Путешествие по недрам планет

Примерно так могла выглядеть начальная геологическая история Земли, целиком предположительная, поскольку следов процессов, тогда происходивших, пока не обнаружено. Можно только сказать, что начало формирования первичной земной коры относится ко времени, отстоящему от наших дней на 4,5 млрд. лет. Ныне установлено, что 3,5 млрд. лет назад уже существовали древнейшие участки современных континентов, так называемые щиты: Фенно-Скандинавский и Канадский — на севере, зародыш Казахской платформы — на юге умеренной зоны северного полушария, Южноафриканский щит — на юге тропической зоны и Антарктический континент. В отложениях Южноафриканского щита, возраст пород которого определен от 2,7 до примерно 3,5 млрд. лет, обнаружены окаменелые остатки одноклеточных организмов типа широко распространенных ныне синезеленых водорослей. Следовательно, эпоха образования первичной земной коры и жизни могла занимать время от 4,5 до 3,5 млрд. лет, т. е. целый миллиард лет.

Многие геологи относят это бурное время в истории Земли к архейскому или древнейшему эону, хотя, может быть, его стоило бы назвать по-иному, например, катархейским, ведь в эпоху формирования жизни эволюция была все же добиологической. Впрочем, не все ученые считают, что одного миллиарда лет достаточно для того, чтобы совершился переход от сложных органических соединений к организмам такого типа, как синезеленые водоросли. Эти последние, хотя и относятся к типу простейших, уже достаточно сложны, чтобы их считать первоорганизмами. Они сами — продукт длительной эволюции. Естественно было бы ожидать, что процессы, приведшие к возникновению первоклеток, начались гораздо раньше, но для утверждения такой гипотезы пока еще слишком мало фактов.

Водоросли типа синезеленых — организмы анаэробные, кислород им для жизни не нужен. Но, используя ныне солнечное тепло, а в начале архея, возможно, иные источники энергии (тепловые, радиоактивное, космическое излучение), они разлагают углекислоту, выделяя свободный кислород. При фотосинтезе (т. е. реакциях, идущих за счет солнечного излучения) этот процесс идет по следующей формуле: 6СO₂ + + 6Н₂О = C₆H₁₂O₆ + 6O₂.

Это был важнейший этап в истории Земли, с течением времени приведший к далеко идущим последствиям. Фотосинтез, вызывая бурный рост биомассы планеты, сначала медленно, а затем все быстрее и быстрее вел к накоплению свободного кислорода. Однако в восстановительных условиях древней Земли кислород на первых порах немедленно поглощался закисными соединениями, которые превращались в оксиды. Поэтому уже в древнейших породах наблюдаются оксиды и сульфаты, о чем упоминалось выше.

Следующий эон в истории Земли — архейский — между 3,5 и 2,5 млрд. лет назад (см. таблицу). На протяжении этого миллиарда лет отмечается от двух до трех горообразовательных эпох, связанных с усилением вулканической деятельности, но следы их сохранились очень плохо. Наиболее ясны следы горообразования и излияния магм (лав) между 2,7–2,5 млрд. лет назад. За это время первозданные осадочные породы, испытав воздействие высоких давлений и температур, многократно смятые тектоническими силами, превратились в кристаллические, так называемые метаморфические породы — гнейсы, гранитогнейсы, а возможно, и граниты. Есть гипотеза, что граниты — это древнейшие осадочные породы, опустившиеся в результате прогибания земной коры на большие глубины, где они, подвергшись действию высокого давления, частично расплавившись и обогатившись оксидом кремния, стали породами, похожими на магматические образования. Это, впрочем, пока не более чем гипотеза, а потому можно сказать, что в конце архея к поверхности Земли прорвались расплавы земного вещества, обогащенные кремнекислотой, щелочными металлами и другими элементами и их соединениями, и началось формирование гранитного слоя литосферы. Естественно, что поступление огромного количества вулканогенного материала и горообразование привели к увеличению площади древнейших массивов суши и к появлению новых. Так начали формироваться Канадская платформа, Украинский кристаллический щит и т. д.

На протяжении архея простейшие организмы, очевидно, широко распространились по всему земному шару. По крайней мере почти везде, где были обнаружены осадочные породы этого возраста, найдены и остатки древнейших организмов. Кроме одноклеточных водорослей, по-видимому, это были бактерии и вирусы, если только вирусы не были вообще древнейшими организмами.