Эволюция биосферы. Часть1
Все эволюционные теории, начиная с той, которая была начатая Ч. Дарвином, базируются на представлении о развитии от простого к сложному. Это представление сталкивается с противоречиями, которых накапливается все больше. В частности, оно противоречит известному в кибернетике правилу Эшби: управляемая система никогда не может быть более сложной от управляющей, она всегда более простая. Это правило иногда высказывают так: горшок никогда не может быть более сложным за гончара. Открытие и изучение генетического кода свидетельствует, что индивидуальное развитие любого живого существа (онтогенез) и развитие систематической группы существ (филогенез) быстрее похожие на редактирование и распечатка готового текста или введения в ЭВМ программы, зашифрованной в дискете. При этом наблюдается такой парадокс: организмы воссоздают себя, то есть воссоздают новые организмы без уменьшения сложности своего строения. Наоборот, палеонтологам известные такие продолжительные периоды эволюции, на протяжении которых сложность организмов увеличивалась А тем временем попытки кибернетиков создать автоматы, способные самовозобновлять себя (то есть «размножаться»), натолкнулись на непреодолимое препятствие: в процессе самовоспроизведения механических систем неминуемое наблюдается уменьшение Их сложности («вырождение»). Причину такого несоответствия живых и механических систем М. Камшилов усматривает в том, что «живые организмы также не являются самовоспроизводимыми. Они воссоздают себя в условиях чрезвычайно сложной среды — биосферы». Другими словами, организмы получают некоторые «руководящие указания», информацию из внешней среды, из биосферы, причем система, которая руководит развитием индивида, развертыванием информации, записанной в его генетическом коде, намного более сложного самого организма Что же это за система?
В последнее время все более убедительными кажутся выводы В. Вернадского о том, что биосфера в своем развитии руководствуется информацией, которая поступает из Космоса. Он утверждал, что «космические излучения, которые идут от всех небесных тел, охватывают биосферу, пронизывают всю ее и все в ней... Биосферу нельзя понять в явлениях, которые в ней происходят, если будет упущена эта ее резко выступающая связь с строением всего космического механизма».
Впервые теснейшую связь процессов в биосфере с космическими, солнечными процессами открыл выдающийся русский ученый О. Чижевский. Он доказал, что биосфера находится под влиянием многих электромагнитных и других излучений, которые поступают от Солнца и отдаленных галактик. Урожайность сельскохозяйственных растений, периоды массового размножения многих животных, таких, как саранча, лемминги и т.п., эпидемии, пики сердечно-сосудистых заболеваний людей и много других процессов в биосфере, теснейшим чином связанные с процессами на Солнце (солнечными вспышками, пятнами и т.п.). «Мы — дети Солнца»,—так образно высказался Чижевский.
Универсальную роль носителей информации в биосфере сыграют электромагнитные поля. Это обусловлен тем, что из всех известных нам мыслимых типов связи именно связь на основе электромагнитных полей есть наиболее информативным и экономической. Электромагнитные поля как средство связи в биосфере сравнительно с звуковой, световой или химической информацией имеют такие преимущества: распространяются в любой среде жизни — воде, воздухе, грунте и тканях организмов; имеют максимальную скорость распространения; могут распространяться за любой погоды и независимо от времени поры; могут передаваться на любое расстояние; могут поступать на Землю из Космоса; на них реагируют все биосистемы (в отличие от других сигналов).
Раньше биологи учитывали лишь электромагнитные излучения Солнца в високоенергетическом участке его спектра — инфракрасные, видимые и ультрафиолетовые части диапазона — как источник энергии для всего живого. Лишь в последние десятилетия они начали давать себе отчет в той роли, которую сыграют в живой природе электромагнитные поля земного и космического происхождения в диапазонах радиочастот, низких и ифранизких частот. Оказалось, что именно эти слабые энергетическое сигналы несут информацию, которая воспринимается, накапливается и используется организмами. Это вопросы еще очень мало изученны. Тем не менее на основании тех сведений, которые имеют сегодня гелио- и космобиологи, можно утверждать, Что функционирование биосферы в целом связанно с информационными сигналами космического происхождения. Как считает американский биолог К. Гробстайн, «невозможно рассматривать жизнь как сугубо земное явление — оно стало неотъемлемой от Вселенной и ее эволюции».
Установлено, что чувствительность организмов к электромагнитным сигналам увеличивается с осложнением строения организмов. Так, позвоночные животные намного чуствительнее к электромагнитным полям, чем беспозвоночные и тем более — простейшие. С осложнением биосистем возрастает их способность накапливать слабые сигналы и воспринимать ту информацию, которую они несут.
Из времен появления работ Ч. Дарвина традиционно считается, что генетическую информацию контролирует окружающая среда путем естественного отбора наиболее приспособленных индивидов. При этом совсем не учитывается, что лучше всего приспособленные к разнообразнейший земным условиям именно простейшие существа — бактерии, сине-зеленые водоросли. Они существуют на Земле без заметных перемен своей организации на протяжении миллиардов лет. Простейшие властвовали на нашей планете в архейскую эру и из того времени настолько существенным образом изменили окружающую среду и биосферу в целом, что с появлением новых, сложно организованных организмов вынужденные были отойти на задний план.
Сегодня прокариоты (простейшие организмы без клеточного ядра) процветают там, где никто другой существовать не может — в концентрированных рассолах некоторых озер, высокотемпературных гидротермальных источниках, даже в ядерных реакторах. Эти организмы действительно хорошо приспособлены к условиям среды. Они действуют за стратегией максимальной стойкости, консерватизма, сохранение достигнутого уровня совершенства. Имея качества, которые надежно обеспечивают жизнедеятельность прокариота и записанные в его генетической системе, он делает все новые и новые копии этого генетического текста. Как образно высказался Р. Баландин, у таких организмов «торжествует стандартизация, а творческие порывы приглушенные или запрещенные».
Эволюция биосферы. Часть 2.
Другим примером эволюционного тупика есть история муравьев и термитов. Колонии этих насекомых идеально приспособились к условиям жизни, создав свои подземные хранилища и искусственно поддерживая в них климат той далекой эпохи, если они впервые появились на Земле. Развитие муравьев и термитов прекратилось по крайней мере в палеогене, то есть 65 млн лет тому.
Появление евкариотов (организмов, в клетках которых есть ядро), сначала одноклеточных, а со временем и многоклеточных, начала новую стадию эволюционного развития — проявление кооперации. Объединение организмов (симбиоз, кооперация) обеспечивало более интенсивное усвоение свободной энергии. Значение кооперативных связей на протяжении всей истории эволюции биосферы беспрерывно возрастало и стало решающей с появлением на Земле Разума. Более широкие возможности для развития имеют те организмы, которые, легко изменяясь, черпают новую информацию от других организмов и из окружающей среды, в частности с Космоса. У этих организмов (а их сегодня на Земле большинство) ярко выраженный, по словам Р. Баландина, «порыв к разнообразию, неожиданных решений, свободы творчества». Конечно, наиболее полно эти качества оказались в гоминид, поэтому они и основали носителя Разума.
Итак, биосфера сформировалась на ранних этапах развития жизнь на Земле, причем очень быстро и уже в довольно сложном виде. К. Циолковский считал, что многочисленные виды простейших организмов зародились на Земле одновременно. Эту же мысль неоднократно подчеркивал В. Вернадский, считая, что комплекс одноклеточных организмов, способных не только существовать и воссоздаваться в окружающей среде, но и активно перестраивать его, за немного дней мог сформироваться и распространиться по всей поверхности планеты. В работе «Биогеохимические очерки» он пишет: «Следует неминуемо предположить, что, может, и менее сложная в основных чертах, чем сегодняшняя, и все же очень сложная жизненная среда сразу создалась на нашей планете как одно целое в догеологический ее период. Создался целый монолит жизни (жизненная среда), а не отдельный вид живых организмов...»
За три миллиарда лет комплекс простейших организмов (прокариотов) неузнаваемо изменил жизненную среду на Земле — состав ее атмосферы, гидросферы, верхних пластов литосферы. Не имея способности изменять себя, прокариоты (сине-зеленые водоросли, хемотрофные бактерии и т.п.) вынужденные были отступать, освобождая место для более сложных организмов с эффективной энергетикой. Ныне прокариоты остались преимущественно в таких биологических нишах, которые за своими характеристиками напоминают ранний докембрий— горячих источниках, бассейнах, пораженных сероводородом, и т.п.. Они осваивают также ландшафты, которые создает человек своей непродуманной деятельностью. Уничтожая высокоорганизованные группы растений и животных (то есть конкурентов прокариотов), мы одновременно возвращаем в биосферу те вещества, которые были выведены из нее и захороненны в осадочных породах за счет жизнедеятельности простейших организмов — углекислый газ, оксиды серы, тяжелые металлы, соединения азота, фосфора и т.п.. Таким образом, мы создаем такую среду, где нет места не только высшим организмам, но и нам самым.
Печальным примером такой деятельности есть «цветение» водохранилищ. Зарегулировав сток Днепра (резко затормозив его течение), «подкармливая» эти застойные бассейны тысячами тонн фосфорных и азотных удобрений, которые смываются из полей, уничтожая пестицидами, которые в большом количестве попадают у моря с тех же полей, речной планктон, мы создаем идеальные условия для массового размножения сине-зеленых водорослей, вследствие чего вода становится отравляющей для всех других жителей. На березе Киевского или Каховского водохранилищ можно видеть результаты этого явления в виде валков из скелетов рыбы, трупы которой выброшен на берег волнами. Да и просто гулять берегом «рукотворного моря» не всегда приятно — если оно «цветет», стоит такой смрад, что пилоты АН-2, которые пролетают этой территорией, вынужденные плотно затворять иллюминаторы...
Сам творец теории естественного отбора Ч. Дарвин не мог объяснить такого явления, если в процессе эволюции часто имеют преимущества не наиболее прогрессивные формы. Напомним основные положения теории дарвинизма: любая черта организма закрепляется в следующих поколениях, если благодаря ей этот организм лучшее приспосабливается к условиям жизни. Естественная среда именно выполняет отбор — поэтому он и называется естественной. Лучше приспособленная особь имеет больше шансов выжить и дать большее потомков.
В последнее время ученые открывают все больше исключений из этого, казалось бы, стройного правила. Скажем, известный немецкий биолог Э. Майр обращает внимание на несоответствие закону естественного отбора процесса эволюции самого человека. По этому закону более приспособленной к окружающей среде есть умный просвещенный человек, который хорошо ориентируется в жизненных обстоятельствах — интеллектуал. Доказано также, что интеллект, главным образом, обусловленный генетической склонностью. Тем не менее статистические сведения свидетельствуют, что люди, профессии которых требуют высокого интеллекта и вдобавок имеют более высокий уровень жизни, рождают у среднему меньше потомков, чем неквалифицированные рабочие. Что же значит, что человек деградирует? Многочисленные примеры этого мы видим и среди разных групп животных.
Чем же обусловленная изменчивость живых существ вообще? Знаменитый французский природовед Ж. Ламарк считал, что основной движущей силой эволюции есть влияние окружающей среды. Скажем, предки жирафа попали в савану. Чтобы достаться к питательным листкам деревьев, жираф «тренировал» свою шею, стараясь ее продлить. Выживали и давали потомков лишь длинношеие особи. Эту мысль привел к полнейшему абсурду Т. Лысенко, отстаивая «мичуринские» идеи, скажем, овес может превратиться на овсюг, а пшеница на рожь в зависимости от условий окружающей среды (влажности, температуры и т.п.).
Открытие генетического кода разрешило приблизиться к разгадке этой тайны. Оказалось, что в двойной спирали ДНК зашифрованные все сведения об организме, и в соответствии с этой программой происходит его индивидуальное развитие. Все сведения о будущем существе — ее рост, стать, цвет глаз и т.п. — закодированные в крохотной по объему и массой молекулярной структуре. Например, информация о ките, масса которого достигает 5Ч107 г, заложенная в ДНК его оплодотворенного яйца, масса которого составляет всего 5Ч1015 г. Итак, масса кита в процессе онтогенеза возрастает на 22 порядка! Такой плотности записи информации, которой достигла природа в структурах, которые руководят наследственностью современная кибернетика добиться не может.
Значит, изменчивость организмов, появление новых видов в процессе эволюции связанные с изменениями записи в генетическом коде. Доказано, что генетическая информация поднимается под влиянием мутагенных факторов — радиации, активных химических веществ, таких как пестициды и т.п.. А тем временем окружающая среда все больше загрязняется этими факторами вследствие технологической деятельности человечества. Стоит вопрос, не ли готовим мы самые себе «генетическую катастрофу»?
На основании достижений генетики можно считать, что эволюция органического мира происходит по счет появления мутаций, то есть случайных отклонений в генетической записи под влиянием активных мутагенных факторов окружающей среды. В случае, если эти новые свойства являются выгодными для организма, они закрепляются естественным отбором.
Тем не менее результаты исследований генетиков свидетельствуют, что абсолютное большинство мутаций вредная для организма. Особи, которые появляются на мир после мутагенного влияния радиации или химикатов, есть бесплодными, нежизнеспособными, безобразными и т.п.. Накопление мутаций генетического кода образно можно сравнить с накоплениями ошибок в тексте книжки. Возникновение нового вида организмов за счет мутаций есть таким же маловероятным, как появление нового текста за счет увеличения количества ошибок. Кроме того, организм «сопротивляется» этому процессу — генетикам известный механизм «ремонта» поврежденного генетического кода, который действует автоматически в сложном наследственном аппарате и восстанавливает поврежденная запись (в случае, если повреждение есть не весьма значительными). Известно также, что искусственно созданные путем гибридизации новые виды имеют тенденцию с течением времени «расщепляться» на своих предшественников (например, гибрид волка и собаки через несколько поколений снова расщепляется на волков и собак). Это как же возникают новые виды растений и животных?
Эволюция биосферы. Часть 3.
Если бы эволюция действительно происходила путем постепенного изменения тех или других черт видов с закреплением нужных за счет естественного отбора, то среди ископаемых остатков организмов должно бы быть огромное количество промежуточных форм. подобно к тому, как токарь, который работал бы лишь с помощью метода попыток и ошибок, кроме нужной детали, выточил бы целые горы бракованных. Тем не менее в палеонтологической летописи мы имеем чрезвычайно мало (а преимущественно вообще не имеем) промежуточных форм — в определенном пласте горных пород находим остатки одних видов, а в сопредельном с ним — других. Объяснить это лишь «законом неполноты палеонтологической летописи» (что твердит, что в ископаемом состоянии к нам дошла лишь незначительная часть организмов, которые населяло планету в минувшие эпохи) нельзя. Почему из этой летописи ищезли именно промежуточные формы?
Известно, что в процессе онтогенеза зародыш повторяет предшествующие стадии развития своих далеких предков. Оплодотворенная клетка спустя некоторое время превращается в мешочек, похожий на примитивное чревополостное животное, потом — на существо, подобную к рыбьему мальку, головастика и т.д. На определенных этапах зародыши всех животных похожие один на одного, лишь в некоторых из них развитие прекращается, а остаток эволюционирует дальше. Наибольшее количество промежуточных стадий проходят зародыши млекопитающих, в частности и человека.
Об этом эволюционном ряде наши предки знали задолго к Ч. Дарвина. Вот как изображает ряд последовательных перевоплощений бога Вишну старинная индийская книга «Воплощение Вишну», написанная задолго к началу новой эры: рыба, черепаха, свинья, человек-лев, человек-карлик, человек с топором, Рама и Кришна. Этот последовательный ряд перевоплощений реально отображает эволюцию человека, если на смену рыбе приходит рептилия, потом млекопитающее, примат, гоминид (австралопитек, который имел невысокий рост). Далее появляется наш непосредственный предок-кроманьйонец («человек с топором»). Рама есть символом современного человека, а Кришна, следует думать, идеалом будущего - космическим человеком.
Укажем еще одну деталь, которая, возможно, поможет нам приблизиться к пониманию сути эволюционного процесса. Если мы сравним микроскопическое строение любой клетки организма человека и наипроще организованных одноклеточных (например, инфузории), то не найдем принципиальных отличий. Тем не менее любая из клеток высокоорганизованных существ, кроме своих обычных функций (дыхание, обмена веществ и т.п.), выполняет также определенные функции, связанные с жизнедеятельностью всего организма. В изолированном состоянии клетка высокоорганизованного организма жить не может — она существует лишь в условиях сотрудничества и кооперации с другими клетками. Собственно организмом есть не отдельная клетка, а вся их система, совокупность в целом, где на первый план выступают информационные связи, которые регулируют его слаженную деятельность.
Что же «подсказывает» оплодотворенной клетке, которая стадии ей належит пройти, на которой остановиться? Такая программа с самого начала записанная в ее хромосомной структуре, помещается в геноме (совокупности генов) и начинает реализоваться из момента оплодотворения яйцеклетки (слияние со сперматозоидом). Строение генома высокоорганизованных существ фантастически сложная — в ДНК человека, например, насчитывается 3 млн. пар нуклеотидов. Сегодня генетики расшифровали лишь мизерную часть генома, то есть они имеют представление лишь о чрезвычайно маленькой частице этой программы. На протяжении последних лет американские биологи и кибернетики осуществляют сложные исследования по полной расшифровке с помощью ЭВМ генома человека. Идется пока что лишь об определении последовательности в ДНК всех нуклеотидов.
Поскольку управляющая система всегда более сложная за управляемую, стоит вопрос: насколько же более сложной может быть та система, которая создала и «запустила» программу развития живых организмов, где заведомо было определено, как именно «будет раскручиваться» спираль эволюции? Назовите эту управляющую систему, как вам большее по душе: Всемогущей Природой, Космическим Умом, в конце концов, Богом — суть от этого не изменится. Главное же состоит в том, что вся эволюция земной биосферы была запрограммирована несравненно высшей и более сложной Космической Системой. И поскольку человек есть неотъемлемой составной биосферы, определенной стадией ее запрограммированного развития, то вся его деятельность не должна противоречить общей программе эволюции биосферы.
Таким образом, каждое живое существо рождается, развивается, выполняет свою программу жизни как составная часть исполинского сверхорганизма — биосферы. И, в свою очередь, есть порождением космического сверхорганизма - галактики. А все галактики являются будто клеточками сверх-сверхорганизма— Космоса. К. Циолковский так подытожил свои раздумья о нас и наше место в Космосе: «Все рождено Вселенной. Она — начало всех вещей, от него все зависит. Человек или другие высшие существа и его воля есть лишь проявлением воли Вселенной... Мы говорим: от нас все зависит, но мы сами создания Вселенной. Поэтому верней думать и говорить, что все зависит от Вселенной... Если нам и удастся выполнить свою волю, то лишь потому, что нам это разрешил Вселенная... Ни один атом Вселенной не избегает ощущения высшей разумной жизни».
Ну, а что же породило Вселенную? Возможно, это вопросы вообще нельзя ставить. К. Циолковский сказал, что о Причине Космоса можно лишь догадываться.
Подытоживая изложенное, укажем, что биосфера была запрограммирована несравненно более сложной системой — Космическим Умом (Абсолютом, Вселенной, Богом и т.п.). Как. осуществляется эта программа, ныне нам известно лишь в наиболее общих чертах. В частности, определено, что в целом процесс эволюции можно рассматривать как увеличение объема генетической информации. За некоторыми современными подсчетами, объем генетической информации у млекопитающего больший, чем в бактерии в 100 тыс. раз. И дело не только в наращивании длины генной цепочки и массы ДНК в ядрах клеток — у некоторых видов животных она, например, превышает массу ДНК человека. Дело еще и в том, как эта информация разворачивается. Возможно, приблизиться к пониманию этого механизма разрешит такое сравнение. Скрипки Страдіварі ли Гварнери ценятся музыкантами потому, что содержат несравненно большие возможности для выполнения сравнительно с обычными. Однако в руках мастера божественно звучит и обычная скрипка. Известно, что если большому Паганини враги подпилили струны на скрипке, и они начали одна за одной лопаться во время его концерта, гениальный скрипач продолжал играть на единой, что осталась, и сыграл так, что на глазах у публики блестелислезы.
Сегодня некоторые ученые, обсуждая управляющую роль Космоса в эволюции, употребляют термин «космическое информационное поле». В. Вернадский говорил о космических излучениях. В старинных индийских книгах упоминается о «вибрациях» Космоса, которые пронизывают всю земную жизнь, христиане верят в Святой Дух, который сходит из небес на Землю, некоторые другие религии вспоминают «астральный луч» и т.п.. Все эти определения, в сущности, выражают одну мысль-руководство Космосом эволюции земной биосферы, которая есть ее неотьемлимой частицей.
Можно констатировать еще одну черту эволюции, а именно — ее нарастающий темп. Палеонтологические сведения свидетельствуют именно об этом. Так, если условно принять век Земли (4,5 млрд лет) за одни сутки (24 ч), то в таких временных единицах жизни на Земле существует по крайней мере 20 ч, первые живые существа вышли из моря на сушу 6 ч 35 мин поэтому, млекопитающие существуют 3 ч 46 мин, а человек-последние 10 с. Довольно и говорить, насколько резко изменились состав и характеристики биосферы за эти последние 10 с «большого космического дня» Земли.
Эволюция или катастрофа!
Мысль о глобальных катастрофах и их влиянии на развитие живых организмов належит выдающемуся французскому ученому XVIII ст. Ж. Кювье. Он считал, что спокойное развитие жизни на Земле много раз перерывалась революционными быстрыми изменениями катастрофического характера, вследствие которых кардинально менялся состав животных и растений, которые населяло Землю. Кювье считал, что такими катастрофами были всемирные потопы. О причинах таких потопов Кювье в своих произведениях не пишет, но из его книг вытекает, что он имел в виду затопления континентов вследствие их опускания ниже уровня океана. Если в конце XVIII ст. Н. Палас сообщил о находках в Сибири скелетов и даже туш мамонтов в мерзлом сибирском грунте, это было воспринято как доказательство потопа, воды которого принесли к Сибири слонов из далекой Индии. Авторы гипотезы всемирных потопов ссылались и на авторитет Библии, где описанная такая вселенская катастрофа.
С появлением эволюционного учения Ч. Дарвина теорию катастроф как движущих сил развития жизнь на Земле отвергли. Отвергли, как сегодня оказывается, не совсем осмысленно. Дело в том, что фактический материал, собранный палеонтологами, климатологами, астрономами, свидетельствует, что в истории Земли много процессов имеет циклический характер, причем одни из отрезков этих циклов можно рассматривать как медленную эволюцию, другие же — как быстрые революционные изменения. В особенности убедительно об этом свидетельствует история органического мира. Палеонтологам ныне известные «критические эпохи» в развития биосферы, на протяжении которых вымирали большие систематические группы растений и животных, которые к тому существовали десятки миллионов лет, а также эпохи быстрого развития отдельных систематических групп. Так, в начале палеозойской эры в морях резко уменьшилось количество безскелетных организмов, вместе с тем бурно начали развиваться скелетные, покрытые панцирями,— трилобиты, моллюски. В конце палеозоя вымерли большие земноводные и большинство папоротневых растений, в середине мелового периода быстро появились покрытосеменные растения, а в конце — внезапно вымерли динозавры, вместе с тем бурно начали развиваться млекопитающие.
Перечень таких примеров можно было бы продолжить. Причем многие переломные моменты в развития биосферы имеют катастрофический характер. Рассмотрим, например, вымирания динозавров. Эта группа животных властвовала на Земле на протяжении почти 150 млн лет. Миллионы, если не миллиарды этих рептилий, травоядных и хищных, гигантов, таких, как 70-тонный диплодок, существа размером с голубя, сухопутные и морские, бегающие по земле и парящие в воздухе, населяли всю Землю. Это была настоящая эра ящеров. И вот завершается меловый период, а с ним и вся мезозойская эра. И случается невероятное: динозавры ищезают! Гиганты и пигмеи, сухопутной, морские и летающие — все до одного, на всей Земле не оставив потомков. Как писал американский палеонтолог Д. Симпсон, «наиболее загадочное событие в истории Земли — это переход от мезозоя, века рептилий, к кайнозою, века млекопитающих. Впечатление такое, будто во время спектакля, в котором все главные роли выполняли рептилии, и в частности толпы разнообразнейших динозавров, занавес на миг упал и поднявшись снова, открыл те же декорации, но совсем других актеров: ни одного динозавра, другие рептилии на заднем плане в роли статистов, а в главных ролях — млекопитающие, о которых в предшествующих действиях не было и речи».
Идею о катастрофических событиях в истории Земли, в частности об экологических катастрофах, ныне разделяет много ученых. Обсуждаются причины и масштабы таких катастроф, их вероятность в будущем и влияние на биосферу. Среди причин катастрофически быстрых изменений, в частности и экологических, называют внутренние, обусловленные свойствами самой Земли как планеты, и внешние, космические. Тем не менее следует подчеркнуть, что четкой границы между этими двумя группами причин провести невозможно, так как все внутренние, земные причины, при более детальном рассмотрении обнаруживаются так или иначе связанные с внешними, космическими. Изменения магнитного поля Земли
Одной из особенностей нашей планеты есть ее магнитное поле. Мы не будем касаться довольно сложного вопроса о причинах его наличия, но подчеркнем, что оно есть одной из необходимых условий существования жизнь на нашей планете. Все живые существа Земли миллионы лет эволюционировали именно в условиях магнитного поля и без него существовать не могут. Канадский ученый Я. Крейн исследовал живые организмы, которые находилось в специальной камере с меньшей, чем земная, напряженностью магнитного поля. После 72-часового пребывания в таких условиях резко (в 15 раз) уменьшалась способность бактерий к размножению, снижалась нейро-моторная активность птиц, у мышей поднимался обмен веществ. В случае более длительного пребывания в условиях ослабленного магнитного поля в тканях возникали необратимые изменения и развивалось бесплодие.
Но геофизики (палеомагнитологи) установили, что на протяжении геологической истории нашей планеты магнитное поле неоднократно снижало свою напряженность и даже изменяло знак (то есть северный и южный магнитные полюса менялись местами). Таких эпох изменения знака магнитного поля, или инверсий, ныне установлено несколько десятков, они отразились в магнитных свойствах горных пород. У эпохи непосредственного изменения знака магнитного поля, это поле ищезало, чтобы потом снова появиться, нарастая к норме, но уже с противоположным знаком. Сколько времени продолжительная эпоха без магнитного поля, палеонтологи сказать сегодня не могут, но думают, что несколько тысяч лет. Например, нынешняя магнитная эпоха условно названа эпохой прямой полярности. Она длится уже близко 700 тыс. лет. Тем не менее напряженность поля медленно, но неуклонно снижается. Если этот процесс будет развиваться и в дальнейшем, то приблизительно через 2 тыс. лет напряженность магнитного поля Земли упадет к нулю, а потом, через определенное время «безмагнитной эпохи», начнет нарастать, но будет иметь противоположный знак.
Если опыты Крейна считать адекватными, то «безмагнитная эпоха» может восприниматься живыми организмами как катастрофа. Многие из них вымрут или изменят свои свойства. Тем не менее существует еще и другая опасность. Дело в том, что магнитное поле Земли есть щитом, защищает жизнь на Земле от потока солнечных и космических частиц (электронов, протонов, ядер некоторых элементов). Двигаясь с огромными скоростями, такие частицы являются сильным ионизирующим фактором, который, как известно, влияет на живую ткань, и, в частности, на генетический аппарат организмов.
С помощью первых спутников, запущенных на космические орбиты, были выявленные радиационные пояса вокруг нашей планеты. Установлено, что земное магнитное поле отклоняет траектории космических ионизирующих частиц и «закручивает» их вокруг планеты.
Итак, в эпохи, когда Земля не имеет магнитного поля, у нее ищезает защитный антирадиационный щит. Значительное (в несколько раз) увеличение радиационного фона может значительно влиять на биосферу: одни группы организмов должны вымирать, среди других может резко возрастать количество мутаций и т.п. А если принять во внимание солнечные вспышки, то есть колоссальные за мощностью взрывы на Солнце, которые извергают чрезвычайно, сильные потоки космических лучей, то следует сделать вывод, что эпохи ищезания магнитного поля Земли, есть эпохами катастрофического влияния на биосферу со стороны Космоса. Вспышки сверхновых звёзд
В 1957 г. русские ученые В. Красовский и Й. Шкловский рассмотрели еще одну возможную космическую причину земных катастроф. В нашей и других галактиках астрономы время от времени наблюдают грандиозные космические явления — вспышки сверхновых звезд. Некоторые звезды, которые существенным образом не отличаются от других, вдруг вспыхивают и начинают излучать света в миллионы раз больше, чем к вспышке. В нашей Галактике последнее такое событие было зафиксировано старинными китайскими астрономами, которые описали появление «звезды-гостьи». Эта звезда была настолько яркой, что ее наблюдали даже днем, она была ярче Венеры и уступала светимостью лишь Луне. Через несколько месяцев звезда постепенно угасла. Современные астрономы на месте «звезды-гостьи» наблюдают Крабовидную туманность — светящуюся газовую оболочку сверхновой звезды, которая продолжает расширяться после вспышки.
Установлено, что взрыв сверхновой звезды сопровождается очень большими дозами ультрафиолетового и рентгеновского излучения и потоками космических лучей высокой энергии. К счастью, вспышка сверхновой звезды в Крабовидной туманности состоялся очень далеко от Земли — на расстоянии свыше 1 тыс. парсеков, так что эта космическая катастрофа на земную жизнь никак не повлияла. И возможны ли, такие грозные явления близ Земли?
В. Красовский и Й. Шкловский подсчитали, что вспышки сверхновых звезд в нашей Галактике происходят в среднем раз на 100 лет, в частности в окраинах Солнечной системы, (на расстоянии до 10 парсеков) раз на 750 млн лет, а возможно, даже раз на 200 млн лет. То есть за время существования на Земле биосферы такие явления имели место несколько раз. Какие это могло иметь следствия?
В результате близкой вспышки сверхновой звезды Земля на протяжении нескольких тысячелетий облучалась потоком жестких рентгеновских, ультрафиолетовых и космических лучей. На Земле резко повышался радиационный фон. Все это могло иметь серьезные биологические, прежде всего генетические следствия. Увеличивалась частота мутаций, которые в особенности сильно влияли на долгоживущие организмы. По мнению В. Красовского и Й. Шкловского, с такой космической катастрофой может быть связана, в частности, и гибель динозавров в конце мелового периода. Метеоритные взрывы
Возможно, более всего понятию «катастрофа», которое ввел Ж. Кювье, отвечали грандиозные явления, которые сопровождали в далеком прошлом падения на поверхность Земли больших космических тел (метеоритов, астероидов, комет). В последнее время ученые обнаружили на Земле много следов таких катастроф в виде метеоритных кратеров. Это воронкообразные углубления в земле диаметром десятки, а то и сотни километров. Например, в Украине в Днепропетровской области вблизи с. Болтишка найден заполненный осадочными породами кратер диаметром 25 км. Он образовался в результате падения большого метеорита 100 млн лет тому. Еще больший кратер диаметром близко 100 км выявлен в Сибири, в бассейне р. Хатанги.
Катастрофа произошла 30 млн. лет тому, когда космическое тело с большой скоростью пробило осадочные породы Сибирской платформы толщиной 1,2 км и столкнулось с кристаллическими породами фундамента, мгновенно превратившись на высокотемпературный газ, то есть взорвавшись. О силе этого взрыва свидетельствуют обломки скал диаметром в 20 т, разбросанные на расстоянии до 40 км от кратера. Энергия этого колоссального взрыва оценивается в 1023 Дж, то есть она в тысячи раз превышала энергию мощнейших вулканических взрывов и в сотни тысяч раз — сильнейших землетрясений. Эта колоссальная энергия равняется энергии взрыва 120 млн. атомных бомб такой мощности, которую было сброшено на Хиросиму.
Большая мощность взрывов во время столкновенья Земли с космическими телами (метеоритами, астероидами, кометами) предопределяется их высокими скоростями и большими массами. В результате столкновенья колоссальная кинетическая энергия космического тела мгновенно превращается на тепло, которое вызывает испарение большей массы горных пород. В воздух поднимается много пыли, которая в случае мощных взрывов может вызвать значительные климатические изменения (уменьшение солнечной инсоляции, похолодание и т.п.).
Поскольку большая часть (71 %) поверхности Земли покрытая океанами, можно предположить, что большинство космических тел падало именно в океан. Расчеты ученых свидетельствуют, что в случае падения крупного метеорита или астероида в океан он пробивает всю толщу воды и взрывается, столкнувшись с породами дна. У воздуха поднимается очень много пыли, а еще больше — паров воды. Это вызовет катастрофические ливни на большей части поверхно
|
