Молодость древней науки
Шрифт:
Но правомерно ли в принципе такое название?.. Ведь обычно, когда говорят о возникновении жизни, то стремятся найти такое место на Земле, где с наибольшим успехом могли протекать сложные химические реакции, приведшие к появлению белковых тел, первичных организмов. Одни ученые полагают, что это произошло на заболоченных пространствах суши, другие (их большинство) считают, что жизнь зародилась в море… При чем же тут биогеносфера, охватывающая весь земной шар?.. Ответить на этот вопрос несложно: для того чтобы жизнь возникла в море (или болоте), нужно, чтобы сначала возникло море (или болото). А четыре миллиарда лет назад на поверхности Земли не было ничего, кроме горных пород, озаренных солнечными лучами. Это означает, что понять, как и почему возникла жизнь на Земле, можно лишь в том случае, если мы познаем, как развивались поверхностные слои земного шара, иначе говоря — познаем закономерности развития биогеносферы.
Итак, совершим путешествие во времени, путешествие сквозь несколько миллиардолетий.
Ученые полагают, что планеты, в том числе и наша Земля, возникли из облака космической пыли и газа, вращавшегося вокруг Солнца, и что процесс образования планет начался пять или шесть миллиардов лет назад. В облаке космической пыли постепенно появились сгущения, центры конденсации космической пыли, метеоров; они-то и превратились постепенно в планеты.
Столь ранний период в развитии Земли не представляет, однако, специального интереса с точки зрения физической географии, и потому мы сразу же перенесемся к тому времени, когда наша планета стала подобна современной Луне — по размеру, во всяком случае.
…Твердое тело, вылепленное из космической пыли и метеоритов, и Солнце — Солнце, просвечивающее сквозь поредевшее газопылевое облако… Взаимодействие солнечного луча и камня.
Было оно первоначально простым, это взаимодействие. Горные породы на поверхности юной планеты легко раскалялись, когда Солнце освещало их, и так же легко и быстро остывали, когда Солнце «заходило». Соседняя с нами Луна, не прикрытая атмосферой, днем нагревается до 120 и более градусов, а ночью остывает до 150 градусов мороза. Юная Земля не испытывала, вероятно, столь огромных температурных колебаний — она вращалась в сотню раз быстрее современной Луны, и потому температура поверхности была равномерней. И все-таки каждую ночь «жара» уступала место «морозу».
Но и в зной, и в холод миллиарды дней и ночей подряд почти непрерывно сыпался на Землю космический «дождь». Метеориты не прочерчивали тогда огненных линий по аспидно- черному небу, усеянному теми же звездными системами; захваченные земным притяжением, метеориты резко меняли направление полета и, невидимые, неожиданно появлялись у поверхности планеты…
Так продолжалось сотни миллионолетий, и в результате непрерывной «бомбардировки» Земля выросла, окрепла, достигла таких размеров, что смогла удерживать газы, выделявшиеся из ее недр, и даже захватывать газы из окружающего мирового пространства. Так появилась первичная атмосфера, состоявшая, правда, из «мертвых», неспособных поддерживать жизнь газов, вроде водорода, углекислого газа и некоторых других.
Теперь метеориты, продолжавшие сыпаться на Землю (хотя и не в прежнем количестве), по ночам оставляли на черном полотне неба легкий светящийся след, и след этот иной раз «повисал в воздухе» — самые мелкие частицы сгорали, не долетая до Земли. Солнечные лучи больше не могли беспрепятственно раскалять камни: часть их рассеивалась и отражалась атмосферой обратно, а часть поглощалась, и именно поэтому темно- фиолетовое дневное небо над Землей сначала посветлело, а потом и поголубело, приняв тот глубокий лазурный цвет, которым мы можем любоваться ныне в любой ясный день.
Впрочем, в наше время год на год не приходится, и выдаются иногда такие годы, с таким скверным дождливым летом, что за серым облачным слоем и при всем желании не разглядишь голубого неба. Но если бы в ту бесконечно далекую пору с какой-нибудь иной планеты на Землю опустились астронавты, они могли бы любоваться ясным небом каждый день, от восхода до заката, потому что в атмосфере Земли тогда не было воды, не было водяных паров, а следовательно, не было и облаков…
У первичной атмосферы Земли, при всех ее «недостатках», уже имелось замечательное свойство: она удерживала часть тех лучей, которые отражались от твердой поверхности Земли и уходили обратно в мировое пространство. А это привело к тому, что температурные различия между днем и ночью, а также между летом и зимой уменьшились, климат на Земле стал намного ровнее и теплее… Зима, весна, осень, лето… Эти так хорошо знакомые нам сезоны года и тогда сменялись на Земле, но как непохожи они были на то, что видим мы сейчас! И в самые бурные зимы ни одна снежинка не опускалась на черную землю, а весна тогда не была порой пробуждения, так же как осень — порой увядания. Даже в приэкваториальной полосе, там, где всегда климат был ровнее, чем в умеренных и северных широтах, внешний облик лета ничем не отличался от внешнего облика полярных зим: все различия сводились к различиям в температуре…
Примерно в то же время, когда возникла на Земле атмосфера, в недрах планеты начались, а потом и усилились чрезвычайно важные процессы: планета, видимо за счет радиоактивного распада, стала постепенно разогреваться. Это привело, во-первых, к тому, что к поверхности Земли стало поступать дополнительное количество тепла, не зависящее, кстати, от времени года или суток, а во-вторых, в литосфере началось медленное перераспределение материала: легкие вещества поднимались, а тяжелые опускались.
В итоге же на Земле возникли условия, заметно отличающиеся от тех, что были раньше. Атмосфера, пронизанная в дневные часы солнечными лучами, ночью сохраняла тепло. Солнечная радиация по-прежнему воздействовала на горные породы, но атмосфера теперь выступала в роли посредника, влияя в свою очередь на процессы, протекавшие в горных породах. У поверхности твердого тела Земли собрались легкие породы, образовалась земная кора. Именно эта земная кора отныне испытывала на себе влияние солнечной энергии и атмосферы, она поглощала солнечное тепло, и она же передавала атмосфере внутреннее тепло Земли.
Таким образом, на Земле возникли сложные процессы взаимодействия между литосферой, атмосферой и солнечной радиацией; поверхностные горизонты земного шара обрели некоторое единство, стали развиваться как бы в одном направлении, свидетельствуя о том, что на Земле появилась географическая оболочка, или биогеносфера. Эта еще очень примитивная биогеносфера уже заметно отличалась как от вышерасположенных частей планеты (верхние слои атмосферы), так и от нижерасположенных (недра планеты). А в недрах, в самой глубине Земли, сформировалось ядро.
Событие это, казалось бы не имеющее прямого отношения к биогеносфере, тем не менее сыграло и продолжает играть большую роль в ее жизни: ведь с возникновением ядра связывают и возникновение магнитного поля, отклоняющего часть космической радиации.
Дальнейший ход развития биогеносферы привел к еще одному принципиально важному событию — к возникновению воды.
Ныне установлено, что водные соединения входят в состав межзвездной материи, в метеориты (ее даже удавалось выделять в лабораторных условиях), и нет никаких сомнений в том, что вода была и в составе того первичного вещества, из которого формировалась планета. После образования относительно мощной атмосферы, при сравнительно равномерном ходе суточной температуры на быстро вращающейся Земле, в биогеносфере сложились условия, при которых вода смогла выделиться в качественно особый компонент природы.