править] Гипотезы о природе магнитного поля Земли

В последнее время получила развитие гипотеза, связывающая возникновение магнитного поля Земли с протеканием токов в жидком металлическом ядре. Подсчитано^{[ источник не указан 1093 дня ]}, что зона, в которой действует механизм «магнитное динамо», находится на расстоянии 0,25—0,3 радиуса Земли. Аналогичный механизм генерации поля может иметь место и на других планетах, в частности, в ядрах Юпитера и Сатурна (по некоторым предположениям, состоящих из жидкого металлического водорода).

52. ТЕОРИЯ ВЕРНЕРА

Выводы Ардуино были использованы в других теориях строения Земли. Одну из них выдвинул немецкий минералог Абраам Готлоб Вернер. Он считал, что самые древние (первичные) породы образовались при осаждении частиц из первичного океана, покрывавшего всю Землю. Вернер был превосходным педагогом, к нему тянулись студенты со всей Европы. Однако по складу характера он был очень догматичен. С возрастом эта черта стала еще заметнее, и он разучился воспринимать новую информацию и идеи.

А. Вегенер впервые сформулировал концепцию «Пангеи» — единого доисторического континента, в результате раскалывания и перемещения обломков которого образовались современные континенты. В гипотезе Вегенера материки, сложенные гранитами, дрейфовали по более плотным базальтовым слоям земной мантии. Вегенер относительно точно определил время начала распада Пангеи — Триасовый период, в интервале 250—200 млн лет назад. (Пангея (греч. Πανγαία, всеземля) — древний суперконтинет существоваший около 220 миллионов лет назад, и расколовшийся на отдельные блоки. Название, данному суперконтиненту предложил Альфред Вегенер, и в настоящее время оно общепризнано научным сообществом.

Гипотеза Вегенера не была принята научным сообществом. Развитие мобилистской гипотезы возобновилось в 60-х годах XX века. Соотнесение гипотезы Вегенера с теорией мантийных конвекционных течений и новыми научными теориями, подтверждёнными исследованиями срединно-океанических хребтов, привело к возникновению Концепции тектоники литосферных плит. Сегодня гипотеза Вегенера является общепризнанной и развивается в соответствии с уровнем современной науки.

53. Ма́нтия — часть Земли (геосфера), расположенная непосредственно под корой и выше ядра. В мантии находится большая часть вещества Земли. Мантия есть и на других планетах. Земная мантия находится в диапазоне от 30 до 2900 км от земной коры.

Границей между корой и мантией служит граница Мохоровичича или, сокращённо, Мохо. На ней происходит резкое увеличение сейсмических скоростей — от 7 до 8—8,2 км/с. Находится эта граница на глубине от 7 (под океанами) до 70 километров (под складчатыми поясами). Мантия Земли подразделяется на верхнюю мантию и нижнюю мантию. Границей между этими геосферами служит слой Голицына, располагающийся на глубине около 670 км.

В начале XX века активно обсуждалась природа границы Мохоровичича. Некоторые исследователи предполагали, что там происходит метаморфическая реакция, в результате которой образуются породы с высокой плотностью. В качестве такой реакции предлагалась реакция эклогитизации, в результате которой породы базальтового состава превращаются в эклогит, и их плотность увеличивается на 30 %. Другие учёные объясняли резкое увеличение скоростей сейсмических волн изменением состава пород — от относительно лёгких коровых кислых и основных к плотным мантийным ультраосновным породам. Это точка зрения сейчас является общепризнанной.

Отличие состава земной коры и мантии — следствие их происхождения: исходно однородная Земля в результате частичного плавления разделилась на легкоплавкую и лёгкую часть — кору и плотную и тугоплавкую мантию.

Земна́я кора́ — внешняя твёрдая оболочка Земли (геосфера). Ниже коры находится мантия, которая отличается составом и физическими свойствами — она более плотная, содержит в основном тугоплавкие элементы. Разделяет кору и мантию граница Мохоровичича, или сокращённо Мохо, на которой происходит резкое увеличение скоростей сейсмических волн. С внешней стороны большая часть коры покрыта гидросферой, а меньшая находится под воздействием атмосферы.

Кора есть на Марсе и Венере, Луне и многих спутниках планет-гигантов. На Меркурии, хотя он и принадлежит к планетам земной группы, кора земного типа отсутствует. В большинстве случаев она состоит из базальтов. Земля уникальна тем, что обладает корой двух типов: континентальной и океанической.

Масса земной коры оценивается в 2,8·10¹⁹ тонн (из них 21 % — океаническая кора и 79 % — континентальная). Кора составляет лишь 0,473 % общей массы Земли.

Земная кора — многослойное образование. Верхнюю ее часть — осадочный чехол, или первый слой,— образуют осадочные породы и не уплотненные до состояния пород осадки. Ниже как на континентах, так и в океанах залегает кристаллический фундамент. В его строении и кроются основные различия между континентальным и океаническим типами земной коры. На континентах в составе фундамента выделяются два мощных слоя — «гранитный» и базальтовый. Под абиссальным ложем океанов «гранитный» слой отсутствует. Однако базальтовый фундамент океана отнюдь не однороден в разрезе, он разделяется на второй и третий слои.

До сверхглубокого и глубоководного бурения о структуре земной коры судили главным образом по геофизическим данным, а именно по скоростям продольных и поперечных сейсмических волн. В зависимости от состава и плотности пород, слагающих те или иные слои земной коры, скорости прохождения сейсмических волн значительно изменяются. В верхних горизонтах, где преобладают слабо уплотненные осадочные образования, они относительно невелики, в кристаллических же породах резко возрастают по мере увеличения их плотности.

После того как в 1949 г. впервые были измерены скорости распространения сейсмических волн в породах ложа океана, стало ясно, что скоростные разрезы коры континентов и океанов весьма различны. На небольшой глубине от дна, в фундаменте под абиссальной котловиной, эти скорости достигали величин, которые на материках фиксировались в самых глубоких слоях земной коры. Вскоре выяснилась причина подобного несоответствия. Дело в том, что кора океанов оказалась поразительно тонкой. Если на континентах толщина земной коры составляет в среднем 35 км, а под горно-складчатыми системами даже 60 и 70 км, то в океане она не превышает 5—10, редко 15 км, а в отдельных районах мантия находится почти у самого дна.

Стандартный скоростной разрез континентальной коры включает верхний, осадочный слой со скоростью продольных волн 1—4 км/с, промежуточный, «гранитный» — 5,5—6,2 км/с и нижний, базальтовый — 6,1 — 7,4 км/с. Ниже, как полагают, залегает так называемый перидотитовый слой, входящий уже в состав астеносферы, со скоростями 7,8—8,2 км/с. Названия слоев носят условный характер, так как реальные сплошные разрезы континентальной коры никто до сих пор не видел, хотя Кольская сверхглубокая скважина проникла в глубь Балтийского щита уже на 12 км.

В абиссальных котловинах океана под тонким осадочным плащом (0,5—1,5 км), где скорости сейсмических волн не превышают 2,5 км/с, находится второй слой океанической коры. По данным американского геофизика Дж. Уорзела и других ученых, он отличается удивительно близкими значениями скорости — 4,93—5,23 км/с,

в среднем 5,12 км/с, а средняя мощность под ложем океанов равна 1,68 км (в Атлантическом — 2,28, в Тихом — 1,26 км). Впрочем, в периферийных частях абиссали, ближе к окраинам континентов, мощности второго слоя довольно резко увеличиваются. Под этим слоем выделяется третий слой коры с не менее однородными скоростями распространения продольных сейсмических волн, равными 6,7 км/с. Его толщина колеблется от 4,5 до 5,5 км.

В последние годы выяснилось, что для скоростных разрезов океанической коры характерен больший разброс значений, чем это предполагалось ранее, что, по-видимому, связано с глубинными неоднородностями, существующими в ней.

Как видим, скорости прохождения продольных сейсмических волн в верхних (первом и втором) слоях континентальной и океанической коры существенно различны.

Что касается осадочного чехла, то это обусловлено преобладанием в его составе на континентах древних образований мезозойского, палеозойского и докембрийского возраста, претерпевших довольно сложные преобразования в недрах. Дно же океана, как говорилось выше, относительно молодо, и осадки, лежащие над базальтами фундамента, слабо уплотнены. Это связано с действием целого ряда факторов, определяющих эффект недоуплотнения, который известен как парадокс глубоководного диагенеза.

Сложнее объяснить разницу в скоростях сейсмических волн при их распространении через второй («гранитный») слой континентальной и второй (базальтовый) слой океанической коры. Как ни странно, в базальтовом слое океана эти скорости оказались ниже (4,82— 5,23 км/с), чем в «гранитном» (5,5—6,2 км/с). Дело тут в том, что скорости продольных сейсмических волн в кристаллических породах с плотностью 2,9 г/см3 приближаются к 5,5 км/с. Отсюда вытекает, что если «гранитный» слой на континентах действительно сложен кри-сталлическими породами, среди которых преобладают метаморфические образования нижних ступеней трансформации (по данным сверхглубокого бурения на Кольском полуострове), то в составе второго слоя океанической коры, помимо базальтов, должны участвовать образования с плотностью меньшей, чем у кристаллических пород (2—2,55 г/см3).

Действительно, в 37-м рейсе бурового судна «Гломар Челленджер» были вскрыты породы океанического фундамента. Бур проник сквозь несколько базальтовых покровов, между которыми находились горизонты карбонатных пелагических осадков. В одной из скважин была пройдена 80-метровая толща базальтов с прослоями известняков, в другой — 300-метровая серия пород вулкано-генно-осадочного происхождения. Бурение первой из перечисленных скважин было остановлено в ультраосновных породах — габбро и гипербазитах, которые, вероятно, уже относятся к третьему слою океанической коры.

Глубоководное бурение и исследование рифтовых зон с подводных обитаемых аппаратов (ПОА) позволили выяснить в общих чертах структуру океанической коры. Правда, нельзя с уверенностью утверждать, что нам известен полный и непрерывный ее разрез, не искаженный последующими наложенными процессами. Наиболее детально изучен в настоящее время верхний, осадочный слой, вскрытый частично или полностью почти в 1000 точках дна буром «Гломара Челленджера» и «Джойдес Резо-люшн». Гораздо менее исследован второй слой океанической коры, который вскрыт на ту или иную глубину гораздо меньшим числом скважин (несколькими десятками). Однако сейчас очевидно, что этот слой сформирован, в основном лавовыми покровами базальтов, между которыми заключены разнообразные осадочные образования небольшой мощности. Базальты относятся к толеитовым разностям, возникшим в подводных условиях. Это подушечные лавы, сложенные зачастую пустотелыми лавовыми трубами и подушками. Находящиеся между базальтами осадки в центральных частях океана состоят из остатков мельчайших планктонных организмов с карбонатной или кремнистой функцией.

Наконец, третий слой океанической коры отождествляют с так называемым дайковым поясом — сериями небольших магматических тел (интрузий), тесно пригнанных одно к другому. Состав этих интрузий основной в ультраосновной. Это габбро и гипербазиты, формировавшиеся не при излиянии магм на поверхности дна, как базальты второго слоя, а в недрах самой коры. Иначе говоря, речь идет о магматических расплавах, которые застыли вблизи магматического очага, так и не достигнув поверхности дна. Их более «тяжелый» ультраосновной состав свидетельствует об остаточном характере этих магматических расплавов. Если же вспомнить, что толщина третьего слоя обычно в 3 раза превышает мощность второго слоя океанической коры, то определение ее как базальтовой может показаться большим преувеличением.

Подобно этому и «гранитный» слой континентальной коры, как выяснилось в процессе бурения Кольской сверхглубокой скважины, оказался вовсе не гранитным, по крайней мере в верхней его половине. Как уже говорилось выше, в пройденном здесь разрезе преобладали метаморфические породы низших и средних ступеней преобразования. В большинстве своем они являются измененными при высоких температурах и давлении, существующих в недрах Земли, древними осадочными породами. В этой связи сложилась парадоксальная ситуация, заключающаяся в том, что мы теперь больше знаем о коре океанической, чем о континентальной. И это при том, что первая изучается интенсивно от силы два десятилетия, тогда как вторая — объект исследований по крайней мере полутора столетий.

Обе разновидности земной коры не являются антагонистами. В краевых частях молодых океанов, Атлантического и Индийского, граница между континентальной и океанической корой несколько «размыта» 8а счет постепенного утонения первой из них в области перехода от континента к океану. Эта граница в целом тектонически спокойна, т. е. не проявляет себя ни мощными сейсмическими толчками, которые случаются здесь крайне редко, ни вулканическими извержениями.

Однако такое положение сохраняется не везде. В Тихом океане граница между континентальной и океанической корой относится, пожалуй, к самым драматическим рубежам раздела на нашей планете. Так что же все-таки, эти две разновидности земной коры — антиподы или нет? Думается, что мы можем с полным основанием считать их таковыми. Ведь несмотря на существование целого ряда гипотез, предполагающих океанизацию континентальной коры или, напротив, превращение океанического субстрата в континентальный за счет целого ряда минеральных трансформаций базальтов, на самом деле доказательств непосредственного перехода одного типа коры в другой нет. Как будет показано ниже, континентальная кора формируется в специфических тектонических обстановках в активных зонах перехода между материком и океаном и в основном в результате преобразования другой разновидности земной коры, называемой субокеанической. Океанический субстрат исчезает в зонах Беньофа, либо выдавливается как ласта из тюбика, на край континента, либо превращается в тектонический меланж (крошево из перетертых пород) в областях «захлопывания» океанов.

54. Текто́ника плит — современная геологическая теория о движении литосферы, согласно которой земная кора состоит из относительно целостных блоков — плит, которые находятся в постоянном движении относительно друг друга. При этом в зонах расширения (срединно-океанических хребтах и континентальных рифтах) в результате спрединга (англ. seafloor spreading — растекание морского дна) образуется новая океаническая кора, а старая поглощается в зонах субдукции. Теория тектоники плит объясняет возникновение землетрясений, вулканическую деятельность и процессы горообразования, по большей части приуроченные к границам плит.

Впервые идея о движении блоков коры была высказана в теории дрейфа континентов, предложенной Альфредом Вегенером в 1920-х годах. Эта теория была первоначально отвергнута. Возрождение идеи о движениях в твёрдой оболочке Земли («мобилизм») произошло в 1960-х годах, когда в результате исследований рельефа и геологии океанического дна были получены данные, свидетельствующие о процессах расширения (спрединга) океанической коры и пододвигания одних частей коры под другие (субдукции). Объединение этих представлений со старой теорией дрейфа материков породило современную теорию тектоники плит, которая вскоре стала общепринятой концепцией в науках о Земле.

В теории тектоники плит ключевое положение занимает понятие геодинамической обстановки — характерной геологической структуры с определённым соотношением плит. В одной и той же геодинамической обстановке происходят однотипные тектонические, магматические, сейсмические и геохимические процессы

ГОРООБРАЗОВАНИЕ, процесс формирования горных сооружений под влиянием интенсивных восходящих тектонических движений, скорость которых превышает скорость процессов, ведущих к выравниванию поверхности Земли. Процессы горообразования неоднократно происходили

ГОРООБРАЗОВАНИЕ, процесс формирования горных сооружений под влиянием интенсивных восходящих тектонических движений, скорость которых превышает скорость процессов, ведущих к выравниванию поверхности Земли. Процессы горообразования неоднократно происходили на протяжении геологической истории в заключительной фазе развития геосинклиналей (молодые горы), нередко распространяясь и на платформы (возрожденные горы).

Оторвавшись от раскаленного Солнца, космическая капля расплавленного вещества заняла свое место в мировом пространстве и начала самостоятельную жизнь. Вращаясь вокруг собственной оси, капля постепенно приняла шарообразную форму и стала описывать эллиптическую орбиту вокруг породившего ее Солнца. Этой каплей была наша Земля.

Она была окружена атмосферой, состоящей из раскаленных газов, а поверхность вязко-жидкого вещества новой планеты вздымали мощные приливы, вызванные притяжением Солнца. В то отдаленное время Земля вращалась очень быстро, сутки были короче теперешних раз в десять. Внутреннее трение в вязко-жидкой магме, из которой состояла Земля, препятствовало свободному распространению приливной волны. Поэтому приливы запаздывали по отношению к видимому суточному движению Солнца и постепенно тормозили вращение новорожденной планеты.

Земля понемногу теряла часть газов, составлявших ее атмосферу, и одновременно остывала. К ее поверхности из недр поднимались более легкие и легкоплавкие вещества. Удивительные законы кристаллизации превращали их в твердые породы, которые постепенно формировали островки земной коры. Под новорожденной сушей развивались радиоактивные процессы, сопровождавшиеся энергичным выделением тепла. Конвекционные потоки магмы поднимали и вспучивали участки земной коры. Подстилающая их базальтовая магма растекалась и в разрывах между ними устилала дно будущих океанов...

Все гипотезы образования Солнечной системы и Земли основаны на логических умозрительных заключениях, не содержащих в себе никаких экспериментальных доказательств; поэтому здесь выбрана та гипотеза, которая интуитивно кажется вероятнее других. Кроме того, как-то приятней думать, что Земля образовалась из огненной плазмы, которую собирается подчинить себе человек, чем из космических отходов Вселенной.

Собственно говоря, образовавшиеся впадины не были еще океанами в полном смысле этого слова, так как их не заполняла вода. Это были сухие моря. Между тем в вихре атомов кислорода и водорода остывающей Земли, наряду с прочими минералами, образовался единственный и неповторимый по своим свойствам минерал. Он появился сперва в газообразном состоянии, в форме водяных паров, и доныне сохранил в себе три последовательные состояния остывающей звезды - газообразное, жидкое и твердое. Этим минералом была вода.

Земля остывала все больше и больше. Теперь вода выделялась уже из твердеющих пород. Но земная кора все еще была горячей, ее окружали раскаленные газы. Выделившаяся вода сейчас же испарялась. Чем толще становилась земная кора, тем больше паров воды выделялось в атмосферу. Остывание Земли продолжалось. Миллионы лет, никем не считанные, как минуты, уходили в вечность. Пришло, наконец, время, когда атмосфера настолько остыла, что содержащиеся в ней обильные пары воды достигли насыщения. Началась конденсация водяных паров, и вот на Земле выпала первая капля дождя, полил первый дождь. Падая на горячую землю, вода мгновенно испарялась. Фонтаны водяных паров тут и там вздымались в атмосферу и снова падали на Землю теплым дождем.

Дождь лил дни, месяцы, годы, тысячи, может быть, миллионы лет. Это был действительно «всемирный потоп». Но на Земле еще не было ни малейших следов какой бы то ни было жизни и, конечно, не было человека. Рассказать об этом потопе было некому.

Дождевые капли падали на обнаженную и лишенную всякой растительности скалистую, неровную поверхность Земли. Вода скапливалась в расселинах скал и очень медленно стекала в приготовленные природой низины - бассейны будущих океанов, потому что материки в это время были низкими, над их бесплодной поверхностью, взъерошенной хаосом скал, еще не возвышались горы, и уклоны в сторону океанских бассейнов были незначительны.

Чем больше воды собиралось в океанских бассейнах, тем больше возрастало давление водной массы на их дно. Это давление росло и под тяжестью минеральных частиц, вымываемых с суши и отлагающихся на дне. Пластичная земная кора на дне океанов прогибалась и оседала. Подстилающая ее вязкая масса вытеснялась при этом в сторону материков, под которыми температура была выше и плотность меньше. Это соотношение температуры и плотности сохранилось и до настоящего времени. Температура придонной воды в океане немногий выше 0°, между тем как под материками на уровне океанского дна температура достигает 200°. По мере того как дно океанов под тяжестью воды оседало, материки все выше поднимались над уровнем моря.

Мнения ученых относительно древности океанских впадин расходятся. Одни утверждают, что океанские впадины - современники образования земной коры и сформировались более 2 млрд. лет назад. Некоторое сходство в строении материков они объясняют параллельным развитием геологических форм. Сходные виды сухопутных растений и животных на материках, разделенных обширными пространствами океанов, появились, по их мнению, путем переселения по островным мостам, которыми некогда соединялись древние материки. Другие ученые склонны считать «первобытным» только Тихий океан. Атлантический и Индийский океаны, по их мнению, были некогда сушей. Существует также взгляд, что не далее как 200 млн. лет назад все моря и океаны были мелководными, а глубоководные океанские котловины совсем недавнего происхождения.

По поводу образования ложа Тихого океана высказывалась любопытная гипотеза, связанная с рождением Луны.

Кора, покрывавшая молодую планету, была очень пластичной. Под действием приливной волны она прогибалась и вспучивалась, как осенний лед под ногами смельчака, переходящего только что застывшую реку. С течением времени толщина земной коры понемногу увеличивалась, скорость вращения Земли вокруг оси уменьшалась, а сутки постепенно удлинялись. Наконец, наступил момент, когда период собственных колебаний вязко-жидкой магмы сравнялся с периодом приливной волны. Это вызвало явление так называемого резонанса.

Под влиянием резонанса колебаний приливная волна стала непрерывно расти. Геологический «момент» резонанса длился достаточно долго. По подсчетам некоторых геофизиков, понадобилось около полумиллиона лет для того, чтобы приливная волна смогла преодолеть силу земного тяготения. Когда, наконец, это случилось, из толщи Земли в мировое пространство вырвалась огромная волна магмы и часть затвердевшей коры. Удалившись от Земли на некоторое расстояние, вся эта масса приняла шарообразную форму и превратилась в нашего постоянного спутника - Луну. Известный советский ученый академик В. И. Вернадский допускал, что отделение Луны от Земли могло случиться в так называемый лаврентьевский геологический период истории земной коры, около двух миллиардов лет тому назад.

И вот над Землей засияла Луна. Сначала она светила собственным светом, потом стала светить отраженным. После отрыва Луны в земной коре осталась огромная впадина - бассейн будущего Тихого океана.

Косвенное доказательство этой гипотезы дали еще советские космические ракеты. Вокруг Луны не обнаружено заметного магнитного поля, свойственного Земле. Предполагается, что магнитное поле Земли образовано ее внутренним ядром, состоящим преимущественно из железа. Если у Луны такого ядра нет, есть полное основание думать, что она образовалась из вещества верхних слоев Земли.

Можно себе представить, какое потрясение испытал земной шар в момент рождения Луны. Кора, покрывавшая его, треснула во многих местах. Весьма вероятно, что одновременно изменили свое положение полюса, а части коры, погруженные в вязкое подкоровое вещество, начали перемещаться. В разрывах между разъединившимися частями коры образовались океаны - Атлантический и Индийский.

Существует и другая гипотеза. Она утверждает, что объем океанских впадин оставался постоянным, но величина и очертания океанов менялись вследствие перемещения материков, как бы плавающих в подстилающем их вязком подкоровом веществе. В этой гипотезе предполагается первоначальное существование только одного материка. Потом материк раскололся. Перемещение его частей происходило и происходит якобы сейчас под действием разницы в силе тяжести на разных географических широтах и разницы в силах, возникающих при суточном вращении Земли, которые также неодинаковы на разных широтах. Таким образом Южная Америка оторвалась от Африки, Северная Америка - от Европы.

Трудно перечислить все «за» и «против» этой интересной гипотезы. Сторонники дрейфа материков указывают, например, на сходство в геологическом строении и некоторое совпадение очертаний западных берегов Европы, Африки и восточных берегов Америки. Автор гипотезы А. Вегенер относит разрыв и начало движения материков к сравнительно недавнему меловому периоду (70-140 млн. лет назад), когда дно океана уже достаточно сформировалось. А если так, то у окраин материков, на той стороне, куда направлено их движение, на дне океана должны были бы образоваться складки. Но таких складок нигде нет, что является серьезным аргументом в пользу противников движения материков.

Решительно возражал против возможности дрейфа материков известный советский геофизик В. В. Белоусов. По его мнению, материки тесно связаны с подстилающим их подкоровым веществом верхней мантии до глубины порядка 500-1000 км, что, конечно, совершенно исключает возможность горизонтального движения такой огромной массы.

Однако недавние исследования остаточного магнетизма (намагничения) древних коренных пород показывают, что материки были некогда расположены иначе по отношению к полюсам, чем сейчас. Причем в различные геологические периоды они были расположены по-разному. Это подтверждает гипотезу дрейфа материков, хотя, быть может, и в ином плане, чем полагал А. Вегенер. В пользу ее говорит также эксперимент, о котором рассказывается в очерке «Незримый континент».

По мнению академика А. П. Виноградова, вода образовалась при выплавлении и последующем остывании базальтов, формировавших первичную земную кору. Чем больше образовывалось базальтов, тем больше выделялось воды. Базальт, расплавленный в лабораторных условиях при температуре 1000° и давлении 5-10 тыс. атмосфер, поглощает 7-8% воды. Очевидно, столько же должно выделяться при остывании базальта в условиях низкого давления. Соотношение между объемом земной коры, если считать всю ее прошедшей стадию базальта, и количеством воды в океане показывает, что образование первичной земной коры и заполнение водой океанских впадин происходили одновременно. Таким образом, океаны и материки - «ровесники», изначальная океанская вода содержала в себе при мерно столько же солей, сколько содержится в настоящее время.

Итак, дата рождения и эволюция океанских бассейнов зашифрованная природой в глубоководных донных осадках, в химическом составе воды, в структурах океанической и материковой земной коры, остается пока спорной, Этапы развития океанских бассейнов также скрыты во мгле времен.

Не раскрыв этих загадок, нам ничего не остается больше как дать общее представление о современном состоянии и положении Мирового океана на поверхности Земли. Поверхность Мирового океана равна 361 млн. км². Среди этого огромного водного пространства с виду довольно беспорядочно разбросаны малые и большие клочки земли - острова и материки. Впрочем, в этой беспорядочности можно заметить известный порядок. Поверхность земного шара похожа на два цветка, сложенных так, что лепестки одного входят в пазы между лепестками другого. От Северного полюса на юг, раздвигаясь в стороны, протянулись лепестки материков, а от Южного полюса к северу, навстречу им, проникли в пространства между материками лепестки океанов. При этом каждому материку на противоположной стороне земного шара соответствует океан, а каждому океану - материк. Поверхность суши на земном шаре в 2,5 раза меньше, чем поверхность океана, она занимает всего 149 млн. км². Какими силами вызвано такое распределение и соотношение материков и океанов? На этот вопрос у науки нет еще ответа. А если доверять библейскому сказанию о сотворении мира, то не может быть никакого сомнения в том, что Земля была создана не столько для человека, сколько для рыб.

Общий объем океанских бассейнов и содержащейся в них воды 1370 млн.км³, между тем как объем суши, возвышающейся над уровнем моря, в десять раз меньше и доставляет всего 130 млн.км³. Среднее возвышение суши гад уровнем моря равно 875 м, в то время как средняя глубина океана - 3800 м. Разница между средним уровнем суши и средним уровнем океанского дна составляет, таким образом, 4675 м. Вершина самой высокой горы Джомолунгмы (Эвереста) поднимается над уровнем моря на 8848 м, тогда как наибольшая глубина океана, измеренная экспедицией на «Витязе», достигает 11 тыс. м. Следовательно, расстояние по вертикали между вершинами высочайших юр на суше и самыми глубокими впадинами в океане достигает 20 км.

Таково величественное творение природы - водохранилище планеты, Мировой океан.

55. Этот материал, касающийся первоначала жизни на нашей планете, полученный методом метаконтакта мы предлагаем рассматривать как аксиоматическое допущение. В комментариях кроме вопросов, приветствуются дополнение или корректировки текста.

Как зародилось то, что люди называют жизнью на планете Земля?

Земля как небесное тело образовалась в результате деления большой планеты, которая находилась на расстоянии нескольких световых лет от наблюдаемого ныне с планеты Земля Солнца и была затянута в нынешнюю Солнечную систему силами притяжения уже существовавших в этой системе планет. Под влиянием ряда внутренних и внешних факторов произошел разрыв ядра планеты.

Двое из образовавшихся осколков (нынешняя планета Земля и будущий ее спутник Луна) остались на месте, остальные разлетелись по межпланетному пространству. Местоположение Луны как спутника Земли определилось позднее под воздействием сил земного притяжения, первоначально ее орбита была иной - Луна вращалась вокруг Солнца.

Планета Юпитер современной Солнечной системы появилась аналогично в результате разрыва определенной планетарной структуры, произошедшими в силу энергоинформационных процессов, но не имеющих выхода наружу, но с той лишь разницей, что эти процессы имели целенаправленное искусственное происхождение.

«Внесение» или «внедрение» жизни на планету Земля произошло энергетическим путем. Первые клеточные структуры были доставлены по энергетическому каналу приема-передачи информации.

Об этом процессе, характерным для всего Метакосмоса стоит рассказать подробнее:

Основа основ любого процесса в природе - инфоквант, который для человека можно утрированно представить как строго определенную единицу информации, Так вот мысль, можно представить как луч сквантованный из этих единичек в сгусточек энергии, направленный в нужное место. Мысли сами по себе не блуждают по пространству, в этом нет смысла. Информация присутствует везде, но ее передача имеет рациональную основу. Мысль - сложнейшее переплетение ее двух составляющих - информационной и энергетической. Информационность характеризует ее содержательность, энергетичность - потенциал, определяющий дальность ее передачи.
Непременное условие существования живого - это присутствие энергии в какой-либо из ее ипостасей, например, в виде материи.
Иными словами - мысль есть энергия, и как всякая энергия она может принять любую нужную, в том числе и материальную форму.

Перемещение, осуществляемое энергетическим путем, может получить и материальное выражение, и осознание человеком данной возможности есть основа основ понимания процесса зарождения любой жизни - на Земле или на другой планете в любой точке Метакосмоса. Поэтому то, что люди называют внеземными цивилизациями – явление повсеместное и многостороннее. И не нужно думать, что разумная жизнь весьма похожа по форме на уже известную.

Жизнь, как инструмент развития, в Метакосмосе имеет тенденцию к расширению и захвату всего вокруг себя, что является выражением стремления Мироздания к повсеместной гармонии, обусловленной изначальной задачей самосовершенствования. Развивающийся количественно-качественными скачками живой Метакосмос как бы вдыхает все новые и новые витки своей спирали развития (видимо, имеется ввиду спираль Фибоначчи – прим. ИАЦ НАСТ России), заполняя внешнее пространство и имеет форму, похожую на яблоко.

Длительное существование воды и жизни на поверхности Земли стало возможным благодаря трем основным характеристикам - ее массе, гелиоцентрическому расстоянию и быстрому вращению вокруг своей оси.
Именно эти планетарные характеристики определили единственно возможный путь эволюции живого и неживого вещества Земли в условиях Солнечной системы, итоги которого запечатлены в неповторимом облике планеты. Эти три важнейшие характеристики у других восьми планет Солнечной системы существенно отличаются от земных, что и явилось причиной наблюдаемых различий в их строении и путях эволюции.
Масса современной Земли равна 5,976•1027 г. В прошлом вследствие непрерывно протекающих процессов диссипации летучих элементов и тепла она, несомненно, была больше. Масса планеты играет определяющую роль в эволюции протовещества. Шарообразная форма Земли свидетельствует о преобладании гравитационной организации вещества в теле планеты.
С ростом глубины растут давление и температура. Вещество переходит в расплавленное и даже ионизованное состояние, благодаря чему возрастает его химический потенциал. Тем самым создаются предпосылки для длительной термической и, следовательно, геологической активности планеты.
Средний радиус гелиоцентрической орбиты Земли (расстояние от Солнца) равен 149,6 млн. км. Эта величина принята в качестве астрономической единицы. Почему мы выделяем этот параметр среди множества других? Дело в том, что на этом расстоянии количество солнечного тепла, достигающего поверхности Земли, таково, что выносимая из недр вода имеет возможность длительное время сохраняться в жидкой фазе, формируя обширные океанические и морские бассейны. Уже на орбите Венеры, расположенной на 50 млн. км ближе к Солнцу, и на орбите Марса, расположенного на 70 млн. км дальше от Солнца, чем Земля, таких условий нет. На Венере из-за избытка солнечного тепла вода испаряется и может существовать только в атмосфере планеты, на Марсе из-за недостатка тепла пребывает в замерзшем состоянии под грунтом планеты (возможно, в форме мерзлоты). И наконец, вращение Земли: полный оборот вокруг своей оси относительно Солнца планета делает за 24 часа, или за 86400 с; относительно звезд - за 86164 с. Благодаря столь быстрому вращению возникли динамические условия, необходимые для образования земного магнитного поля. Без магнитного экрана развитие современных форм жизни при прочих благоприятных условиях было бы невозможно. Поток солнечных частиц высоких энергий беспрепятственно достигал бы земной поверхности, неся гибель живому веществу. Жизнь в этих условиях могла бы зародиться и существовать лишь под водой или глубоко в грунте. Суша являла бы собой мертвые пустыни, лишенные растительности и каких-либо живых существ.

Суточное вращение Земли обеспечивает также попеременное нагревание и охлаждение ее поверхности. Это способствует развитию водной и воздушной циркуляции, ускорению динамики всех процессов жизнедеятельности биосферы, преобразованию вещества земной коры.
Наклон оси вращения к плоскости орбиты (23°27¢) приводит к периодическому (сезонному) изменению количества солнечного тепла, получаемого различными участками земной поверхности при движении планеты по гелиоцентрической орбите. Полное обращение вокруг Солнца Земля делает за 365,2564 звездных суток (сидерический год), или 365,2422 солнечных суток (тропический год).
Площадь поверхности Земли равна 510 млн. км2, средний радиус сферы - 6371 км.

56. ДНК

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), НУКЛЕИНОВАЯ КИСЛОТА, которая является основным компонентом ХРОМОСОМ ЭУКАРИОТОВЫХ клеток и некоторых ВИРУСОВ. ДНК часто называют «строительным материалом» жизни, поскольку в ней хранится ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД, являющийся основой НАСЛЕДСТВЕННОСТИ. Молекулярную структуру ДНК впервые установили Джеймс УОТСОН и Френсис КРИК в 1953 г. Она состоит из ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ, сложенной двумя длинными лентами чередующихся молекул сахара (дезоксирибозы) и фосфатных групп, связанных азотистыми основаниями. В целом молекула имеет форму, напоминающую скрученную веревочную лестницу, перекладинами которой служат азотистые основания - АДЕНИН (А), ЦИТОЗИН (С), ГУАНИН (G) и тимин (Т). Основания соединяются попарно всегда в одном и том же порядке: аденин с тимином, гуанин с цитозином. Правильность этого соединения обеспечивает точность самовоспроизведения. При воспроизведении ленты ДНК разделяются, и каждая создает образец для синтеза новой ленты РНК (ИНФОРМАЦИОННОЙ РНК). Этот процесс МАТРИЦИРОВАНИЯ, протекающий при посредстве энзимов, приводит к возникновению копии, тождественной исходной спирали. Количество ДНК всегда постоянно для всех клеток данного вида растения или животного. В процессе воспроизведения количество ДНК удваивается, когда образуются реплики хромосом перед началом МИТОЗА; в гаметах, яйцеклетках и спермотозоидах (ГАПЛОИДНЫХ клетках) это количество вдвое меньше, чем в других клетках тела (см. МЕЙОЗ). Комбинация основания с соответствующими молекулами фосфата и сахара называется НУКЛЕОТИДОМ, а вся цепочка в целом называется полинуклеотидной. Генетический код хранится в виде последовательности нуклеотидов: каждая АМИНОКИСЛОТА кодируется тремя нуклеотидами, а ряд кислот представляет собою ген. см. также БИОТЕХНОЛОГИЯ, ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ, МУТАЦИЯ, ИССЛЕДОВАНИЕ РЕКОМБИНАЦИИ ДНК.

МОЛЕКУЛЫ нуклеиновых кислот ДНК и РНК хранят в себе генетическую информацию, необходимую для существования и размножения живой клетки. Белки же выступают в роли действующего начала: молекулы белков-ферментов катализируют тысячи химических реакций, протекающих в клетке. Еще недавно такое «разделение труда» между информационными и действующими молекулами считалось одним из основополагающих принципов биохимии. Однако в последние несколько лет эта схема была пересмотрена в связи с открытием того, что РНК может выступать в качестве фермента.

Каталитическая активность РНК была открыта в 1981 — 1982 гг., когда мои коллеги и я изучали РНК из одноклеточного организма Tetrahymena thermophila, относящегося к типу простейших. К своему изумлению, мы обнаружили, что эта РНК может катализировать разрезание и сплайсинг самой себя, в результате чего из нее выщепляется небольшой фрагмент. Если забыть, что РНК не белок, РНК тетрахимены удовлетворяет классическому определению фермента. От «настоящих» ферментов она отличается только тем, что белки-ферменты катализируют реакции, протекающие между другими молекулами, в то время как эта РНК катализирует собственные метаморфозы. Поэтому для ферментоподобных молекул РНК мы предложили термин «рибозим» (от англ. RIBOnucleic enZYME). А недавно нам удалось показать, что в несколько измененной форме та же РНК может сшивать не только саму себя, но и другие молекулы РНК и, стало быть, является ферментом в полном смысле слова.

Что же следует из этого неожиданного открытия? Во-первых, теперь уже нельзя так безоговорочно, как раньше, принимать утверждение, что в клетке за каждой каталитической реакцией стоит белковый фермент. По нынешним представлениям, некоторые реакции, связанные с перестройкой молекул РНК, могут, по крайней мере частично, катализироваться РНК. Далее, известно, что в состав рибосом (клеточных органелл, на которых происходит синтез белка) входит по нескольку молекул РНК в дополнение к большому набору белков. Не исключено, что именно РНК, а не белки рибосомы ответственны за один из основных каталитических процессов в клетке — синтез белков. Открытие катализа РНК может, кроме того, иметь значение и для понимания эволюции. Так как нуклеиновые кислоты и белки взаимозависимы, долгое время считалось, что и возникнуть они должны были одновременно. Обнаружение того, что РНК служит не только носителем информации, но и ферментом, позволяет предположить, что в период зарождения жизни РНК могла существовать и функционировать без белков и без ДНК.

Рассмотрим основу жизни на Земле - биологический белок. Белки состоят из нуклеотидов и примерно из 20 структурных элементов различных видов - биологически активных аминокислот, свёрнутых в цепочки особым образом, в котором аминокислоты располагаются в единственно возможной для данного белка последовательности.

Так вот, вероятность образования одного такого типичного белка в результате случайных процессов (если каким-то образом имеются в достаточном количестве все 20 необходимых биоактивных аминокислот из более, чем 80 их видов) составляет, по расчётам учёных, 10 в минус 325 степени.

Эксперты по теории вероятностей считают, что вероятность события меньше чем 10 в минус 50 степени, является нулевой, некоторые утверждают, что практически нулевой уже является вероятность 10 в минус 40 степени, т.е. на 10 порядков меньше. В любом случае событие, вероятность которого 1 шанс из 10 с 325-ю нулями - совершенно невероятно. Но это только начало проблем для современных сторонников теории эволюции Дарвина.

Без особой группы белков - ферментов жизнь существовать не может. А у каждого фермента, состоящего из сложных молекул, есть так называемый "активный центр" - углубление особой формы, которое должно соответствовать так называемому "субстрату" (например, глюкозе) наподобие ключа в замке.

Это соответствие должно быть абсолютным с точностью до 1 атома! У простейших организмов - бактерий около 200 тысяч характерных белков из них более 2 тысяч составляют ферменты. Так вот, вероятность получить только эти 2 тысячи ферментов (опять же если имеются в достаточном количестве все необходимые аминокислоты) равна 10 в минус 40 тысячной степени, т.е. числу с сорока тысячами нулей, для написания которых необходимо около 20 машинописных страниц. Такого количества нет даже атомов в обозримой Вселенной.

57. В каждой клетке синтезируется несколько тысяч различных белковых молекул. Белки недолговечны, время их существования ограничено, после чего они разрушаются. Способность синтезировать строго определенные белки закреплена наследственно, информация о последовательности аминокислот в белковой молекуле закодирована в виде последовательности нуклеотидов в ДНК.

В геноме человека менее 100 000 генов, которые находятся в 23 хромосомах. Одна хромосома содержит несколько тысяч генов, которые располагаются в линейном порядке в определенных участках хромосомы — локусах.

Ген — участок молекулы ДНК, кодирующий первичную последовательность аминокислот в полипептиде или последовательность нуклеотидов в молекулах транспортных и рибосомальных РНК.

Итак, последовательность нуклеотидов каким-то образом кодирует последовательность аминокислот. Все многообразие белков образовано из 20 различных аминокислот, а нуклеотидов в составе ДНК — 4 вида. Если предположить, что один нуклеотид кодирует одну аминокислоту, то 4 нуклеотидами можно закодировать 4 аминокислоты, если 2 нуклеотида кодируют одну аминокислоту, то количество кодируемых кислот возрастает до 42 — 16. Значит, код ДНК должен быть триплетным. Было доказано, что именно три нуклеотида кодируют одну аминокислоту, в этом случае можно будет закодировать 43 — 64 аминокислоты. А так как аминокислот всего 20, то некоторые аминокислоты должны кодироваться несколькими триплетами.

В настоящее время известны следующие свойства генетического кода:

1. 
   Триплетность: каждая аминокислота кодируется триплетом нуклеотидов.

2. Астрономы обнаружили ещё одно доказательство внеземного происхождения жизни на планете НИА-Кузбасс

3. Таким доказательством, как сообщает официальный сайт Роскосмоса, стала вода, обнаруженная астрономами из Университета Флориды на одном из астероидов. Отметим, что впервые такое явления было обнаружено учеными в апреле этого года. Тогда вода и органические молекулы были найдены на астероиде в астероидном поясе Солнечной системы. Сейчас точно такой же набор компонентов найден на астероиде 65 Cybele. «Наше открытие указывает на то, что астероидный пояс содержит гораздо больше воды, чем предполагалось ранее», - говорит астроном Умберто Кампинс.
Он также отметил, что данное открытие делает еще более вероятной теорию о внеземном происхождении жизни на Земле. Ученый говорит, что жизнь вполне могла быть занесена на планету с одного из таких "водно-органических" астероидов. Нынешнее открытие заставляет задуматься о том, что вода на метеоритах не такое уж редкое явление.

58. Биоценоз (от греч. βίος — «жизнь» и κοινός — «общий») — это совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, что заселяют определённый участок суши или акватории, они связаны между собой и со средой. Биоценоз — это динамическая, способная к саморегулированию система, компоненты (продуценты, консументы, редуценты) которой взаимосвязаны. Один из основных объектов исследования экологии. Биоценоз — это исторически сложившаяся группировка растений, животных, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (участок суши или водоёма). Наиболее важными количественными показателями биоценозов являются биоразнообразие (совокупное количество видов в биоценозе) и биомасса (совокупная масса всех видов живых организмов данного биоценоза).

Термин (нем. Biocönose) введён Карлом Мёбиусом в 1877 году для описания всех организмов, что заселяют определённую территорию (биотоп), и их взаимоотношений^[1]

Виды биоценозов: 1) Естественные (река, озеро, луг и т.д) 2) Искусственные (пруд, сад, и т.д.)

Биоценоз — диалектически развивающееся единство, меняющееся в результате дея­тельности входящих в него компонен­тов, вследствие чего происходят законо­мерные изменение и смена биоценоза (сукцессии), которые могут приводить к восстановлению резко нарушенных биоценоза (напр., леса после пожара и т. п.). Различают насы­щенные и ненасыщенные биоценозы В насыщенном биоценозе все экологические ниши заняты и вселение нового вида невозможно без уничтожения или последующего вытес­нения к.-л. компонента биоценоза. Ненасыщенные биоценоза характеризуются возможностью все­ления в них новых видов без уничтоже­ния других компонентов. Можно различать первичные биоценозы, сложившиеся без воздействия человека (целинная степь, девственный лес), и вторичные, изменённые деятельностью человека (леса, выросшие на месте сведённых, на­селение водохранилищ). Особую катего­рию представляют агробиоценозы, где комплексы основных компонентов биоценоза соз

Биоценоз (от био - жизнь и греч. koinos — общий), исторически сложившаяся совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма (биотоп) и характеризующихся определёнными отношениями как между собой, так и с абиотическими факторами окружающей среды. Продуктивность биоценозов. Лучистая энергия солнца, усваиваемая зелеными автотрофными растениями, превращается в энергию химических связей синтезируемого вещества. Скорость фиксации солнечной энергии определяет продукцию биоценозов. Основной показатель продукции — биомасса организмов (растительных и животных), составляющих биоценоз. Биомасса — выраженное в единицах массы или энергии количество живого вещества организмов, приходящееся на единицу площади или объема (например, г/м 2, г/м 3, кг/га, т/км 2 и др.). Используют массу либо сырого, либо, чаще всего, сухого вещества. Различают растительную биомассу — фитомассу, животную — зоомассу, бактериомассу, биомассу каких-либо конкретных групп или организмов отдельных видов. Величина биомассы меняется в зависимости от сезона года, миграций животных, степени ее потребления консументами разных порядков. Например, в условиях Республики Беларусь самая низкая величина биомассы травянистых многолетних растений бывает поздней осенью, зимой и ранней весной. В период с мая по октябрь ее величина значительно увеличивается за счет роста надземных частей растений. Продукция. Биологической продукцией называется биомасса, производимая биоценозом на единице площади за единицу времени. Она выражается в тех же величинах, что и биомасса, но с указанием времени, за которое она создана (например, кг/га за месяц). Различают два вида продукции — первичную и вторичную. Биомасса, произведенная автотрофными организмами (зелеными растениями) на единице площади за единицу времени, называется первичной продукцией. Ее величина определяет продуктивность всех звеньев гетеротрофных организмов экосистемы. Суммарная продукция фотосинтеза называется первичной валовой продукцией. Это вся химическая энергия в форме произведенного органического вещества. При этом часть энергии может идти на поддержание жизнедеятельности (дыхание) самих производителей продукции — растений. Если мы изымем ту часть энергии, которая тратится растениями на дыхание, то получим чистую первичную продукцию. Ее можно легко учесть. Достаточно собрать, высушить и взвесить растительную массу, например, при уборке урожая. В природных биоценозах дыхание уменьшает продуктивность более, чем наполовину. По мере старения растения доля потребляемой на дыхание энергии растет. Несмотря на то, что растения активно поглощают солнечный свет, КПД этих маленьких зеленых фабрик невелик. К примеру, вся продукция хлебного поля в пересчете на сухое вещество составляет 8—10 т/га. В широколиственном лесу выход продукции еще меньше — 4—5 т/га.

59.

В настоящее время наиболее широкое признание получили гипотеза о происхождении жизни...

на Земле, разработанная советским ученым акад. А. И. Опариным. Эта гипотеза исходит из предположения о постепенном возникновении жизни на Земле из неорганических веществ путем длительной абиогенной (не биологической) молекулярной эволюции. Считают, что Земля и другие планеты Солнечной системы образовались из газово-пылевого облака около 4,5 млрд. лет назад. На первых этапах своего формирования Земля имела очень высокую температуру. По мере остывания планеты тяжелые элементы перемещались к ее центру, а более легкие оставались на поверхности.

Атмосфера состояла из свободного водорода и его соединений (Н2О, CH4,NH3, HCN) и поэтому носила восстановительный характер. Это обстоятельство послужило важной предпосылкой возникновения органических молекул не биологическим путем. Соединения, являющиеся восстановителями, легко вступают в химические реакции, отдавая водород, и при этом сами окисляются. Компоненты атмосферы подверглись воздействию различных источников энергии: жесткому, близкому к рентгеновскому, коротковолновому излучению Солнц», грозовым разрядам, высокой температуре к области грозовых разрядов и в районах активной вулканической деятельности и т. п. В результате этих воздействий химически простые компоненты атмосферы вступали но взаимодействие, изменяясь и усложняясь. Возникали молекулы Сахаров, аминокислот, азотистые основания, органические кислоты (уксусная, муравьиной, молочная и другие) и другие простые органические соединении. Некоторые из этих реакций ученые смогли воспроизвести и лабораторных услониих.

В 1953г. американский ученый Л. С. Миллер, пропуская электрический разряд через смесь смесь, получил смесь нескольких аминокислот и органических кислот. И дальнейшем оказалось, что абиогенным путем и отсутствие кислорода могут быть синтезиронапы многие простые органические соединения, входящие в состав биологических полимеров — белком, нуклеиновых кислот и полисахаридом. Так, при пропускании электрического разряда через смесь CO, N2, H2 образуется синильная кислота HCN. В водной среде при определенных условиях из сильной кислоты, аммиака и некоторых других соединений могут возникать аминокислоты. Из азотистых оснований в присутствии неорганических фосфорных соединений образуется аденозинмонофосфат (АМФ), а также аденозиндифосфат (АДФ) и адено-зинтрифосфат (АТФ).

Возможность абиогенного синтеза органических соединений доказывается тем, что они обнаружены в космическом пространстве. В космосе найдены цианистый водород (HCN), формальдегид, муравьиная кислота метиловый и этиловый спирты и другие вещества. В некоторых метеоритах заключены жирные кислоты, сахара, аминокислоты. Все это свидетельствует о том, что органические соединения могли возникать чисто химическим путем в условиях, существовавших на Земле около 4 млрд. лет назад. Таким образом, условиями для абиогенного возникновения органических соединений можно считать восстановительный характер атмосферы Земли, высокую температуру, грозовые разряды и мощное ультрафиолетовое излучение Солнца, которое тогда еще не задерживалось озоновым экраном.

По мере охлаждения Земли водяной пар, содержавшийся в атмосфере, конденсировался, на поверхность Земли обрушивались дожди, образуя на ней большие водные пространства. В воде были растворены аммиак, диоксид углерода, синильная кислота, метан и более сложные органические соединения, образовавшиеся в атмосфере. Органические молекулы, такие, как аминокислоты или нуклеотиды, в водной среде могут связываться друг с другом (конденсировать) с образованием полимеров. При этом выделяется вода. Две аминокислоты могут соединиться пептидной связью, а два нуклеотида — фосфодиэфирной связью. Следует отметить, что для синтеза простых соединений требуются более жесткие условия, чем для возникновения сложных.

Например, синтез аминокислот происходит при температуре около 1 000 °С, а конденсация их в полипептиды — при температуре 160 °С. Реакции конденсации приводят к образованию линейных полимеров — полипептидов и полинуклеотидов — различной длины и имеющих случайную последовательность мономеров. Полинуклеотиды способны служить матрицей и, таким образом, определять последовательность нуклеотидов в новых полинуклеотидах. Матричные свойства основаны на специфическом, так называемом комплементарном, связывании аденина (А) с урацилом (U) и гуанина (G) с цитозином (С). Механизмы комплементарного матричного копирования в последующем заняли центральное место в процессах переноса информации в биологических системах. Генетическая информация каждой клетки закодирована в последовательности оснований ее полинуклеотидов, и эта информация передается (наследуется) и) поколения в поколение с помощью комплементарного гиарннапин оснований.

Однако реакции эти и отсутствие белков-ферментов идут очень медленно.

Среди случайно образующихся полипептидов были такие, которые обладали каталитической активностью и могли ускорять процессы матричного синтеза полинуклеотидов. Следовательно, следующим важным шагом предбиологической эволюции было объединение способности полинуклеотидов к самовоспроизведению со способность полипептидов к каталитической активности. Стабильность, устойчивость «удачных» комбинаций аминокислот полипептидов обеспечивается только сохранением информации о них в нуклеиновых кислотах. В свою очередь полипептиды или белки, синтезируемые на основе информации, заложенной в молекулах РНК, могут облегчать редупликацию этих молекул. Так путем отбора возник генетический код, или словарь, устанавливающий соответствие между триплетами и аминокислотами. Дальнейшее усложнение обмена веществ могло происходить только в условиях пространственной близости генетического кода и кодируемых им белков, а также изоляции реагирующих компонентов от внешней среды. Действительно, отбор молекул РНК по качеству кодируемого ею белка осуществляется только в том случае, если белок не диффундирует в любом направлении, а сохраняется в каком-либо изолированном пространстве, где и участвует в обменных процессах. Возможность отделения белоксинтезирующей системы от внешней среды заложена в физико-химических свойствах молекул.

Отдельные ионы и молекулы в водном растворе всегда окружены водной оболочкой. Например, при диссоциации NaCl ионы Na+ и С1~ окружены слоем молекул воды (вспомните, что молекулы воды полярны). Органические молекулы также окружены водной оболочкой, толщина которой зависит от величины заряда молекулы, концентрации солей в растворе, температуры и проч. При определенных условиях водная оболочка приобретает четкие границы и отделяется от окружающего раствора. Молекулы, окруженные водной оболочкой, могут объединяться, образуя многомолекулярные комплексы — коацерваты. В первичном океане коацерваты, или коацерватные капли, обладали способностью поглощать различные вещества.

В результате этого внутренний состав коацервата претерпевал изменения, что пело или к его распаду, или к накоплению веществ, т. с. к росту и к изменению химического состава, повышающего устойчивость коа-церватной капли. Судьба капли определялась преобладанием одного из указанных процессов. Акад. А. И. Опарин отмечал, что в массе коацерватных капель должен был идти отбор наиболее устойчивых в данных конкретных условиях. Достигнув определенных размеров, материнская коацерватная капля могла распадаться на дочерние. Дочерние коацерваты, структура которых мало отличалась от материнской, продолжали свой рост, а резко отличавшиеся капли распадались. Продолжали существовать только те коацерватные капли, которые, вступая в какие-то элементарные формы обмена со средой, сохраняли относительное постоянство своего состава. В дальнейшем они приобрели способность поглощать из окружающей среды не всякие вещества, а лишь такие, которые обеспечивали им устойчивость, а также способность выделять наружу продукты обмена.

Постепенно увеличивались различия между химическим составом капли и окружающей средой. В процессе длительного отбора (его называют химической эволюцией) сохранились лишь те капли, которые при распаде на дочерние не утрачивали особенностей своей структуры, то есть приобрели свойство самовоспроизведения. Эволюция коацерватов завершилась образованием мембраны, отделяющей их от окружающей среды и состоящей из фосфолипидов.

Подобные искусственные мембраны, окаймляющие пузырьки размером от 1 до 10 мкм, сейчас без труда создаются в экспериментальных условиях. Образование наружной мембраны предопределило направление дальнейшей химической эволюции по пути развития все более совершенных саморегулирующихся систем вплоть до возникновения первых примитивных клеток. Оказавшись в окруженном мембраной замкнутом пространстве, молекулы РНК эволюционировали, причем признаком, по которому происходил отбор, была не собственная структура РНК, но главным образом свойства кодируемых ими белков.

Таким образом, нуклеотидная последовательность РНК стала проявляться в свойствах клетки как целого. Обратите внимание, что ключевым событием в возникновении клетки послужило объединение матричной функции РНК и каталитической функции пептидов. РНК и сейчас обеспечивает синтез белков в клетке. На каком-то более позднем этапе эволюции ДНК заменила РНК в качестве вещества наследственности. Появление первых клеточных организмов положило начаПервые живые организмы обладали способностью к самовоспроизведению и другими основными признаками живого, существовали в восстановительной среде и имели анаэробный тип обмена. По своему строению они напоминали современных бактерий.ло биологической эволюции. Это произошло примерно 3—3,5 млрд. лет назад.

Удивительная красота камня, его качества, переоценить которые едва ли возможно, всегда неодолимо влекли наших предков и их давний союз служил источником вдохновенья, рождавший рукотворные ансамбли и артефакты, повествующие об эпохах камня, меди, бронзы и железа подобно открытой книге, очарованными читателями которой мы являемся. Камень и керамика не бояться времени, тысячи лет сохраняясь в земле в первозданном виде и чаще всего именно камень и керамика помогают нам погрузиться в минувшее, и насладиться им. Многотонные глыбы алого гранита и чёрного базальта, тысячелетиями устанавливавшиеся на планете в соответствии с замыслом вдохновленного окружающим миром человечества, ныне помогают нам не только воссоздавать интеллектуальную эволюцию Homo Sapiens, но и являются источниками энергии для ныне живущих. И к этой энергии, опирающейся на рукотворную поэзию камня, мы и обратимся.

Согласно утверждениям генетиков колыбелью человечества является Африка. Современная сравнительная лингвистика утверждает, что некоторые народы Африки, проживающие в центральных и юго-западных регионах континента, в наши дни говорят на языках близких древнему (ностратическому) языку наших предков, обитавших в Африке 200 000 – 100 000 лет назад.

Наскальная живопись Сахары, костяные гарпуны и керамика, украшенная волнистым орнаментом, последних восьми тысячелетий в определённой степени позволяют нам воссоздать мир наших предков 100 000 – 70 000 лет назад покинувших большой рифтовый разлом центра Африки, свою древнюю колыбель, и расселившихся на пространствах современной Индии, Китая, юго-восточной Азии, вплоть до Австралии и островов Океании. Археология Африки, с потрясающими сознание памятниками Египта и Эфиопии, дарит нам возможность проникновения в мир Homo Sapiens эпохи нашей общей прородительницы, жившей около 70 000 лет назад и называемой генетиками Евой.

Ранее, 300 000 – 40 000 лет назад, в Европе господствовал также вышедший из Африки неандерталец. Нам известны его культовые погребенья на западе Европы, на Ближнем Востоке и в Средней Азии. Можно высказать обоснованное предположение о духовных и интеллектуальных воззрениях Homo sapiens neanderthalensis. Однако, обо всём по порядку.

Острова лесов, окружённых восточноафриканской саванной, 4,4 млн. лет назад явились местом обитания Ardipithecus ramidus, создания в настоящее время оказавшегося в основании эволюционной цепи гоминидов.

Ему наследовал Australopithecus africanus. 3 600 000 лет назад гоминид этой эпохи оставил следы двух ног в Летоли (Танзания) и это одна из величайших вех великого эволюционного пути. О вставшем на две ноги предке мы судим по найденному в Хадаре (Эфиопия) скелету “Люси”.

Итак, около 3 600 000 лет назад наши передние конечности превратились в подобие рук и последствия этого рано или поздно должны были сказаться. В Хадаре были найдены древнейшие из известных каменные орудия, послужившие точкой отсчёта нижнего палеолита Африки. Древнейшие каменные орудия возникают и начинают распространяться около 2 400 000 лет назад. И именно каменные орудия помогают Australopithecus africanus, его грациальному виду, около 2,4 мил. лет назад явить на свет Homo habilis – человека умелого, имевшего половину объёма мозга современного человека.

Homo habilis в Олдувайском ущелье (Танзания) занялся изготовлением каменных чопперов, во множестве из оббитой гальки создавая острые пластины, необходимые при разделке тушь животных. Это способствовало тому, что около 1 900 000 лет назад человек умелый превращается в Homo erectus (человек прямоходящий), который вооружившись каменным топором ашельского типа, покинул Африку и около 1 800 000 лет назад расселился в южной и юго-восточной Азии.

Древнейшее свидетельство использования огня человеком прямоходящим восходит к эпохе датируемой 1 600 000 годами (Чесованджа в Кении, Сварткранс в Южной Африке). Отныне камень и огонь способствовали постепенному превращению Homo erectus в архаического Homo sapiense и миллионы лет мозг архантропа с 2/3 увеличивался до 3/4 от объема мозга современного человека.

Дата добавления: 2015-10-16