Живые организмы сохраняют свой биохимический состав и форму только до тех пор, пока они живы. Как только жизнь заканчивается, они немедленно начинают разлагаться. Причина этого, как установил великий французский учёный Луи Пастер, — разрушительная деятельность микроорганизмов, для которых органическое вещество становится средой обитания.

Процессы разложения (правильнее сказать — усвоения) органического вещества служат для бактерий источником энергии, обеспечивающей их жизнедеятельность, и углерода для построения тела.

Если нет природных факторов, препятствующих разложению, органическое вещество очень быстро полностью уничтожается и от него остаётся лишь небольшое (несколько процентов начальной массы) количество содержащегося в нём минерального вещества. Что же может предотвратить полное разложение органического вещества в природе?

Органическое вещество имеет шансы противостоять разложению, если его высушить (обезводить). Отсутствие влаги парализует деятельность микроорганизмов. Сухие растительные и животные ткани сохраняются в ископаемом состоянии неограниченно долго, чему имеется довольно много археологических свидетельств. Мумии фараонов сохранились до нашего времени благодаря не только искусству египетских жрецов, но и сухому воздуху внутри пирамид и гробниц.

Низкие (отрицательные) температуры также препятствуют разложению органического вещества. Подтверждениями в данном случае могут быть палеонтологические находки — останки животных и растений в вечной мерзлоте. При температурах вечной мерзлоты сохраняются не только кости, но и тела животных. Вспомним, например, находки мамонтов. Известный «Берёзовский мамонт», обнаруженный охотниками в древнем русле реки Берёзовка — притока Колымы, по рассказам участников экспедиции Петербургской академии наук (1901—1902), сохранился настолько хорошо, что его мясом кормили ездовых собак.

Но самое главное условие сохранения органических остатков — отсутствие или дефицит кислорода. Дело в том, что микроорганизмы, использующие органические вещества, являются преимущественно аэробными, то есть могут существовать только в среде с кислородом. Там, где это условие соблюдается, они эффективны и безжалостны. В средах, где кислород отсутствует или его мало, жизнедеятельность аэробных бактерий невозможна. В этих случаях органическое вещество сохраняется долго.

Ограниченное содержание кислорода поддерживает водная среда. В природных средах «бескислородные» условия возникают при захоронении органического вещества в толще непроницаемых осадков (например, в глинах) или в отложениях, состоящих из концентрированной массы органического вещества (например, в торфе или сапропеле).

Подчеркнём, именно дефицит кислорода в концентрированных скоплениях больших масс органического вещества определяет его возможность превратиться в полезное ископаемое: твёрдое — уголь и горючий сланец, жидкое — нефть и сапропель, или газообразное — горючий газ. Такие превращения геологи называют метаморфизмом (от греч. metamorphoomai — подвергаюсь превращению). Они идут в течение тысяч, а иногда десятков и сотен миллионов лет в условиях высоких давлений и температур в глубинах земной коры либо под толщей воды, куда органическое вещество попадает вместе с другими породами.

Органическое вещество сапропеля образуется при сочетании благоприятных условий: влажный тёплый климат, сильно увлажнённые почвы, влаголюбивая и обильная растительность. Примерно такой климат был на территории Тверской области около 5 тыс. лет назад.

В торфяных болотах источником органического вещества служат высшие растения: травы, кустарники, деревья; в донных отложениях озёр — преимущественно водоросли. Болота и озёра — малоподвижные водные среды, поэтому в них органическое вещество остаётся на месте гибели и захоронения, не переносится, не измельчается и не смешивается с минеральным материалом. Такие условия обеспечивают накопление больших масс органического вещества, последующий переход его в ископаемое состояние и в конечном счёте формирование месторождений сапропеля.

Толщина (геологи говорят «мощность») образующихся в подобных условиях скоплений органического вещества иногда крайне велика. Так, например, некоторые озера Тверской области имеют мощности более 30 млн. тонн и свыше 30 метров. Это указывает на то, что перечисленные выше благоприятные условия сохранялись длительное время — десятки тысяч лет.