Лекции по природоведческой микробиологии - Заварзин Г.А.
ISBN 5-02006454-8
Скачать (прямая ссылка):
карбонаты в виде мраморов, и, следовательно, процесс выветривания был
интенсивным.
Отсюда ключевым явлением в ранней истории Земли оказывается вынос кальция
и магния из изверженных пород. Образование карбонатов определяет уход
атмосферы из зоны "убегающего" парникового эффекта и близьнейтральную
обстановку на поверхности Земли. Трудность состоит в том, что металлы
находятся в твердой фазе, в то время как углекислота и хлор могут
находиться и в газовой, и водной фазах, создавая исходно кислые условия.
В какой мере химические процессы срединно-океанических хребтов с
конвекцией воды современного океана через нагретые породы могут
воспроизводить обстановку ранней Земли? Во всяком случае, хемо-трофные
сообщества гипертермофильных микроорганизмов здесь развиваются.
В современных условиях формирование карбонатов, главным образом в виде
СаС03, в подавляющей степени идет биогенным путем через образование
скелетов морских организмов. Этот этап стал возможен только после
неопротерозойской революции с началом кембрия. Как происходило
образование карбонатов в период господства прокариот, когда не могло быть
внутриклеточного концентрационного механизма? Свидетельством биогенного
образования карбонатов Са и Mg служат доломитизированные толщи
строматолитов. Доломитизация указывает на повышенный pH и карбонатную
щелочность, что не согласуется с высоким рС02 в атмосфере. Происходил ли
этот процесс в океане или же в субаэральных условиях?
Рассматриваемые явления можно изобразить следующей схемой:
302
Вода
СО2 атмосферы Изверженные породы ---------------1
Глины -
Карбонаты
Соленая вода моря
8.1.2. Геосфера и историческая геология
История Земли начинается с раннего после аккреции периода, когда
происходила дегазация планеты с образованием атмосферы, гидросферы в виде
протоокеана, первичной суши. За появлением этих трех сред можно следить
по осадочной летописи, которая начинается 3,8-3,9 млрд лет назад
метаморфизированными осадочными отложениями Исуа на юго-западе
Гренландии, продолжается
3,5 млрд лет назад на северо-западе Австралии, а также сильно
метаморфизированными породами Алданского щита. Все, что происходило
ранее, находится в области реконструкции.
Биологи склонны придавать излишнее значение абсолютным датировкам, не
учитывая того, что эти датировки относятся к отдельным образцам, а не ко
всей поверхности Земли в целом. Корреляция геологических событий по
времени представляет специальную задачу стратиграфии. Попытка оперировать
"точными" датами несостоятельна не только из-за неоднородности
географической поверхности в прошлом, как и в настоящем, но и из-за того,
что синхронизация событий ранней геологической истории пока возможна лишь
для интервалов во многие десятки и сотни миллионов лет.
Приводимая ниже очень беглая история становления геосферы имеет своей
целью прежде всего ограничить полет фантазии биоло-гов-экспериментаторов.
По сложившимся сейчас на основе сравнительной планетологии представлениям
Земля возникла 4,5-^,6 млрд лет назад, как это следует из изотопного
возраста метеоритов, путем аккреции из раздробленного вещества.
Свидетельства метеоритной бомбардировки сохранились на Марсе, Меркурии и
на Луне в виде кольцевых ударных кратеров. Судя по поверхности Луны,
наиболее интенсивная метеоритная бомбардировка приходилась на период 4,2
млрд лет назад и закончилась 3,9 млрд лет назад. Принимается, что планеты
земной группы - Меркурий, Земля, Марс - имеют холодное происхождение, но
в конце формирования они проходили стадию "океана магмы" с расплавленным
наружным слоем, перемешанным падающими пла-нетезималями. На Земле следов
метеоритной бомбардировки не сохранилось. Период от 4,5 до 3,8 млрд лет
реконструируется по изо-
303
топным соотношениям в магме и газах. Эти данные указывают на
дифференцировку 4,4-4,3 млрд лет назад с выделением основной массы
"летучих": паров воды и газов. Теплопотери в начале' были многократно
выше современных, и эндогенные процессы играли первостепенную роль.
Светимость Солнца была на 25-30% меньше и возрастала примерно линейно. В
тепловом режиме Земли большую роль мог играть парниковый эффект за счет
паров воды и углекислоты1.
Предполагаемая последовательность термических событий на Земле
ограничивает время, предшествовавшее началу осадочной геологической
летописи, 3,8-3,9 млрд лет назад, вероятным разогревом при метеоритной
бомбардировке, несовместимым с обитаемостью, хотя возможность холодных
"островов" не исключена. С другой стороны, утверждения в находках
бактериоморфных остатков в некоторых метеоритах группы углистых хондритов
с возрастом 4,5-^,6 млрд лет переводят вопрос о появлении жизни на Земле
в область космических пределов. Логические реконструкции биологов с
исходным организмом "прогенотом" следует оценивать скептически.
При дегазации происходило быстрое, судя по моделям - в течение сотни
миллионов лет, выделение основной массы "летучих", к которым прежде всего
