Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №06 за 1987 год Страница 24

Но когда это случилось? Изучение доставленных на Землю лунных образцов из вала Моря Дождей показало, что космическая бомбардировка произошла около 4 миллиардов лет назад. И другие гигантские кратеры образовались примерно тогда же. Следовательно, около 4 миллиардов лет назад на Луну обрушился рой гигантских метеоритов. Причем все крупные астероиды упали на наш спутник одновременно — самые большие кратеры находятся на одной половине планеты. Когда же Луна повернулась вокруг своей оси, на нее падали уже более мелкие тела.

Нечто подобное происходило и на Марсе. Там известны три кратера диаметром более 1000 километров — равнины Аргир, Эллады и Исиды, обрамленные кольцевыми валами.

Все они находятся на одном полушарии планеты. На другой половине Марса подобных крупных кратерных бассейнов не обнаружено.

Но что могло вызвать такую космическую катастрофу? Вероятнее всего, это был взрыв планеты, орбита которой совпадала с современным поясом астероидов, расположенным между орбитами Марса и Юпитера. Такой гипотезы придерживались академик В. Г. Фесенков и многие другие астрономы. Геолог, член-корреспондент АН СССР А. А. Маракушев считает, что все метеориты были сначала расплавлены, что могло произойти только в результате мощнейшего взрыва. И скорее всего в нашем случае, раскололась планета, возникшая, как и Земля, 4,6 миллиарда лет назад и взорвавшаяся через 600 тысяч лет.

Происшедшая в пределах Солнечной системы гигантская катастрофа оставила заметные следы на всех планетах, а на Земле она стала виновницей таких коренных изменений, которые и привели, возможно... к возникновению жизни.

Земля после катастрофы

В отличие от Луны, где геологическая активность прекратилась два миллиарда лет назад, наша планета активно «живет» и по сей день. Свидетельство тому — периодически происходящие землетрясения и вулканические извержения. Из-за неиссякающей активности Земля постепенно меняет свой лик, затушевывает следы ранних катаклизмов. И все же ученые предполагали, что и на нашей планете должны были бы сохраниться гигантские кольцевые структуры диаметром до 1000 километров, а возможно — и более. И вот, изучая космические снимки, исследователи вдруг увидели в некоторых местах континентов и, в частности, в азиатской части СССР образования, очень похожие на кольцевые структуры. И хотя нет достаточных доказательств утверждать, будто это следы космической бомбардировки, такое предположение имеет веские основания. Ведь в масштабе Солнечной системы Луна находится очень близко к Земле, а 4 миллиарда лет назад она была в три раза ближе, чем сейчас. Значит, и на Землю тогда не могли не обрушиться метеориты и астероиды. Падавшие обломки взорвавшейся планеты нарушили расслоенность атмосферы, вызвав в ней огромные по масштабам воздушные течения. В теле нашей планеты образовались гигантские кратеры. В атмосферу и на поверхность Земли выделилась значительная порция тепловой энергии.

Сегодня уже есть возможность приблизительно определить массу метеоритного вещества, упавшего на Землю 4 миллиарда лет назад, и то количество дополнительного тепла, которое было получено земной атмосферой. За счет падавших метеоритов массивная первичная атмосфера Земли могла нагреться почти на 100 градусов. Известно, что Земля и Венера окружены водородными «коронами», а это указывает на происходящий там и сейчас процесс потери водорода. Английский физик Д. Джине показал, что планета катастрофически быстро теряет атмосферу, если молекулярная скорость газа достигает 1/4 от второй космической скорости, равной для Земли 11,3 километра в секунду. А она, в свою очередь, определяется температурой. Геологические «термометры» указывают, что атмосфера планеты перед катастрофой была нагрета до 700—1000 градусов, то есть температура ее превышала «порог Джинса». К тому же прибавила тепла атмосфере метеоритная бомбардировка, а вызванное ею движение потоков воздуха только ускорило процесс потери Землей своей оболочки.

Взрыв… жизни?

Самые ранние следы жизни на Земле обнаружены в отложениях, возраст которых 3,5 миллиарда лет. Дошедшие до нас древнейшие останки живых форм принадлежали одноклеточным организмам, так называемым прокариотам — безъядерным клеткам, оболочка которых построена одной-единственной молекулой. Но такие клетки уже содержали хромосомы и, следовательно, были продуктом длительной эволюции, продолжавшейся около 500 миллионов лет со времени ухода первичной плотной атмосферы до появления прокариотных клеток.

Какие же условия были необходимы для возникновения жизни? Более 50 лет назад академики В. И. Вернадский и А. И. Опарин выдвинули две принципиально различные идеи к этой проблеме. А. И. Опарин допускал возникновение жизни сначала в одном каком-либо месте, наиболее для этого благоприятном, и которая затем расселилась по планете. Главным стимулом ранней эволюции он считал естественный отбор. Первоначально возникшие белково- и нуклеиноподобные полимеры постепенно усложнялись, приобретая со временем способность к поглощению веществ из внешней среды.

Иначе смотрел на происхождение жизни В. И. Вернадский. Он считал, что при появлении жизни должна была сразу возникнуть первичная биосфера, выполняющая разные биогеохимические функции, и что живое вещество сразу приобретало свойство, присущее только ему,— нарушение зеркальной симметрии, открытое еще Л. Пастером в 1848 году,— когда все органические молекулы во всем схожи и вместе с тем отличаются друг от друга, как левая и правая рука. Такое свойство в науке именуется хиральностью. Вернадский предполагал, что причина возникновения хиральных органических молекул в резких катастрофических изменениях условий на ранней безжизненной Земле. Однако идеи ученого еще длительное время не привлекали должного внимания — уж слишком необычна была предложенная модель происхождения жизни. Лишь сравнительно недавно советскими учеными было доказано, что возникновение хиральности на этапе химической эволюции могло произойти в результате сильно изменившихся физико-химических процессов.

До метеоритного дождя, обрушившегося на планету, обстановка на поверхности Земли находилась в достаточно стабильном состоянии, а температура и давление были столь велики, что достаточно сложные органические соединения просто не могли образоваться. Но тут добавил «жару» неожиданно мощный метеоритный град, вызвавший перемешивание воздушных масс и уход значительной части первоначальной атмосферы. Давление у земной поверхности стало падать, а через какое-то время начала снижаться и температура, поскольку перестал работать механизм «парникового эффекта». Все химические соединения на поверхности Земли оказались нестойкими, и началась их перестройка, постоянно нарушаемая резкими перепадами температуры и давления. Кроме того, глубинные газы, ранее сдерживаемые высоким давлением атмосферы, стали в огромных количествах выделяться из недр Земли, резко меняя химическое лицо происходивших процессов. Все эти явления напоминают то состояние среды, которое согласно физике необходимо для появления хиральных органических молекул.

Активные процессы со временем не прекращались, но происходили при все более низких давлениях и температуре, которые настолько изменились у поверхности Земли, что наступил момент, когда стал возможен синтез органических молекул. Вулканы выбрасывали раскаленные, но быстро остывавшие газы, содержащие углерод, водород, азот и другие элементы, из которых и образовались кирпичики жизни.

И вот 3,9—3,8 миллиарда лет назад возникли условия, при которых на поверхности Земли могла формироваться органическая среда с нарушенной зеркальной симметрией. Затем наступил следующий этап, когда в хирально чистой среде шло образование коротких нуклеиновых цепочек, способных к размножению. И 3,5 миллиарда лет назад сформировались клетки, возможно, уже способные к фотосинтезу кислорода. Обстановка на Земле была еще крайне неуютной. Атмосфера состояла в основном из углекислого газа, температура ее достигала 70—80, а то и все 90 градусов. Но самое страшное было в том, что вокруг планеты не было защитного озонового слоя, и она была открытой смертоносному ультрафиолетовому излучению Солнца. Суша оставалась безжизненной. Одноклеточные организмы могли существовать лишь в воде, под защитой ее десятиметрового слоя, который поглощал ультрафиолетовую радиацию. А потому мелководные моря планеты могли представлять собой экологические ниши, где в сильно нагретой воде затеплилась примитивная жизнь. Но понадобилось долгих 3 миллиарда лет, чтобы живые организмы с помощью фотосинтеза смогли выработать такое количество кислорода, которого оказалось достаточно для образования озонового экрана, и жизнь смогла выбраться на сушу. Произошло это всего лишь 400 миллионов лет назад.