Космос - «мир, вселенная и мироздание» (др. греческий), первоначальное значение - «порядок, гармония, красота».
Впервые термин Космос для обозначения Вселенной был применён Пифагором...









Интересные сайты:




Феномен человека на фоне универсальной эволюции

Глава VII Эволюция Земли

Участие биосферы в эволюции Земли

7.3. Участие биосферы в эволюции Земли

Структура Земли образовалась и продолжает развиваться (эволюционировать) в ходе сложнейших метаболизмов при самом тесном взаимодействии разных элементов этой структуры (земных оболочек). Мощным фактором эволюции земной коры является биосфера, которая возникла около 4,5 млрд лет назад (см. разд.4.3.1), т.е. практически сразу после образования Земли 4,6 млрд лет назад (см. разд. 7.2). Биосфера, к примеру, самым активным образом участвовала в образовании осадочных горных пород, составляющих значительную часть земной коры, и в формировании поверхности Земли.

В ходе деятельности верхних оболочек Земли, включая биосферу, возникли и эволюционировали атмосфера с гидросферой. «Согласно современным представлениям, атмосфера и гидросфера возникли в результате дегазации магмы, выплавляющейся при вулканических процессах из верхней мантии и создающей земную кору» [Еськов, 2000. С. 36-37].

«Вода, находящаяся на земной поверхности — это лишь часть общего количества воды, сконцентрированной в земной коре. Значительная ее часть находится в земной коре в двух формах: 1) в виде растворов, циркулирующих по трещинам и пластам, 2) в виде воды, входящей в кристаллическую решетку некоторых минералов, и прежде всего серпентина, образующегося при гидратации ультраосновных пород. В настоящее время, и тем более в геологическом прошлом, постоянно имел место обмен водой, находящейся на поверхности Земли, и водой, заключенной в коре. В мезозое и кайнозое в следствие подъема температуры в низах коры, вызванного базальтовым магматизмом, серпентинитовый слой коры стал разрушаться и отдавать воду, поступавшую на поверхность. Земная кора утяжелилась и вследствие этого опустилась, образовав океанические впадины, которые заполнила вода, ранее находившаяся в коре. Образование воды из газов в течение истории Земли происходило приблизительно с равной скоростью. Но длительное время большая часть этой воды и метана концентрировалась в коре. В последние двести миллионов лет эта „спрятанная" там вода вырвалась наружу, резко увеличив объем гидросферы Земли, а метан образовал газогидраты» [Резанов, 2003. С. 73-74].

«...В отечественной литературе в целом укоренились взгляды... о влиянии жизни на становление химического состава современной гидросферы и концентрации в ней солей различных органических и неорганических соединений. Гидросфера как под влиянием самих организмов и продуктов их жизнедеятельности, так и в результате обмена газами с атмосферой, преобразованной живым веществом, претерпела определенные изменения в ходе развития биосферы» [Колчинский, 1990. С. 133].

Атмосфера Земли как минимум дважды кардинально изменяла свой состав. Сразу после возникновения нашей планеты ее атмосфера была в основном водородной, содержа также небольшую примесь гелия — именно таков, как говорилось в разд. 7.1, был состав газопылевого облака, из которого путем аккреции образовались Земля и вся Солнечная система. Эта атмосфера покинула Землю около 4,0-3,9 млрд лет назад [Резанов, 2003. С. 62].

Вторичная атмосфера Земли (часто ее называют первичной, пренебрегая первой) образовалась в результате дегазации земных недр и содержала водород, азот, аммиак, окись углерода, углекислый газ, метан и водяной пар, свободный же кислород в ней практически отсутствовал. «В атмосфере содержались также хлор, сероводород и другие газы, ядовитые для большинства современных организмов. Состав атмосферы в то время в значительной степени определялся вулканическими газами... Из-за отсутствия кислорода не существовало и озонового слоя» [Одум, 1986. С. 198].

Поначалу доминировала концепция восстановительной вторичной атмосферы Землисогласно которой мантия «в равновесии с металлическим ядром должна была продуцировать атмосферу, в которой углерод был бы представлен СН4 или СО, а не С02» [Галимов, 2001. С. 102]. Затем были выдвинуты представления «о нейтральной первичной атмосфере, где преобладающим соединением углерода являлась СО2» [Там же]. Поскольку же «какие-либо вещественные свидетельства состава атмосферы, существовавшей в первые сотни миллионов лет истории Земли, отсутствуют» [Там же], постольку аргументы у этих авторов были достаточно косвенными: «Во-первых, концентрация и распределение сидеро-фильных элементов (Ni, Со, W, Mo, Р, Pt, Ir, Os и др.) в мантии Земли не отвечает условию ее равновесия с металлическим (Fe, Ni) ядром. Окислительное состояние современной мантии, соответствующее кварц-фаялит-магнетитовому (QFM) буферу, не согласуется с восстановительным составом атмосферы... Во-вторых, метан не устойчив к коротковолновой радиации Солнца и был бы геологически очень быстро фотодиссоциирован» [Там же].

Недавно обнаруженные следы нахождения на Марсе жидкой воды восстановили в правах концепцию восстановительной вторичной атмосферы, поскольку «при низкой светимости раннего Солнца вода не могла бы присутствовать на Марсе в жидком виде, если бы тепловое излучение планеты не удерживалось газовой оболочкой, т. е. если бы не существовал оранжерейный эффект... плотная атмосфера, содержащая СО2, обеспечила бы необходимый оранжерейный эффект... Реакции фотодиссоциации с участием СН4 должны были вести к образованию в верхах атмосферы аэрозоля, состоящего из частиц органического вещества. Эти полимерные частицы могли эффективно абсорбировать ультрафиолетовое излучение Солнца и стабилизировать присутствие в атмосфере восстановленных газов» [Там же. С. 103]. «Поэтому, вопреки сложившемуся представлению, восстановленное состояние первичной атмосферы Земли вполне вероятно, хотя в целом проблема состава ранних атмосфер Земли и планет нуждается в основательном изучении» [Там же. С. 216].

Впрочем, эта специальная дискуссия, кажется, прошла по периферии сознания эволюционистов, в работах которых все последние десятилетия оставалось неколебимым господствующее положение концепции восстановительной вторичной атмосферы Земли.

Общеизвестно, что атмосфера Земли стала кислородной (окислительной) благодаря деятельности биосферы: «...сейчас считается твердо установленным, что весь свободный кислород планеты имеет биогенное происхождение» [Еськов, 2000. С. 39]. «Постепенное увеличение в воде количества кислорода за счет жизнедеятельности организмов и его диффузия в атмосферу около 2 млрд лет назад... вызвали громадные изменения в химии Земли... По мере увеличения содержания кислорода в атмосфере слой озона в ее верхней части становился все более мощным и мог экранировать... ультрафиолетовое излучение» [Одум, 1986. С. 200]. Примерно 1 млрд лет назад содержание кислорода в атмосфере достигло 3-4% (или около 0,6% атмосферы) его современного уровня (20%) [Там же].

В эволюции Земли, как и в общей (универсальной) эволюции, большую роль играют круговороты вещества и энергии, первоначально инициированные в данном случае температурными градиентами, которые возникают вследствие нагревания земной поверхности солнечным излучением (см. разд. 4.3-4.6) и в которых самым активным образом участвует биосфера. Иногда говорят о большом геологическом круговороте веществ, «который связывает воедино процессы органической эволюции с тектогенезом и магматизмом и обеспечивается солнечной энергией, аккумулированной организмами» [Колчинский, 1990. С. 161].

Биосфера играет существенную роль в интенсификации геохимических циклов: «Само понятие „биогеохимическая функция биосферы" было сформулировано Вернадским в работах 1928-1931 годов. Под биогеохимической функцией он понимал способность организмов вызывать движение вещества в биосфере... Этой способностью и обусловлены... грандиозные изменения в химическом составе атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы» [Там же. С. 95].

«Среди разнообразных биогеохимических функций биосферы (газовой, кислородной, окислительно-восстановительной, деструктивной и т.д.) Вернадский особенно выделял концентрационные функции. Суть этой функции заключается в способности организмов аккумулировать химические элементы в количествах, превышающих среднее их содержание в окружающей среде в десятки, сотни и тысячи раз» [Там же. С. 95]. «В продуктах жизнедеятельности некоторых микроорганизмов концентрация марганца в 1 200 000, железа в 650 000, серебра в 24 000, ванадия — в 420 раз больше по сравнению с концентрациями этих элементов в окружающей среде» [Там же. С. 117].





Назад     Содержание     Далее















Друзья сайта: