Техника сверления, особенно мелких жемчужин, - дело тонкое. В Японии все, что связано с обработкой, сверлением (и облагораживанием) жемчуга, держится в секрете. При правильной обработке жемчужина "живет" очень долго.
Применение жемчуга. О том, как давно используется жемчуг, можно судить по упоминанию о нем в таких ранних документах человеческой истории, как Библия, Коран, Талмуд, а также в устном народном творчестве многих стран.
В Китае жемчуг добывали и использовали задолго до нашей эры: 42 века назад император Юй считал его самым дорогим подношением. К тому же жемчуг был одним из атрибутов своеобразной табели о рангах. Ранг каждого сановника при дворе императора обозначался шариком из дорогого камня (нефрита, бирюзы, коралла и др.). Самый высокопоставленный сановник носил на головном уборе - шапочке-"дыньке" жемчужину. Очень ценились в Китае неправильные жемчужины - парагоны.
Издавна славились жемчугом страны Ближнего Востока, Египет и Индия. Когда Александр Македонский собирался завоевывать Индию (IV в. до н. э.), то его учитель знаменитый греческий философ Аристотель посоветовал ему захватить прежде всего остров Сокотру в Индийском океане. Он был известен не только на редкость благодатным климатом ("сокотра" в переводе с арабского - блаженство), но и красивым черным жемчугом. Остров был завоеван. Здесь Александр Македонский впервые увидел знаменитые черные жемчужины, красота которых восхитила полководца. Ведь несколько раньше он получил в подарок от своей невесты Роксаны из Персии жемчужины совсем другого цвета - ослепительно и серебристо-белые, слегка розоватые. Те и другие жемчужины Александр отослал в Грецию, после чего по всей Европе началась настоящая охота за "рыбьим глазом" ("рыбьим глазом" в старину называли и голубовато-белый "лунный камень" - полевой шпат с характерным "лунным" отливом).
Весьма почитали жемчуг в Древнем Риме. Так, Юлий Цезарь подарил матери Марка Брута жемчужину стоимостью 1 млн. фр., а сестре знаменитого Катона - 1,2 млн. фр. Жена императора Калигулы носила жемчужное ожерелье стоимостью 8 млн. фр. Сам Калигула, Нерон и другие римские императоры богато украшали жемчугом не только одежду, но и обувь, мебель и другие предметы. Император Аврелий первым украсил жемчугом торжественный головной убор - диадему. В VI в. корона была усложнена целым рядом подвесок, спускавшихся над ушами и унизанных жемчугом и драгоценными камнями. Уже в те далекие времена новобрачных связывали жемчужным ожерельем - символом супружеской верности.
Жемчугом славилась и Центральная Америка. На месте современного Мехико испанские завоеватели нашли тысячи исполинских идолов, покрытых жемчугом. Жемчугом украшались стены и потолки величественных храмов, скульптуры и другие произведения древнемексиканской культуры. Завоеватели находили в храмах комнаты, целиком наполненные жемчугом.
Нигде, пожалуй, нет такой устойчивой моды на драгоценные камни, как в Индии. Вот что писал английский путешественник Т. Роу об украшениях, надетых индийским императором Джехангаром по случаю его переезда в другой город (1616 г.): "На голове у него был богатый тюрбан из пышных перьев цапли; с одной стороны был подвешен рубин без оправы размером с орех, с другой стороны - равный по величине бриллиант, в середине - изумруд в форме сердца, но крупнее, чем первые два. Пояс был перевит цепочкой хорошего жемчуга, рубинов и просверленных бриллиантов; на шее у него висела цепочка из трех самых драгоценных дорогих двойных жемчугов, таких больших я никогда не видел...". Примерно к этому же времени относится описание одежды, украшенной бриллиантами, изумрудом, жемчугом, императрицы Виджаянагара. А одна из комнат в ее покоях была сплошь уставлена предметами из золота, здесь же стояла кровать с жемчужными стойками шириною в пядь.
Любили жемчужные украшения и в Междуречье (на территории между реками Тигр и Евфрат). В одном из захоронений, относящемся к середине III тысячелетия до н. э., было найдено семь цветков счастья на длинном стебле, сделанных из жемчуга. Символика деталей украшения заставляет предположить, что оно предназначалось для защиты человека от различных бед.
У древних кельтов и германцев жемчугом и драгоценными камнями украшались не только культово-религиозные, но и бытовые изделия.
Многовековую историю насчитывает применение жемчуга на некоторых островах Тихого океана. Так, у жителей Филиппин даже повседневная одежда щедро расшита жемчугом.
Жемчуг, как уже говорилось, - одно из самых любимых украшений в древней Руси. Его наряду с драгоценными камнями можно было обнаружить на царских дверях, престолах в церквах, иконах, крестах, сосудах и т. д. Жемчугом украшались не только одежды государя, великих князей и бояр, но и наряды и верхняя одежда простых людей. Чаши и блюда золотые "сажены были жемчугом и драгоценными каменьями". Жемчуг изобиловал на бармах-наплечниках в нарядной одежде, на запястьях, бляхах, пуговицах, ожерельях, серьгах, перстнях. Самым дорогим в то время считался жемчуг гурмыжский, или бурмицкий (от города Ормуз на берегу Персидского залива).
Так, у князя Святослава "в одном ухе висела золотая серьга, украшенная двумя жемчужинами". В духовной грамоте великого князя Ивана Калиты 1328 г. описывается пояс большой ценности: "А из золота дал есьмь сыну своему Ивану: чеп золоты, пояс большой с жемчюгом, с каменьем, пояс золот с капторгами, пояс сердоличен золотом окован". Отец Дмитрия Донского, передавая пояс сыну, не забыл напомнить об этом: "Пояс великий золот с каменьем, с жемчюги, что мне благословил отец мой князь Великий".
Московская патриаршая казна во времена патриарха Никона, знавшего о жемчугах Беломорья, собирала платежи с промысловиков Варзуги, Керети, Кеми жемчугом. Крупный жемчуг шел на ожерелья, ювелирные изделия; мелким, так называемой жемчужной пылью, богато расшивали верхнюю одежду, сарафаны и воротники рубашек, пояса. Женщины вплетали жемчужные нити в косы. Еще и сегодня поражают своей красотой и сложностью исполнения головные уборы, расшитые жемчугом. Это знаменитые русские кокошники, платки-убрусы, праздничные уборы - кики, платы, перевязки. Девичий праздничный убор - перевязка имела вид усеченного конуса, суживающегося кверху. Она богато украшалась золотым шитьем, жемчужными понизями, бисером. Высота перевязки достигала 20 - 22 см.
Шитье жемчугом было исключительно привилегией женщин. Работы русских вышивальщиц свидетельствовали о рождении новой области народного искусства. Были созданы специальные мастерские, в которых иногда было занято до 100 работниц-вышивальщиц. Замечательные произведения жемчужного шитья создавались в царицыных мастерских Кремля. Им не уступали изделия мастерских князей Старицких, бояр Годуновых, Строгановых и др. Высокую оценку временем выдержали работы из мастерской удельной княгини Е. Старицкой. Шитье жемчугом, иногда выполняемое на заказ, производилось и в женских монастырях, например в Новодевичьем, в Вознесенском монастыре в Кремле и др. Жемчугом шили по льну, парче, бархату, коже. Им расшивали не только домашнюю утварь, но и переплеты книг.
Наиболее ранним памятником жемчужного шитья следует считать поручи XII в., находящиеся в Новгородском музее. Изображения святых на поручах, их одежда, нимбы и орнаментика из очень тонкого золоченого серебра унизаны мелким жемчугом. Однако письменные источники свидетельствуют о том, что жемчужным шитьем на Руси занимались задолго до этого времени. Так, в Переяславской летописи X в. говорится, что древлянскому царю Малу привиделся сон, будто княгиня Ольга одарила его шитой жемчугом одеждой: "Пришед Ольга, дааше ему порты многоценны, червлены, вся жемчюгом изсаждены". Ясно, что упоминание о даре Ольги указывает не на возникновение жемчужного шитья, а на его развитие.
Говоря о шитье жемчугом, употребляют термины "низанье" и "саженье". Техника их довольно сложная. В шитье жемчугом различают два основных вида работы: нанизывание жемчуга на нитку без ткани, сквозной сеткой, что имело много общего с плетением кружев и нередко с ним сочеталось; "саженье жемчугом" - это прикрепление жемчужной нити к ткани, что приближало это занятие к вышивке. При саженье жемчуга на ткань зерна нашиваются либо непосредственно на ткань, либо, что бывает чаще, на выметку - настил [Якунина, 1955]. Шитье жемчугом считалось самым сложным видом женского рукоделия. Оно не имело школ и в основном зависело от индивидуальных качеств мастерицы: ее художественного вкуса, понятий красоты и гармонии, интуиции, например где низать скатную, а где половинчатую жемчужину. Прежде чем нашивать жемчуг, вышивальщица должна была нанести контуры нужного узора на ткань, мелом или углем.
Узоры в основном хранились в памяти, и воссоздание каждого из них происходило с добавлениями и вариациями. На старинных уборах преобладают предметные узоры - травы, цветы, птицы, каждый со своей символикой. Узорами и их композицией особенно славились мастерицы Сороки, Кеми, Керети, Варзуги. Иногда низание сочетали с вышивкой нитью. Такое шитье производилось в мастерской Холмогорского женского монастыря, выполнявшего крупные заказы московского купечества.
О незаурядности художественного вкуса и творческого воображения русских вышивальщиц свидетельствует богатое наследие, которое они нам оставили. Сведений о самих вышивальщицах жемчугом до нас дошло мало. История сохранила имя Татьяны Ивановны Риккиевой. Кружева, кокошники и серьги, изготовленные ее руками, экспонировались на Всемирной выставке в Париже в 1900 г. и были отмечены большой серебряной медалью. Татьяна Ивановна получила также грамоту и денежное вознаграждение в сумме 100 руб.
Начиная с XI в. жемчугом украшают фрески, иконы, мозаики. Жемчужное шитье есть в Софийском соборе в Новгороде на фресках с портретным изображением княжеской семьи, в Димитровском соборе с изображением "праведных жен", в церкви Спаса на Нередице под Новгородом и др. Шитье жемчугом представлено в мозаике купола собора св. Софии в Киеве.
С XVI в. жемчужное шитье приобрело самостоятельное значение. Оно усложняется и сильно насыщается жемчугом. Декоративность самого материала, умение использовать его великолепные свойства подчеркивали изысканность изделий, а сочетание жемчужного шитья с драгоценными камнями придавало им богатство. Так, мантия Ивана Грозного была сплошь усыпана алмазами, рубинами, изумрудами и другими драгоценными камнями, в том числе жемчугом величиной с орех. На шапке царя, богато орнаментированной жемчугом, находилось 15 сапфиров, 8 алмазов и 1 изумруд, на прорехах 6 пуговиц сапфирных.
В конце XVI в. жемчужное шитье перегружается самоцветными камнями, включает изделия из драгоценных металлов. В XVII в. шитье жемчугом достигло своего совершенства. Примером может служить мантия, которая была на царе Федоре Алексеевиче во время приема польского посольства в 1678 г. Мантия была так богато расшита жемчугом и украшена алмазами, что царя назвали "убранным звездами, солнцем". Свойственное тому времени стремление к роскоши иногда превращало шитые жемчугом изделия в ювелирные.
Особого великолепия достигло жемчужное шитье на облачении высшего духовенства. От этого времени и дошли до нас подлинные шедевры жемчужного шитья.
Французский капитан Ж. Мержерет, живший в России с 1590 по 1606 г., писал в 1607 г.: "Я видел в казне по крайней мере 50 переменных платьев императора, по краям вместо позумента были драгоценности, а платья полностью обшитые жемчугом, и другие, кругом обшитые жемчугом на фут, на полфута, на четыре пальца, я видел полдюжины покрывал на кровать, сплошь обшитых жемчугом, и различные другие вещи". Описывая одежды дворян, Мержерет отмечает, что они были одеты в "платье из золота и серебра, персидской парчи, с большим воротником, расшитым жемчугом, который спускался сзади по плечам на добрые полфута...".
Особенно богато украшалась жемчугом одежда женщин Поморского берега, что отразилось даже в названии одной из частей Сумского посада - Жемчужный ряд. "Олонецкие ведомости" писали: "Жемчуг на каждой крестьянке, а на моднице или невесте в обилии. Так что у иной петербургской модницы недостает".
Зимним женским головным убором служила шапка, шитая жемчугом. Она изготовлялась из цветной кожи и красочных тканей: бархата, парчи, атласа - и расшивалась золотым и жемчужным шитьем. В XVII в. жемчужным шитьем украшалась и обувь. Необходимой частью русской одежды были пояса, часто расшитые жемчугом. Таким поясом модницы перехватывали праздничные атласные сарафаны. Жемчуг украшал рукавицы, как мужские, так и женские.
Жемчуг имел большое значение в украшении народной одежды вплоть до первой половины XIX в. Затем роль его уменьшилась. В конце XIX в. жемчуг стал заменяться бисером или стеклом и широко использовался в основном для изготовления ювелирных украшений. Шитые жемчугом одежды носили в основном жители северных районов России, где существовал его промысел. Поэтому еще в 20-х годах текущего столетия здесь свадебный наряд невесты украшался жемчугом. В других местах расшитые жемчугом одежды стали редкостью.
Одежды, шитые жемчугом, украшенные бриллиантами и другими драгоценными камнями, хранятся в Государственной Оружейной палате, Загорском государственном историко-художественном музее (Троице-Сергиевом монастыре), Киево-Печерском государственном историко-культурном заповеднике, Музее исторических драгоценностей УССР и в других музеях, Опишем некоторые из них.
Богатая коллекция подобных изделий находится в Оружейной палате. XVII веком датируется шитье жемчугом оплечья (широкий поднятый воротник) фелони - одежды духовенства. На черном бархате серебрится крупный травный жемчужный узор. Различные по величине жемчужины использованы для изображения ветвей, цветов, для обрамления золотых закрепов (их больше 30) и краев оплечья. На оплечье второй фелони - вклада Екатерины II, датированного второй половиной XVIII в., - шитье выполнено разновеликим жемчугом, оно создает впечатление рельефности орнамента.
Богато украшались жемчугом саккосы - облачение духовенства. Саккосы из Оружейной палаты имеют на груди крест, низанный жемчугом, с бирюзой и шпинелью. Особенно красив саккос, созданный в 1563 г. для патриарха Никона. В XVII в. на Руси широкое распространение получил обычай подвешивать жемчужные подвески - рясны к головным уборам женщин царской семьи. Хранящиеся в Оружейной палате рясны представляют собой серебряные позолоченные ленты, унизанные крупным жемчугом. Длина рясн 40 см, ширина 5,5 см. В убранстве рясн присутствуют также драгоценные камни (изумруд, бирюза, альмандин) и изделия из золота.
Палица - лучшее произведение жемчужного шитья XVII в. Так, на палице из облачения митрополита Фотия золотой нитью шит многофигурный орнамент, вписанный в круг; контуры предметов, фигур и круг обнизаны жемчугом; жемчугом вписан и текст молитвы. Вся палица по краям оконтурена жемчугом. Как уже упоминалось, в XVII в. жемчугом расшивались не только ткани, но и обувь. Исключительно красив женский сапог, отделанный красным бархатом с растительным орнаментом и богато расшитый жемчугом.
Вторым хранилищем произведений русского искусства, в том числе и жемчужного шитья, является Загорский государственный историко-художественный музей (Троице-Сергиев монастырь). Богатая коллекция шитых жемчугом изделий хранится в здании бывшей монастырской ризницы. Почти все они представляют собой вклады - подарки царей, великих и удельных князей, бояр, духовенства, торговых и служилых людей - в Троице-Сергиев монастырь. Жемчугом украшены и произведения мелкой пластики: нагрудные иконки, кресты, панагии и другие предметы.
Исключительно ценны памятники - вклады членов семьи Годуновых. Таков, например, покровец с изображением ветхозаветной троицы. Покровец - вклад Бориса Годунова 1601 г. - был выполнен при участии Ксении Годуновой. Это удлиненный прямоугольный плат. На середнике золотым шитьем и шелковой нитью изображена ветхозаветная троица. Контуры фигур, нимбов и прочих изображений обнизаны жемчугом. Середник обведен сплошной жемчужной линией. На полях - в углах и по сторонам - расположено восемь пятиугольных крупных дробниц (бляшек) из золоченого серебра, все они обнизаны жемчугом. Весь покровец также обведен сплошной линией из мелких жемчужин. Он украшен также 14 лалами (красная шпинель) и сапфирами.
Образцом жемчужного шитья княжеской частной мастерской середины XVI в. считается фелонь вклада 1544 г. князя Щенятьева. Фелонь из золотой сибирской парчи, оплечье из лазоревой камки (шелковой цветной ткани с узорами) шиты жемчугом. Орнамент оплечья состоит из крупных многогранных фигур, внутри которых помещены травы, птицы и звери, напоминающие оленей, красиво обнизанные жемчугом.
В Алмазном фонде СССР хранится большая императорская корона, выполненная в 1762 г. для коронации Екатерины II талантливым придворным ювелиром И. Позье. Для нее были отобраны лучшие камни и жемчужины дворцового казнохранилища. Корона состоит из двух ажурных серебряных полушарий, разделенных гирляндой и скрепленных невысоким венцом; она сплошь украшена бриллиантами и жемчугом. Два ряда белых, отлично подобранных жемчужин придают всей композиции исключительную стройность, строгость и красоту. Почти полтора века эта корона служила символом государственной власти России.
Роль жемчуга как средства художественного изображения проявляется не только в шитье, но и в изделиях из золота, серебра, часто в сочетании с драгоценными камнями. Здесь жемчуг (его обычно немного) подчеркивает строгую красоту изделия, простоту и лаконичность форм, немногословие декора. В Оружейной палате хранится коллекция золотых и серебряных ковшей. Одним из красивейших по праву считается ковш первой четверти XVII в., сделанный в мастерских Кремля. Он выкован из единого листа золота. Рукоять ковша обведена жемчужной обнизью. На золоте ковша красочными пятнами выделяются крупные сапфиры и рубины. В мастерских Кремля по велению царя Федора Ивановича был сделан прямоугольный золотой ковчежец в виде панагии, он предназначался для мощей. На передней стеке ковчежца изображение богоматери с ребенком украшено драгоценными камнями и жемчугом в виде нарядной каймы; между двумя нитями жемчуга расположены, чередуясь друг с другом, 5 изумрудов, 5 рубинов и 10 крупных жемчужин. Жемчугом, красным яхонтом, алмазами и другими драгоценными камнями был украшен шлем царя Михаила Федоровича ("шапка ерихонская") - произведение мастера бронзового дела Никиты Давыдова. Другая шапка - казанская, сделанная в середине XVI в. в Москве для Ивана Грозного, "золотая с чернью, городы прорезные, золотцы, в ней каменья лалы и бирюзы и зерна гурмицкие в гнездах". Много жемчуга и на знаменитой шапке Мономаха (конец XIII - начало XIV в.). Шапка (тулья венца) составлена из продолговатых треугольных пластин с тончайшим сканым узором, рубинами, изумрудами. Острые концы пластин соединены под золотым колпачком, который венчается гладким золотым крестом и жемчужинами на концах и в подножии. Шапка украшена соболиным ополом. Обе шапки - казанская и Мономаха - единственные царские венцы, которые сохранились до нашего времени. Находятся они в Оружейной палате.
В мастерских Кремля был изготовлен золотой священнический крест, украшенный драгоценными камнями, филигранной разноцветной эмалью и обрамленный жемчугом. Крест - дар Ивана Грозного Соловецкому монастырю в 1562 г. - выставлялся в Японии, Париже, Нью-Йорке.
В Государственном Эрмитаже хранится подвеска "Жемчужный лебедь". Тело птицы составляет громадная жемчужина, более 2 см длиной. Шея, крылья и хвост "лебедя" сделаны из золота, покрытого белой эмалью. Шея и крылья усыпаны алмазами. Фигура на золотой цепочке подвешена к розетке, украшенной белой эмалевой гвоздикой с сердцевиной из темно-красного альмандина. Оправа жемчужины снизу покрыта яркой голубовато-зеленой эмалью, напоминающей гладь вод, по которой плывет величественная птица.
Много жемчуга находится в сокровищницах других государств. В Лондоне в замке Тауэр - старинной резиденции английских королей - хранится британская императорская корона. Она содержит 34 самоцвета, 277 жемчужин, не менее 300 алмазов и до настоящего времени используется при коронации на английский престол. В короне шахиншахов Ирана дома Пехлеви (Тегеран) 3380 алмазов, 369 жемчужин, 5 изумрудов от 60 до 100 каратов каждый. Сейчас корона является национальным достоянием иранского народа.
В последнее время широкое применение в ювелирном деле находит не только жемчуг, но и перламутр. В колье, кулонах, брошах, кольцах, серьгах, браслетах, ожерельях перламутр удачно сочетается с серебром, металлом, филигранью, лазуритом, бирюзой, зеленым гранатом (уваровитом), малахитом, турмалином и черным деревом.
Имитации жемчуга. Помимо искусственно выращенного жемчуга, есть еще жемчуг-подделка, имитация. Первые искусственные жемчужины получил француз Жакен в 1656 г. Он выделил из чешуи мелких пресноводных рыбок - уклеек (Alburnus lucidus) хлопья серебристого органического вещества и покрыл густой суспензией алебастровые и восковые шарики. Имитация жемчуга оказалась довольно удачной. Жемчужный блеск создается смесью соединений кальция с продуктами обмена рыб - гуанином. От блеска последнего зависит серебристый блеск чешуи уклеи, сельди, сардин.
В настоящее время известны два сорта искусственных жемчужин - полые и сплошные. Основу первых составляют небольшие полые шарики из легкоплавкого опалесцирующего стекла. На внутреннюю поверхность этих шариков наносят пергаментный клей для удержания "жемчужной эссенции". После того как состав закрепится, полость заполняют горячим воском для придания жемчужинам требуемого веса и твердости. Для производства высококачественных имитаций второго сорта шарики из стекла, перламутра, целлулоида и других веществ покрываются иризирующим материалом. Жемчужная эссенция наносится в несколько слоев и после застывания приобретает характер эмали.
Искусственный жемчуг очень похож на настоящий, но распознать его легко. Все имитации жемчуга легко определяются по характеру поверхности: на поверхности имитации отсутствуют линии слоев роста и зернистые структуры, присущие природному жемчугу. Гуанин растворяется в ацетоне и амилацетоне, а настоящий жемчуг - в слабых кислотах, щелочах и мыльной воде. Иногда за черный жемчуг выдают шарики из гематита, а для получения имитаций розового жемчуга используют красный коралл.
В последнее время для изготовления искусственного жемчуга применяются пластические массы и другие материалы [Технология ювелирного производства, 1978]. Для получения бледно-розового жемчуга пластмассу перед прессованием подкрашивают в розовый цвет. Важная операция при изготовлении жемчуга - грунтовка основы. Для этого используют коллаген, лучшие сорта которого получают из чешуи или плавательного пузыря осетровых или сомовых пород рыб. Чешую обезжиривают в 2%-ном нашатырном спирте, а затем обрабатывают 2%-ным раствором соляной кислоты. Позже чешую протирают полотняной тряпкой, засыпают в воду (50 г чешуи на 1 л) и нагревают до температуры 70° С (при более высокой температуре коллаген теряет свои клеящие свойства). Когда состав готов, пластмассу (основу жемчуга) погружают в полученный раствор, вынимают из него, чтобы она высохла. Посредством слоя коллагена создается предохранительная прозрачная глянцевая пленка. После этого загрунтованную основу покрывают жемчужной эмульсией, в состав которой входят жемчужный цвет, грушевая эссенция или ацетон и белый прозрачный целлулоид. Приготовление жемчужной эмульсии несложно: в 100 см3 грушевой эссенции или ацетона в герметически закрытом сосуде растворяют 20 - 25 г прозрачного целлулоида. В готовый раствор добавляют 3 - 5 г жемчужного пата, после чего раствору дают отстояться в течение 24 часов. Основу жемчуга из пластмассы, покрытую коллагеном, окунают в эмульсию и дают ей высохнуть. Если на готовом изделии появится пятнистый налет, его смывают чистым ацетоном.
Лучший в мире искусственный жемчуг производят на острове Мальорка (Балеарские острова). Исходным материалом для его изготовления служит чешуя рыб, которая растворяется в нефтепродукте с последующей концентрацией жемчужного вещества "гуанадина".
Кроме искусственных имитаций, есть еще и природные имитации жемчуга. Наиболее удачной является "черный жемчуг" Гайаны. Он обнаружен по реке Аранка на одном из богатейших старых золотоносных полей Гайаны - небольшого государства в северо-восточной части Южной Америки. "Жемчужины" представляют собой комочки - стяжения глинистого вещества, покрытые концентрическими оболочками темно-бурых и черных гидроокислов железа (гетита, лимонита). Такие шарики с блестящей поверхностью удивительно похожи на черный жемчуг.
В середине 50-х годов Ф. Л. Флинер сообщил о нахождении жемчуга в кокосовых орехах и бамбуковом тростнике. "Жемчужины" сложены аморфной кремнекислотой с примесью воды (опал), выделяемой растительной тканью в местах повреждения ее насекомыми. "Бамбуковый жемчуг" накопляется в полых участках растения и при малейшем движении тростника издает характерное грохотание. Защитная функция описанного "жемчуга" очевидна. Синонимы "бамбукового жемчуга" - табашир, табашир-опал.
Жемчуг издавна использовался в медицине. Старинные врачеватели ценили его как эффективный лечебный препарат. У средневековых аптекарей особой любовью пользовалось универсальное укрепляющее средство, именуемое "Монюс кристи", - тертый жемчуг, смешанный с сахаром. В Китае жемчуг сохранил свое значение медикамента до наших дней.
Как "вылечить" жемчуг
Арагонит жемчуга в отличие от обычного "земного" арагонита менее устойчив. Это обусловлено тем, что в жемчуге кристаллики арагонита соединены в агрегат посредством конхиолина, который разрушается первым. В связи с этим жемчуг лишается своих ювелирных качеств, прежде всего "теплого" блеска и сверкания. Со временем оставшиеся агрегаты арагонита теряют связанность и также разрушаются, иногда до порошковатого состояния.
О свойстве жемчуга стареть знали еще минералоги древности. Ал-Бируни писал: "...как любое органическое соединение, жемчуг со временем стареет". О жемчужинах, конхиолин которых начал разлагаться, говорят, что они "больны". "Болезнью" самоцветов, в том числе и жемчуга, мы называем потерю присущего им цвета и блеска. Этот изъян, однако, можно устранить и вернуть камню первоначальную окраску и блеск, т. е. "вылечить" самоцвет.
Речной и морской жемчуг изменяются по-разному. Речной жемчуг долговечнее морского. Это хорошо видно из следующего примера. В XIV в. в Чехии славилась своей красотой знаменитая святовацлавская корона. Она была изготовлена по приказу чешского короля Карла IV в 1346 г. из золотого листа и украшена драгоценными камнями. В декор короны входило 20 жемчужин, из них 4 морские (по 14 - 15 мм в диаметре) и 16 речных (до 7 мм в диаметре). При обследовании королевских регалий в 1943 г. эксперты установили, что морские жемчужины частично потеряли свой блеск, а речные почти не изменились.
Главной причиной "старения" жемчуга является обезвоживание (выветривание) конхиолина. В зависимости от интенсивности процесса выделены две стадии изменения жемчуга: первая не влечет за собой нарушения целостности жемчужин, вторая приводит к их разрушению.
Изменение жемчуга. Первая стадия изменения жемчуга проявляется прежде всего в изменении цвета и блеска. Много интересных данных, касающихся влияния разных факторов на потерю жемчугом его ценных качеств, накопили древние и средневековые минералоги. Говоря о цвете, минералоги далекого прошлого подчеркивали даже незначительные нюансы его оттенков; изменение окраски они считали серьезным предвестником порчи камня. Так, Бируни описывает более 10 оттенков белого цвета жемчуга (собственно белый, белый с желтым оттенком, белый цвета солнца, белый жасминовый, белый молочный, белый розовый и т. д.). При этом явное предпочтение отдавалось белому жемчугу с желтоватым оттенком: "Те жемчужины, которые имеют наибольшую желтизну, превосходят совсем белые, так же как золото превосходит серебро, потому что красивая, сверкающая белизной жемчужина, только что извлеченная из моря, подвергается изменению и помутнению, которое все увеличивается, пока наконец вся она не станет черной; если на жемчужине есть небольшая желтизна, то она будет в безопасности от такой порчи, и можно быть уверенным, что она не изменится в дальнейшем". Может быть, поэтому желтоватый жемчуг из Персидского залива "живет" дольше белоснежного индийского жемчуга. В то же время минералоги предостерегали от опасности перепутать здоровую желтизну жемчуга с желтизной приобретенной, являющейся началом "болезни" камня. Такая желтизна на жемчужине возникает за счет повышенной температуры окружающего воздуха и его сухости.
Серьезное внимание минералоги древности уделяли анализу факторов, от которых зависит процесс разрушения жемчуга. К внутренним факторам Бируни относил процессы разрушения жемчуга внутри моллюска, к внешним - процессы, вызывающие разрушение жемчуга после извлечения его из раковины. Первые пороки более существенны, они почти не поддаются "лечению". Дефекты второго рода более многочисленны и в основном зависят от места обитания жемчужницы. По мнению Бируни, лучшие сорта жемчуга "находят только на большой глубине, там, где нет яркого солнца, а вода холодная и чистая". Жемчуг с мелководья низкосортный. Яркий солнечный свет не благоприятствует получению жемчугом присущего ему цвета, а повышенная температура воды на мелководье способствует его помутнению. В связи с этим уместно напомнить, что верхний слой воды в тропических и субтропических районах нашей планеты прогревается солнцем до 30° С. На мелководье эта температура может быть еще выше.
Итак, первые изменения жемчуга проявляются в пожелтении, посерении и потемнении его поверхности. Жемчуг становится тусклым, непривлекательным. "Потухшие" слои арагонита различны по своему строению. Они наиболее однородны в том случае, если имеют светло-желтую окраску. Иногда на их поверхности находятся углубления, производящие светорассеяние в различных направлениях. Светло-желтый и серый фон измененных жемчужин осложняется появлением на них крапинок коричневого вещества. Подмечено, что это обычно происходит при соприкосновении поверхности жемчужин с металлом, в частности с медью, а иногда с золоченым серебром. Жемчужины периферийных частей некоторых предметов (в основном подвесок) иногда более интенсивно изменены, чем жемчужины, находящиеся в середине. В одном и том же изделии мелкие зерна жемчуга изменяются более интенсивно, чем крупные жемчужины.
Ряд изделий с "потухшим" речным жемчугом находится в Московском краеведческом музее. Жемчужины потемнели, а местами стали совершенно черными. Покрывающий их налет похож на сажу. С одних жемчужин он очищается сравнительно легко, с других - труднее (жемчужина будто корродируется им). В связи с этим поверхность многих жемчужин шероховата, мелкопориста.
Перечисленные изменения жемчуга фиксируют различные моменты поверхностного разрушения арагонита. Участками арагонит превращается в порошковатый агрегат с величиной частичек порядка 0,01 мм. Меньший показатель преломления этих частичек отвечает меньшему показателю преломления арагонита, он равен 1,53. Арагонит в другие минералы, в частности в кальцит, не переходит.
Следует отметить, что пожелтение как первый этап изменения жемчуга может быть вызвано не только разрушением органического вещества, но и другими факторами, в частности воздействием на него масел и сильно пахнущих веществ (благовоний, камфары и др.). Этому вопросу много внимания уделяли минералоги далекого прошлого.
Последующее изменение речного жемчуга обусловлено более интенсивным разрушением органического вещества. В ряде случаев это вещество не выносится из жемчужины, а концентрируется на ее поверхности в виде коричневого маслянистого налета, имеющего форму крапинок, пятен, неправильных разводов и выдержанных по ширине полосок. В итоге разрушающийся жемчуг приобретает пятнистую окраску и совсем теряет свои драгоценные качества. Изделий с таким жемчугом много в Мурманском краеведческом музее. Отмечены случаи, когда из двух рядом расположенных жемчужин одна в процессе изменения стала пятнисто-коричневой, а другая только слегка потускнела. Иногда коричневой становится только поверхность нижней (примыкающей к шитью) части жемчужины. В сетке-поднизи (первая половина XIX в.) жемчужинами с маслянистыми разводами сложены целые участки. Избирательное изменение жемчуга следует связывать с различным составом и строением органического вещества жемчужин. Коричневое вещество глубоко в жемчуг не проникает.
Морской жемчуг, как говорилось, менее долговечен. Его изменение также связано с разрушением органического вещества. Однако последнее не образует на нем подобных налетов, как на пресноводном жемчуге. В процессе изменения морские жемчужины становятся серыми, свинцово-серыми, свинцово-черными, черными. Этому жемчугу порой еще можно возвратить первоначальный блеск.
На заключительных этапах изменения отдельные морские жемчужины становятся тускло-коричневыми, бежевыми. Они хотя и не потеряли своей формы, но считаются "неизлечимо больными".
Преобладают серые и темно-серые цвета измененного жемчуга. На начальных этапах изменения жемчуг только слегка тускнеет, но блеск и радужность сохраняются. Нередко даже в одном изделии морские жемчужины характеризуются различной степенью изменения. Так, из восьми жемчужин, украшающих перламутровый крест в серебряной оправе (XVII в.), три умеренно изменены, одна темно-серая, три свинцово-черные, одна изменена настолько слабо, что отсвечивает зеленоватым. Существенно изменились крупные жемчужины, украшающие подвесную пелену работы XVII в. (Оружейная палата). Отдельные жемчужины неправильные (барокко), с въевшимся в них черным налетом. В экспонатах Мурманского музея морские жемчужины заметно потускнели.
Своеобразно изменяются уродливые жемчужины. Некоторые из них хотя и приобрели за 300 лет хранения бежевую окраску, но полностью не потеряли своего блеска, сверкания и привлекательности. Особенно хороши верхушки таких жемчужин: они ярко светятся и радужно играют огнем. Мало изменились за это время и редко встречающиеся морские жемчужины с характерными красными верхушками, тогда как речные жемчужины, находящиеся с ними в одном изделии, заметно потускнели.
Вторая стадия изменения жемчуга связана с нарушением агрегатного строения жемчужин, его расслоением на отдельные чешуйки и последующим полным разрушением. Сюда относятся все дефекты жемчуга за счет естественного "старения" камня, его "умирания", в конечном итоге приводящие к самопроизвольному его разрушению, вплоть до превращения в пыль. В истории известен такой случай. При заложении собора св. Петра в Риме была вскрыта гробница дочерей римского полководца Стилихона, умерших в 397 г. При соприкосновении со свежим воздухом найденные в ней 53 жемчужины почти мгновенно рассыпались в пыль, украшения же из золота и драгоценных камней не изменились на протяжении более чем тысячелетия. Описанный пример служит хорошим подтверждением зависимости состояния жемчуга от условий внешней среды.
Степень разрушения речного жемчуга на второй стадии в известной степени зависит от продолжительности хранения. По нашим наблюдениям, в жемчужинах, хранящихся в изделиях около 150 лет, иногда обнаруживается отслоение верхних выветрелых оболочек. Создается впечатление, что жемчужина самостоятельно освободилась от "умерших" сфер, обнажив при этом неизмененные участки. Однакс такое отслоение происходит не полусферами, а небольшими чешуйками. После их удаления поверхность жемчуга становится ступенчатой. Жемчужины 300-летней давности из фондов Московского краеведческого музея изменяются по-иному. В них прослеживаются обе стадии изменения. Первая стадия проявляется в потере блеска: жемчуг становится тусклым, теряет присущую ему игру светом. Заметно ухудшают блеск зарождающиеся на жемчужине трещинки, проходящие в разных направлениях. На второй стадии изменения жемчужина раскалывается по трещинкам на несколько разновеликих кусочков. Отмечены случаи, когда непосредственно в изделии слегка удлиненная жемчужина разделяется поперек на две примерно равные половинки.
Морским жемчужинам на второй стадии разрушения также присуще отслоение оболочек, однако по сравнению с речным жемчугом оно происходит более толстыми чешуйками, а то и целыми сегментами. Так шелушится перламутровая оболочка большой белой жемчужины на стерженьке, украшающей клобук патриарха Никона (Оружейная палата, XVIII в.). Двух- и трехступенчатое отслоение происходит чешуйками толщиной порядка 2 мм и участками вскрывает центральную часть жемчужины, сложенную призматическими кристаллами арагонита. Менее интенсивное отслоение выветрелых слоев отмечено и на других морских жемчужинах, которые украшают клобук. А на отдельных жемчужинах отчетливо просматриваются трещинки, по которым такое отслоение может произойти в недалеком будущем. Участками трещины располагаются закономерно, чем очень напоминают трещины отдельности. На морских жемчужинах в венцах и других предметах вклада Ивана Грозного в Троицкий монастырь (XVI в.) отмечено не только отслоение выветрелых оболочек, но и разрушение жемчуга до порошковатого состояния.
В фондах Государственного Русского музея мы обнаружили две "умершие" жемчужины 300-летней давности. Жемчужины достаточно велики (0,7 см), цвет от коричневого до темно-коричневого. Они потеряли свою первоначальную круглую форму и, видимо, не рассылались только потому, что их в свое время хорошо закрепили в серебряных гнездах. Верхние половины жемчужин представляют собой нагромождение тонких (десятые доли миллиметра) неплотно прилегающих друг к другу отслоенных оболочек. Последние, словно лепестки цветка, немного отошли в стороны, оставив в центре отверстие с неровными стенками.
Продолжительность "жизни" жемчуга. Жемчуг чутко реагирует на изменения внешней среды, но при хорошем хранении не теряет своей красоты и привлекательности в течение многих сотен лет. Для определения оптимальных условий хранения жемчуга необходимо выяснить не только общую причину его разрушения, но и влияние на сохранность факторов внешней среды. Этот вопрос все еще не стал предметом специального исследования минералогов.
Так как жемчуг весьма чутко реагирует на малейшие изменения внешней среды, то сохранность его в значительной мере зависит от места нахождения самоцветов. На него влияют четыре главных фактора: высокая температура, значительная влажность, повышенная яркость света и загрязненность воздуха. При ношении губительно действует на него сухая кожа. Еще Бируни считал высокую температуру окружающего воздуха и его чрезмерную сухость первым условием неминуемой "болезни" жемчуга. Он писал: "Если хочешь сохранить хороший цвет жемчужины, береги ее от ветра". Повышенная температура вызывает обезвоживание органического вещества и этим ускоряет его разложение. В комнатных условиях поверхностный слой жемчужины обезвоживается медленно. Однако с возрастанием температуры этот процесс резко убыстряется, что приводит к нарушению структуры органических молекул. Верхние слои жемчужин, обезвоживаясь, пронизываются трещинками, разделяются на мелкие чешуйки, которые постепенно отслаиваются. Жемчужина, потерявшая воду, лишается и своего неповторимого блеска, меркнет, теряет окраску, а соответственно и ценность. Пагубно влияют на жемчуг и резкие перепады температуры.
Неблагоприятна для жемчуга повышенная влажность воздуха. В условиях значительного загрязнения атмосферы она способствует оседанию на поверхность жемчужин паров кислот, растворяющих их радужную оболочку. В результате жемчуг как бы тает. На него садятся также частички пыли, постоянно присутствующие в воздухе; корродируя самоцвет своими острыми краями, они лишают его блеска.
На ярком солнечном свете жемчуг постепенно выцветает, блекнет, иногда слегка желтеет, теряя присущую ему радужность и блеск. Резко ухудшает качество жемчуга загрязнение и запыление воздуха. Жемчугу вреден даже табачный дым, от него изделия из жемчуга тускнеют. Не менее опасны и аэрозоли - малейшие твердые частицы, образующиеся в результате неполного сгорания топлива. Благодаря своей прилипчивости они легко закрепляются на поверхности самоцвета, лишая его блеска. Жемчуг нельзя переохлаждать и мыть мыльной водой.
Описанные факторы, как справедливо замечает Т. А. Раевская [1982] в сводке "Проблемы хранения и реставрации экспонатов с драгоценными камнями", сказываются в комплексе, и действие одного из них усугубляет влияние остальных.
Таким образом, при хранении жемчуга в музеях следует соблюдать стабильный температурно-влажностный и световой режим. В экспозиционных витринах, помещениях и хранилищах необходимо поддерживать температуру в пределах 18 - 20° С, а влажность должна несколько превышать средние нормы, т. е. составлять 60 - 65% [Раевская, 1982].
В захоронениях (кладах, гробницах и др.) сохранность жемчуга зависит от доступа к нему атмосферного и почвенного воздуха. При ограниченном доступе кислорода жемчуг может сберегаться тысячелетиями. Блестящие, играющие огнем жемчужины "оживляют" глаза золотого будды, найденного в 1935 г. в Бангкоке. Совсем не изменились жемчужины в серьгах, извлеченных из развалин Помпеи. Как известно, город был засыпан пеплом Везувия в начале нашей эры. Не разрушился от времени жемчуг из клада, обнаруженного в Преславе (Болгария). Нежно-розовый и блестящий, он как будто был выловлен совсем недавно, хотя пролежал с X в.
Жемчуг хорошо сохраняется в морской воде. Несколько столетий покоились на морском дне сокровища "Непобедимой Армады", посланной в 1588 г. королем Испании на завоевание Англии. Поднятые на поверхность камея из лазурита, обрамленная восемью жемчужинами, и золотая цепь, украшенная жемчугом и рубинами, поражают своим великолепием.
Однако у жемчужин с корабля, затонувшего 400 лет назад у рифов южного побережья Бермудских островов, под действием морской воды или по каким-то другим причинам образовались каналы от поверхности к центру сферы. Жемчуг стал светло-коричневым. Содержание белка и аминокислот в перламутре поднятых жемчужин было на порядок ниже, чем в перламутре раковин современных жемчужниц.
Из сказанного следует, что продолжительность "жизни" жемчуга в значительной мере зависит от условий его хранения. В музейных помещениях, в местах, слегка затененных, не слишком сухих и не очень влажных, жемчуг сохраняется не 50 - 70 лет, как утверждали некоторые специалисты, а 300 - 400 лет и более. Это подтверждается целым рядом точно датированных вышивок жемчугом. В Загорском музее это шитая морским жемчугом пелена "Явление Богоматери Сергию" (1525 г.) и воздух (легкое покрывало) с жемчужным шитьем, изображающий ветхозаветную троицу (1601 г.), покров с изображением основателя монастыря Сергия Радонежского (1666 г.), богато расшитый речным и морским жемчугом, украшенный рубинами и сапфирами. В этих и других изделиях жемчуг не потерял своего блеска, цвета и свежести. Хорошо сохранился жемчуг на одеждах и предметах обихода царского собрания Оружейной палаты.
Как "лечить" жемчуг. Вопрос о возвращении первоначальной окраски "потухшему" (но не "умершему") жемчугу не нов. Пожалуй, наиболее подробно и обстоятельно он рассмотрен Бируни в его "Собрании сведений для познания драгоценностей", написанном более 900 лет назад: "Если жемчуг изменился под воздействием запахов мазей и духов, следует поместить его в обмазанный глиной стеклянный сосуд, положить туда мыло и негашеную известь в равных дозах и, налив пресной воды и винного уксуса, кипятить все это на маленьком огне, постоянно снимая пену, пока она не перестанет образовываться и пока жидкость в сосуде не станет прозрачной, затем жемчуг вынуть и промыть. Пожелтевший жемчуг заворачивают в вату и погружают ненадолго в камфару, затем его кладут в кирбас (сорт хлопчатобумажной ткани. - Б.С.) и подвешивают в сосуде с чистой ртутью, а сам сосуд ставят на тлеющие угли на такое время, чтобы не спеша можно было досчитать до 150. Потом сосуд снимают с огня, дают ему остыть, оберегая от сквозняков и ветра".
В том случае, если желтизна затронула только поверхность камня, следует вымачивать его в инжирном соке в течение 40 дней, а затем, перелив содержимое в сосуд с мылом, поташом и бурой, взятыми в равных количествах, два часа греть на тлеющих углях, затем остудить и промыть жемчужину в воде. Если желтизна распространилась на внутренние слои перламутра жемчуга, то, согласно Бируни, его необходимо положить в растертые и перемешанные в одинаковых дозах вишни, кунжут и камфару так, чтобы камень утонул в этой массе. Все это кладут в железный сосуд, непрерывно поливая салом от бараньей ноги, и дают дважды закипеть на слабом огне, после чего жемчуг остужают и вынимают. Жемчуг свинцового цвета "оживляют", опуская его в лимонную кислоту на три дня и затем смазывая яичным белком. От черных пятен, появившихся на поверхности жемчуга, также можно избавиться. В этом случае Бируни рекомендует на 40 дней оставить жемчуг в инжирном молоке, потом прогреть его в сосуде, куда положены в равных пропорциях вишни, касторовое масло и камфара, на тлеющих углях не более двух часов. Если чернота затронула внутренние слои камня, то его следует обмазать воском и положить в сосуд с лимонной кислотой. Сосуд необходимо периодически встряхивать, менять кислоту каждые три дня до тех пор, пока жемчужина не станет белой. Покрасневший жемчуг сначала кипятят в молоке, затем обмазывают толстым слоем замешанного на молоке теста, приготовленного из персидского поташа, камфары и квасцов, взятых в равных дозах; все это кладут внутрь хлебного теста и запекают в печи.
Древние минералоги рекомендовали "лечить" потускневший жемчуг костным мозгом, соком дыни, а также нося его на шее. Причем считалось, что способностью возвращать жемчугу его первоначальный блеск обладают в основном молодые девушки. С этим связано немало историй. Вот одна из них. У Ивана Грозного был посох, обшитый прекрасным северным жемчугом. По свидетельству очевидцев, этот жемчуг внезапно "потух". Для царя посох был едва ли не символом власти, поэтому он решительно приказал восстановить его первоначальный блеск. Во исполнение приказа жемчуг был спорот со стояка, нанизан на вощеную нитку и незамедлительно отослан в село Кереть, находящееся на берегу одноименной реки в Карелии. В этом селе был знахарь, умевший возвращать "потухшему" жемчугу его первозданный блеск и сверкание. Для выполнения этой нелегкой задачи одна из молодых девушек должна была надеть присланное жемчужное ожерелье на шею и ежедневно купаться с ним в реке в течение 101 ночи. Согласно другой трактовке этого предания, дабы вернуть блеск "потухшему" жемчугу, посох Ивана Грозного 101 раз опускали в воду северных рек. Точно ли так была проведена эта операция, неизвестно, однако жемчуг был возвращен царю "ожившим". Эта история имеет научную основу: воды Керети характеризуются кислой реакцией. Они способны легко растворить верхние, выветрелые слои жемчуга, обнажая при этом расположенные под ними нетронутые поверхности.
Таким образом, для восстановления блеска жемчужины на нее следует подействовать какой-нибудь кислотой. Известно немало легенд о погружении жемчуга в уксус и даже в вино.
На растворяющем действии слабого раствора соляной кислоты основан и другой способ "оживления" жемчуга, издавна применявшийся в Индии. Жемчуг давали склевывать домашней птице (курице, утке), которую спустя несколько часов забивали. Благодаря кислым свойствам желудочного сока растворялись верхние, выветрелые слои жемчужины и обнажались нижние - сияющие радужными переливами. Поверхность жемчужины снова становилась гладкой, блестящей. При этом считалось, что чем разноцветнее оперение у птицы, склевывавшей жемчуг, тем радужнее будет "оживленная" жемчужина.
Иногда жемчуг находят в желудках крупных птиц. Биолог В. Харченко [1979] сообщает о двух жемчужинах, обнаруженных в желудке орлана-белохвоста, добытого в Таганрогском заливе Азовского моря. Одна из жемчужин, как отмечает Харченко, от долгого пребывания в желудке была словно отполирована и ярко переливалась на свету. Другая жемчужина, недавно попавшая в желудок, оставалась матовой.
В старинных книгах можно найти рецепты особых растворов, которыми рекомендовалось пользоваться для "оживления" жемчуга. В их состав входило 43 вещества, одно диковиннее другого. После их смешивания получалась жидкость, имевшая кислую реакцию. Она и растворяла верхние, измененные слои жемчуга.
В "Словаре жемчужном, или описании мест и вод на пространстве России находящихся, в коих ловится жемчуг", изданном С. Руссовым в 1829 г., приводилось два способа возвращения жемчугу первозданного цвета и блеска. Один из них советовал не снимать грязного жемчуга с ниток, пересыпать его солью, положить в чистый холщовый мешочек и полоскать в теплой воде до тех пор, пока соль не растворится. Затем жемчуг следовало высушить в светлой и непыльной комнате (не на солнце). Согласно другому способу пожелтевший и почерневший жемчуг нужно чистить росой, собранной в мае с редичной травы, залить ею жемчуг в банке, закрыть бумагой и вынести на солнце; после того как жемчужины станут чистыми, вынуть их из раствора и обтереть замшей досуха.
Для возвращения блеска потускневшему жемчугу известный русский исследователь драгоценных камней XIX в. М. И. Пыляев советовал: 1) промывать его в соленой воде или обрабатывать углекислым калием, а затем эфиром, 2) промывать в слабом растворе мыльной воды и после полировать смоченными в соляной кислоте отрубями либо пробковой мукой. Ювелир Г. Смит, автор книги "Драгоценные камни", для восстановления блеска жемчужин рекомендовал погружать их в раствор винил-ацетата или в масло.
В наше время ювелиры "оживляют" жемчуг, обрабатывая его слабым раствором соляной и уксусной кислот. С очень ценных жемчужин предпринимались попытки удалить потускневшую оболочку посредством шлифовки ее алмазом или другим истирающим материалом. Эта операция называлась алмажением. Она весьма трудоемка и приводит к желаемому результату лишь в том случае, если изменение жемчуга не зашло далеко на глубину.
Чтобы продлить "жизнь" жемчуга, его нужно обязательно носить. Люди давно заметили, что, если жемчуг долго не носят, он начинает терять свой блеск, тускнеет, буреет, морщится, т. е. "умирает". Если человек постоянно носит украшения из жемчуга, они подвергаются непрерывному воздействию потовых желез тела (пот имеет кислую реакцию). Это, во-первых, замедляет процесс обезвоживания жемчуга и, во-вторых, способствует растворению выветрелых его слоев, которые со временем удаляются, а жемчужина сохраняет свой блеск и сверкание. У пожилых людей кожа суше и жемчуг высыхает быстрее.
Таким образом, рекомендации по поддержанию "жизни" жемчуга основываются на реальных физических явлениях. Интересно и другое. У многих народов сохранилась вера в таинственную связь жемчуга с его владельцем. Так, знатоки тибетской медицины утверждают, что перед болезнью человека его жемчужные украшения теряют свой блеск раньше, чем обнаружатся первые симптомы заболевания. Можно предположить, что в основе описанного явления лежит нарушение деятельности потовых желез человеческого организма, часто предшествующее болезни.
Как вернуть к жизни "больной" и "умирающий" жемчуг, интересует многих любителей камня. В связи с этим прежде всего необходимо разработать единые правила его хранения и реставрации. От этого в значительной мере зависит судьба жемчуга не только из музейных коллекций и различного рода собраний, но и находящегося в руках человека.
Ископаемый и "пещерный" жемчуг
Дальнейший наш рассказ посвящен ископаемому и "пещерному" жемчугу. Оказывается, жемчуг может превращаться в окаменелости. Его иногда находят не в водной среде, а в осадках морей и рек давно минувших геологических эпох. Раковины ископаемых моллюсков отличаются от современных раковин. За миллионы лет пребывания в осадках различного возраста они потеряли присущие им блеск и красоту. Многие из них не сохранились и оставили после себя лишь отпечатки в породах. Ископаемый жемчуг устойчивее и дошел до наших дней. "Пещерный жемчуг" не имеет никакого отношения к моллюскам. Это - характерное образование пещер и рудников, по внешнему виду и строению напоминающее обычный жемчуг.
Ископаемый жемчуг. Он очень редок, во всем мире насчитывается несколько сот ископаемых жемчужин, найденных в породах различного геологического возраста (от триаса до плейстоцена). Это позволяет отнести ископаемый жемчуг к необычным, если не к уникальным окаменелостям. Исследование его существенно помогает выяснить многие спорные вопросы образования жемчуга. Изучением, ископаемого жемчуга США и Канады занимался канадский ученый П. Торн [Thorne, 1974, 1976].
Ископаемый жемчуг бывает пресноводным и морским. Единственная находка ископаемого пресноводного жемчуга сделана в 1970 г. советско-монгольской геологической экспедицией в пустыне Гоби [Колесников, 1973]. Он найден вместе с раковинами двустворок и в виде отдельных сравнительно мелких (2,5 мм) сферических и эллипсоидальных, а также полусферических жемчужин, погребенных в слое перламутра или несколько возвышающихся над ним. В срезах раковины с "погребенным" жемчугом хорошо видно, как слои перламутра обтекают жемчужину. Менее распространены так называемые жемчужные пузыри. На основании анализа взаимоотношений жемчуга с линиями роста раковины Колесников полагает, что формирование жемчужины началось на четвертом - шестом году жизни моллюска. Жемчужина сечением до 2 мм вырастала за один год.
В большинстве жемчужин отчетливо различаются ядро и окружающие его тонкие пластинчатые слои. Особенность пресноводного ископаемого жемчуга состоит в наличии в нем значительного по величине ядра, составляющего около половины диаметра жемчужины. Ядро образовано множеством беспорядочно ориентированных зерен кальцита. Других посторонних тел, способных вызвать жемчугообразование, в раковине не было. Отсутствовало и органическое вещество, часто в виде узенькой полоски окружающее ядра современных пресноводных жемчужин. В отдельных случаях крохотные сферические комочки его обнаруживались непосредственно в ядрах. Колесников предполагает, что первоначально органическое вещество имело протеиновый состав.
Ископаемая жемчужина построена из тех же слоев, что и материнская раковина. Следует отметить наличие в ископаемом жемчуге призматических слоев, состоящих из узких неправильных призмочек высотой примерно 17 мк. Относительная доля этих слоев в жемчужинах, погребенных в массе перламутра, несколько меньшая, чем в жемчужинах, выступающих над его поверхностью. Содержание органического вещества в призматических слоях незначительное.
Перламутровый слой состоит из пластинчатых кристалликов арагонита, разделенных заметными прослоями красновато-коричневого органического вещества. Структура и свойства его в ископаемом жемчуге и материнских раковинах близки. Наружный слой ряда жемчужин из-за значительной примеси органического вещества почти черный. Цвет перламутровых слоев желтовато-кремовый с разными оттенками.
Морской ископаемый жемчуг встречается значительно чаще, чем пресноводный. Он известен в США, Канаде, Англии, Бельгии, Франции, Австралии, Японии, Аргентине, Новой Зеландии и в других странах. Прослежен в разнообразных отложениях, начиная от верхнего силура. Верхнесилурийские жемчужины найдены в Англии. Они желтые и темно-коричневые, характеризуются концентрическим строением, отдельные экземпляры сохранили не только форму, но и перламутровый блеск. Жемчуг, обнаруженный в более молодых отложениях (от триаса до плейстоцена), местами сохранил не только перламутровый блеск, но и цвет.
В США ископаемый морской жемчуг обнаружен в штатах Канзас, Калифорния, Нью-Джерси, Техас, Вашингтон, Мэриленд, Новая Каролина, Флорида. Возраст жемчуга меловой, эоценовый, миоценовый, плиоценовый и плейстоценовый.
Меловой жемчуг (135 млн. лет назад) наиболее разнообразен. Он впервые зафиксирован в 1885 г., но не в виде отдельных жемчужин, а в форме углублений - ямок в отпечатках, оставшихся от иноцерамов - пластинчатожаберных моллюсков, десятки миллионов лет назад живших на дне мелового моря. Отпечатки моллюсков с подобными углублениями найдены в Японии и Южной Африке. Углублений, по форме зависящих от формы жемчужины, насчитывается от 1 до 50 и больше.
Первые пять настоящих жемчужин, окрашенных окислами железа и поэтому красновато-бурых, были выявлены в 1919 г. в раковине Exogyra texana. Одна жемчужина приросла к раковине, а четыре другие имели почкообразную форму. Все жемчужины были тусклыми. В 1928 г. в Калифорнии в раковинах иноцерамов нашли 10 сероватых жемчужин, лишенных всякого блеска. Поверхность многих из них была интенсивно пигментирована окислами железа. 1940 год ознаменовался находкой в штате Канзас в раковинах иноцерамов (и вне их) 43 жемчужин, самые крупные из которых достигали 35 мм. Недавно в Канзасе ископаемый морской жемчуг обнаружили в рудистах - двустворчатых моллюсках, живших в далекое меловое время на дне моря вместе с кораллами.
В эоценовых (58 млн. лет назад) и миоценовых (25 млн. лет назад) породах ископаемый морской жемчуг встречается реже. В эоцене на севере Англии его нашли в заметном количестве (130 тусклых жемчужин) в 1926 г. в раковинах Pinna. В США ископаемый жемчуг обнаружен в эоцене в раковине Pteria, а в миоцене в раковинах Isognomon maxilata, Mulinia lateralis, Glycymerys subovata, Panope americana.
На территории Венского бассейна ископаемый жемчуг известен в среднемиоценовых породах близ Корнеубурга (севернее Вены). Особенно крупные жемчужины найдены в раковинах Mytilus [Bachmayer, Binder, 1967]. В плиоцене (3 млн. лет назад) штата Флорида (США) один экземпляр вымершего роющего моллюска Panope floridana содержал 43 ископаемые жемчужины, из которых 24 имели неправильную форму и были прикреплены к одной из створок. В отложениях позднейшей из ледниковых эпох - плейстоценовой (11 млн. лет назад) - во Флориде ископаемый жемчуг известен в раковине моллюска Arca transversa. В Канаде (близ острова Корнуоллис) с этими отложениями связана находка двух ископаемых жемчужин величиной порядка 0,35 мм.
Многие исследователи, изучая аминокислотный состав раковин современных и ископаемых (эоцен, мел) моллюсков, установили, что в конхиолине перламутрового слоя современных раковин преобладают глициновая, аламиновая, сериновая и аспаргиновая кислоты, тогда как в конхиолине призматического слоя - лишь глициновая и аспаргиновая. В призматическом слое ископаемых раковин, кроме высокого содержания глицина и аспаргина, содержится значительное количество аламина, серина и глутамина. Причину отмеченных различий аминокислотного состава раковин авторы не объяснили.
Первоначальный цвет жемчуга при переходе в ископаемое состояние сохраняется очень редко. Если раковина и находящийся в ней жемчуг ассоциируют с меловыми отложениями, то они, как правило, белые. Олигоценовый ископаемый жемчуг, находящийся во Франкфуртском музее, имеет фиолетовую окраску. Ископаемый жемчуг из моллюсков Венского бассейна (более 13 млн. лет назад), хранящийся в Музее естественной истории в Вене, обнаруживает остатки розового цвета. Третичный жемчуг США белый, серый, блестящий. Это отнюдь не драгоценный жемчуг. Лишь более 20 ископаемых жемчужин сохраняют сколько-нибудь заметный первоначальный блеск. Такие блестящие иризирующие жемчужины почти сферической формы до 4 мм в сечении обнаружены в раковинах птерии. Хранятся они в специальной витрине Стенфордского университета в Калифорнии. На осмотр их нужно получать специальное разрешение. В Стернбергском мемориальном музее сохраняется уникальный ископаемый блистер-жемчуг сечением 74 мм. О более крупном ископаемом жемчуге упоминает Торн [Thorne, 1974], хотя и не приводит его размеры.
"Пещерный жемчуг". Под этим термином известны округлые (сферические или эллипсоидальные) образования на дне пещер и рудников. По форме и размеру они напоминают горошину сечением от долей миллиметра до 2 мм (оолиты) и более 2 мм (пизолиты), имеют концентрически-скорлуповатое и радиально-волокнистое строение. Для "пещерных жемчужин", как и для обычных, характерно наличие в центре ядра, сложенного обломками породы, минерала или другого инцеста, и окружающих ядро светлых и более темных концентров кальцитового, реже арагонитового состава.
"Пещерный жемчуг" обычно находят в воронкообразных углублениях в полу пещер или горных выработок под различной величины сталагмитами. К моллюскам исследуемый "жемчуг" не имеет никакого отношения, кроме случая, когда раковины брюхоногих моллюсков (или их кусочки) становятся зародышами будущей "жемчужины". Такой "пещерный жемчуг" известен в Болгарии [Чолаков, 1964]. В США (в штате Юта) "подземные жемчужины" были обнаружены на дне Соленого озера [Ottemann, Kirchmayer, 1967]. Интересно, что ядра их сложены обломками минералов и экскрементами живущих здесь (при солености 13,8 - 27,6‰) раков. В Приднестровье "пещерный жемчуг" известен на дне небольших полостей в силурийских известняках.
Величина "подземных жемчужин" колеблется от долей миллиметра до первых десятков миллиметров. В пещерах Герацул и Скэришоаре (Румыния) большая часть их имеет субмикроскопические (0,09 - 0,3 мм) размеры. Такой жемчуг в смеси с люблинитом (плесневидным кальцитом) называют жемчужной мукой [Viehmann, 1962]. Количество "жемчужин" в полу пещер или рудников может исчисляться тысячами. Так, в пещере Бука-дель-Кациатор (Италия) в одной песчаной насыпи их оказалось больше тысячи [Forti, Pasini, 1977].
Форма "подземных жемчужин" овальная (преобладает), полиэдрическая, неправильная, реже сферическая. Многие из них срастаются в компактные гроздьевидные агрегаты. В центральной части лунок агрегаты сложены самыми крупными "жемчужинами" и ориентированы своей длинной осью вертикально к поверхности нарастания. В отличие от типичного "пещерного жемчуга" они не расположены непосредственно на дне лунки, а нарастают на кристаллы кальцита, ранее сформировавшиеся в углублениях. Чем больше лунка, тем совершеннее форма подземных "жемчужин". Поверхность их шероховатая, реже гладкая, как бы полированная; иногда благодаря наложению последнего темного концентра становится глянцевой, чем напоминает темно-коричневые речные жемчужины с блестящей поверхностью. Окраска белая, серовато-белая, бледно-желтая, голубовато-серая, оранжевая до почти черной и даже зеленой.
Все "пещерные жемчужины" имеют центральное ядро и чередующиеся вокруг него концентрические слои. Ядро совпадает с геометрическим центром "жемчужины" или немного смещено в сторону. Ядрами служат кристаллики и обломки кальцита, гипса, галита, кусочки сталактитов, известняка, комочки глины и бурого непрозрачного вещества. Иногда ядро состоит из двух зерен кальцита или гипса, вытянутых по оси с, совпадающей с осью удлинения жемчужины. Некоторые ядра трещиноваты.
Ядро окружено тонкой (0,1 - 0,2 мм) оболочкой мелкозернистого кальцита. От нее начинается рост волокнистых кристалликов карбоната кальция с образованием радиально-волокнистых структур. Многочисленные остановки в росте, вызванные временным прекращением поступления минералообразующего раствора, обусловили концентрически-слоистое строение "пещерного жемчуга". Количество слойков в крупных "жемчужинах" достигает 200. Состав их кальцитовый, очень редко арагонитовый [Зарицкий и др., 1979]. Концентрическая слоистость в "жемчужинах" осадков Соленого озера обусловлена перемежаемостью слойков арагонита и каменной соли.
Роль кальцитовой оболочки вокруг ядра примерно такая же, как и органической оболочки вокруг ядра речной жемчужины. Именно на ней формируются зародыши волокнистых кристалликов карбоната кальция.
Для выяснения условий образования "подземного жемчуга" в силурийских известняках физик Р. И. Стащишин (Львовский университет) определил в нем, вмещающем известняке и кристаллах кальцита соотношение стабильных изотопов углерода. Значение δ13С плотных известняков близко к нулю. Кристаллы кальцита, выстилающие дно и стенки углублений в известняках, оказались несколько обогащенными изотопом 12С (δ13С = - 1‰) по сравнению с δ13С известняков. "Жемчужины", находящиеся на кристаллах кальцита, обнаружили по сравнению с ними еще большую обогащенность изотопом 12С. Измеренные значения δ13С "подземных жемчужин" обособляются в две группы чисел. Одна группа со средним значением δ13С = - 8‰ характерна для приядерной части оболочки, вторая - со средним значением δ13С = - 6‰ свойственна периферийной части "подземной жемчужины".
Смещение значений δ13С кальцитовых новообразований в минусовую область подтверждает участие в их формировании углекислоты с легким изотопным составом углерода. Такая углекислота могла появиться в почвенном слое в результате химического и органического разложения органического вещества. Аналогичным путем формируются натечные агрегаты кальцита в Горном Крыму [Галимов, Гриненко, 1965].
Возникновение "пещерного жемчуга" в силурийских известняках объясняется следующим образом. Просачивающиеся через известняк по трещинам растворы, насыщенные бикарбонатом кальция, стекали с потолка небольших полостей и выдалбливали в полу небольшие лунки. Когда углекислый раствор не поступал (если система подводящих трещин нарушалась), создавалась реальная возможность кристаллизации в лунках кальцита, чему благоприятствовало также некоторое повышение температуры раствора. Осаждавшийся кальцит покрывал берега, а затем и дно лунок. В дальнейшем вследствие наступившего приоткрывания трещин поступление бикарбоната кальция в образовавшейся лунке возобновлялось. Однако, исходя из данных изотопного состава углерода оболочек "жемчужин", углекислота просачивающегося раствора была в значительной степени обогащена изотопом 12С. Капли ее, падающие с потолка, силой своего удара переворачивали находящиеся в лунке кристаллики кальцита или их оболочки и постепенно облекали их углекислой известью, формируя вокруг ядра маломощные оболочки. Нарастание оболочек происходило за счет волокнистых кристалликов кальцита, ориентированных тройными осями по радиусам. Возникновение нового слоя "жемчужины" начиналось с появления на верхушках предыдущего слоя зародышей будущих волокнистых кристалликов. Такая картина многократно повторялась, чем и было обусловлено радиально-волокнистое и вместе с тем концентрически-слоистое строение "подземных жемчужин".
Хорошая коллекция "подземного жемчуга" из Кизеловской пещеры находится в геологическом музее Пермского университета.
Интересны "пещерные жемчужины", найденные в горных выработках Роздольского серного месторождения (Предкарпатье). Они обнаружены в неглубоких (до 1 см) лунках на дне карманообразных углублений в трещиноватых серосодержащих известняках. Дно и пологие борта лунок, напоминающих небольшие блюдца, выстланы тонким слоем рыхлого мелкозернистого кальцита. Форма "жемчужин" сферическая или близкая к ней, поверхность слегка шероховатая, цвет снежно-белый до серого, размеры не превышают 5 мм. В крупных глубоких лунках встречаются одна-две "жемчужины", в мелких - до 10, но величиной чуть больше булавочной головки. Самые крупные из них располагаются в центре углублений, а мелкие - у бортов.
Характерной особенностью строения роздольских "жемчужин" является их пустотелость. Все они состоят только из оболочки и этим очень напоминают обычные безъядерные жемчужины. Однако в отличие от последних полость внутри таких "жемчужин" занимает до половины их объема. Толщина оболочки достигает 1,5 мм. Она сложена мелкозернистым кальцитом, местами содержащим примесь темного органического вещества и глинистого материала. Чередование светлых и темных слойков обусловливает концентрическое строение оболочки. Светлые слойки состоят из более крупных зерен кальцита, чем темные.
Исследованные "жемчужины" по сравнению с ранее описанными образованиями растут быстрее. Их особенно много после дождей, способствующих капежу вод, просачивающихся через известняковую толщу и насыщающихся при этом углекислой известью. Отлагается карбонат кальция не на посторонних предметах, а вокруг пузырьков воздуха, образующихся на поверхности раствора в лунке при капеже. При интенсивном просачивании вод формирование "жемчужин" можно наблюдать визуально. Этот процесс легко прервать, разрушив воздушный пузырек. Сухие "пещерные жемчужины" очень хрупкие и от легкого прикосновения распадаются на тонкие корочки.
"Пещерный жемчуг" известен также в Крыму, Карпатах, на Урале и в ряде других карстовых районов. В Крыму и Карпатах скопления "пещерного жемчуга" (оолитов и пизолитов) обнаружены на глубине от 0 до 135 м. Спелеологи В. Н. Дублянский и Л. П. Задорожная [1970] выделяют среди них три генетические группы. Оолиты и пизолиты первой группы формируются в мелких (2 - 20 см) слабопроточных ванночках, второй - в глубоких проточных ванночках, третьей - в нишах сильно фильтрующихся закарстованных трещин и в водобойных ямках. Условия "подземного жемчугообразования" следующие: температурный интервал колебания воздуха 2,5 - 11,3°С, его влажность 93 - 99%, температура воды в застойных ванночках 5,2 - 7,8° С, в проточных 8,4 - 10° С; воды характеризуются гидрокарбонатнокальциевым составом и минерализацией от 290 до 350 мг/л.
"Подземные жемчужины" первой группы имеют овальную форму и средние размеры от 5,2 до 10,7 мм. С повышением температуры воды в ванночках величина "жемчужин" увеличивается. Поверхность их обычно шероховата. Оолиты второй группы характеризуются сферической формой и средними размерами 7 - 13 мм. Поверхность их гладкая, как бы отполированная. В расширениях закарстованных трещин в условиях активного стока вод происходит совместное образование оолитов и пизолитов. Из 16 185 таких "жемчужин", найденных в пещере Бездонной, 51% имеют размеры 0,1 - 0,5 мм, 34,7% - 0,5 - 1 мм, 10,9% - 1 - 2 мм, 0,7% - более 2 мм. Окраска их молочно-белая, желтая, коричневая.
Ядро "пещерных жемчужин" состоит из кусочков известняка, зерен кварца, комочков глины, остатков беспозвоночных (моллюски) и позвоночных (косточки птиц и летучих мышей, зубы грызунов) животных. Концентрические слои представлены кальцитом, содержание его в отдельных образованиях достигает 97%. В крупных (14 - 16 мм) "жемчужинах" число слоев составляет 180 - 200, в более мелких (5 - 6 мм) - не превышает 60 - 70. Толщина слоев изменяется от 0,01 до 0,1 мм. В. Н. Дублянский и А. А. Ломаев [1980] отмечают, что количество концентрических оболочек не определяет возраста оолитов, а скорее свидетельствует о внесезонной смене условий формирования. По данным указанных авторов, оолиты и пизолиты полигенетичны. Они сформировались при "старении" первоначально коллоидного сгустка или путем нарастания карбонатного материала на затравку. Возраст пещерных образований Крыма по радиоуглеродному методу 5 - 40 тыс. лет.
До 1962 г. в нашей стране было известно всего 19 месторождений "пещерного жемчуга", из них два на Урале. Сейчас "жемчуг" найден более чем в десяти уральских пещерах (Сказка, Максимовича, Калкаман-Тишек, Сумган-Кутук, Медвежье Логово, Пропащая Яма, Капова, Кизеловская и др.). Пещера Жемчужная и грот Жемчужный (Дивья пещера) своим названием обязаны находкам в них крупных "пещерных жемчужин". Красивые "жемчужины" встречены на дне Кизеловской пещеры в слое элювиальной глины [Ястребов, 1961]. Это шаровидные, эллипсовидные, бобовидные, иногда слегка сплюснутые горошины белесого или светло-желтого цвета, размером от 0,5 до 1,5 см в поперечнике. Поверхность их матовая, шероховатая, строение концентрически-слоистое. В разрезе наблюдается чередование белых и темных слоев, содержащих примесь органического вещества и полуторных окислов. Иногда "жемчужины" цементируются в своеобразный гроздьевидный агрегат (по 10 - 20 штук). Состав их в основном кальцитовый (97,03%), из других компонентов выявлены MgCO3(0,56%), Fe2CO3(0,76%), органическое вещество (2,76%), вода (0,46%) и нерастворимый остаток (1,76%) [Максимович, 1955].
За рубежом значительные скопления "пещерного жемчуга" известны в Болгарии, ГДР и Австралии. В Болгарии они обнаружены в 90 пещерах и достаточно хорошо описаны Н. Т. Чолаковым [1964]. В области южноболгарского карста "подземный жемчуг" обилен в пещерах Лепеница, Хралупа, Разньовете, Лакатник; на севере Болгарии - в Градешницкой пещере. Условия образования "жемчуга" в пещерах различны, что сказывается на его форме, размерах и строении. Он имеет сферическую, овальную, линзообразную, цилиндрическую и неправильную форму. Неправильный "жемчуг" полиэдричен. Поверхность его гладкая, обусловленная активным воздействием гидрогеологического фактора, или неровная (шероховатая) до ежеподобной, возникшая в спокойной гидродинамической обстановке. Иногда "подземные жемчужины" имеют неправильную форму с характерными угловатыми отростками. В пещере Лепеница "жемчужины" различаются по внешнему виду. В одних озерцах находятся десятки мелких оолитов и крупных пизолитов, в других - только крупные "жемчужины" более 10 мм в поперечнике. Форма их овальная, сплющенная или эллипсовидная, реже цилиндрическая. В застойных водах образуются небольшие (до 2 мм) ежеподобные и розетковидные оолиты, состоящие из нескольких центров и окруженные общей оболочкой. Цвет "жемчужин" белый, зеленоватый или серый. Длина и диаметр наиболее крупных пизолитов в пещере Ахметьова соответственно 35 и 15, 29 и 9, 27 и 12, 22 и 14 мм. Форма их преимущественно цилиндрическая. Любопытно, что эти "жемчужины" образовались в течение одного года.
Независимо от формы все "подземные жемчужины" в разрезе состоят из небольшого ядра и наросших на него концентрических карбонатных слотов. Характер облекания ядра определяет форму пещерного образования. Слойки имеют кальцитовый состав. В одном и том же слое встречаются различные по внешнему виду зерна. Чаще на ядре нарастают сравнительно крупные призматические зерна кальцита, затем по мере роста "жемчужины" величина зерен постепенно уменьшается. Самые последние слойки часто образованы скрытокристаллическим (порошковатым) кальцитом, содержащим примесь глинистого вещества, гидроокислов железа или кристалликов пирита. Радиально-волокнистое строение "жемчужин" наблюдается редко.
На территории ГДР в пещере Рюбеланд в Гарце обнаружены желтовато-коричневые "жемчужины" величиной до 2,5 см [Arnold, 1981]. В шахте, пройденной в Рудных горах, встречено более 2 тыс. "жемчужин", желтоватый цвет которых объясняется примесью солей окисного железа. Условия образования их следующие: температура в горных выработках 6,7° С, дебит капежа 0,9 л/ч, pH воды 7,57, минерализация 561,3 мг/л.
В Австралии кальцитовые оолиты и пизолиты наиболее детально изучены из пещеры Ангела на полуострове Морнингтон [Максимович, 1955]. Их особенно много (до 2,5 тыс.) в карманообразных углублениях в известняках, где наблюдается капеж воды. Температура воздуха в пещере 16,7° С, а воды 14,4° С; вода имеет гидрокарбонатный состав, ее минерализация достигает 395 мг/л.
Основным фактором, обусловливающим образование "пещерного жемчуга", является капеж воды и ее движение в мелких водоемчиках, способствующих перемещению в них зародышей будущих "жемчужин" и облеканию их при этом выпадающим из раствора карбонатом кальция.
Из вышеизложенного следует, что "пещерный жемчуг" имеет много общих черт с обычным жемчугом. Черты сходства проявляются прежде всего в строении жемчужин, в их концентрически-скорлуповатом и радиальноволокнистом сложении. Формирование жемчужин происходит путем медленного облекания посторонних частиц тонкими слоями карбоната кальция. Характерная особенность описанных образований состоит в периодичности отложения карбонатного вещества. Удивительной особенностью обоих типов жемчужин следует считать тот факт, что они иногда на 95% состоят из карбоната кальция. Отличия между обычным и "пещерным жемчугом" обусловлены условиями их формирования. Арагонит, из которого состоят обычные жемчужины, является редкой в неживой природе модификацией углекислого кальция. Для его образования небиологическим путем требуются достаточно специфические условия. Различная минеральная форма карбоната кальция в обоих типах жемчужин вряд ли оказывает существенное влияние на соотношение в них изотопов углерода. Несколько большее обогащение обычного жемчуга "легким" изотопом углерода по сравнению с "пещерным жемчугом" происходит благодаря биологическому фракционированию изотопов моллюском. Такое фракционирование реализуется через метаболизм веществ в клетках, органах и других системах организма.
Заключение
Щедро одарила природа жемчуг чудесными свойствами. Этот красивый самоцвет в естественном виде и прошедший через умелые руки художника доставляет огромное эстетическое наслаждение.
Следует подчеркнуть, что именно возросший интерес к жемчугу и другим биогенным минералам привел к выделению из минералогии особого направления - биологической минералогии, главная задача которой - расшифровка истории зарождения, роста и изменения минеральных продуктов живой природы.
Структура, форма, состав и многие свойства жемчуга зависят от условий его формирования в организме моллюска. Применение последних достижений минералогии, биологии, физики и химии (современной кристаллохимии, оптической и люминесцентной спектроскопии, электронной микроскопии, электронно-зондовых исследований, рентгеновского, рентгенофлюоресцентного, нейтронно-активационного и изотопного анализов, метода окрашивания и др.) для изучения этих условий позволяет сделать вывод о весьма сложном строении жемчуга и перейти от качественных характеристик к количественным параметрам процесса жемчугообразования и получению жемчуга с заданными свойствами.
Жемчуг - материал больших, еще не познанных до конца возможностей. Особенно большие перспективы открываются при его культивировании.
Работы по культивированию жемчуга в нашей стране проводились еще в конце 20-х - начале 30-х годов. В 1929 г. экспедиция под руководством И. В. Гуттуева провела подсадку песчинок в 600 раковин на одной из рек Северо-Запада СССР. В 1930 г. подобная операция была произведена на 8000 жемчужниц. Раковины с внедренными в них телами специально метились. Однако, как показал вылов 700 меченых раковин в 1936 г., эта операция не дала ожидаемых результатов: в раковинах оказались только жемчужные наросты. Это объяснялось тем, что тело внедрялось не между мягкими тканями моллюска, а между мантией и стенкой раковины.
Образование жемчуга - сложный биохимический процесс, регулируемый многими факторами, которые по мере изучения жемчуга новейшими методами все более детализируются. Биогенное кристаллообразование осуществляет органическая матрица. Биохимическим составом матрицы определяется кристаллизация карбоната кальция в форме кальцита или арагонита в точках, где наиболее полно проявляется сродство между органическим и минеральным компонентами. Отсюда вытекает насущная необходимость изучения матрицы на молекулярном уровне с привлечением современных методов биологических исследований, включающих выяснение роли и значения многих клеток в организме, раскрытие механизма сложнейших внеклеточных превращений и процессов обмена веществ. Сочетание гистохимических исследований с электронномикроскопическими даст возможность глубже проникнуть в сложные процессы жизнедеятельности клетки.
Дальнейшего изучения требует выяснение условий роста жемчуга в организме моллюска. Установлено, что рост арагонита жемчуга происходит по законам роста кристаллов. Минеральной средой является экстрапаллиальная (полостная) жидкость, создаваемая моллюском. Из нее обособляются агрегаты кристаллов арагонита с упорядоченным и неупорядоченным строением, что связано с закономерным и незакономерным расположением зародышей кристаллов, одновременным и разновременным их ростом. Заметим, что выращивание жемчуга ставит своей целью получение жемчужин с правильной ориентировкой призматических и пластинчатых кристаллов арагонита. Такие жемчужины характеризуются и наилучшими механическими свойствами.
Заметно снижает качество жемчуга наличие в нем полостей, выполненных друзами-щетками кристаллов арагонита, сформировавшихся в разное время. В отличие от обычных кристаллов срастание биогенных кристаллов в агрегат происходит с участием разграничивающих их органических пленок, связанных с матрицей. Эти пленки представляют собой проницаемые клеточные мембраны; по ним происходит транспортировка веществ, необходимых для роста кристаллов. Нарушение строения и функций мембран влияет на форму растущих кристаллов арагонита.
Строение и форма жемчужины отражают последовательные стадии ее роста в "жемчужном" мешке. Они контролируются двумя главными факторами: скоростью кристаллизации арагонита и симметрией окружающей их среды.
Отложение вещества жемчуга зависит от многих причин и происходит ритмически. Жемчуг лучшего качества образуется при медленной кристаллизации. При этом предпочтительнее возникают пластинчатые кристаллики арагонита, создающие перламутровую оболочку жемчужины. Увеличиваясь в размерах, они приобретают почти гексагональную форму, а затем сливаются в сплошную массу. Несомненно, что скорость и морфология выпадающих из раствора кристаллов арагонита в какой-то степени определяется примесью некоторых химических элементов в минералообразующей среде. Имеющиеся в литературе данные по механизму роста культивированного жемчуга позволяют предположить, что одним из таких элементов может быть марганец. Главным концентратором химических элементов в жемчуге является органическое вещество. Подмечено, что если увеличивается содержание химического элемента в воде, то же происходит не только в раковине, но и в жемчуге.
На форму жемчужины влияет симметрия среды - пространства, окружающего растущую жемчужину. Наилучшая (круглая) жемчужина образуется в "жемчужном" мешке тогда, когда степень свободы ее роста будет одинакова во всех направлениях (среда имеет симметрию шара). Недооценка этого фактора на начальных этапах выращивания жемчуга привела к тому, что образовавшиеся жемчужины имели форму, сильно отличающуюся от круглой.
С особым состоянием минералообразующей среды связано вращение кристаллов арагонита вдоль длинной оси в процессе роста. Это явление, отмеченное лишь для кристаллов арагонита природного жемчуга, видимо, связано с неблагоприятными условиями жизни моллюска. Оказывается, что скрученные кристаллы арагонита облегчают доступ питающих растворов к жемчужине и к тому же обусловливают весьма высокую ее прочность. Отметим, что скрученную форму имеют и выделительные клетки "жемчужного" мешка.
Зарождение жемчужины и ее дальнейший рост - процесс, сильно зависящий от условий жизнедеятельности моллюска. Поэтому жемчуг отличается от перламутра не только расположением слоев органического вещество (слои в жемчуге располагаются концентрически, а в перламутре - параллельно), но и более сложным составом. Особенно сложен состав пресноводного жемчуга, что является своеобразной реакцией моллюска на резкую смену климатических условий. Неодинаковыми условиями объясняются рост и размеры жемчуга: пресноводные жемчужины растут медленнее и достигают меньших размеров по сравнению с морскими жемчужинами. Отложение жемчужины в организме моллюска обычно влияет на форму раковины. Это особый поисковый признак, которым издавна пользуются искатели жемчуга.
Жемчуг, как и другие самоцветы органического происхождения, в неблагоприятных условиях теряет свои полезные свойства. Это обстоятельство необходимо учитывать всем, кто работает с жемчугом. Незначительные изменения жемчуга (пожелтение, потеря блеска) могут происходить еще в раковине. Они обусловлены плохими условиями обитания моллюска, избирательным поглощением им из воды некоторых химических элементов и другими факторами. Более значительные изменения происходят с жемчугом после извлечения его из раковины. Их следует связывать с поверхностным разложением, в первую очередь с обезвоживанием органического вещества, скрепляющего кристаллы арагонита в компактный агрегат. Вследствие этого агрегат жемчуга теряет связанность и постепенно разрушается вплоть до пылеватого состояния. Так жемчуг "стареет" и медленно "умирает". Речной и морской жемчуг изменяются по-разному, первый более долговечен.
Существенные изменения происходят с жемчугом при переходе его в ископаемое состояние. Такие случаи весьма редки и выяснены только в самых общих чертах. В ископаемом жемчуге разрушается органическая матрица, однако агрегат кристаллов не рассыпается, а цементируется в компактный агрегат. Количественно и качественно это явление в различных жемчужинах выражено неодинаково и зависит от индивидуальных их особенностей, характера вмешающих осадков и времени захоронения, исчисляемого десятками и даже первыми сотнями миллионов лет. Важная особенность ископаемого жемчуга состоит в самопроизвольной упорядоченности структуры вещества жемчуга, что заметно повышает ее сопротивление действию агентов внешней среды.
Заканчивая книгу о жемчуге, следует подчеркнуть большое значение минеральных продуктов живой природы в жизни человека. До самого последнего времени эти продукты не привлекли к себе внимания широкого круга исследователей. Мало они изучены в минералогическом отношении. Между тем минералогия оказывает неоценимую помощь в выяснении природы неорганического (минерального) и органического мира. Минерал в современном понимании не только физическое тело, химическое соединение с плотной упаковкой закономерно расположенных атомов, но и сложная система, тесно связанная с окружающей средой. Минералогия располагает необходимым теоретическим аппаратом, современными методами и новейшим оборудованием, вполне достаточным для исследования как обычных минералов, так и минеральных объектов живой природы.
Зарождение, рост и изменение биогенных кристаллов происходит в живом организме. Отсюда насущная необходимость тщательного изучения этих кристаллов и процессов, их порождающих, силами современной биологической науки. Между тем отсутствие должных контактов между специалистами минералогического и биологического профилей не позволяет полно проинтерпретировать полученные данные, дать им оценку и наметить пути дальнейшего исследования. Тесно примыкает к этой проблеме вопрос об участии живых организмов в формировании месторождений полезных ископаемых.
В нашей стране большой объем работ в области биологической минералогии проведен в последнее время А. А. Кораго и С. Н. Голубевым. За рубежом такие исследования интенсивно ведутся в Японии, а также и Швеции, Бельгии, Швейцарии, США, ФРГ и в других странах. Актуальными остаются вопросы биологии и минералогии жемчуга, минералогии и кристаллографии арагонита, поиски новых путей выращивания жемчуга, дальнейшее усовершенствование методов идентификации природных и культивированных жемчужин. Решение этих вопросов позволит глубже проникнуть в сущность жемчуга - одного из интереснейших образований природы.
Литература
Ал-Бируни. Собрание сведений для познания драгоценностей. Л.: Изд-во АН СССР, 1963. 518 с.
Андерсон Б. Определение драгоценных камней. М.: Мир, 1983. 458 с.
Буруковский Р. О чем поют ракушки. Калининград: Кн. изд-во, 1977. 110 с.
Галимов Э. М., Гриненко В. А. О влиянии процессов поверхностного выщелачивания на изотопный состав углерода вторичного кальцита. - Геохимия, 1965, No 1, с. 115 - 117.
Герасимов С. Л. Особенности поражения дальневосточной мидии Грея различными перфораторами. - В кн.: Биология мидии Грея. М.: Наука, 1983, с. 123 - 129.
Голубев Б. Ф., Есипов А. Б. Запасы пресноводной жемчужницы некоторых рек Северо-Запада РСФСР. - Тр. Всесоюз. науч.-исслед. и проект.-конструкт. ин-та ювелир. пром-сти, 1973, вып. 3, с. 51 - 68.
Голубев Б. Ф., Есипов А. Б., Дубров К. Ф. Биологические основы организации промысла жемчуга. - Там же, 1974, вып. 6, с. 80 - 84.
Голубев С. Н. Реальные кристаллы в скелетах кокколитофорид. М.: Наука, 1981. 164 с.
Граевский Э. Я., Баранов И. В. Промыслово-экологическое исследование жемчужницы бассейна оз. Вадозеро. - Вести. ЛГУ, 1949, No 8. с. 14 - 31.
Григорьев Д. П. Минерал как организм. - В кн.: Проблемы генетической информации в минералогии. Сыктывкар, 1976, с. 6 - 7.
Дорст Ж. До того, как умрет природа. М.: Прогресс, 1968. 415 с.
Дублянский В. Н., Задорожная Л. П. Кальцитовые оолиты и пизолиты из карстовых полостей Украины. - В кн.: Вопросы минералогии осадочных образований. Львов: Изд-во Львов, ун-та, 1970, кн. 8, с. 54-60.
Дублянский В. Н., Ломаев А. А. Карстовые пещеры Украины. Киев: Наук. думка, 1980. 180 с.
Зарицкий П. В., Кит В. Н., Нестерова Л. Л. Пещерный жемчуг в угольной шахте "Торез" (Польша). - Вестн. Харьк. ун-та, 1979, No 184, вып. 10, с. 13 - 15.
Зорина И. П. Жемчуг. М.: Знание, 1972. 42 с.
Иванов А. В. Промысловые водные беспозвоночные. М.: Сов. наука, 1955. 355 с.
Козлова Л. Е., Краснов Е. В., Глебовская Е. А. и др. Сравнительное изучение скелетного состава ископаемых и современных кораллов. - В кн.: Палеобиогеохимия морских беспозвоночных. Новосибирск: Наука, 1980, с. 3 - 23.
Колесников Ч. М. Жемчуг меловых пресноводных двустворок Гоби. - Палеонтол. журн., 1973, No 3, с. 138 - 141.
Кораго А, А. Речной жемчуг. Л.: Недра, 1981. 119 с.
Корнилов Н. И., Солодова Ю. П. Ювелирные камни. М.: Недра, 1982. 239 с.
Ломоносов М. В. Мнение Академии наук о жемчуге, сысканном в Ливонии в Дерптском уезде. - Собр. соч. М.: Изд-во АН СССР, 1954, т. 5, с. 269 - 270.
Максимович Г. А. Кальцитовые оолиты, пизолиты и конкреции пещер и рудников. - Зап. Всесоюз. минерал, о-ва, 1955, ч. 82, вып. 1, с. 74 - 79.
Нгуэн Тинь. Кальций в тканях и полостных жидкостях некоторых пресноводных моллюсков семейства Unionidae: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. М.: МГУ, 1973. 29 с.
Николаев С. Д., Николаев В. И. Изотопный состав кислорода воды Белого моря: Тез. докл. VI Всесоюз. симпоз. по стабильным изотопам в геохимии. М.: ГЕОХИ АН СССР, 1976, с. 148 - 149.
Овчинников В. Рождение жемчужины. М.: Дет. лит., 1971. 63 с.
Попов С. В. Микроструктура раковины и систематика кардиид. М.: Наука, 1977. 123 с.
Пыляев М. И. Драгоценные камни и их свойства. СПб., 1896. 335 с.
Раевская Т. А. Проблемы хранения и реставрации экспонатов с драгоценными камнями. - В кн.: Реставрация, исследование и хранение музейных художественных ценностей. М., 1982, вып. 2, с. 1 - 31.
Рожков В. Л. Структура жизни. М.: Знание, 1976. 25 с.
Руссов С. Словарь жемчужный, или описание мест и вод, на пространстве России находящихся, в коих ловится жемчуг. СПб., 1829. 36 с.
Смит Г. Драгоценные камни. М.: Мир, 1980. 586 с.
Соболевский В. И. Замечательные минералы. М.: Просвещение, 1983. 191 с.
Технология ювелирного производства / Селиванкин С. А., Власов И. И., Гутов Л. А. и др. Л.: Машиностроение, 1978. 320 с.
Ферсман А. Е. К истории русского жемчуга. - Природа, 1916, No 7, с. 941 - 943.
Харченко В. Сльози молюска. - Наука i суспiльство, 1979, No 7, с. 56-57.
Хребтов А. К. Положение жемчужной промышленности в России. СПб., 1897. 27 с.
Чолаков Н. Т. Пещерный жемчуг Болгарии. - В кн.: Пещеры. Пермь: Перм. гос. ун-т, 1964, вып. 4(5), с. 71 - 84.
Шнюков Е. Ф., Деменко Д. П. Жемчуг Черного моря. - В кн.: Геология шельфа УССР. Твердые полезные ископаемые. Киев: Наук. думка, 1983, с. 173 - 179.
Якунина Л. И. Русское шитье жемчугом. М.: Искусство, 1955. 158 с.
Ястребов Е. В. Пещерный "жемчуг". - Природа, 1961, No 8, с. 68.
Anderson В. W., Payne С. J. The density of pearls and cultured pearls. - Gemmologist, 1953, vol. 16, N 8, p. 501 - 511.
Arnold A. Fossile Hohlenperlen und Hohlenperlen aus Bergwerken sowie den Hohlenperlen analoge Bildungen. - Fundgrube, 1981, Bd. 17, N 3, S. 66-70.
Bachmayer F., Binder H. Fossile Perlen aus dem Wiener Becken. - Ann. Naturhist. Mus. Wien, 1967, Bd. 7, S. 1 - 12.
Bevelander G., Nakahara H. Structure and amino acid composition of pearls exposed to sea water for four hundred years. - Earth Sci., 1975, vol. 29, N 2, p. 87-91.
Brown G. The diagnostic radiographic structure of pearls. - J. Gemmol., 1979, vol. 16, N 8, p. 501-511.
Forti P., Pasini G. Calcareous cave pearls with gypsum nuclei: An example of dissolution - precipitation equilibrium for the system calcite - gypsum. - In: Proc. 7th Intern. Speleol. Congr. Sheffield, 1977, p. 196-199.
Johnson P. V. Organic gem materials of Baja California, Mexico. - Gemmologist, 1962, vol. 31, N 371, p. 104 - 110.
Komatsu H., Akamatsu S. Differentiation of black pearls. - Gems and Gemol., 1978, vol. 16, N 1, p. 7 - 15.
Mutvei H. The nacreous layer in molluscan shells. - In: Mech. Biominer. Anim. and Plants 3rd Intern. Biominer. Symp. Tokyo, 1980, p. 3-11.
Ottemann J., Kirchmayer M. Uber Hohlen Perlen und die Microanalyse von Ooiden mit der Electronensonde. - Naturwissenschaften, 1967, Bd. 54, N 14, S. 360-365.
Schlossmacher K. Leitfaden fur die Exakte Edelsteinbesstumung. Stuttgart, 1950. 174 S.
Simkiss K., Wada K. Cultured pearls - commercialised biomineralisation. - Endeavour, 1980, vol. 4, N 1, p. 32 - 37.
Strunz H., Wachsen G. Perlen aus dem Fichtelgebirge. - Aufschluss, 1978, Bd. 29, N 11, S. 379-395.
Thorne P. The undiscovered pearle banks of Canada. - Rocks and Miner., 1974, vol. 49, N 1, p. 18 - 19.
Thorne P. Fossil pearls in the United States. - Rocks and Miner., 1976, vol. 51, N 8, p. 387-393.
Viehmann I. Un nou proces de geneza a perlelor de caverna. - Lucr. Inst. speol., 1962 (1963), N 1/2, p. 295-303.
Wada К. Spiral growth of nacre. - Nature, 1966, vol. 211, N 5056, p. 1427.
Wada K. Amino acid composition of the organic matrices in the cultured pearls and shell: Profiles of Japanese science and scientists. Tokyo, 1970. 227 p.
Webster R. Gems: their sources, descriptions and identification. L., 1975. 932 p.
Wise S. W., Villiers J. Scanning electron microscopy of molluscan shell ultrastructures: Screw dislocation in pelecypod nacre. - Trans. Amer. Microsc. Soc., 1971, vol. 90, N 3, p. 376 - 380.

domain: geography