Сотворение Земли. Как живые организмы создали наш мир

После того как примерно 4 млрд лет назад посреди океана возникли первые островки (и, наверное, последующие 3,5 млрд лет), суша была настоящей пустыней. Можно, конечно, не сомневаться, что во впадинах время от времени возникали озера, что таяние снегов и ледников порождало бурные потоки, устремлявшиеся к морям и океанам, и что по берегам этих потоков и озер кто-то жил. В редких случаях исследователям архейских и протерозойских континентальных отложений удается распознать минералы, которые могли бы образоваться в результате деятельности каких-то наземных бактериальных или грибных сообществ. Пресноводные отложения того времени тоже встречаются, скажем, шотландский Торридон возрастом 1 млрд лет, но все это лишь следы временных водоемов да скопления когда-то пропитанных влагой песков: озера и реки в отсутствие сосудистой растительности, поддерживавшей постоянную влажность и закреплявшей береговую кромку, были недолговременными, эфемерными.

Речные системы представляли собой сплетенные русла или блуждающие реки — непротяженные мелководные потоки с многочисленными барами — осередками, протянувшимися вдоль русел, которые разделялись на множество часто «сплетавшихся» (сливавшихся) и расходившихся вновь рукавов. Сплетенные русловые системы возникали только там, где намечался заметный уклон поверхности, и постоянно мигрировали на больших площадях вдоль морского побережья, оставляя после себя нагромождения песчаных, гравийных и галечных линз, состоявших из слабо окатанных обломков. Немного похожие реки существуют сейчас в горной местности, где не развит растительный покров, но они не занимают обширные площади и достаточно долговременны благодаря подпитке атмосферными осадками, тающими ледниками и подземными водами. Основными источниками докембрийской речной воды служили вулканические поступления. И если отложения современных блуждающих рек представляют собой вытянутые вдоль русла тела, то ширина протерозойских речных наслоений, поскольку оформленных берегов у сплетенных русел не было, нередко превосходит длину и тем более глубину (в 20–1000 раз). Кроме того, в таких отложениях редко встречается косая слоистость, обычная в любых современных русловых осадках. Наносы ископаемой блуждающей реки (Сонья) возрастом 800 млн лет известны, например, в индийском Раджастхане, где площадь всей речной системы занимала не менее 1800 км².

Ситуация с реками не сильно менялась вплоть до начала девонского периода (около 410 млн лет назад), когда у плаунов появились настоящие разветвленные корневидные выросты, отходившие вглубь почвы, чтобы дотянуться до влажных слоев. С такими приспособлениями уже можно было обосноваться на относительно безводных участках и cкрепить подвижный грунт, «прошив» его корневой системой. Если корни занимают 18–20 % пронизанного ими грунта, то прочность на разрыв этого естественного «армированного бетона» усиливается в тысячи (!) раз. (Кстати, открывший железобетон французский садовник Жозеф Монье подсмотрел структуру этого материала именно у растений.) Так у временных потоков начали оформляться стабильные берега, а вода вместо того, чтобы растекаться по всей доступной поверхности, стала прорабатывать русла, пока еще относительно широкие и кратковременные. Когда же к середине каменноугольного периода (330–315 млн лет назад) древовидные семенные растения с мощной корневой системой до нескольких метров глубиной сделали берега еще прочнее, сложилась протяженная и долговременная разветвленная речная сеть (рис. 26.1е).

В это время сработало еще одно растительное ноу-хау — сосудистая система, подводящая воду к многочисленным устьицам на огромных листовых пластинах. Если до внедрения сосудистых растений климат на суше был преимущественно сухой и ни геологические явления, ни прежние наземные сообщества изменить его не могли, то 380–360 млн лет назад атмосферный углекислый газ и водяной пар стали прокачиваться через органы растений, причем по нескольку раз в год. Это явление называется эвапотранспирацией (от лат. evaporo — испарять, tran- через и spiratio — дыхание). Да и как могло быть иначе, если давление всего в одной из нескольких миллиардов клеток большого дерева превышает давление в любой жидкостной системе, созданной человеком? Да что там человеком — давление в них нагнетается выше, чем на морских глубинах. Испаряясь через устьица, водяной пар повисал облаками, а ветры со взморья гнали их в глубь континентов, доселе не знавших дождей. Ныне почти половина годовых осадков, а в лесистой местности — 80–90 % (в целом около 6,2×10⁷ м³ воды) возвращается в атмосферу через растения благодаря эвапотранспирации, а компьютерное симулирование показывает, что без этого процесса внутренние области континентов были бы намного суше и на 20 °C теплее в летнее время, что вело бы к опустыниванию. Эвапотранспирация также способствовала смягчению климата, поскольку водяной пар является одним из парниковых газов.