Краткая история сотворения мира. Великие ученые в поисках источника жизни на Земле

Результат Дарвина вызвал недоверие у ирландского физика Уильяма Томсона, известного под именем лорда Кельвина (титул он получил позже). Лорд Кельвин был одним из самых выдающихся и уважаемых ученых своего времени. Благодаря участию в создании первого трансатлантического телеграфа он приобрел невероятную славу, фантастическое богатство и дворянский титул. Он участвовал в формулировке первого и второго начал термодинамики, которые использовал для определения возраста Земли. Как и Бюффон, лорд Кельвин учитывал время, за которое планета остыла до современной температуры. Он не знал о существовании радиоактивного распада, который вносит значительный вклад в выделение тепла внутри Земли, и воспринимал Землю как постепенно остывающую жесткую сферу. По этим причинам он считал возможным оценить ее возраст на основании разности температур внутри планеты и на ее поверхности.

Через три года после публикации книги Дарвина лорд Кельвин заявил, что возраст Земли составляет от 20 до 400 млн лет. Однако в последующие годы он пересмотрел эти расчеты и снизил диапазон (в соответствии со своими оценками возраста Солнца, которые, на самом деле, были ошибочными). В 1897 г. он заявил, что возраст Земли составляет от 20 до 40 млн лет: «гораздо ближе к 20, чем к 40». Томас Хаксли критиковал метод Кельвина, но даже сын Чарльза Дарвина, астроном Джордж Говард Дарвин, представил сильно заниженную оценку возраста планеты (56 млн лет; он исходил из расчета времени для установления 24- часового суточного цикла вращения). Возраст Земли оставался важным – и спорным – вопросом вплоть до конца XIX в.

Ввиду горячих дискуссий относительно справедливости расчетов Дарвин удалил из второго издания книги «О происхождении видов» упоминание о возрасте Земли. Этот вопрос занимал его на протяжении всей жизни и мешал распространению в обществе идеи о том, что медленный процесс естественного отбора – главная движущая сила эволюции. Даже самые активные сторонники Дарвина полагали, что естественному отбору потребовались бы сотни миллионов лет, но такие временны́е рамки не соответствовали даже максимальным оценкам возраста Земли.

Наконец, во Франции было сделано открытие, которое повлекло за собой целую череду событий и перевернуло все ранние представления о возрасте Земли. В 1896 г., за год до проведения Кельвином окончательных расчетов возраста Земли, французский физик Антуан Анри Беккерель оставил образец соли урана на фотографической пластинке, а через какое-то время обнаружил засвеченный негатив. Он понял, что, если размещать между урановой солью и негативом различные предметы, можно получать их фотоизображения, и пришел к выводу, что руда испускала невидимые глазом энергетические лучи. Через три года Мария Кюри открыла элементы полоний и радий и предложила термин «радиоактивность» для описания испускаемых ими загадочных лучей.

За удивительно короткий срок после открытия радиоактивности физики разработали методы определения возраста горных пород на основании скорости распада радиоактивных элементов. Все горные породы состоят из соединений химических элементов, причем некоторые химические элементы присутствуют в виде смеси изотопов (атомов одного и того же элемента с разным количеством нейтронов в ядре). Существуют нестабильные (радиоактивные) изотопы: они постоянно, хотя и медленно, распадаются с образованием новых, более легких элементов. Время, за которое разлагается половина ядер таких изотопов, называется периодом полураспада. Элементы в составе каждой горной породы изначально содержатся в определенном изотопном соотношении, поэтому в результате распада некоторых изотопов это соотношение постепенно меняется. Измеряя этот показатель, геологи научились рассчитывать время, прошедшее с момента формирования породы. Этот метод называют радиоизотопным (радиометрическим) датированием.

В 1907 г. американский химик Бертрам Болтвуд опубликовал результаты радиометрического анализа 26 горных пород, одна из которых, по его мнению, имела возраст 570 млн лет. По мере усовершенствования радиоизотопных методов возраст самой старой породы Болтвуда увеличился до 1,3 млрд лет. Другие геологи находили еще более старые породы. В частности, на Цейлоне был обнаружен минерал возрастом 1,6 млрд лет. К середине XX в. большинство ученых сошлись во мнении, что возраст Земли составляет около 4,5 млрд лет. Однако, даже когда Опарин начал работать в Москве, многие ученые уже понимали, что Земля гораздо старше, чем представлялось 100 лет назад.

Оставался открытым вопрос, когда на Земле появилась жизнь. Хаксли утверждал, что абиогенез был чрезвычайно редким явлением, из разряда тех, что происходят лишь однажды и при исключительном стечении обстоятельств. Вполне возможно, что на протяжении почти всего времени своего существования Земля оставалась безжизненной. Казалось, о том же говорили имевшиеся на тот момент палеонтологические данные.