Эскизы. 54. История зарождения жизни на Земле.
Земля образовалась примерно 4,56 млрд. лет назад. Параллельно образовывались и другие протопланеты и огромное число астероидов между Марсом и Юпитером (главный пояс астероидов) и за орбитой Нептуна (пояс Койпера). И, похоже, что примерно через несколько миллионов лет в Землю врезался один из крупнейших астероидов главного пояса. Его называют Тейя и он, возможно, был крупнее Луны и меньше Марса. Слившись с ним Земля расплавилась и выплюнула из себя Луну. И затем порядка 200 миллионов лет остывала до приемлемых для зарождения жизни температур.
Самыми древними свидетельствами зарождения жизни на Земле геологи считают микрозерна кристаллов циркона. Минерала, в котором соотношение устойчивых изотопов С12 и С13 резко отличается от равновесного (равновесное С13/С12 = 0,0107) в пользу С12. Трактуя этот факт тем, что к нужному в любой биохимической реакции месту менее массивный изотоп С12 успевает быстрее, чем более массивный С13. Такие следы датируются возрастом до 4,28 млрд. лет.
В горных породах возрастом в 3,7÷3,8 млрд. лет находят следы уже довольно развитой анаэробной жизни в форме прокариотных клеток. То есть клеток без ядер, не требующих для своего существования кислорода. А в слоях возрастом ~ 3,4 млрд. лет уже полноценные останки анаэробных прокариотных бактерий. Вплоть до 2,5 млрд. лет назад анаэробные прокариоты царствовали на Земле и выбрасывали отходы своей жизнедеятельности в виде кислорода и метана в атмосферу.
Кислород же с удовольствием поглощали горные породы. Но к моменту времени порядка 2,5 млрд. лет назад горные породы полностью окислились и кислород стал быстро накапливаться в атмосфере. Совершая, тем самым, кислородную революцию (катастрофу для анаэробов).
Как химически активный элемент кислород является ядом для анаэробных прокариотов и убийцей метана (разлагая его на СО2 и воду). В первой роли он спровоцировал массовое вымирание анаэробных прокариотов и выход на лидирующие позиции аэробных эукариотов (клеток с ядрами). А во второй роли кислород, быстро утилизировав гораздо более мощный чем СО2 парниковый газ метан СН4, создал условия для глобального оледенения Земли на более чем 200 млн. лет (Гуронское оледенение).
В период этого оледенения жизнь на Земле не прекратилась, но интенсивность ее резко снизилась. В то же время, вулканическая активность, пусть и слабая, постепенно насыщала атмосферу парниковым СО2 другими газами. Что в итоге привело к окончанию глобального оледенения. А потом…
А потом наступил скучный миллиард (лет). Обусловленный, как считают геологи, длительным отсутствием в предшествующие миллиард-полтора лет горообразовательной активности Земли и, как следствие, существенным недостатком смываемых реками в моря и океаны многих нужных жизни химических элементов. Скучный миллиард завершился, судя по всему примерно 750-800 млн. лет назад.
Жизнь на Земле, получив опыт великого глобального оледенения и скучного миллиарда, вновь стала интенсивно развиваться. Изредка и слегка затухая в периоды не слишком долгих (порядка нескольких миллионов лет) глобальных оледенений и потеплений.
Около 650 млн. лет назад на сушу начали выходить растения, а спустя еще около 200 млн. лет по этому пути пошли и первые животные. Этот вопрос мы обсудим в §23, изучая роль жизни в провоцировании оледенений и роль вулканов в нейтрализации этих провокаций.