Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

Нельзя сказать, что юная Земля была полностью защищена от угроз из космоса. Планеты подобрали много вещества в солнечном диске, но не всё . По системе по-прежнему скиталось множество астероидов, и их пути иногда пересекались с путями планет. Вскоре после образования все планеты стали подвергаться безжалостным бомбардировкам. Практически все твердые поверхности в Солнечной системе несут следы того опустошения: мимолетный взгляд на серьезно побитую и испещренную кратерами поверхность Луны подтвердит это.

Земля также получила свою долю ударов. Она подвергалась бомбардировкам значительно чаще, чем Луна, потому что она больше и обладает более сильной гравитацией. Более того, самая широко признанная теория происхождения самой Луны заключается в том, что она сформировалась из материала, выброшенного при столкновении Земли с очень крупным объектом, возможно размером с Марс, — это апокалиптическое столкновение, которое страшно представить. Но за миллиарды лет тектоника плит и эрозия стерли все свидетельства этой первичной бомбардировки. Остались только самые недавние кратеры; даже те, что образовались более нескольких миллионов лет назад, уже практически неразличимы. Тем не менее из-за такого обстрела из космоса обстановка на том раннем этапе была крайне враждебной. Только ситуация начинала стабилизироваться, как с неба обрушивался какой-нибудь камень диаметром 80 км и перезапускал геологические часы.

Однако в конце концов железный и каменный дождь прекратился. По мере остывания Земли на ней могли образовываться более сложные молекулы. Метан в атмосфере планеты был источником водорода, а также им был аммиак, содержащий еще и азот. Двуокись углерода дала углерод, который, отделяясь от кислорода, мог связываться, образуя еще более сложные цепочки атомов. Аминокислоты, строительные кирпичики белков, вероятно, образовались довольно рано и начали объединяться в новые и интересные цепочки. Молнии в атмосфере и ультрафиолетовое излучение от Солнца могли обеспечить нужную энергию для распада и преобразования молекул. В определенный момент — никто не знает точно, когда и как, но это практически совпало с прекращением астероидной бомбардировки — молекулы объединились в последовательность, обладающую фантастическим свойством: она могла воспроизводить себя. По сегодняшним меркам, та молекула была, вероятно, предельно простой, и все-таки у нее была удивительная способность подбирать исходные материалы и выстраивать их таким образом, чтобы создавать свою копию. Созданные копии продолжали в том же духе и размножались.

Это была всего лишь простая химическая реакция, точнее, длинная последовательность реакций. Для таких реакций требовались материалы — элементы, находящиеся в воздухе и на поверхности, — а после них образовывались отходы. Одним из таких отходов был кислород. По мере того как в атмосфере становилось все больше и больше кислорода, химические процессы начали изменяться. Для многих из этих простейших микробов кислород был токсичным, как иногда отходы токсичны для выделяющих их организмов. Накапливающийся газ отравлял их. Некоторые виды микробов адаптировались к новой среде (и их потомки до сих пор существуют сегодня в виде сине-зеленых водорослей и иных форм жизни), но те, кто не смог, погибли; они процветали на Земле миллионы лет, но погибли от собственных отходов [61] Если хотите рассматривать это как поучительную историю — извольте. . Однако в то же время существовала слегка отличающаяся сложная молекула. Она была способна использовать эти отходы. При объединении с другими химическими веществами кислород может выделять много энергии, которая, в свою очередь, может быть полезна для размножения и ускоренного метаболизма. Этот отличающийся микроб питался отходами других, а когда уровни кислорода выросли настолько, что те первые формы жизни начали вымирать, пользователи кислорода были готовы к перевороту. Они захватили власть. Некоторые организмы, производящие кислород, выжили, постоянно мутируя и адаптируясь, так как одни оказывались лучше приспособлены к среде, чем другие. Пользователи кислорода, которые более ловко применяли это топливо, процветали, другие вымерли [62] До того как новые микробы надышали весь этот кислород, атмосфера Земли содержала большое количество метана. Кислород легко связывается с метаном, поэтому, когда кислород оказался в изобилии, большая часть атмосферного метана была разрушена. Метан — это сильный парниковый газ, поэтому, когда он исчез, Земля, вероятно, существенно остыла, и наступил глобальный ледниковый период. Он также способствовал массовому вымиранию бактерий. .

За миллионы лет разыгрывавшегося сценария столкновения с астероидами, огромные солнечные вспышки и беспорядочные близкие взрывы сверхновых могли множество раз полностью прервать этот процесс или проредить ряды живых существ в масштабах практически полного уничтожения. Но в конце концов организмы смогли встать на ноги (или на псевдоподии) достаточно прочно, так, чтобы ничто уже не могло сбить их с ног.

Земля ожила.

Так вот, эта история — всего лишь одна из гипотез появления жизни на Земле. Как это произошло на самом деле, мы точно не знаем. Мы даже не уверены, где это произошло: на суше, в море, в воздухе, в глубинах океана… и на Земле ли вообще. Наша планета — лишь одна из нескольких, где на ранних этапах Солнечной системы существовали благоприятные условия для развития жизни.

Марс, впрочем, был меньше Земли и дальше от Солнца. Он остывал быстрее, чем Земля, и, возможно, прошел через ту же последовательность событий, но за более короткое время. Точно нам это неизвестно, но, разумеется, существует вероятность того, что на Марсе имелась процветающая микробная экосистема задолго до того, как такая же появилась на Земле. К несчастью, она была обречена. Как только Марс достаточно остыл, его магнитное поле полностью исчезло, поэтому он пал жертвой солнечного ветра. Бо́льшая часть атмосферы утекла в космос, потому что более слабые силы тяготения планеты не смогли удержать ее, и сейчас давление на его поверхности составляет какой-то микроскопический 1 % от земного — это меньше, чем на вершине горы Эверест.

Однако автоматические исследовательские аппараты, отправленные на Марс, представили нам неоспоримые свидетельства того, что в прошлом на его поверхности имелась вода. Химические соединения в почве и следы, похожие на водную рябь, на поверхности говорят о том, что раньше на планете бывали сильные наводнения, возможно оттого, что замерзшая вода, находившаяся под землей, нагревалась от вулканической активности или при столкновениях с космическими объектами и выходила на поверхность. Кроме того, видны следы древних озер, сейчас пересохших, таких же больших, как и Великие озера в США. Даже сегодня имеются (по-прежнему спорные) признаки кратковременных, быстропроходящих событий, во время которых вода текла по поверхности… но быстро испарялась в разреженном воздухе.