Как развивалась жизнь на Земле
Шрифт:
С деятельностью железобактерий связаны залежи железных руд.
Море слой за слоем откладывает на больших площадях разнообразные обломки, ил. Остатки же обитавших в море животных и растений сохраняются в слоях в виде окаменелостей, отпечатков скелетов. Из этих остатков образовались породы, называемые осадочными, так как они отложились в виде каменных осадков.
Значительную геологическую деятельность проявляли ледники. Около 25 тыс. лет тому назад ледник покрывал почти всю северную и среднюю части Европы и большую часть Северной Америки. Его толщина достигала одного километра. Несколько раз Европа и Северная Америка покрывались льдом и несколько раз наступало потепление, ледник таял, а затем вновь надвигался с севера, достигая линии Днепропетровск — Дрезден. Этот гигантский ледник перенес миллионы тонн обломочного материала — глыбы массой свыше тысячи тонн и мелкий песок, вырыл русла многих современных рек и впадины озер, заполнившиеся затем ледниковыми водами. Теплолюбивые растения и животные отступили далеко на юг. На месте степей выросли леса из холодостойких пород, а леса уступили место тундрам.
Чем же были обусловлены большие оледенения? Возможно, тем, что на Землю попадало меньше солнечного тепла. А может быть, тем, что уменьшилось количество углекислого газа в атмосфере Земли.
По мнению некоторых ученых, оледенения не было вообще, а приписываемые ему отложения были сформированы потоками, перенесены льдами и айсбергами или навеяны ветром.
Даже небольшой ветерок может поднять и перенести мелкую пыль. Ураганы же, скорость которых достигает 100 м/с, способны поднять в воздух глыбы массой в десятки килограммов. Сдувая с поверхности Земли обломки пород, ветер более мелкие из них поднимает на большую высоту и переносит далеко, крупные же обломки остаются ближе или просто перекатываются на другое место. Обломками ветер шлифует встречающиеся на его пути породы.
Велика работа ветра в пустынях. Равнинная поверхность и отсутствие растений делают возможным перенос обломков на значительные расстояния.
Ветер, перенося семена и споры, способствует распространению растений на новые участки Земли. Иногда он переносит также мелких животных, например насекомых.
Человечество проводит значительную геологическую работу. Ежегодно во всем мире из земной коры добывается свыше 100 миллиардов тонн различных пород и минералов. Ведутся обширные работы по мелиорации земель. Создаются искусственные водохранилища. Влияние человека на биосферу огромно.
Эндогенные процессы
В земной коре и в настоящее время происходят значительные изменения. Наблюдаются колебания земной коры, движение отдельных участков суши в горизонтальном направлении (Калифорнийское побережье передвигается на север, Баварские Альпы — в сторону Мюнхена).
История Земли делится на спокойные и бурные периоды. Спокойные периоды характеризуются общим погружением суши в воду и наступлением моря. Главную роль в формировании рельефа в спокойный период играют экзогенные процессы, приводящие к накоплению мощных слоев осадочных пород.
В бурные периоды земная кора быстро поднимается. Море отступает. На месте морских бассейнов возникают горы. От колебания земной коры породы сминаются в складки. В отдельных случаях слои пород перемещаются по трещинам вверх или вниз, разрываются, образуя бугры или пропасти. На поверхность из раскаленных слоев Земли изливается магма и застывает, образуя магматические породы: граниты, базальты.
Существует много гипотез о причинах колебания земной коры. По одной из них, Земля при охлаждении уменьшается и земная кора деформируется. Согласно другим гипотезам, причинами колебания являются течения, будто бы возникающие в раскаленной части Земли, приливы и отливы магмы под воздействием космоса, радиоактивный распад и т. п. По-видимому, колебания земной коры объясняются рядом причин.
С магматическими явлениями тесно связана деятельность вулканов, отверстий в земной коре, через которые на поверхность изливается расплавленная магма, происходят выбросы пепла, газа, воды и других химических веществ. Огромное значение имеет геологическая деятельность вулканов на всю геологическую историю Земли. Миллионы действующих вулканов, выбрасывающих в воздух лаву, пепел, газы, пар, изменяли климат. Возникали новые острова, почва удобрялась плодородным пеплом.
Землетрясения возникают в результате деятельности вулканов, обвалов горных склонов или подземных пустот, горообразовательных процессов.
Экзогенные и эндогенные процессы происходят беспрерывно, изменяя поверхность Земли, атмосферу, климат, земные недра. Вместе с ними изменяется растительный и животный мир.
Возраст Земли
Предположив, что первичный океан был пресноводным, ученые установили, сколько лет прошло, пока реки принесли в него то количество солей, которое содержится теперь в океане. Получилось около 500 000 лет. По скорости современного осадкообразования ученые пытались определить время, в течение которого накоплялись мощные осадочные толщи. Получились разные числа: от 15 тыс. до 3–7 млн. лет. В последнее время возраст Земли определяют по образовавшимся в результате различных радиоактивных процессов породам и минералам. Определенный таким образом возраст Земли составляет 4–10 млрд. лет.
Но наиболее надежным методом изучения истории Земли остается пока палеонтологический. Его разработали английский ученый Вильям Смит и французский ученый Жорж Кювье. Эти ученые пришли к выводу, что каждому комплексу осадочных пород соответствует комплекс ископаемых существ. Если, например, в слое известняка найден панцирь трилобита, то можно заключить, что данный слой образовался в палеозойскую эру — свыше 300 млн. лет тому назад. В то время на Земле обитали эти членистоногие животные.
Животные и растения, живущие в воде, умирают и падают на дно водоемов. Там их заносит песок либо покрывает ил. Мягкие ткани животных сгнивают, а твердые (кости, зубы, чешуя, панцири, раковины) остаются и постепенно окаменевают. Остатки растений превращаются в торф и уголь.
Растения и животные, обитающие на суше, после смерти могут быть занесены ветровыми отложениями и также окаменевать. От животных, не имеющих твердого скелета или панциря, остаются на мягком иле отпечатки. По окаменевшим отпечаткам также можно узнать о животных, живших в период формирования данных отложений. Иногда в породах находят следы жизнедеятельности тех или иных животных.
При изучении окаменелостей из различных слоев ученые пришли к заключению о том, что растения и животные отдаленного прошлого Земли значительно отличались от современных.
Для объяснения происходящих в растительном и животном мире изменений французский ученый Ж. Кювье выдвинул теорию катастроф. По его мнению, в истории Земли было четыре катастрофы. Они полностью уничтожали на ней жизнь, а затем некая «высшая сила» воссоздавала ее вновь. Против этой теории выступил английский исследователь Чарлз Лайель. В своей книге «Основы геологии» он объяснял все происшедшие на Земле изменения воздействием тех же процессов, которые происходят в наше время.
Выдающийся английский ученый Чарлз Дарвин создал учение об эволюционном развитии органического мира. Он доказал, что в беспрерывной борьбе за существование выживают организмы, наиболее приспособленные к условиям существования. Условия существования постоянно изменяются, следовательно, изменяются и организмы.