суббота, 12 октября 2013 г.

Дарующий жизнь

Живя на Земле, человек редко думает об атмосфере. Он не чувствует ее, не ощущает и не видит, не может пощупать, и он воспринимает ее как должное. Однако атмосфера – это единственное, что отделяет его от космического вакуума.

Еще со школьной скамьи мы знаем, что атмосфера состоит из пяти отдельных слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы. Каждый последующий за другим слой имеет меньшую плотность. Они простираются на много километров над головой человека.

Мы живем в самом близком к поверхности Земле слое. Здесь, в тропосфере, воздух самый плотный, а давление – самое высокое. Но наш организм идеально приспособлен к этим условиям. Мы практически сформированы нашей атмосферой.

Астрономы считают, что нигде в космосе нет больше такого воздуха, как тот, которым мы дышим.

Атмосфера Земли совершенно уникальна.

В прошлом веке телескопы и космические зонды открыли экстремальные атмосферы на соседних с нашей планетах. Облака практически замерзшего газа летают над поверхностью Урана и Нептуна, а атмосферы Марса и Меркурия были унесены солнцем.

И только одна планета имеет твердую поверхность и окружающую ее атмосферу. Это наша ближайшая соседка – Венера. Однако на поверхности этой планеты давление такое сильное, что оно может раздавить ядерную подводную лодку. Оно почти в девяносто раз выше, чем на поверхности Земли. Это давление сочетается с невероятно высокой температурой, при которой плавится уже свинец. А облака, которые проносятся над Венерой, состоят не из водяного пара, а из серной кислоты.

Венера является ярким примером экстремальной атмосферы. Возникает вопрос: почему же Землю не постигла та же участь? Ведь Земля и Венера практически близнецы: у них одинаковый размер, они расположены близко друг к другу, но, несмотря на это, их среда развивалась по-разному.

Рождение Солнечной системы сформировало самую первую атмосферу. Огромное количество материала вращалось вокруг солнца, и из него образовывались прототипы планет. Юпитер с Сатурном превратились в газовые сферы, на Земле основная часть материала сконцентрировалась в расплавленном ядре планеты, а оставшиеся газы поднимались на поверхность через жидкую породу, образуя первую атмосферу. Гравитация нашей планеты не давала этим газам улететь в космос.

Однако Земле еще предстояло столкнуться с потоком заряженных частиц, выброшенных солнцем – с солнечным ветром, который уже катастрофически повлиял на Марс, лишив планету воздушного слоя и унеся его далеко в космос. Сегодня атмосфера Красной планеты составляет лишь сотую часть атмосферы Земли.

У нашей планеты была другая участь. Магнитное поле, созданное ее ядром, противостояло солнечному ветру и не давало унести ее хрупкий воздух далеко в Солнечную систему.

Но миллиарды лет назад атмосфера Земли сильно отличалась от того воздуха, которым мы дышим сейчас. В ней было много углекислого газа, главной особенностью которого является поглощение и удерживание тепла.

Атмосфера Венеры и сегодня на 95% состоит из углекислого газа, который раскалил планету настолько, что вся вода выкипела и улетела в космос.

Однако этого не произошло с Землей, и некоторые ученые считают, что только по чистой случайности.

Тогда Солнечная система состояла из множества мелких космических тел, одно из которых, приблизившись с Землей, столкнулось с ней и лишило ее большей части ее атмосферы. Более того, в результате столкновения образовалась Луна.
Именно это событие имело решающее значение для нашей атмосферы. Изначально смертельное количество газов исчезло, а воздух нашей планеты стал медленно превращаться в то, что мы имеем сегодня.

Вулканические извержения на Земле пополняли запасы азота и углекислого газа, а жизненно важный элемент – воду – на Землю приносили ледяные кометы.

Но в это время в атмосфере еще не было самого главного элемента – кислорода. Однако два с половиной миллиарда лет назад кислород начал постепенно появляться. И производила его цианобактерия – единственное существо того периода, способное выделять кислород. В какой-то момент на планете Земля были огромные колонии цианобактерии, и именно они и выделяли достаточное количество кислорода.

Микробы, которые выделяли кислород, являются дальними предками современных бактерий. С помощью солнечного света они расщепляли воду и получали кислород. Микробы размножались и выделяли кислород, который накапливался в процессе так называемого глобального окисления.

Сначала кислород вступил в реакцию с океаном, образовав на ее дне отложения железа, затем придал поверхности Земли ржавый оттенок, а когда вода и почва взяли свою часть кислорода, он начал накапливаться в атмосфере.

Многоклеточные животные получили совсем другой метаболизм, и в итоге эволюция приобрела совсем другой характер. Кислород начали вырабатывать и растения, которые, благодаря древней адаптации, подвергались фотосинтезу. Клетки примитивных растений либо поглотили, либо пытались переварить, либо окружали цианобактерию. Вместо того, чтобы стать их пищей, цианобактерия стала их органом. Поэтому каждая молекула кислорода, которую вырабатывает растение у нас во дворе, восходит к предкам цианобактерий, укоренившихся в растениях.

Ученые считают, что для того, чтобы отыскать другую жизнь во Вселенной, в первую очередь надо искать кислород. Конечно, сегодня трудно представить себе планету, где люди могли бы легко жить, однако можно найти планету, где смогут жить бактерии с планеты Земля, в частности, цианобактерии.

Ведь бактерии намного выносливее человека. Когда-то и на Земле была такая же враждебная атмосфера, как, например, на Венере. И точно так же, как и цианобактерия преобразила атмосферу нашей планеты, точно так же могут преобразиться и другие планеты. И как только их атмосферы начнут меняться, жизнь на них тоже может двигаться вперед, становясь более сложной.

А пока мы одни во Вселенной. И все мы живем благодаря нашей уникальной атмосфере – воздушному океану, который нас защищает и поддерживает, с каждым вздохом даря нам жизнь.



------------------------------------------------------------------------------------------------------

Комментариев нет: