О книге «История Земли. От звездной пыли к звездной пыли»

Рецензируемая книга состоит из пяти основ­ных разделов, в которых последователь­но рассматривается развитие Земли. Необычайно широкая историческая панорама, открывающаяся читателю, начинается с описания хадейского эона. Примерно 4,56 млрд лет назад в пределах Млечно­го Пути взорвалась звезда. В результате возникла вращающаяся с большой скоростью новая «звезд­ная колыбель», представляющая собой облако ледяной пыли, газа и каменных обломков. Это облако сжималось, его обороты нарастали, веще­ство раскалялось, и наконец в его центре вспых­нула звезда, которую мы называем Солнце. Посте­пенно материал из газа и камней, вращающийся вокруг Солнца, стал слипаться. За 2—3 млн лет образовались твердые планеты: Меркурий, Вене­ра, Земля и Марс. Легкий газ вынесло на окраину вращающегося вихря, где он сформировал гигант­ские газовые планеты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Примерно через 100 млн лет после ро­ждения Солнечной системы с Землей столкнулась протопланета Тея. Вещество Теи вошло в не­дра Земли, которая стала в полтора раза больше и тяжелее. Один крупный обломок Теи выбросило на орбиту, и он стал спутником нашей планеты — Луной. Другие обломки образовали горячее обла­ко из камней, которое расположилось вокруг Зем­ли в виде плоского кольца.

В некоторых местах на поверхности Земли скап­ливалась вода, перенасыщенная серой, железом и другими соединениями. Ее температура дохо­дила до 200 °C, но вода не могла закипеть из-за высокого давления атмосферы. В этих условиях возникла жизнь. Вначале была «добиологиче­ская жизнь», своего рода предшественница на­стоящей жизни: некоторые молекулы научились воспроизводить сами себя. Потом часть из них обернулась в пленку-мембрану и появились пер­вые клетки — уже настоящие живые организмы. Возникновение жизни было уникальным собы­тием. Оно произошло однажды, о чем говорит сходство генетического кода всех живых существ. Первыми носителями этого кода, а возможно, и первыми живыми существами стали микроор­ганизмы, получившие название ЛУКА (LUCA, аб­бревиатура английских слов Last Universal Com­mon Ancestor, то есть «последний универсальный общий предок организмов»). Эти одноклеточ­ные существа без ядра были родоначальника­ми всего живого. На время существования ЛУКА пришелся глобальный космический катаклизм. По какой-то причине Юпитер придвинулся ближе к Солнцу, нарушив орбиты астероидов и приве­дя к массированной, продолжавшейся 400 млн лет, бомбардировке Земли. От ударов астерои­дов на нашей планете испарился почти весь газ неон. Атмосфера из неоновой стала азотно-угле­кисло-метановой. Астероиды вновь расплавили земную кору. От сильных ударов океан испарялся, превращаясь в водный пар с температурой в ты­сячи градусов. Во время тяжелой бомбардировки ЛУКА разделились на две группы микроорганиз­мов без ядра в клетке: бактерий и архей. Эти два царства микробов были единственными обитате­лями планеты. Только спустя 2 млрд лет к ним до­бавились эукариоты. Тяжелая бомбардировка уни­чтожила все следы первозданной Земли. Первые записи в геологической летописи планеты имеют возраст 4 млрд лет.

В архейском эоне, после окончания астероид­ной бомбардировки, на Земле вновь сформиро­валась твердая кора. Океан простирался почти по всей планете, температура воды доходила до 60 °C. Суша занимала 4% и по площади напоминала острова, похожие на Мадагаскар или Ис­ландию. На поверхности температура составляла около 50 °C. Судя по отпечаткам капель архейских дождей (все они очень маленькие), плотность ат­мосферы была в два раза меньше, чем сейчас. Над планетой шел постоянный метеоритный дождь, ежедневно приносящий на ее поверхность массу космического материала. Микробы тонкими пленка­ми покрывали дно неглубоких водоемов или кача­лись на волнах, удерживаясь на плаву благодаря пузырькам газа. От смертоносного ультрафиоле­тового излучения они спасались с помощью слизи. Эволюция в мире бактерий шла совсем не так, как позднее у животных. Бактерии посто­янно обменивались фрагментами генов: для пере­дачи генетической информации они просто при­креплялись друг к другу и передавали частички ДНК. В результате деятельности микроорганизмов постепенно накапливались громадные залежи по­лезных ископаемых — марганца, урана, золота. Некоторые микробы оставили следы в виде стро­матолитов — окаменелых наслоений, состоящих из множества минеральных пленок. Они появи­лись благодаря тому, что цианобактерии изменяли химические условия среды и ускоряли осаждение из воды различных минералов. Некоторые стро­матолиты вырастали до сотни метров в высоту и до нескольких километров в ширину. Используя солнечный свет, цианобактерии расщепляли мо­лекулу воды и забирали себе атом водорода. Кис­лород шел на окисление железа, растворенно­го в воде океанов и морей. Так сформировались огромные месторождения железной руды.

Протерозойский эон, начавшийся 2,5 млрд лет назад, ознаменовался крупнейшей экологиче­ской перестройкой. Цианобактерии вырабатывали все больше кислорода. Поступление новых пор­ций железа из недр планеты уже не успевало его нейтрализовать, и кислород стал накапливаться в атмосфере. Начал образовываться озон, создав­ший щит, который уменьшил жесткое ультрафи­олетовое излучение Солнца. Микробам больше не надо было прятаться от него, и они смогли освоить новые места для обитания, в том числе сушу. Кислород взаимодействовал с метаном, превращая его в менее теплоемкий углекислый газ. Температу­ра быстро упала и Земля обледенела. Так началось первое в истории планеты грандиозное оледенение. Оно продолжалось 200 млн лет. В это время воз­никли первые эукариоты, обладающие важнейшей особенностью — у них появилось ядро. Эукариоты стали активно осваивать жизнь в кислородной сре­де. Использование этого газа в разы ускоряло их химические процессы. Кислород насыщал эукариот энергией в десятки раз большей, чем могли извлечь из окружающей среды археи и бактерии. Оледене­ние планеты, кислородная революция и появление эукариот совпали друг с другом. После столь силь­ных перемен наступила долгая, от 1,85 до 0,85 млрд лет пауза, которую ученые назвали «скучным мил­лиардом лет». Кислород накапливался равномерно и медленно. Глобальное оледенение постепенно со­шло на нет. Климат стал стабильным и в целом теп­лым. В океане сверху располагалась кислородная зона, а дно оставалось бескислородным. В толще воды расселились эукариоты, особенно однокле­точные водоросли акритархи, имевшие жесткие органические оболочки. В конце «скучного мил­лиарда» возникли многоклеточные организмы. Их появление привело к бурному росту эукариот, кото­рые разделились на три царства: грибы, водорос­ли и животные. Строматолитовые бактериальные сообщества заселили теплые моря. В прохладных высоких широтах жили эукариоты. Холодная вода лучше насыщалась кислородом и больше подхо­дила для них. Вскоре началось второе великое оледенение, продолжавшееся 200 млн лет и став­шее самым сильным в истории Земли. В это время эукариоты все больше вытесняли бактерий, плохо переносивших холод. Кроме того, они не перено­сили кислород, а из-за охлаждения воды два слоя в океане перемешивались и кислород проникал даже на большую глубину. Самый мощный эпизод великого оледенения закончился в вендском пери­оде 620 млн лет назад. Благодаря быстрому таянию снегов реки выносили в море огромное количество всевозможных химических веществ, которые со­здали очень питательную среду. Бурно распростра­нились водоросли. Разнообразие животных в вен­дском периоде было небольшим. В конце вендского периода произошли резкие колебания температу­ры, которые привели к массовому вымиранию. Эк­зотические животные исчезли без следов и не оста­вили после себя потомков.

Далее в книге дана убедительная и обстоятель­ная картина фанерозойского эона, начавшегося 535 млн лет назад. Авторы анализируют последо­вательную смену палеогеографических обстановок и причины, которые к ней привели, рассказывают об изменениях уровня Мирового океана и очерта­ний континентов, процессах вулканизма, основ­ных закономерностях формирования залежей полезных ископаемых. Особое внимание уделено важнейшим арогенезам эволюционного развития, создавшим возможности для выхода организ­мов за пределы привычной для них обстановки и открывшим перспективы масштабной экологи­ческой экспансии. В качестве ярких узловых точек в процессе эволюции отдельных ветвей органиче­ского мира и смены ландшафтов авторы знакомят читателей со скелетной революцией, возникно­вением у животных зрения, появлением корней у растений, формированием первых почв, выхо­дом позвоночных на сушу, расцветом насекомых, появлением млекопитающих и цветковых расте­ний, а также многим другим.

Авторы приводят подробные сведения о наибо­лее заметных действующих лицах отдельных пе­риодов геологической истории Земли, останавли­ваясь на их морфологии, размерах, образе жизни, пищевых стратегиях, причинах вымирания. Особый интерес представляет материал, посвященный по­явлению и развитию человека, а также его масштаб­ному всестороннему влиянию на природу.

В заключительном разделе книги авторы раз­мышляют о будущем нашей планеты. По их мне­нию, через 500 млн лет внутренняя граница зоны возможной жизни Солнечной системы вплот­ную приблизится к Земле. Полюса станут тро­пиками. Экватор превратится в раскаленную пу­стыню. Жизнь пойдет обратным путем, только события станут развиваться быстрее. Вначале ис­чезнут животные на суше — они не смогут решить проблему перегрева. Из глубоководных впадин и горячих подводных гейзеров выйдут и распро­странятся археи и бактерии. Земля опять превра­тится в планету микробов. Наступит неоархей, но он будет недолгим. Через 600 млн лет произой­дет дегазация ядра планеты. Кислород массово выйдет в атмосферу. Это событие будет сопро­вождаться чудовищными вулканическими извер­жениями и землетрясениями. Воздух перенасы­тится кислородом, резко возрастет атмосферное давление. Испарятся последние водоемы, остав­шиеся от Мирового океана. Наступит биоло­гическая смерть планеты. Через 1,5 млрд лет все тяжелое железо окончательно войдет в ядро планеты. Химические элементы займут свои ме­ста, четко распределившись по уровням плот­ности. Движение в недрах планеты остановится. Ослабленное магнитное поле уже не будет мешать солнечному ветру. Он сдует остатки атмосферы, и Земля станет подобием Марса. Через 5 млрд лет Солнце колоссально увеличится в размерах, превратится в красный гигант, который погло­тит Меркурий и Венеру и приблизится к орби­те Земли. Из подобия Марса Земля превратится в раскаленный аналог Меркурия. Наконец, Солн­це сбросит внешние оболочки и превратится в белый карлик. Оно будет медленно остывать, пока не погаснет окончательно. Вокруг него будут летать ледяные планеты. Случайные столкнове­ния с кометами и другие космические катаклизмы постепенно разрушат все остатки Солнечной си­стемы. Она снова превратится в потенциальную звездную колыбель из пыли, газа и льда.

Для читателей рецензируемая книга пред­ставляет собой поистине огромное поле позна­ния. В ходе своего повествования авторы, избе­гая расхожих, трафаретных представлений о мире вымерших существ, знакомят с самыми новыми открытиями палеонтологии. История нашей пла­неты показана в виде увлекательного, стреми­тельно развивающегося действия с динамичны­ми и эффектными сюжетными поворотами. Книга обладает той силой яркости и выразительности, которые, вне всякого сомнения, оставят в памяти читателя целостное впечатление о героях и со­бытиях истории Земли, осмысленных и художе­ственно запечатленных авторами. Рецензируемая книга будет полезна для всех, кого интересует ис­тория нашей планеты — от школьников среднего возраста до студентов, преподавателей и научных сотрудников.