С 20 по 23 марта отмечаются сразу несколько праздников, связанных с нашей планетой и науками о ней. Один из них — День Земли. Рождение планеты и её дальнейшая биография чрезвычайно интересны…
Она уникальная и является единственным домом для всех нас. Второго такого точно не будет. Что же сделало Землю особенной, привело к зарождению жизни на ней и в итоге к появлению человека?
Как рождалась планета
Давным-давно в Млечном Пути (это огромный звёздный «город» из триллиона звёзд) существовала туманность из газа и пыли. Она медленно сжималась и при этом делилась на фрагменты, в центре которых образовывались будущие звёзды. Вокруг этих новорождённых звёзд вращались диски из пыли и газа – остатки «строительного мусора». Внутри этих дисков постепенно из мелких частиц пыли «слеплялись» тела размером в 50-300 километров – планетезимали. При их столкновениях формировались планеты. Так 4,54 миллиарда лет назад появились Земля и семь крупных планет Солнечной системы.
Поначалу Земля была холодной, а её тонкая атмосфера состояла из водорода и гелия, которые быстро улетучивались в космос. Но вследствие сразу трёх процессов: столкновений с остатками строительного мусора, гравитационной дифференциации недр (тяжёлые химические элементы вроде железа и никеля оседали к центру Земли, а лёгкие вытеснялись вверх, к поверхности) и радиоактивного распада — планета разогрелась до полностью расплавленного состояния и находилась в этой фазе несколько десятков миллионов лет. Способствовала тому и космическая катастрофа – примерно через 10 миллионов лет после своего образования Земля столкнулась с крупным телом размером с Марс. Осколки от столкновения были выброшены на орбиту вокруг Земли и собрались в её спутник Луну.
Она ожила!
Постепенно верхний слой нашей планеты остыл, образовалась твёрдая земная кора. Тысячи вулканов извергали из недр планеты водяной пар, углекислый газ, соединения серы, водорода и другие газы. Из них накопилась новая плотная атмосфера, состоящая преимущественно из азота, углекислого газа и метана. Через 50-100 миллионов лет после образования планеты температура на поверхности понизилась до значений, позволяющих воде образовать первые озёра и моря. Ещё примерно через несколько сотен миллионов лет, то есть (по разным оценкам) от 3,7 до 4,1 миллиарда лет назад на Земле появились простейшие одноклеточные организмы. С этого момента планета приобрела свою уникальность.
Примечательно, что ближайшие соседи Земли, Венера и Марс, поначалу тоже имели жидкую воду на поверхности. Однако Венера перегрелась и быстро потеряла её, а лёгкий Марс, имея слабенькую атмосферу, за миллиард лет попросту замёрз. Если там и успела возникнуть жизнь, то она давно погибла, не оставив никаких следов. А вот на Земле жизнь сохранилась, даже несмотря на так называемую позднюю тяжёлую бомбардировку (в период 3,8-4,1 миллиарда лет назад резко возросло число столкновений астероидов и метеоритов с планетами вследствие изменения орбит Юпитера, Сатурна и особенно Урана с Нептуном, которые вообще примерно 3,5 миллиарда лет назад поменялись местами, предположительно изгнав ещё один газовый гигант на периферию или за пределы Солнечной системы, после чего в семье Солнца наконец наступила стабильность). Итак, жизнь сохранилась и стала со временем одним из главных факторов, влияющих на климат планеты.
Кислородный переворот
Долгие сотни миллионов лет в океанах существовали лишь одноклеточные механизмы. Однако около 2,5 миллиарда лет назад некоторые клетки научились использовать кислород в метаболизме, в результате чего он начал выделяться в атмосферу. Это время называется кислородной катастрофой, потому что фактически биосфера Земли была вывернута наизнанку: до того времени живые организмы не использовали кислород, который был для них смертельным ядом, и поэтому после появления «кислородных мутантов» быстро вымерли.
Атмосфера насыщалась кислородом постепенно, потому что много времени ушло на то, чтобы кислород окислил всё железо, сохранившееся в коре. Как только его концентрация в атмосфере превысила 1%, стало возможным кислородное дыхание, а над сушей начал образовываться озоновый слой, защищающий от смертельной дозы ультрафиолета. Появившиеся в морях многоклеточные организмы получили возможность массово заселить сушу, резко увеличилось биоразнообразие. Произошёл, как сейчас называют это явление, «кембрийский взрыв», био- сфера словно получила мощный импульс к развитию. Это было 540 миллионов лет назад. Поэтому весь «цвет» жизни, можно сказать, существует лишь незначительное время по сравнению со временем существования Земли, то есть относительно недолго. За этот временной промежуток появились наземные растения, сухопутные животные. Жизнь достигла своего максимального расцвета и биоразнообразия. Содержание кислорода в атмосфере достигло 35%, что привело к появлению гигантских насекомых и зверей. Однако после самого масштабного Пермского вымирания, которое случилось около 250 миллионов лет назад и погубило 96% всех видов существ, на практически опустевшей планете среди животных почти 200 миллионов лет доминировали рептилии и их потомки, в том числе дино- завры, вымершие 65 миллионов лет назад (считается, что из-за падения 10-километрового астероида). Всего же массовых вымираний было пять за последние полмиллиарда лет. Гибель динозавров направила эволюцию жизни на Земле по другому пути, доминировать на планете среди животных стали млекопитающие, а уцелевшие потомки динозавров и их родственные ветви трансформировались в птиц и крокодилов. Постепенно эволюция привела к появлению человека.
Таким образом, Земля является планетой с высокоорганизованной жизнью уже более полумиллиарда лет.
Человек – единственное существо на Земле, в возможностях которого устроить конец света сию же минуту, а в скором времени ему будет по силам предотвратить многие из перечисленных выше опасностей. Какой путь он выберет – уничтожение или сохранение и спасение? На этот вопрос пока нет ответа.
Никита Вагаев.
