Чтение онлайн

Следующим необходимым фактором обитаемости звездной системы выступает наличие планеты на таком расстоянии от звезды, которое обеспечивает присутствие на ней жидкой воды на протяжении нескольких миллиардов лет. Кроме того, эта планета должна иметь размеры, позволяющие ей генерировать в недрах и выдавать на поверхность тепло на протяжении не менее 5–6 млрд. лет. В Солнечной системе звезда и планета Земля подходят под перечисленные критерии. Ученые оценили, что земное ядро будет излучать тепло еще около одного миллиарда лет. Спустя этот срок произойдет сильнейшее охлаждение Земли, что приведет к исчезновению её магнитного поля. На этом рубеже уж точно прекратится жизнь на нашей планете.

В период формирования Солнечной системы произошли значительные изменения в судьбах наших химических гидов. Они в течение приблизительно одного миллиарда лет, от 5,6 млрд. л.н. до 4,6 млрд. л.н., находились в протосолнечном газопылевом облаке, где встретились с другими атомами или молекулами, сформировав с ними те минералы, которые примут участие в строительстве нашей планеты. Так, Гидрожен в результате долгих странствий в облаке с весьма редким «населением» атомов и молекул, наконец, столкнулся с другим атомом водорода. Этот дуэт образовал водородную молекулу (Н2), которая спустя многие миллионы лет наткнулась на космический атом кислорода. Встреча привела к возникновению молекулы воды (Н2О) – Гидроженной воды. Оксижен, мчась в протосолнечном диске, объединился с другим атомом кислорода в молекулярный кислород. Через какое-то время эта молекула кислорода налетела на атом кремния, с которым у них получилось создать молекулу двуокиси кремния – минерал Оксиженный кремнезем (SiO2).

После вспышки нашей звезды в протопланетном диске создались условия для объединения молекулы воды с окисью магния и двуокисью кремния. Такое объединение породило один из гидросиликатных минералов – серпентин (окись магния – MgO – 43,0 %, двуокись кремния – SiO2 – 44,1 %, вода – Н2О – 12,9 %;). Интересным поворотом в судьбе гидов-братьев водородов стало то событие, что волею случая, Оксиженный кремнезем оказался как раз тем веществом, которое вместе с Гидроженной водой образовало молекулу Гидрожен-Оксиженного серпентина. Этот минерал в комплексе с другими соединениями сформировал обломок горной породы – планетеземаль [14] (пояснения по ссылке можно смотреть в разделе "Ссылки.." в конце книги) которая внесла свой мизерный вклад в формирование земного шара. Дальнейшие перипетии судеб Гидрожена и Оксижена будут определяться эволюцией нашей планеты.

Карбовеж, Карбомал путешествовали в протопланетной солнечной туманности в составе ядер атомов углерода (C). Недалеко от них в газопылевой среде находился Нитрожен (атом азота – N). По мере сжатия газопылевой туманности и превращения ее в более консолидированное облако, а затем и в протосолнечный диск, уменьшались расстояния между химическими элементами, что обеспечило возрастание частоты их столкновения и взаимодействия. Происходило формирование сложных органических молекул с участием атомов углерода и азота. Такие реакции, вероятно, даже многоэтапные, протекали с разной степенью активности по всему протосолнечному облаку, на ранних стадиях его эволюции. Особенно много органических молекул формировалось в обширном слое-кольце протопланетного облака, которое в будущем стало главным поясом астероидов, на границе внутренней и внешней областей, между Марсом и Юпитером. Определённая часть органики генерировалась также во внутренней области протопланетного диска, в том числе в газопылевом слое-кольце будущей Земли. В этом кольцевом скоплении газа и пыли Карбовеж и Нитрожен с другими атомами углерода и азота, а также с водородом и кислородом соединились в органическую молекулу Урацил (C4H4N2O2). Космический Карбовеж-Нитроженный урацил [15] существовал в форме аморфного вещества или иглоподобных кристаллов белого цвета. Доказательством возможности внеземного происхождения урацила стало его обнаружение в метеорите Мурчисон. Ученые предполагают, что урацил, прибывший на Землю в составе планетеземалей или в виде космической пыли, мог участвовать в образовании рибонуклеиновых кислот (РНК [16] ) – основного ингредиента для жизни. Не исключено, что многочисленные молекулы этого внеземного органического соединения, наряду с другими могли быть основой первых пребиотических или даже биотических химических конструкций на Земле. После возникновения жизни урацил является компонентом рибонуклеиновых кислот.

Карбомал вошел в состав органической молекулы Гликольальдегида (C2H4O2), для образования которой в реакцию вступили атомы углерода, кислорода и водорода. Атомы углерода – строительный материал для всех живых форм. Карбомалный гликольальдегид с представлял собой межзвездную молекулу сахара. Конечно, нет доказательств того, что Карбомал в протосолнечном облаке входил в состав именно такой молекулы. Однако о большой вероятности этого события свидетельствует обнаружение в 2000 году Джесом Йоргенсеном и Яном Холлисом гликольальдегида в звездной системе, расположенной недалеко от центра Галактики. Гликольальдегид может быть предшественником многих биологически активных соединений, например аминокислоты глицина, а также является необходимым компонентом одной из главных молекул для жизни – РНК. Попадание органических молекул на Землю могло служить важным фактором для зарождения жизни.

Флюор (P) и Ферум (Fe) в условиях протосолнечного облака создали фосфид железа (Fe3P), который затем вступил в реакцию с никелем и кобальтом. В результате это соединение усложнилось до железоникелевого фосфида в виде минерала шрейберзита {(FeNi9Co)3P}. Этому Флюор-Ферумному шрейберзиту предстояло еще несколько сот миллионов лет наблюдать за образованием Земли, находясь среди остатков протопланетного вещества. Только около 4,2–4,1 млрд. л.н., во время бомбардировки эти гиды попали на Землю.

Природа в пределах нашей звездно-планетной системы после Солнечной развилки эволюционировала по нескольким планетарным вариантам. Направления эволюции природы на формирование Марса и Венеры, возможно, привели к образованию простейших живых существ, но дальнейшее развитие этих планет оказалось неблагоприятным для усложнения жизни. Эволюция Меркурия, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна не привели к появлению жизни. На некоторых спутниках этих планет предполагается возможность существования лишь каких-то примитивных форм жизни. Только уникальные характеристики эволюции Земли создали благоприятные условия для зарождения и усложнения живых организмов до современного человека. Ранняя эволюция Земли прошла через череду развилок, ведущих к появлению жизни. Самыми необходимыми для образования биотических объектов были эволюционные развилки: Земная, Лунная, Литосферная, Океаническая и Континентальная. Антропный маршрут развития природы, проходящий через эти развилки, выделим в качестве Геологического этапа эволюции природы в направлении к жизни. Еще этому этапу можно дать название – Добиотический, поскольку он готовил планету к возникновению живых организмов.

Для создания сознательных существ типа человека разумного природа воспользовалась поворотом своей эволюции на Земной развилке. Это важное событие соответствует моменту образования земного шара, 4,56 миллиарда лет назад. Планета Земля попала на антропный эволюционный маршрут потому, что она по многим своим характеристикам оказалась благоприятной для появления, эволюции и современного обитания огромного многообразия живых существ от одноклеточных, относительно простых микроорганизмов до очень сложных макроживотных – людей, способных познавать окружающий мир и создавать комфортные условия для своего обитания. Землю можно характеризовать в качестве Планетной формы эволюции природы на пути к жизни.

Земля является сложной системой, эволюция которой направлена, как бы специально, на образование живых существ и их развитие до человечества. Для того чтобы понять – почему это удивительное явление природы связано с этой планетой, рассмотрим основные её характеристики. Приблизительно 4,56 млрд. л.н. завершилась первая стадия формирования земного шара. Осуществилась аккреция (слипание) около 99 % нынешней массы Земли. К этому времени наша планета практически полностью очистила свою орбиту от вещества, находившегося в газово-пылевом диске вокруг Солнца. На долю Земли и других планет осталось та, относительно малая часть холодного твердого и газообразного вещества, которая не была использована в процессе образования крупнейших объектов Солнечной системы: Солнца и Юпитера. После этих первых объектов Солнечной системы почти одновременно с Землей на разных орбитах нашей системы образовались другие планеты. Гравитационное поле придало Земле форму шара немного приплюснутого в полюсах – геоида. Сферическая форма присуща всем достаточно крупным космическим объектам: планетам, спутникам, звездам, галактикам, да и самой Вселенной. Средний диаметр планеты составляет 12742 км. Средняя плотность вещества планеты оценивается значением около 5,517 г/м3.

Первично все минеральные вещества и отдельные элементы находились в Земле в перемешанном состоянии. Немалую долю составляли углистые хондриты, которые являлись основным источником воды на Земле. Основной объем вещества был представлен соединениями кремния и железа. В более-менее однородной смеси разнообразных минералов довольно значительную долю составлял гидросиликат магния (Mg2SiO5H2), который содержал более 11 % воды по весу. Этот твердый минерал является одним из эффективных вместилищ воды, молекулы которой занимают второе место по распространенности во Вселенной после водорода. Гидросиликат магния остается стабильным в условиях земного ядра, то есть при давлении более 2 миллионов атмосфер и при температурах около 5000°C. На протяжении 30 млн. лет значительная часть воды в форме гидросиликатов сохранялась в ядерной части планеты. По мере погружения тяжелых железа и никеля к центру планеты и образования ядра происходило вытеснение силикатов выше – в слой, который постепенно превратился в мантию. В условиях меньшего давления гидросиликат магния стал нестабильным и разложился на оксид магния, силикат магния и воду. Вода в виде перегретого пара стала пробиваться к земной поверхности. Другие составляющие этого гидросиликата заложили основу мантии. Сейчас преобладающая масса этого водогенерирующего минерала уже израсходована.

Вода в результате гравитационного сжатия и химического преобразования протопланетного вещества начала проникать на поверхность планеты. Процесс перераспределения по плотности и гравитационного уплотнения первично холодного вещества сопровождался выделением огромного количества тепла, что привело к разогреву и расплавлению всей планеты, кроме внутреннего ядра. Состояние веществ в центре Земли, скорее всего, не соответствует нашим представлениям о расплавах и твердых веществах. Радиоактивный распад тяжелых элементов также послужил мощным источником внутреннего тепла. Радиогенное тепло в начальный период истории Земли значительно превышало современное, поскольку производилось большим количеством радиоактивных короткоживущих изотопов, которые к настоящему времени уже распались. Вносили свой вклад в тепловой баланс, как и сейчас, долгоживущие изотопы урана, тория, калия и некоторые другие.