В минувшие геологические эпохи, когда условия для размножения простейших организмов были более благоприятны, а потребителей планктона и бентоса существовало значительно меньше, накапливались огромные количества останков простейших. Они медленно, на протяжении многих миллионов лет разлагались без доступа воздуха, скапливались на дне мелководных бассейнов, засыпаясь глиной и песком, и превращались в жидкие соединения, известные теперь под названием нефти. Не исключена возможность образования нефти и из останков более высокоорганизованных животных (например, рыб), массами гибнувших в водоемах. Опыты исследователей с нагреванием жиров животного происхождения без доступа воздуха под большим давлением приводят к образованию жидких продуктов, весьма похожих на нефть.
Если в образовании нефти участвовали останки простейших организмов, населявших мелководные бассейны, то материалом для образования каменного угля послужила главным образом роскошная флора, около 200 млн. лет назад достигшая максимума своего развития.
Период времени в истории Земли, знаменующийся бурным развитием растительного царства, давшим материал для образования каменных углей, геологи называют каменноугольным. Длительность этого периода составляла не менее 75 млн. лет.
Однако пышная растительность в условиях тропического климата была сравнительно однообразна. Представленная гигантскими лепидодендронами, каламитами, сигаляриями и другими древовидными растениями, отдаленно напоминающими современные папоротники, хвощи и плауны, флора каменноугольного периода образовывала обширные леса, насчитывавшие до 200 видовых форм.
Горообразовательная деятельность Земли часто сопровождалась значительными опусканиями суши и наступлением морей, затоплявшими обширные площади лесов. Создавались условия для разложения отживших растений без доступа воздуха. Оно сопровождалось выделением ряда летучих продуктов распада и постепенным обогащением углеродом. Так на протяжении длительного времени происходило образование огромных залежей торфа. Дальнейшая судьба его определялась особенностями геологической истории данного района. В том случае, когда погружение поверхности суши было небольшим и залежи торфа покрывались тонкими слоями осадочных пород (глиной, песком и др.), торф превращался в бурый уголь. При значительном погружении и мощном накоплении осадков торф, подвергаясь большому давлению, а иногда и действию высокой температуры, превращался в различные виды каменного угля и антрацит.
В 1913 г. на Международном геологическом конгрессе в городе Торонто (Канада) впервые были подсчитаны мировые запасы каменного угля. Они определялись в 7400 млрд. т. Спустя 24 года на Международном конгрессе в Москве мировые запасы угля исчислялись уже в 7900 млрд. т. Очевидно, что и эта цифра не является окончательной и точной, так как по мере совершенствования и расширения геологоразведочного дела не только уточняются запасы старых месторождений, но и открываются новые залежи каменного угля. Лучшие сорта ископаемых каменных углей содержат до 99 % углерода.
Свободный углерод встречается либо в виде прозрачного, играющего огнями всех цветов радуги драгоценного самоцвета — алмаза, либо в виде непрозрачного темно-серого, почти черного, жирного наощупь вещества — графита.
Алмазы были известны еще народам древности. Само слово «алмаз» происходит или от арабского «ал-мас», что значит «твердейший», или от греческого слова «адамас», означающего «несокрушимый», «непреодолимый». И то и другое название намекает на твердость алмаза, который действительно является самым твердым из всех природных минералов.
Долгое время природа алмаза была загадкой и его считали чистейшим образцом горного хрусталя. В 1649 г. флорентийские академики нагрели алмаз так, что «не нашли» от него ни малейшего следа, установив тем самым, что алмаз горюч.
Долгое время считали, что крупные алмазы можно получить путем сплавления мелких[8]. В 1773 г. в Петербурге в Горном училище выдающийся русский минералог А. М. Карамышев, желая опровергнуть это мнение, произвел «сжигание алмаза нарочитой величины».
8
Упоминаемый А. С. Пушкиным в «Пиковой даме» граф Сен-Жермен, известный авантюрист XVIII в., славился как владелец крупных алмазов, которые он якобы получал сплавлением из мелких.