Файл: Войткевич, Г. В. Происхождение и химическая эволюция Земли.pdf

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

Изучение строения атомов химических элементов и их свойств необычайно резко расширило границы познания окружающего нас мира. В эпоху великой научно-техни­

мацию о поверхности Венеры и Марса. В связи с этим расширились и возможности познания солнечной системы. Несомненно, материала внеземных космических тел будет поступать в наши земные лаборатории все больше и его

ство мира, основываясь на последних достижениях ато­ мистики, и выражает это единство языком изотопных соотношений различных химических элементов. Целый комплекс наук с учетом фундаментальных достижений физики и химии решает загадку рождения пашей планеты.

Сейчас мы только приоткрываем занавес, скрывающий события первых дней существования Земли. Многое из сказанного, возможно, не выдержит испытания временем,

ненно — свойства атомов (от их оболочки до ядра) и их

к образованию первых легких атомов как наиболее устой­ чивых построек вещества. Возможно, тогда господствовали только водород и гелий. Последующее объединение ато­ мов водорода с помощью неизвестных иам процессов

160

привело к образованию крупных космических тел — родоначальников массивных звезд и галактик . З а к о н ы ядерной физики и термодинамики регулировали эти процессы. Н о нужно подчеркнуть, что все элементы тяжелее гелия имеют в общем низкую распространен­ ность в космическом масштабе и их генезис можно рас­

ние устойчивости элемептообразующей системы, в резуль ­

оказалось окутанным газовым диском, быстро охлаждаю ­ щимся и быстро тающим в мировом пространстве.

Охлаждение этой дискообразной газовой туманности привело к конденсации вещества в жидкие и твердые тела. З а к о н ы химической термодинамики позволили рас­ считать, что из вещества солнечного состава первыми конденсировались капли железа и впоследствии силика­ тов при температурах 1800—1000° Іѵ. Затем при темпера­ турах 1000—400° К. конденсировались другие менее рас­ пространенные металлы и их соединения с серой и кисло­ родом. Застывшие капли силикатного материала в виде

Вблизи Солнца остывание первичного газа происходило медленно, а дальше от него — быстрее. Поэтому располо­ женные ближе к Солнцу планеты земного типа возникли

под действием сильной радиоактивности. С этим нагре­ вом обычно связывают первичную химическую дифферен­ циацию, которая привела к формированию центрального ядра планеты.

Согласно одной из гипотез радиогенный нагрев вызвал плавление материала в верхних частях молодой Земли .

161

Первым плавилось железо, затем — силикаты. Примесь сернистого железа облегчала плавление железа в целом. В верхних горизонтах Земли возник мощный пояс рас ­

приливных явлениях, привело к одностороннему отека­ нию железных расплавленных масс в центральные об­ ласти Земли. Не исключено также, что значительная часть

в то время, когда в процессе конденсации газовой туман­ ности температуры еще не позволяли в большом коли­ честве конденсироваться силикатным соединениям. Од­ нако асимметричность строения и состава земной коры и верхней мантии определенно указывает на то, что про­ цесс планетарной дифференциации Земли носил одно­ сторонний и направленный характер . Погружение огром­ ных т я ж е л ы х масс расплавленного жидкого железа вы­ теснило более легкие пластические силикатные массы в противоположное полушарие . Эти силикатные массы при последующем плавлении и дифференциации выделили

текала преимущественно в верхних частях мантии и на

охватившей впоследствии гидросферу, атмосферу и верх­

сфер, вовлекая все большие массы вещества в вековой биогеохимический круговорот, что существенно повлияло

Р и с. ПО. Распределение основных классов животных по средам обитания. Животные, помещенные ниже волновой .'шшш. обитают в море, выше се — относятся к сухопутным (по Гейццу u Штермеру, с изменениями)

163

па эволюцию осадочной оболочки земной коры. Перво­ начальная безжизненная поверхность Земли была лишена свободного кислорода, и ультрафиолетовая радиация Солнца могла проникать в первичный океан до глубины 10 м. В поверхностных освещенных слоях первичных морей возникли условия д л я естественного синтеза вы­ сокомолекулярных соединений углерода, давшим начало фотосинтезирующим организмам. Одноклеточные фото-

Солнца, т. е. глубже 10 м. Таким образом, условия, не­ обходимые д л я эволюции фотосинтезирующих однокле­ точных растительных организмов, оказались наиболее благоприятными в той части моря, куда проникал ви­

атмосферы оказался почти полностью удален фотосин­ тезом. П р и окислении аммиака первичной атмосферы возник свободный азот. Т а к и м образом, под влиянием жизни возникла азотно-кислородная атмосфера Земли.

Появление свободного кислорода в атмосфере привело к образованию в ней озонового «экрана», предохраняющего организмы от губительного действия ультрафиолетовой радиации. Создалась возможность резкого расселения организмов в пространстве и появления жизни на суше.

Мир животных, потребляющих в пищу растения, воз­ ник в условиях окислительной атмосферы Земли . Живот ­

потребляя их из растительного мира. В то ж е время ж и з н ь животных оказалась связанной с процессами окисления путем дыхания и фиксации кислорода в пигментах крови. Отсюда животные получили возможность развивать свои функции в течение криптозойского интервала истории Земли, активно перемещаться в пространстве и завоевы­ вать новые места д л я своего обитания. Однако эволюция животных в течение длительного периода времени про­ ходила в морской среде — в з о н е моря, насыщенной

164