25757-1 (707531), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

Можно попытаться представить себе, как менялся облик Земли. Где-то 2,6 млрд. лет назад ее мозаичный, по-видимому, материковый надел был вкупе не многим более современной Антарктиды (возможно, в окружении островов). Оно и понятно. Ядро планеты еще маленькое, циркуляция вещества в мантии только набирает силу, протяженность рифтовых долин, где нарождается океанская кора, не так уж велика. Потому и зон под-двига плит пока немного.

Впрочем, строго говоря, сушу в то время представляли не только те протоматерики и соседствующие с ними острова. Мировой океан был в процессе образования, разрозненные бассейны еще не слились воедино, следовательно, срединный хребет, а наверняка, также часть будущего морского ложа оставались не залитыми водой. (Хотя, как вы теперь знаете, и сам хребет, и эти «заготовки» океанского дна слагала отнюдь не континентальная кора.)

И вот глубокие разломы, сквозь которые поднимается разогретое мантийное вещество, распространяются по все большей поверхности планеты. Существенно меняется и масштаб «производства» новой коры — океанской, материковой. Миллиард лет спустя общая площадь суши (истинно материковой, так как океан уже вполне стал Мировым) достигла размеров нынешней Евразии. Но эта суша еще не была единой, хотя столкновения шли, о чем говорит сокращение числа краевых мелководных морей.

К началу палеозоя (600 млн. лет назад) заметный «недостаток» суши сравним, пожалуй, с величиной обеих современных Америк, вместе взятых,— более 40 млн. км2. Близится время сверхконтинента Пангеи. Сократилась протяженность шельфов. Резко уменьшилось запаздывание приливных волн. Замедлился и «уход» Луны.

Тут, кстати, нетрудно вычислить темпы нарастания суши в разные времена. В течение палеозоя — по 0,007 кв. км в год. Только не нужно представлять это себе как ежегодное появление где-то на Земле целого «поля» в 7 га. Прибавка складывается из новообразований, разбросанных по планете. А на молодой Земле темп прироста суши, судя по всему, был почти вдвое меньше. Так по крайней мере видятся те далекие времена, высвеченные аналитическим поиском исследователей нашей планеты.

Однако какое все это имеет отношение к проблеме происхождения жизни на Земле? Сорохтин убежден: прямое, поскольку современный уровень знаний позволяет более достоверно, чем раньше, смоделировать условия ранней стадии эволюции Земли. На этот раз две колеи — геология и биохимия — благополучно совмещаются. Судите сами.

Представьте себе поверхность первичной Земли, вглядываясь в то далекое прошлое сквозь призму неомо-билизма.

Итак, время действия-— 4,6 млрд. лет назад. Планета безжизненна. Газово-пылевое вещество, послужившее для нее материалом и образованное взрывом сверхновых звезд, полностью стерилизовано жестким космическим излучением. Ни атмосферы, ни океана. Космический холод. Солнце светит на треть слабее, чем в наши дни.

Но в недрах планеты исподволь уже идет радиоактивный разогрев, отчего уменьшается вязкость всего заключенного в ней вещества. Позади полмиллиарда лет. Идет медленное, очень медленное расслоение этого вещества по плотности. Начало выделяться ядро Земли. Пришли в движение мантийные течения. Водяной пар, углекислый газ, азот вырываются из подземного плена. Большую часть пара поглощает разогретый оливин вблизи поверхности планеты. Океана все еще нет. Над Землей — оболочка азота и углекислого газа. Парниковый эффект. Температура поднимается до 50°С, местами до 100°С. Рифты охватывают все большую часть планеты. Их активность нарастает. Здесь работают не единичные «реакторы» по производству первичной органики, а множество по всей протяженности рифтовых зон.

Очень пористый реголит первозданного грунта (подобный грунту современной Луны) поглощает значительную часть конденсирующейся из пара воды. Там, под тонким слоем вулканического пепла, служащего защитой от сильного ультрафиолетового излучения, накапливается органика и синтезируются биополимеры. Пеп-лы в изобилии содержат активные катализаторы: свободные хром, железо, кобальт, никель, свинец, платину. Мелкие поры реголита придают ему свойства губки, в которой высокая концентрация аминокислот, нуклеидов, жироподобных веществ, катализаторов и других кирпичиков нарождающейся жизни. Потом ее примитивные формы переместятся в воду молодых бассейнов.

А как же с губительным действием кислорода первичной атмосферы? Такового действия, считает Сорохтин, попросту не было или почти не было. Все дело в свободном железе. Сейчас его в мантийном веществе (да и в лаве вулканов) нет. Помните, оно связывалось кислородом, освобождавшимся по мере роста ядра Земли? А тогда в мантийном веществе, поднимавшимся в рифтах, свободного железа содержалось больше 13 процентов. Оно-то и не давало накапливаться кислороду в тогдашней атмосфере. И происходило это на огромных пространствах. Ведь процесс шел не в единичных разрозненных вулканах вроде курильского Тяти или камчатского Толбачика, не эпизодично в моменты редких извержений, а почти постоянно и по всей протяженности рифтовых зон.

Вулканы, подобные современным дальневосточным, вообще появились не одномоментно с рифтами, а лишь с развитием поддвига плит. Еще позже в магматические очаги, питавшие эти вулканы, стали поступать на переплавку осадочные породы, что, по-видимому, не могло не сказаться на составе вытекавшей лавы, извергавшихся газов и пепла.

Кстати сказать, по модели Сорохтина присутствие в первичных рифтах свободного железа хорошо обеспечивало сырьем (наряду с другими реакциями) и органический синтез. Встреча железа с окисью углерода и водой давала метан, а взаимодействие с азотом и водой — аммиак (железо отбирало кислород у воды и углерода), то есть те самые продукты, которые были исходными при получении кирпичиков белков и нуклеиновых кислот во всех классических лабораторных опытах. При подобном варианте большая часть метана и аммиака связывалась в органику здесь же, на месте.

Как видите, такая модель, не входя в противоречия ни с экспериментами биохимиков, ни с данными геологов, позволяет сделать существенный шаг в решении проблемы происхождения жизни на Земле. Многие прежние исследователи искали это решение в установлении географического места появления протобионтов. Как вы помните, это были и океан, и вулканы, и влажные глины...

А сколько было сломано копий в спорах о времени зарождения жизни на Земле! Не так уж давно следы организмов находили только в породах не старше 500— 600 млн. лет. И именно это время считали искомым рубежом. Позже исследователи стали отодвигать его все .дальше в прошлое. А руководствовались опять-таки не теоретическими обоснованиями, а чисто эмпирическими данными. Так было и с отметкой в 2 млрд. лет, когда на границе Канады и США в горных породах района Великих озер нашли углеродистые вещества — «визитные карточки» организмов именно такого возраста. Сходный результат дал радиоизотопный анализ образцов из Подолии на Украине. Отметка сместилась до 3 млрд. лет назад и больше, когда признаки пребывания столь «старых» бактерий обнаружили в Южной Африке, а затем в керне, поднятом с очень большой глубины при бурении исследовательской скважины на Кольском полуострове. Еще 500 млн. лет прибавили следы жизни, которые оставили в Западной Австралии нитчатые и сферические тельца длиной в микрометр и толщиной в доли микрометра. Тогда же, как считается, возникли строматолиты — известняковые постройки, возведенные в древнейших водоемах микроскопическими водорослями и бактериями.

Сегодня некоторые ученые утверждают, что надо говорить об отметке в 4 млрд. лет назад. Самый ранний углерод биологического происхождения встретился в Западной Гренландии, в горных породах, возраст которых достигает 3,8 млрд. лет. А ведь у существ, оставивших этот углерод, должно было быть время, чтобы успеть развился до такого состояния (правда, кое-кто сомневается: действительно ли тот западыогренландский углерод оставлен живыми существами?).

Сорохтин тоже называет 4 млрд. лет. Но обоснование у него иное: это начало формирования ядра Земли, начало ее дегазации. Именно тогда (не раньше) могло произойти зарождение жизни на планете. В том-то и дело — «могло». Модель устанавливает куда более важное, чем только время и географию этого события. Она устанавливает его место в системе, в сложном процессе трансформации космической материи. И тогда возникновение жизни — естественное следствие эволюции самой планеты.

Но коль скоро так, стоит задуматься вот над чем. Не определялся ли и последующий ход развития биосферы постоянной работой все тех же глубинных механизмов Земли?

Вопрос непростой. Земля—машина жизни?..

ВАРИАЦИИ В СТИЛЕ РЕТРО.

Ход эволюции жизни удивительно прихотлив. И столь же загадочен. Каждый поворот — неожиданность. Не знаю, чего в палеонтологии — науке, изучающей древнюю жизнь,— больше: открытий или всевозможных «отчего» да «почему». Не случайны бесконечные споры о движущих силах изменчивости организмов. И вообще, что в ней ведущее? Целеустремленный поступательный переход от простых систем к сложным или случайные стихийные всплески активности, подавляющие и вытесняющие конкурентов? Есть в развитии всего живого на Земле такие неожиданные зигзаги, которые вроде бы никак не объяснить ни естественной потребностью организмов в укреплении обороны или в усилении агрессивности, ни приспособлением к условиям среды. Таких зигзагов немало. Их открытие происходило в разные времена. О причинах их появления специалисты дискутируют многие годы, пытаясь найти что-то общее в таких событиях, выявить закономерности, взаимосвязи. Снова и снова уточняют детали давних «виражей» природы, не переставая поражаться их странностям, вглядываются в особенности ушедших времен и, конечно, не теряют надежды найти разгадку.

Давайте вглядимся и мы. Тем более что ряд разгадок, как оказалось, не так уж недоступен.

...Горы Уэльса давно влекли к себе Адама Седжвика. Отчасти суровостью пейважа, отчасти тем, что местное кельтское .население этой западной части Великобритании ревностно сберегало свои старинные обычаи, свой язык. Но самым притягательным в тех горах он считал сильно смятые складки. Оно и понятно — Седжвик был геологом, профессором Кембриджского университета.

И вот во время экспедиций 1835 г. он обнаружил выходы на поверхность очень древних сланцев. Они крайне удивили его. Под ними лежали пласты, почти лишенные остатков жизни. В сланцах же появлялось невероятное изобилие обломков раковин, панцирей и скелетов морских животных.

Находок было так много, словно, он бродил по песчаному дну современной теплой лагуны во время отлива. Настоящее кладбище морских животных. Но каких! Разнообразие видов просто поражало. Причем ни одна из обнаруженных раковин никогда прежде Седжвику не попадалась ни в экспедициях (а он немало походил по горам и долам Европы), ни даже в чьей-нибудь коллекции. То, что он увидел, было невиданным, этого не описывал ни один геолог.

Говоря о времени возникновения жизни, я упоминал рубеж, не так давно еще считавшийся общепринятым — БОО—600 млн. лет назад. К его установлению прямое отношение имело открытие Седжвика, так оно поразило ученых. Сделав его, он посчитал, что необычные горные породы относятся к неизвестному еще периоду истории нашей планеты — к появлению первой фауны (он имел в виду только фауну). И нарек его так, как кельты издавна называли свой край,— кембрием. Так в геологической хронологии появился кембрийский период.

А причину происшедших в кембрии событий Седжвик объяснить не смог. С той поры уже полтора века у геологов существует нераскрытая тайна кембрия. Она равнодушно пережила фейерверк гипотез.

То, чем знаменателен кембрии, действительно кажется невероятным. Примерно 570 млн. лет назад произошло на Земле чрезвычайное событие, круто изменившее все развитие жизни на планете: появились и широко расселились животные, имеющие твердый скелет. Без него, вероятно, были бы невозможны многие доследующие биологические успехи, в том числе и восхождение к существам разумным. Скелеты, панцири, раковины появились как бы вдруг. Причем не у отдельных единичных видов, а у подавляющего большинства морских животных.

Многие ставили это под сомнение. Действительно, как согласиться, что организмы со скелетами появились разом! По волшебству?

— Такого не может быть, чтобы докембрий был эпохой бесскелетных! — бунтовали геологи, озабоченные точностью датировок древних отложений, и снаряжали экспедиции за доказательствами во все концы света.

И находили желанные докембрийские «опровержения» — нечто похожее на раковину в Сибири, подобие отпечатков двустворок в Америке, Австралии, Индии, остатки ракообразных в Африке. Одно время палеонтологи располагали буквально обилием «опровергающего» докембрийского материала.

Увы, все эти вещественные доказательства были отвергнуты после тщательного обследования. Либо это были остатки водорослевых построек, к которым никакие животные не имели отношения, либо просто галькой, прихотливо скатанной волнами и напоминающей раковину, либо находка оказывалась более молодой — не до* кембрийской.

И несмотря на все это, кембрийская ситуация по-прежнему вызывала недоверие. Даже в одном из капитальных трудов по геологии СССР появились вот такие строки: «При определении нижней границы кембрия принимается, что... комплекс скелетных организмов появился более или менее одновременно. Но это положение может быть принято только условно. Соображения теоретического порядка подсказывают, что скелетные организмы не могли появиться в разных точках земного шара одновременно».

Между тем достоверные факты все прибывали. И они говорили об обратном. Кембрийский материал проверяли разными методами. Делали и химические анализы. Рассуждали так. Допустим, раковины появились в разное время. Но тогда состав этих древнейших остатков должен быть несхож. Тем более у образцов, взятых из далеких друг от друга районов. Неизбежно и видовое различие таких наборов, коль скоро и время и место появления каждого ничего не имеют общего.

Какими же оказались результаты многочисленных проверок? Все наборы образцов примерно одинаковы. Не только для разных районов, скажем Сибири, но также для Сибири и Австралии, Марокко, Европы.

Остается только признать: ни нижней границе кембрия действительно произошло из ряда вон выходящее событие, совершенно изменившее облик большинства животных. Какое? Почему? Что послужило толчком? Что этому предшествовало?

Последний вопрос интересен вдвойне. Казалось бы, именно предшественники должны пролить свет на происшедшее в кембрии. Но геологи не возлагают на них особых надежд. По той простой причине, что докембрий-ская жизнь тоже полна загадок. Да каких!

Все началось с еще одного преждевременного открытия. Как вы, наверное, заметили, в истории науки таких немало. Из чего следует, что открытие надо делать вовремя, никак не раньше того момента, когда его с нетерпением ждут. Или хотя бы тогда, когда специалисты вполне готовы оценить его по достоинству. Никак не раньше. Если, конечно, автор открытия хочет при жизни пожинать лавры успеха.

Характеристики

Список файлов реферата