Как развивалась жизнь на Земле - Люрин Игорь Борисович. Страница 4

Землетрясения возникают в результате деятельности вулканов, обвалов горных склонов или подземных пустот, горообразовательных процессов.

Экзогенные и эндогенные процессы происходят беспрерывно, изменяя поверхность Земли, атмосферу, климат, земные недра. Вместе с ними изменяется растительный и животный мир.

Возраст Земли

Предположив, что первичный океан был пресноводным, ученые установили, сколько лет прошло, пока реки принесли в него то количество солей, которое содержится теперь в океане. Получилось около 500 000 лет. По скорости современного осадкообразования ученые пытались определить время, в течение которого накоплялись мощные осадочные толщи. Получились разные числа: от 15 тыс. до 3–7 млн. лет. В последнее время возраст Земли определяют по образовавшимся в результате различных радиоактивных процессов породам и минералам. Определенный таким образом возраст Земли составляет 4–10 млрд. лет.

Но наиболее надежным методом изучения истории Земли остается пока палеонтологический. Его разработали английский ученый Вильям Смит и французский ученый Жорж Кювье. Эти ученые пришли к выводу, что каждому комплексу осадочных пород соответствует комплекс ископаемых существ. Если, например, в слое известняка найден панцирь трилобита, то можно заключить, что данный слой образовался в палеозойскую эру — свыше 300 млн. лет тому назад. В то время на Земле обитали эти членистоногие животные.

Животные и растения, живущие в воде, умирают и падают на дно водоемов. Там их заносит песок либо покрывает ил. Мягкие ткани животных сгнивают, а твердые (кости, зубы, чешуя, панцири, раковины) остаются и постепенно окаменевают. Остатки растений превращаются в торф и уголь.

Растения и животные, обитающие на суше, после смерти могут быть занесены ветровыми отложениями и также окаменевать. От животных, не имеющих твердого скелета или панциря, остаются на мягком иле отпечатки. По окаменевшим отпечаткам также можно узнать о животных, живших в период формирования данных отложений. Иногда в породах находят следы жизнедеятельности тех или иных животных.

При изучении окаменелостей из различных слоев ученые пришли к заключению о том, что растения и животные отдаленного прошлого Земли значительно отличались от современных.

Для объяснения происходящих в растительном и животном мире изменений французский ученый Ж. Кювье выдвинул теорию катастроф. По его мнению, в истории Земли было четыре катастрофы. Они полностью уничтожали на ней жизнь, а затем некая «высшая сила» воссоздавала ее вновь. Против этой теории выступил английский исследователь Чарлз Лайель. В своей книге «Основы геологии» он объяснял все происшедшие на Земле изменения воздействием тех же процессов, которые происходят в наше время.

Выдающийся английский ученый Чарлз Дарвин создал учение об эволюционном развитии органического мира. Он доказал, что в беспрерывной борьбе за существование выживают организмы, наиболее приспособленные к условиям существования. Условия существования постоянно изменяются, следовательно, изменяются и организмы.

Русские ученые Н. А. Головкинский, Н. И. Андрусов, А. П. Карпинский, В. О. Ковалевский, А. Н. Криштофович исследовали физико-географические условия формирования отложений прошлого. Появилась наука об условиях жизни древних организмов — палеоэкология.

Вся история развития Земли делится на эры — длительные отрезки времени (от 70 млн. лет до 2 млрд. лет), каждый из которых получил свое название.

Архейская — древнейшая эра в истории развития Земли, когда еще не существовало жизни.

Протерозойская — эра возникновения первичной жизни (простейших организмов).

Палеозойская — эра древней жизни в геологической истории Земли, характеризующаяся формированием всех типов растений и животных.

Мезозойская — эра средней жизни в геологической истории Земли, характеризующаяся развитием пресмыкающихся, птиц и первых млекопитающих.

Кайнозойская — эра новой жизни в геологической истории Земли, эра формирования всех современных форм растений и животных. Она продолжается и в настоящее время.

Иногда историю Земли подразделяют по развитию растительности на следующие эры: палеофит (древняя растительность) — эра развития бесцветковых, заканчивается в конце палеозоя; мезофит (средняя растительность) — эра расцвета голосеменных, заканчивается в середине мезозоя; кайнофит (новая растительность) — эра покрытосеменных, продолжается в наше время.

Архейская эра

Архейская эра ведет свое начало со времени, когда Земля сформировалась как планета — около 4 млрд. лет назад. Ее продолжительность составляет 1 млрд. лет.

Первичная кора, образовавшаяся в результате охлаждения Земли, беспрерывно разрушалась паром и газом, которые выделяло раскаленное вещество. Извергаемая миллионами вулканов лава застывала на поверхности, образуя первичные горы и плоскогорья, материки и океанические впадины.

Мощная, плотная атмосфера также охлаждалась, в результате чего выпадали обильные дожди. На горячей земной поверхности они мгновенно превращались в пар. Сплошные облака обволакивали Землю, препятствуя прохождению солнечных лучей, согревающих ее поверхность. Твердая кора охладилась, океанические впадины заполнились водой.

Первичный океан, реки, атмосфера разрушали первичные горы и материки, образуя первые осадочные породы. На протяжении многих миллионов лет истории Земли эти породы, неоднократно подвергаясь воздействию раскаленного вещества, громадного давления и высокой температуры, сильно изменились. Ныне они твердые и плотные. С ними связано образование многих полезных ископаемых: строительного камня, слюды, никелевой руды, каолина, золота, молибдена, меди, кобальта, радиоактивных минералов, железа.

В архейскую эру в теплых водах первичного океана протекали различные химические реакции между солями, щелочами и кислотами. Им благоприятствовали солнечная радиация, плотная атмосфера, ионизация воды, вызываемая разрядами огромных молний.

В конце архейской эры в морях появляются комочки белкового вещества, положившие начало всему живому на Земле. Основой синтеза первичных белковых веществ, несомненно, являлись аминокислоты. Но как же возникли сами аминокислоты?

Результаты радиоастрономических исследований убедительно свидетельствуют о том, что в космосе имеется множество химических веществ, в состав которых входят элементы — органогены (водород, углерод, азот, сера, фосфор), производные мочевины и других органических соединений. Таким образом, сложные и разнообразные соединения углерода Земля, по определению академика А. И. Опарина, «получила в наследство от космоса».

Абиогенные органические соединения характерны также для земной коры. Они образуют карбосферу, существующую и в современных условиях (например, в жерлах вулканов).

Битумы и многие другие органические вещества были обнаружены в газожидкостных включениях древних минералов магматического происхождения.

Существование карбосферы земной коры, органические соединения космоса, солнечные лучи, радиация в конце концов послужили причиной образования первичных аминокислот.

Чрезвычайно благоприятствовала возникновению и развитию жизни на Земле относительно постоянная на протяжении последних 3 млрд. лет температура ее поверхности.

У первых живых существ не было ни раковин, ни панциря, ни твердого скелета. Поэтому в породах архейской эры не встречаются их отпечатки. Однако отложения известняка и графита архейской эры, которые могли образоваться лишь в результате деятельности живых организмов, свидетельствует об их существовании в то время.

Протерозойская эра

В отложениях протерозоя мы уже находим следы ползания червей, отпечатки кишечнополостных, иглы губок, раковины простейших — существ довольно сложных в биологическом отношении. Эволюционный процесс проходит от простых к сложным организмам. Следовательно, возникновение протерозойских существ было невозможно без длительного эволюционного процесса, который ведет свое начало от комочков цитоплазмы, появившихся в архейских морях.