Вселенная на ладони

Она могла быть образована в пределах мантии глубоко под корой. Жидкий водород и кварц способны вступать в реакцию, чтобы образовать жидкую воду, и эта вода могла быть впоследствии заперта внутри породы. В 2014 году на глубине в 700 километров был обнаружен огромный резервуар с водой, способной трижды заполнить океанские впадины на поверхности Земли. По всей вероятности, с течением времени пары воды испарялись через трещины в коре, попадая наружу. А впоследствии, по мере охлаждения нашей планеты, водяные пары стали конденсироваться, переходя в жидкое состояние, и заполнили все нижележащие впадины.

Другой вероятный источник воды находился в открытом космосе – вероятно, он попал к нам вместе с астероидами и кометами, когда эти космические тела столкнулись с Землей. Однако у такой идеи имеются явные изъяны. Анализ вещества комет показывает, что многие из них содержат другой тип воды, отличающийся от той, которая заполняет наши моря и океаны. Если бы вода попала к нам вместе с астероидами, то в атмосфере нашей планеты сегодня содержалось бы значительно больше ксенона, чем это имеет место на самом деле. Так что вопрос остается открытым.

Вопрос, касающийся происхождения атмосферы Земли, несколько более ясен, однако в момент зарождения ее состав сильно отличался от сегодняшнего. Первые газы, приставшие к недавно родившейся Земле, были высвобождены в результате вулканической активности из глубин нашей планеты. Это были главным образом диоксид углерода, перемежающийся с монооксидом углерода, сульфид водорода и метан. Свободного кислорода тогда еще не было. Весь кислород был связан в воде (H₂O) и твердых кремниевых соединениях, таких как двуокись кремния (SiO₂).

Но все изменилось 3 миллиарда лет назад, когда в океанах стали буйно развиваться микроскопические организмы, называющиеся цианобактериями. Они стали производить свободный кислород путем реакции между двуокисью углерода, водой и солнечным светом в процессе фотосинтеза. Образование кислорода в атмосфере привело к самому массовому вымиранию организмов в истории Земли, поскольку кислород был токсичен для подавляющего большинства существовавших тогда форм жизни. Выжили только те организмы, которым удалось приспособиться к грандиозному сдвигу в химическом составе земной атмосферы. Вы произошли от потомков организмов, успешно переживших те события. В настоящее время кислород является вторым преобладающим элементом в атмосфере Земли (21 %) после азота (78 %).

Тектонические плиты

Обширная гряда Гималайских гор, подпирающая пограничную область между Тибетским плато и Индийским субконтинентом, является одним из естественных чудес на Земле. Ежегодно тысячи людей, плененные магией горы Джомолунгма (Эверест), пытаются помериться силами с величайшей вершиной мира.

Но в сравнении с возрастом Земли, Гималаи в действительности очень молоды. По мнению большинства ученых, они образовались всего каких-то 50 миллионов лет назад. Однако та часть суши, которая сегодня в большинстве своем укладывается в границы Индии, прошла довольно необычный путь, чтобы оказаться там, где она находится сейчас. Эта часть суши изначально откололась от древнего материка, известного как Гондвана, после чего отправилась в северном направлении, оставила в стороне остров Мадагаскар вблизи основной части Африканского континента, а затем продолжила свой путь к Азии. Передвигаясь со скоростью 20 сантиметров в год, она напролом пропахивала себе путь к крупнейшему на планете континенту, чтобы воздвигнуть здесь высочайшие в мире горные хребты.

Такие значительные передвижения огромных массивов суши оказались возможными только потому, что земная кора состоит из серии тектонических плит, плавающих на жидком веществе мантии. Нестабильность поверхности мантии, вызывающая течения и колебания расплавленной породы, привела к тому, что индийская плита отделилась от Гондваны и устремилась на север. Столкнувшись с основным массивом евразийской литосферной плиты, индийская плита вдвинулась под нее, вздымая вверх находившийся на ее пути материал, и тем самым воздвигая Гималайские горы. Этот процесс еще далеко не завершен. Столкновение только замедлило продвижение индийской литосферной плиты, – но она продолжает свое продвижение на север. А Гималаи продолжают расти со скоростью два сантиметра в год.

Однако тектонические плиты не просто геологическая экзотика. По мнению многих ученых, они сыграли ключевую роль в развитии жизни на Земле. В конце концов, Земля – единственная планета в Солнечной системе, на которой есть жизнь. По границам этих плит часто извергаются вулканы, позволяя газам, запертым под поверхностью планеты, высвободиться и выйти в атмосферу, – в первую очередь это касается двуокиси углерода. Дополнительные выбросы диоксида углерода в течение ледниковых периодов способствовали повышению температуры.

Но передвижения литосферных плит могут также задерживать избыточные количества CO₂, таким образом защищая планету от перегрева.