В истории Земли было катастрофических или взрывных изменений ее внешнего облика. Были и «бутылочные горлышки», когда жизнь едва не исчезла, но в итоге вышла на новый уровень и расцвела. Были и катастрофы из космоса, вызывающие резкое сокращение биосферы. Но давайте соберем 10 главных глобальных изменений, десять переделок дизайна биосферы и внешнего вида поверхности Земли. Возьмём следующие критерии. Первое. Глобальный характер. И второе - глубокие изменения в биосфере, литосфере, климате и т.д. В эту подборку не войдет поздняя тяжелая бомбардировка – ее последствия мы представляем недостаточно детально. И не войдут некоторые массовые вымирания: просто потому что мы возьмем самые массовые, самые глобальные и радикальные изменения облика земли.
1 Гипотеза Тейи. Формирование Луны. Здесь все пока в стоянии гипотез, но, однако, косвенно подтверждаемых многими данными. Когда это было? 4,47 миллиарда лет назад произошло мега столкновение. Только что сформированная протоземля столкнулась с Тейей – планетоидом размером с Марс. Удар пришелся по касательной, ядра двух протопланет слились, а вещество мантии буквально испарилось в космос, образовав на орбите вокруг Земли кольцо частиц, которые позже стали Луной. Вся поверхность Земли после столкновения представляла собой сплошной океан магмы, по которому проходили чудовищные «полутвердые» волны.. Результатом столкновения стал выброс чудовищного количества обломков, более чем наполовину состоящих из разбитой мантии Земли в космос. Из них сформировалась Луна. Вначале она была в десять раз ближе – на орбите 30-40 тысяч километров над Землей. И когда на Земле образовался первичный океан, его воды вспучивались приливами высотой до трёх километров! Луна стала тем якорем, который постепенно тормозил вращение Земли. Ведь после удара сутки на Земле длились всего 6 часов. Планета вращалась очень быстро. На поверхности бушевали невероятные ураганы. Луна стала защитником Земли: огромное количество астероидов и метеоритов были захвачены Луной и упали на ее поверхность вместо Земли.
2 Появление жизни. Жизнь, как мы ее сегодня представляем, появилась где-то около трех миллиардов восемьсот миллионов лет назад. По большому счету, есть только три гипотезы ее появления. Первая – гипотеза – это абиогенез, где происходит сначала химическая эволюция, следствием которой стало появление рибозимов – молекул РНК, которые уже умели проводить синтез и воспроизведение самих себя. А уже потом на этой основе возникает собственно, жизнь. Вторая гипотеза – панспермия – занос жизни в готовом виде откуда-то из космоса (что опять-таки не дает ответа ее происхождения). И третья – Создатель или создатели, инженеры, которые создали готовую ДНК. И, хотя сегодня никто еще не получил готовую к росту и размножению клетку из набора химических элементов, некоторые базовые стадии этой химической эволюции успешно пройдены в лабораториях и стали понятны недостающие детали этого процесса. Еще в далеком 1952 Миллер и Юри продемонстрировали получение аминокислот и моносахаридов в закрытом сосуде, пронзаемом частыми электрическими разрядами, имитируя условия на земле в начале эволюции. Оставалось только неясным, как получить первую молекулу РНК. И уже в 21 веке была сформулирована гипотеза влияния стопок из полицентрических ароматических углеводородов. Эти вещества – ПАУ – довольно распространены в космосе и наверняка были во множестве на земле. Ключевая особенность этих сборок - зазор в 0,34 нанометра между пластинками, который как раз становится сборочной линией прото-РНК. И как только собралась первая молекула РНК – началось взрывное распространение ее во всех подходящих условиях. И запустилась эволюция РНК, формируя преджизнь – мир РНК. С этого момента все изменилось навсегда. Земля стала такой, какой мы ее знаем, исключительно благодаря биосфере. Почти все горные породы и минералы прямо или косвенно образованы на Земле благодаря участию жизни – бактерий и водорослей, простейших одноклеточных.
3 Великая Кислородная катастрофа. Биосфера наизнанку. Это событие, хотя и происходило не одномоментно, а длилось сотни миллионов лет, буквально вывернуло наизнанку всю биосферу того времени. Оно произошло около двух с половиной миллиардов лет назад. Это великая кислородная катастрофа. Видимо, почти сразу после появления бактерий, они изобрели фотосинтез, побочным продуктом которого был кислород. Первичная атмосфера Земли возникла при дегазации мантии и состояла из углекислого газа, метана, аммиака и сероводорода. Это была восстановительная атмосфера без кислорода. Бактериосфера до великого окисления жила без кислорода, выделение которого бактериями шло на окисление горных пород. Более того, кислород являлся для тех организмов сильнейшим ядом. Большинство организмов были неспособны существовать при значимых концентрациях кислорода. И тогда произошла глобальная смена сообществ: анаэробные сообщества сменились аэробными, ограниченными ранее лишь «кислородными карманами»; анаэробные же сообщества, наоборот, оказались оттеснены в «анаэробные карманы». Биосфера земли радикально изменилась. Уже потом, когда окислились не только океанические породы, но и горные породы на суше, выделение дополнительных количеств кислорода позволило нарастить озоновый слой, защищающий жизнь от излучения. В результате изменения состава атмосферы резко уменьшился парниковый эффект и планета вступила в эпоху великих оледенений. Но это уже совсем другая история…
4 Криогений. Земля-снежок Гуронское оледенение. Это было самое масштабное в истории Земли оледенение и оно чуть не положило конец органической жизни на нашей планете. 2,4-2,1 млрд лет назад. Только подумайте – триста миллионов лет холода… Конечно это оледенение, как практически все другие, не было сплошным – периоды наступления льдов чередовались с отступлениями. Шло время. Жизнь понемногу развивалась, когда случился криогений. Многие ученые считают, что в это время планета покрылась льдом целиком. На экваторе было так, как сейчас в Антарктиде. И это стало самым сложным испытанием для биосферы. Но все же жизнь сохранилась где-то в океане, возможно, около донных горячих источников, или же где-то могли быть проталины или даже подледные озера, как современное озеро Восток в Антарктике.
5 Гибель эдиакары. Это случилось около 635–539 млн лет назад в период, названный эдиакарским, уровень кислорода в атмосфере по каким-то причинам начал падать. Возможно, это было последнее оледенение, когда льды дошли почти до экватора. Удивительный мир эдиакарской биоты – мягкотелые организмы, которым никогда больше не было аналогов – полностью исчез к началу кембрия.
6 Кембрийский взрыв. Кембрийский взрыв – резкое появление организмов со скелетами. 538 - 541 миллион лет назад внезапно появляются окаменелости в большом количестве. Всевозможных классов и форм. По геологическим меркам это случилось почти мгновенно, из-за чего этот факт стал популярным доводом креационистов. Вот до этих слоев – ниже их отмечаются скудные следы довольно примитивной, в основном одноклеточной жизни (исключение из этого – вендская и эдиакарская биоты), а после резкой границы слоев – окаменелости появляются сразу в большом числе. На самом деле в это время произошла скелетная революция – живые существа стали обзаводиться экзоскелетом. А это уже прямое следствие отношений в системе хищник – жертва. Организмы научились фиксировать кальций и другие вещества и строить скелеты и раковины. Впервые существ Кембрийского периода обнаружили в Кембрийских горах, в Англии. Отсюда и название периода.
7 Великое пермское вымирание. Великое пермское вымирание является одной из крупнейших катастроф биосферы в истории Земли, которая привела к вымиранию 96 % всех морских видов и 73 % наземных видов позвоночных. Катастрофа стала единственным известным массовым вымиранием насекомых, в результате которого вымерло около 57 % родов и 83 % видов всего класса насекомых. Наиболее вероятная причина вымирания – резкое повышение температуры вследствие чудовищных вулканических извержений в Сибири (сибирские траппы). Следствием этого стало появление среднесибирского плоскогорья
8 Цветковый взрыв. Меловой взрыв – взрывное расселение по миру цветковых растений и появление насекомых-опылителей. Именно коэволюция цветковых с насекомыми и создала все то многообразие жизни, которое мы видим сейчас, и которое, к сожалению, уже утрачивается… Еще одним преимуществом перед голосемянными было то, что покрытосемянные росли значительно быстрее. И если, например, пожар уничтожал рощу голосемянных, то это место тут же захватывали цветковые травы, кустарники, деревья. И там же, в мелу, появляются травянистые растения. До этого таких форм ландшафта, как степь, прерия, луг, просто не могло быть. На это, кстати, часто жалуются создатели фильмов про динозавров: они не могут найти подходящую натуру. Выручает как всегда CGI
9 Мел-палеогеновая катастрофа. Мел-палеогеновая катастрофа, возможно – это самое известное бутылочное горлышко. Ведь именно тогда вымерли динозавры. Вообще-то в ходе этого вымирания исчезло от 60 до 75% видов животных и растений. Наверняка, вы знаете, что послужило причиной: немаленький камешек, прилетевший из космоса и попавший частью в полуостров Юкатан, частью в мелководное море.
10 Антропогенный пресс – изменение биосферы человеком. Этот процесс пошел взрывным характером в последние сто-сто пятьдесят лет. И, возможно, он уже необратим. Человек полностью изменил среду обитания. И для огромного числа видов это стало приговором. В международной красной книге – более ста пятидесяти тысяч животных и растений. Под прессом цивилизации исчезли целые экосистемы и классы ландшафтов, которые теперь можно увидеть только в заповедниках и в самых труднодоступных местах. По всей планете стремительно исчезают леса, сокращаются луга… Микропластик обнаруживается в самых отдаленных частях океанов, а мусорные свалки уже достигают размеров крупных городов. Приведет ли это к тому, что Земля станет непригодной для жизни? Скептики утвержают, что нет. Что все воздействие человека – ничто по сравнению с вулканическими извержениями. Но все же нельзя отрицать очевидного – биосфера сильно пострадала от деятельности человека.