Вам, земляне(Издание второе, переработанное)
Шрифт:
О движениях земной коры
Как уже говорилось, движения земной коры называют тектоническими. Хотя этот термин происходит от греческого слова «тектонос», т. е. созидательный, далеко не все движения коры заслуживают такого наименования (вспомните хотя бы землетрясения!).
Землетрясения — пример очень быстрых колебаний земной коры. В дальнейшем речь пойдет о движениях крайне медленных, растянутых на тысячелетия, но, несомненно, существующих. Если бы можно было заснять на кинопленку поверхность нашей планеты за всю ее долгую историю, а затем «прокрутить» этот фильм в быстром темпе, мы поразились бы подвижности земной коры. Одни ее части поднимаются, другие опускаются. Происходят и повороты, и сжатия отдельных участков коры, сопровождающиеся
Лучше других изучены радиальные движения земной коры, т. е. перемещения — поднятия и опускания ее участков вдоль земного радиуса. Если участок коры поднимается, оттесняя море, происходит регрессия. Наступление моря на сушу — трансгрессия. Скорость поднятий и опусканий — от долей миллиметра до 2 см в год. Как бы всплывая, поднимаются Скандинавия и Гренландия. Зато катастрофически опускаются Венеция, Голландия, Южный берег Англии. В ряде случаев удалось подметить периодичность регрессий и трансгрессий (например, для берега Неаполитанского залива). Известно, что трансгрессии и регрессии, иногда значительные, имели место на протяжении всей истории Земли.
Непрерывно совершаются также поперечные, тангенциальные движения земной коры. В результате этих движений происходят изгибания слоев и разрывы в горных породах с образованием трещин, называемые тектоническими нарушениями.
Причины движений земной коры пока еще слабо изучены. В середине прошлого века большой популярностью пользовалась контракционная гипотеза, по которой главной причиной всех тектонических движений является постепенное охлаждение и сжатие первичной огненно-жидкой Земли. С этой точки зрения образование гор так же естественно, как сморщивание корки засыхающего апельсина. Оставалась, правда, неясной причина колебательных радиальных движений. Предположение о первично огненно-жидкой Земле сменилось различными «холодными» гипотезами, полагающими, что сгустившаяся из протопланетного облака Земля всегда в целом была холодной.
Уже знакомая нам гипотеза изостазии, рассматривающая земную кору как совокупность глыб, плавающих в полужидкой мантии, хорошо объясняет вертикальные движения коры нарушением изостатического равновесия (за счет колебания мощности осадков, ледников и т. п.). Но тангенциальные смещения земной коры в гипотезе изостазии остаются необъяснимыми.
Некоторые советские геологи (например, В. В. Белоусов) считают, что основная причина тектонических движений земной коры заключается в физико-химических превращениях вещества мантии и земной коры. По мнению В. В. Белоусова, существует слой пониженной плотности (волновод), где происходит выплавление базальта из перидотита — вещества верхней мантии. Расплавленные базальты могут всплывать вдоль разломов в земной коре или сосредоточиваться в глубинах. Все эти процессы заставляют двигаться (в основном по вертикали) соответствующие участки земной коры. При истощении расплава в волноводе тектоническая активность в данном районе Земли, наоборот, понижается.
Вулканы и жизнь
Тем, кто никогда не видел извержения вулканов, просто трудно представить себе, какое громадное количество скрытых в земных недрах веществ поступает на земную поверхность. В прекрасной монографии известного советского вулканологе Е. К. Мархинина [9] доказано, что за время существования Земли как планеты ее недр изверглась масса вещества, которая сравнима с общей массой земной коры. Иначе говоря, современная кора, покрывающая земной шар, есть результат сложных геофизических и геохимических процессов, в которых самым активным образом участвовали недра нашей планеты.
9
Мархинин Е. К. Вулканы и жизнь. М., «Мысль», 1980. В этой книге читатель найдет подробные сведения и о землетрясениях,
Среди всего того, что было выброшено и продолжает выбрасываться наружу, значительная доля органических веществ. Речь идет не о простейших веществах, а о таких сложных химических
Какова же судьба этих веществ в настоящем и особенно в прошлом? И Е. К. Мархинин, и другие ученые считают, что изверженные вулканами органические материалы послужили полуфабрикатами при формировании жизни. Они положили начало химической эволюции, приведшей в конце концов к появлению живых организмов. Доля органического вещества, поступающего на Землю из Космоса, ничтожно мала по сравнению с тем, что поставляли земные вулканы. «Именно с образования этих вулканогенных молекул жизни на Земле, — пишет Е. К. Мархинин (с. 156), — началось молекулярная эволюция по пути преобразования неживой материи в живую, приведшую впоследствии к возникновению жизни».
Аналогичных взглядов придерживается доктор физико-математических наук Л. М. Мухин, но в отличие от Е. К. Мархинина он главную роль отводит многочисленным подводным вулканам. По его мнению, окружающая вулкан водная среда, перепад давлений и температур не только способствуют интенсивному синтезу органических соединений, но и обеспечивают (водная среда) относительную стабильность того, что возникло. Неизбежные твердые частицы, сопровождающие извержение, способствуют, по мнению Л. М. Мухина, концентрации и полимеризации органики. Таким образом, любые вулканы могут стать и, вероятно, когда-то были интенсивными источниками предбиологической эволюции. Но любое как угодно сложное органическое вещество — это еще не жизнь. Для того чтобы неживое стало живым, оно должно пройти еще четыре стадии эволюции: 1) самосборку молекул; 2) возникновение мембран и доклеточную организацию; 3) возникновение механизма наследственности; 4) возникновение клетки.
Как и когда все это произошло на Земле, сегодня никто не знает. По этому поводу высказываются самые разнообразные догадки, вплоть до гипотез о случайном возникновении клетки, что, конечно, равносильно невероятнейшему чуду [10] . Неопределенность ситуации дает нам право кратко познакомить читателя еще с одной гипотезой, с полной четкостью высказанной великим русским естествоиспытателем Владимиром Ивановичем Вернадским [11] .
По Вернадскому жизнь ниоткуда не происходила. Она вечна, как вечна материя и ее неотъемлемые атрибуты — пространство и время. В биологии еще с XVII века итальянским ученым Франческо Реди выдвинут известный принцип «все живое происходит из живого», который в полной мере разделял В. И. Вернадский. Серия неудачных опытов с пресловутым «самозарождением» лишь укрепила его в этом мнении, и ничто при его жизни, да и позже, не было похоже на возникновение (вне живых организмов) живого из неживого.
10
Фолсом К. Происхождение жизни. М., «Мир», 1982.
11
Вернадский В. И. Начало и вечность жизни. Избр. сочинения. Т. V. М., Изд-во АН СССР, 1960, с, 120.
Вернадский полагал, что семена жизни вечно разносятся по вечной Вселенной через бездны мирового пространства, «осеменяя» одну планету за другой. Но эта широко известная гипотеза панспермии (в том числе и «искусственная» панспермия с помощью инопланетян) предполагает длительное сохранение жизненной активности семян и др., поэтому взгляды В. И. Вернадского на вечность жизни в значительной мере были умозрительными. Правда, он обращал внимание биологов на то, что в самых древнейших слоях, где по физическим причинам могла быть жизнь, ее следы неизбежно обнаруживаются.