Орленок В.В. История океанизации Земли

Подождите немного. Документ загружается.

течение всей предыдущей истории Земли, т.е. за 4 млрд. лет. Естест-

венно, этой воды было недостаточно, чтобы сформировать Мировой

океан, подобный современному. Ее было слишком мало. Этой массы

воды должно было хватить лишь на образование небольших мелко-

водных водоемов. Поскольку пышная наземная растительность появи-

лась лишь в середине палеозоя - в каменноугольном периоде, то мы

должны признать, что только к этому времени мелководные водоемы

покрыли значительную часть земной поверхности

До карбона воды еще было мало, поэтому жизнь не могла выйти на

бесплодную неувлажненную сушу, продолжая развиваться в немного-

численных морских бассейнах докарбонового времени. С появлением

обширного зеркала водоемов ускорился фотолиз и, следовательно, в

атмосфере стал быстро накапливаться кислород. В производство ки-

слорода включилась также растущая масса биосферы. Атмосфера Зем-

ли становится все более кислородной, что способствовало развитию

высших форм органической жизни.

Таким образом, вся история Земли может быть разделена на два

периода - доокеанический, включающий криптозой, большую часть

фанерозоя и период океанизации, начавшийся в конце мезозоя (60

млн лет) и продолжающийся с наивысшей скоростью в настоящее

время. Причина такого разделения определяется постепенным харак-

тером накопления выделяющейся из недр свободной воды на земной

поверхности. Иными словами, эволюция лика Земли и жизни шла по-

степенно ускоряясь Из приведенного следует также, что Мировой

океан - действительно чрезвычайно молодое геологическое образова-

ние Никогда раньше на Земле не было подобного глубоководного и

обширного резервуара свободной воды. Поэтому тщетно искать следы

древних океанов на современной суше - их там никогда не было Оке-

ан не дается планете изначально Он появляется в результате длитель-

ной и долгой эволюции протовещества, в результате постепенного на-

копления выносимой из недр планеты свободной воды

Возникает вопрос: как долго Земля еще будет производить воду, и

сколько лет будет существовать океан?

3.2. Реальная фантастика голубой планеты

Как следует из графика (рис. 13), расчетная средняя скорость по-

ступления воды в период океанизации составляла 3,6-IO

г в год, т е

она была на порядок ниже современной (3,6-IO

г в год) При сохра-

нении средних темпов дегидратации, установившихся в кайнозое, в

последующее время для выработки оставшейся массы свободной воды

в недрах планеты (3,0-IO

г) потребуется 3,0-IO

г / 3,6-IO

г/год ~

8-IO

лет

Следовательно, Земля еще 80 млн лет будет вырабатывать воду,

после чего ресурсы ее протовещества будут исчерпаны и поступление

воды на поверхность полностью прекратится Если мы нанесем эту

цифру на левую часть графика (рис. 13) и предположим, что после-

дующие поступления воды вследствие ее уменьшения в оболочке бу-

дут происходить все замедляясь, т е. аналогично закону возрастания в

период океанизации, то получим симметричный график (левая часть)

Следовательно, максимума дегидратации следует ожидать в ближай-

ший миллион лет, после чего скорость поступлений воды начнет

уменьшаться Отсюда находим, что продолжительность периода океа-

низации составляет всего 150 - 160 млн. лет Следовательно, океани-

зация - это финал эволюции планеты. Развитая гидросфера возникла

на Земле на заключительном этапе ее внутренней активности

Как же будет изменяться лик Земли в процессе финального этапа

океанизации

Современные темпы поступления эндогенной воды составляют

0,61 - 1,0 мм в год Они, как мы видели, установились многие миллио-

ны лет назад Поэтому у нас нет никаких оснований считать, что, ска-

жем, в ближайшие тысячи и даже сотни тысяч лет (что в геологиче-

ском масштабе времени - всего лишь миг) эти темпы могут резко из-

мениться Значит, через 10 тыс лет уровень океана при отсутствии

крупных изменений его емкости за счет значительных углублений дна

поднимется на 6 - 10 м Но такое увеличение уровня неизбежно повле-

чет за собой общее потепление климата, что может привести к полно-

му или значительному таянию полярных льдов Антарктиды и Аркти-

ки Ликвидация этих ледников повысит уровень моря еще на 63 м, т е

в сумме с глубинной водой уровень поднимется на 70 м Это приведет

к затоплению всей низменной суши, треть которой лежит на отметке

ниже 100 м Человечество, видимо, будет бессильно сдержать это на-

ступление океана, ибо нельзя построить вдоль всего океанического и

угорского побережья дамбы высотой около 80 м Через 100 тысяч лет

уровень моря поднимется еще на 60 - 70 м и достигнет отметки поряд-

ка +

135

м Под водой окажутся все равнины Земли Через миллион лет

уровень поднимется еще на 500 м и достигнет отметки 600 - 650 м

Теперь уже только горные области в виде редких островов будут воз-

вышаться над гладью безбрежного океана Наша Земля превратится в

планету-океан Все предыдущее рассмотрение показывает, что реаль-

ность столь быстрого и значительного подъема уровня Мирового

океана чрезвычайно высока Теперь мы видим, что происходящее на

побережьях Голландии, Средиземного моря и в других районах - это

не случайные явления Наблюдаемое здесь наступление океана являет-

ся следствием общепланетарного процесса, имя которому - океаниза-

ция Земли! Поэтому ожидать кардинального изменения существую-

щих условий было бы непростительной ошибкой Усилия по защите

затапливаемых побережий должны быть утроены Недооценка явления

океанизации вскоре может обернуться значительным удорожанием

работ по защите прибрежных земель или даже безвозвратной утратой

обширных территорий Фантастика голубой планеты, к сожалению,

слишком реальна! Что ожидает планету в более отдаленном будущем?

Как было показано, в предстоящие 80 млн лет земные недра выра-

ботают еще примерно полтора объема Мирового океана, т.е. 3,0Т0

воды. Вместе с имеющейся массой гидросферы (1,60-IO

г) это соста-

вит 4,6-IO

г Современные ежегодные потери воды на фотолиз со-

ставляют примерно 20% ее ежегодных поступлений, т.е. 7,0-IO

г. При

дальнейшем подъеме уровня моря площадь зеркала Мирового океана

увеличится с 360-IO

см

до 400-IO

см

и более. Значит темпы испа-

рения будут выше, чем поступления В результате фотолиз ускорится

на одну треть, достигнув 1,0-IO

г в год

Следовательно, при отрицательном балансе водных поступлений

(только расход, приход воды, как мы теперь знаем, через 80 млн. лет

практически прекратится) для полного исчезновения гидросферы с

поверхности Земли потребуется около 40 - 50 млн лет (с учетом захо-

ронения 25 % H

O от массы 4,6-IO

г в будущей 1 - 2 км толще мор-

ских осадков)

Таким образом, в течение ближайшего миллиона лет вся поверх-

ность Земли, за исключением высокогорных областей, будет покрыта

водами Мирового океана и на 20 - 30 млн лет она превратится

в планету-океан Затем высыхающие океаны вновь откроют погребен-

ные под морским илом континенты, чтобы через последующие 10-20

млн лет навсегда исчезнуть с лика Земли Поверхность планеты пре-

вратится в безжизненную пустыню с зияющими впадинами высохших

океанов, над которыми будут высоко воздыматься останцы некогда

6 Зак. 13184

Геохронологическая таблица

Зон

Эра

Период,

продолжи-

тельность

Начало

(лет назад)

Индекс Эволюция жизни

на Земле

Голоцен

10 тыс

Появление и развитие

10 тыс. лет

цивилизации

Плейстоцен

2 млн

Появление человека, ма-

2 млн лет

монтов. оледенение се-

верного полу шария мате-

риков

Плиоцен 5 млн

Современные млекопи-

3 млн лет

тающие и растения, цар-

ство трав, человекообраз-

ные обезьяны

со

Миоцен 24 млн

Появление морских птиц.

со

19 млн. лет

распространение по все-

со

му миру млекопитающих.

гоминиды

Олигоцен

14 млн лет

38 млн

Р,

Развитие млекопитающих

и покрытосеменных рас-

тений. появление обезьян

Эоцен

17 млн. лет

55 млн.

Палеоцен 63 млн

-Pi

Цветущие растения, при-

8 млн лет

митивные млекопитаю-

щие Начало океанизации

Земли

Меловой

75 млй лет

138 млн

к,

Первые покрытосеменные

растения, фораминифе-

ры Вымирание гигант-

ских рептилий и аммони-

го

тов

го

Юрский

67 млн. лет

205 млн

Гигантские динозавры,

первые птицы, аммони-

го

ты. белемниты, хвойные.

цикадовые и гинкговые

го

растения

Триасовый 240 млн.

Первые черепахи, кроко-

35 млн лет

Т,

дилы, динозавры, цика-

довые и гинкговые дере-

вья

ФАНЕРОЗОЙ

ПАЛЕОЗОЙСКАЯ

Пермский

50 млн. лет

290 млн.

Р,

Появление рептилий,

хвойных

цикадовых

растений

ФАНЕРОЗОЙ

ПАЛЕОЗОЙСКАЯ

Карбоновый

70 млн

лет

360 млн

с,

Плауновые

хвоще-

видные деревья, древо-

видные папоротники,

первые рептилии,

ги-

гантские насекомые

Болотистые растения,

панцирные рыбы,

аку-

лы. амфибии, первые

насекомые

Спороразмножающиеся

растения суши, псило-

фиты

Граптолиты. моллюски,

кораллы.трилобиты

Трилобиты, моллюски,

рыбы

ФАНЕРОЗОЙ

ПАЛЕОЗОЙСКАЯ

Девонский

50 млн

лет

410 млн

Плауновые

хвоще-

видные деревья, древо-

видные папоротники,

первые рептилии,

ги-

гантские насекомые

Болотистые растения,

панцирные рыбы,

аку-

лы. амфибии, первые

насекомые

Спороразмножающиеся

растения суши, псило-

фиты

Граптолиты. моллюски,

кораллы.трилобиты

Трилобиты, моллюски,

рыбы

ФАНЕРОЗОЙ

ПАЛЕОЗОЙСКАЯ

Силурийский

25 млн

лет

435 млн.

Плауновые

хвоще-

видные деревья, древо-

видные папоротники,

первые рептилии,

ги-

гантские насекомые

Болотистые растения,

панцирные рыбы,

аку-

лы. амфибии, первые

насекомые

Спороразмножающиеся

растения суши, псило-

фиты

Граптолиты. моллюски,

кораллы.трилобиты

Трилобиты, моллюски,

рыбы

ФАНЕРОЗОЙ

ПАЛЕОЗОЙСКАЯ

Ордовикский

65 млн

лет

500 млн.

Плауновые

хвоще-

видные деревья, древо-

видные папоротники,

первые рептилии,

ги-

гантские насекомые

Болотистые растения,

панцирные рыбы,

аку-

лы. амфибии, первые

насекомые

Спороразмножающиеся

растения суши, псило-

фиты

Граптолиты. моллюски,

кораллы.трилобиты

Трилобиты, моллюски,

рыбы

ФАНЕРОЗОЙ

ПАЛЕОЗОЙСКАЯ

Кембрийский

70 млн

лет

570 млн

-C

Плауновые

хвоще-

видные деревья, древо-

видные папоротники,

первые рептилии,

ги-

гантские насекомые

Болотистые растения,

панцирные рыбы,

аку-

лы. амфибии, первые

насекомые

Спороразмножающиеся

растения суши, псило-

фиты

Граптолиты. моллюски,

кораллы.трилобиты

Трилобиты, моллюски,

рыбы

со

Q-

Ь-

ВЕРХНИЙ

Вендский

110 млн

лет

680 млн

V Водоросли. кораллы,

челюстные рыбы

Водоросли, беспозво-

ночные. кораллы

со

Q-

Ь-

ВЕРХНИЙ

Рифей

970 млн. лет

1650 млн

Водоросли. кораллы,

челюстные рыбы

Водоросли, беспозво-

ночные. кораллы

со

Q-

Ь-

НИЖНИЙ

950 млн

лет

2600 млн.

PR,

Водоросли. беспозво-

ночные^ бактерии

PX E Й

ВЕРХНИЙ

1400 млн. лет

4000 млн AR

Зарождение примитив-

ной формы жизни, бак-

терии. сине-зеленые

во-

доросли

PX E Й

НИЖНИЙ

-U-

-II-

Зарождение примитив-

ной формы жизни, бак-

терии. сине-зеленые

во-

доросли

Догеологическая стадия

4600 млн.

Нет жизни

600 млн. лет.Формирова-

ние Земли как планеты

цветущих континентов. Современный баланс суши и моря оказывается

величиной крайне непостоянной. Начавшийся 60 млн. лет назад, про-

цесс океанической экспансии продолжается Отсюда становится яс-

ным, что зарождение и развитие земной цивилизации пришлись на

лучшую пору геологического развития планеты в смысле сбалансиро-

ванности площади суши и моря, климата и т.д. Для беспечного суще-

ствования человеческой цивилизации на нашей планете отведено уди-

вительно мало времени Уже в ближайшие тысячелетия ей придется

начать необычайно трудную борьбу с наступлением океана или же ис-

кать пути приспособления к новым быстроменяющимся условиям

Будущий лик Земли сегодня можно пронаблюдать на Марсе Таков

неизбежный закон эволюции планеты от бесплодной, безводной ог-

недышащей Земли - к цветущему зелено-голубому оазису, затем к пла-

нете-океану и наконец к безжизненной пустыне Весь этап океаниза-

ции занимает период около 120 млн лет Думается, что у цивилизации

будет время, чтобы научиться управлять процессами и в глубоких не-

драх Земли. Возможно, будут созданы условия для жизни на Луне,

Марсе, Венере, наконец, человек сможет переселиться в другие, более

благоприятные для жизни миры. Это придется рано или поздно пред-

принять, ибо само Солнце тоже не вечно Как будет показано далее, в

развитии нашего светила были периоды, когда оно имело меньшую,

чем теперь, температуру Термоядерные реакции на протосолнце не

сразу достигли современного размаха Солнце прошло стадию красно-

го спектрального класса с температурой 3500°К, затем оранжевого

спектрального класса с температурой 5000°К, наконец, достигло со-

временного желтого спектрального класса с температурой 6000°К С

развитием Солнца менялись температурные условия и на поверхности

Земли Длительное отсутствие жизни, возможно, в значительной мере

определялось более низкой температурой Солнца, и первая жизнь на

Земле возникла и развивалась в условиях космического холода под

прикрытием льда. Очевидно, не случайно вплоть до карбона (320 млн

лет назад) в земной коре фиксируются органические отложения только

водного происхождения Вспышка жизни в карбоне, проявившаяся в

накоплении огромной массы каменных углей, возможно, отражает на-

чало современной стадии желтого спектрального класса с температу-

рой Солнца 6000°К Следовательно, 320 млн лет назад на Земле впер-

вые возникли объективные условия для начала формирования боль-

ших масс свободной воды и развитой наземной органической жизни

Как будет показано далее, Солнцу остается существовать в стадии

светящейся звезды еще менее 500 млн. лет В дальнейшем запасы тер-

моядерного «топлива» будут исчерпаны. Возникшее в ходе переработ-

ки протовещества гигантское солнечное ядро, будучи сжато давлением

во много сотен миллиардов атмосфер, не в состоянии будет удержи-

ваться остывающей внешней оболочкой. Когда внутренние силы сжа-

тия превзойдут силы сцепления внешней оболочки, произойдет взрыв

звезды. Внешняя оболочка будет сорвана, и взору предстанет обна-

женное горячее звездное ядро. В астрофизике этот процесс известен

как образование - «сверхновых» звезд. Правильнее было бы сказать-

«сверхстарых». Коллапсирующее белое ядро известно под названием

«белый карлик». По мере остывания звездного ядра оно перестанет

светиться и перейдет в скрытую массу Вселенной. Таким образом,

взрывом «сверхстарой» звезды и закончится этап эволюции Солнеч-

ной системы.

Описанные стадии эволюции Солнца и солнечной системы совре-

менной астрономией изучены достаточно хорошо Все объекты раз-

личных стадий этой эволюции наблюдаются во Вселенной, в том чис-

ле и в пределах нашей Галактики. Это значит, что существует множе-

ство миров, которые еще только начинают путь своего развития, по-

добный тому, что прошла наша Солнечная система, другие достигли

такой же зрелости, что и наше Солнце, третьи (взрыв «сверхновой»)

уже закончили свою эволюцию, четвертые («черные дыры») форми-

руют скрытую массу материального вещества Вселенной.

Как понял читатель, мы живем в лучшую пору не только геологи-

ческого развития Земли, но Солнечной системы в целом. Жизнь в

полной мере использовала эту благоприятную возможность, правда,

лишь на одной из планет Солнечной системы. Видимо, есть опреде-

ленная закономерность в том, что появление и расцвет земной циви-

лизации пришлись на середину эпохи океанизации планеты, когда на

значительной площади суши сложились наиболее оптимальные при-

родные условия и благоприятный климат.

3.3. Вехи геологической эволюции

Древнейшее прошлое нашей планеты просматривается начиная с

4,0 млрд. лет назад. О первых 500 - 600 млн. лет ее жизни никаких

достоверных сведений не сохранилось (см геохронологическую таб-

лицу) Это догеологический этап развития Земли. Интервал 3,9 - 4,0

млрд. лет характеризуется зарождением древнейшей жизни. Появля-

ются первые простейшие организмы, первые морские бассейны - не-

большие и мелководные Именно в них и произошло зарождение и

последующее развитие жизни. Интервал 4,0 - 0,6 млрд лет был под-

разделен на две эры - архейскую, что в переводе означает «эра древ-

нейшей жизни», и протерозойскую - эру первоначальной жизни. По-

верхность Земли в архее и протерозое была похожа на лунную Ог-

ромные вулканы низвергали моря огненной лавы, дыма и пепла. Ред-

кие водоемы, населенные преимущественно сине-зелеными водорос-

лями, скрашивали этот суровый пейзаж. Мощные ветры несли над

планетой пыльные бури. Мрак и холод окутывал полярные области и

средние широты Океана не было, и ничто не смягчало сурового кли-

мата этого периода, получившего общее название «криптозой» (скры-

тая жизнь).

В конце криптозоя на рубеже 570 - 580 млн лет назад в горных по-

родах отчетливо видны следы активной, разнообразной и явной жиз-

ни Поэтому последние 580 млн. лет геологической летописи получи-

ли название «фанерозой» (явная жизнь)

В фанерозое начинается победоносное шествие и бурное развитие

возникшей в криптозое биосферы. Все слои горных пород этого вре-

мени пронизаны следами жизни Фанерозой подразделяется на три

эры палеозойскую (эра древней жизни), которая началась 580 млн. лет

назад и длилась 350 млн. лет, мезозойскую (эра средней жизни) - 170 -

175 млн. лет и кайнозойскую (эра новой жизни), которая еще продол-

жается и длится уже 65 млн. лет.

В раннем палеозое жизнь еще по-прежнему сосредотачивалась в

морских бассейнах, но была уже более разнообразная и интенсивная,

чем в криптозое. Появляются многочисленные виды примитивных

животных, кораллов, более разнообразным становится мир растений

Однако суша еще оставалась бесплодной. В конце раннего палео-

зоя растения начинают осваивать прибрежные территории морей и

пресных водоемов Климат по-прежнему остается суровым ввиду еще

малого количества воды на поверхности Земли Подлинный взрыв

жизни происходит в позднем палеозое (каменноугольный, или карбо-

новый, период). В морях появляются рыбы, на суше - высшие расте-

ния плауны, хвощи, папоротники В каменноугольном периоде теп-

лый и влажный климат на значительных пространствах суши способ-

7Н

ствовал возникновению дремучих лесов Вслед за растениями на суше

появились и животные - крупные травоядные рептилии, хищные дино-

завры и др Теперь нам ясно, что быстрое освоение обширных про-

странств суши растениями и животными стало возможно благодаря

прогрессивному увеличению водной поверхности Земли за счет рас-

тущего количества и размеров морских бассейнов, возникновения воз-

душной циркуляции, приносившей влагу в области водоразделов су-

ши Недостаток влаги в криптозое надолго задержал биологическую

эволюцию Медленное и постепенное накопление свободной воды на

поверхности Земли в конечном счете привело к смягчению климата,

его увлажнению, что создало благоприятные предпосылки для бурно-

го развития жизни в конце палеозоя

В мезозойской эре климат остается теплым по всему земному шару.

Появляются пустыни и полупустыни. Это свидетельствует о том, что

многочисленные, равномерно рассеянные по поверхности Земли мор-

ские бассейны начинают сокращаться Отдельные моря сливаются в

более крупные водоемы Возникают обширные участки суши. Про-

должается бурное развитие жизни в морях и на суше. Появляются пер-

вые млекопитающие и птицы Мезозой - это эпоха беспредельного

господства, разнообразных рептилий; некоторые из них, например,

динозавры, тиранозавры и др , имели колоссальные размеры. Наибо-

лее крупными были травоядные динозавры - диплодоки и бронтозав-

ры Они достигали в длину 25 - 30 м и весили 30 - 35 т Таким обра-

зом, поздний мезозой и палеозой были царством тепла и воды на Зем-

ле. Континенты еще не обособились в гигантские блоки суши, а моря

еще не слились в единое зеркало глубоководного Мирового океана

Мягкий теплый климат господствовал от полюса до полюса, что мог-

ло иметь место при преимущественно равнинном, слабо расчлененном

рельефе, сравнительно равномерном распространении воды на по-

верхности Земли и ее хорошем увлажнении Однако в целом воды еще

было мало, чтобы могли сформироваться обширные и глубоководные

океаны, подобные современным

Рельеф Земли был слабо дифференцированным, преобладали рав-

нинные, поросшие лесами ландшафты Ввиду отсутствия крупных

массивов суши не было и полноводных гигантских рек, подобных со-

временным Волге или Миссисипи

Последний этап геологической истории Земли - кайнозойская эра -

начался всего 60 - 63 млн лет назад. Однако этот самый непродолжи-

благодаря своевременному выводу их через рифтовые трещины, мно-

гочисленные вулканы и другие глубокие расколы внешней каменной

оболочки Земли

Когда и почему образовался столь причудливый рельеф океанских

впадин

Давно ли существует это удивительное разделение лика Земли

на континенты и океаны

И, наконец, как устроено дно океанов в глу-

бине под осадками и черными базальтовыми лавами

Все ли оно со-

стоит из этих бесплодных черных пород, или под ними лежат розовые

граниты, как и на материках

Решение этих вопросов имеет принципиальное значение для разви-

вающейся цивилизации В самом деле, если базальтовые породы сла-

гают дно океана на всю глубину, вплоть до мантии, то 2/3 поверхности

Земли оказываются бесплодными для поисков многих известных на

континентах полезных ископаемых. К сожалению, мы должны при-

знаться, что подавляющее большинство современных ученых придер-

живается именно такой точки зрения Однако автор и ряд других ис-

следователей не разделяют этих представлении, дающих весьма не-

утешительные для промышленности выводы Достаточно сказать, что

сегодня в ряде стран экскаваторы догрызают последние кубометры

месторождений многих важнейших полезных ископаемых, таких, на-

пример, как нефть, уголь, железо, олово, медь, марганец, ртуть и мно-

гих других. Взоры промышленников обратились было к океану, но

многие видные ученые авторитетно сказали им: «Нет». Дно океана

устроено иначе, чем материки Поэтому многие из известных на суше

полезных ископаемых здесь, мол, просто отсутствуют И промышлен-

ники отворачиваются от океана и обращают взоры на Африканский

континент, Австралию, наконец, Антарктиду в надежде там найти сы-

рье для своих заводов

Начинается новый тур сложной политической борьбы вокруг

третьих стран, территория которых еще богата теми или иными вида-

ми сырья, а его месторождения еще не «съедены» вездесущими экска-

ваторами

Таким образом, проблема строения дна океана далеко выходит за

рамки чисто научного или познавательного интереса, а дискуссия по

поводу его глубинного строения оказывается отнюдь не такой уж без-

обидной академической пикировкой.