Глава 10. Земля

10.1. Уникальная планета

Земля есть истинное космическое чудо, ибо она в своём эволюционном развитии пришла к способу мобилизации космического порядка, коренным образом отличающего её от всех прочих известных нам космических образований, в том числе и от планет земного типа. Этим способом мобилизации является жизнь, которая, проходя в своей эволюции множество этапов и разновидностей от наиболее примитивных форм к высшим, превратила биосферу Земли в важнейший фактор её геологической эволюции. Находясь на периферии нашей Вселенной, Метагалактики, и всех её структурных компонентов, включая Галактику, Земля благодаря чуду жизни и чуду её высшей формы – человеческой цивилизации – постепенно перехватывает у неживой природы роль мобилизующего источника мироздания. По мере космизации человеческой цивилизации именно с Земли начинается распространение разумного порядка и гуманной организации Космоса. Будучи третьей по счёту планетой от ничем не примечательной жёлтой звёздочки, Земля становится первым космическим чудом на весьма значительном пространстве в силу своего уникального положения в своей звёздной системе.

Земля – «срединное» образование, так сказать, «срединная империя» между варварскими, жестокими условиями других планет Солнечной системы. На Венере царит страшный жар, на Марсе – жуткий холод. Колоссальные различия между Землёй и её соседями по земной группе планет, не говоря уж о планетах-гигантах, представляющих собой «недопеченные» звёзды, свидетельствует о чрезвычайно узких рамках первоначальных условий, в которых только и могло начаться развитие жизни земного типа.

Земля – поистине особенная планета, она – единственная из планет, доступных современному исследованию, имеющая поистине уникальные свойства.

Первым из этих свойств является наличие воды в жидком состоянии, а не в виде льда или пара. Океаны занимают около 70 % поверхности планеты, а на суше имеются значительные запасы пресной воды в виде рек, озёр и подземных источников различной природы.

Второе свойство – наличие уникальной атмосферы. Земная атмосфера в настоящее время состоит на 78,1 % из азота, 20,9 % её составляет кислород, 0,93 % – аргон и 0,03 % – углекислый газ. Наличие водяного пара, колеблется от 0 до 3 %, причём в полярных зонах около 0,2 %, а в экваториальной зоне – около 3 %. Водород и гелий как «первичные» и наиболее простые по структуре газы, ставшие наряду с космической пылью источниками звёздообразования и планетообразования, имеются на Земле в минимальных количествах. Первоначально атмосфера Земли состояла главным образом из углекислого газа, однако микроорганизмы, водоросли и растения «расхватали» углекислый газ для дыхания и строительства своих тел, постепенно насыщая атмосферу кислородом.

Перенасыщение атмосферы кислородом и недостаток углекислого газа является фактором, способствующим энергонасыщению земных организмов, но препятствующим увеличению длительности и полноценности их жизни, поскольку углекислый газ способствует усвоению кислорода и препятствует самосжиганию организмов живых существ свободными радикалами. Большой процент кислорода также является уникальным свойством Земли, на других планетах имеются только его следы. Под воздействием солнечных лучей кислород частично преобразуется в озон. В результате произошло образование защитного озонового слоя, который препятствует губительному для биосферы проникновению жёсткого космического излучения.

Третье свойство – вулканическая активность. Извержения вулканов происходят в какой-либо точке Земли каждые сутки. В результате из недр Земли вырывается горячая расплавленная порода, которая, застывая, формирует крупные образования, включая различные острова. Вулканический пепел, лава и магма, способствуют образованию плодородных почв.

Четвёртое свойство – дрейф континентов и тектоника плит. Земная кора, кажущаяся нам неподвижной, на самом деле образована из гигантских окаменевших плит, на которых располагаются различные части континентов и океанов. Эти плиты постоянно скользят с определённой скоростью по текучему слою мантии вместе с верхним окаменевшим её слоем. Они могут наползать друг на друга, сталкиваться и тереться друг о друга, что вызывает землетрясения, извержения вулканов и процессы горообразования. Когда же они расходятся, расширяются океаны, образуется новая кора и океанические хребты. Около 200 миллионов лет назад все земные материки составляли единство, что явилось предпосылкой единства земной природы и многих процессов эволюции биосферы. Но затем плиты, увлекаемые конвективными течениями в мантии Земли, стали расходиться и расползаться в разные стороны, стимулируя колоссальное разнообразие земной природы и форм жизни.

Пятое свойство – относительно умеренные климат, обусловленный орбитальным положением Земли между горячей Венерой и холодным Марсом, а также особым характером атмосферы, препятствующим перепадам температуры от адской жары к невыносимому холоду.

Шестое свойство – мощное магнитное поле, образуемое в процессе вращения Земли вокруг своей оси горячим жидким слоем земного ядра. Находясь внутри нашей планеты и содержа в себе огромное количество расплавленного железа, это ядро генерирует магнитные силовые линии, которые, распространяясь в околоземном пространстве, образуют магнитосферу – своеобразную магнитную оболочку Земли. Эта оболочка защищает Землю от «солнечного ветра» – потока высокоскоростных частиц ионизированного газа, испускаемого Солнцем. Если бы не магнитосфера, постоянная бомбардировка этими частицами поверхности Земли разрушила бы оболочки и покровы живых существ и сделала бы невозможным существование биосферы.

Седьмое свойство – колоссальное разнообразие природной среды, географической оболочки планеты, климатических зон, ландшафта, широтных и высотных поясов.

Восьмое свойство – не менее широкое разнообразие химических элементов и соединений, составляющих природно-ресурсный потенциал развития биосферы и цивилизации. На Земле распространены все химические элементы, встречающиеся где-либо в окружающем Космосе. Железо, медь, алюминий, золото, уран, углеводородные соединения, огромное количество других материалов, используемых цивилизацией в качестве полезных ископаемых, энергетических ресурсов и средств повышения комфортности и качества жизни человека накопила земная кора в своих недрах. Разнообразие химического состава Земли стало химической основой образования и функционирования биосферы.

Наконец, девятое свойство и уникальная в масштабах Солнечной системы особенность Земли – наличие биосферы, буквально кишащей различными формами жизни от простейших одноклеточных существ до высших животных и человека. Все вышеперечисленные свойства Земли явились предпосылкой для образования биосферы, а функционирование биосферы в свою очередь стало формировать предпосылки и для повышения качества воды, и для преобразования атмосферы, и для преобразования различных элементов поверхности Земли, и для смягчения климата.

Американский астроном Майкл Харт показал, в каких узких пределах должно было проходить формирование свойств Земли, чтобы она стала «матерью» жизни земного типа. Если бы Земля была ближе к Солнцу всего лишь на 5 %, то вырывавшиеся из вулканов пары воды не смогли бы сконцентрироваться в моря и океаны. Помешал бы парниковый эффект, вызываемый повышением температуры. При увеличении же расстояния от Солнца всего на 1 % происходило бы прогрессирующее оледенение Земли. Если бы масса Земли была больше на 10 %, также возник бы парниковый эффект, препятствующий проникновению солнечных лучей. А если бы Земля оказалась меньше на 6 %, не смог бы образоваться озоновый слой, и зарождающаяся жизнь, да и жизнь современная погибли бы под воздействием жёсткого космического излучения.

Если бы светимость Солнца повысилась на 10–15 %, это привело бы к испарению всех водных источников, а если бы на столько же понизилась – произошло бы их оледенение. Если бы масса Солнца была меньше 50 % нынешней, оно превратилось бы в белый карлик, а затем остыло за несколько сотен миллионов лет. А при массе от 1,4 до 1,8 нынешней Солнце истощило бы запас водородного горючего и, пройдя стадию красного гиганта, испепеляющего планетную систему, также превратилось бы в белый карлик с тем же исходом.

Своей уникальностью Земля как бы специально предназначена для возникновения и эволюции жизни. Её природа обладает ещё более «тонкой подстройкой» к возникновению жизни и человека, чем природа Метагалактики. Поэтому специалисты вполне справедливо указывают на наличие не только космологического, но и геологического антропного принципа, т. е. такого состояния природной среды, самое незначительное изменение которого могло бы сделать невозможным развитие жизни и человека. Разумеется, подчинение эволюции природы этому принципу не является следствием некоего Божественного предначертания, а следствием никогда не прекращающейся эволюции.

Антропный принцип в Космосе и на Земле действует не потому, что эволюция природы подчинена некоей Силе, стремящейся к возникновению человека, а потому, что развитие Земли, земной биосферы и человека оказалось незначительной боковой ветвью развития Космоса, подчинённой постоянному воздействию космической среды. Окружающая Землю космическая среда совершенно не приспособлена к существованию жизни, более того, она настолько агрессивна к существованию жизни, что для её покорения необходим высочайший уровень мобилизации человечества и технического развития человеческой цивилизации.

Уникальность Земли как предпосылки возникновения биосферы подчёркивается рядом ограничений на физико-химические параметры планеты, даже незначительное отклонение от которых сделало бы невозможным направленность эволюции в сторону возникновения жизни. Исследователи выделяют четыре типа ограничений – по массе, по температуре, по форме орбиты обращения и по длительности существования планеты.

Ограничения по массе связаны с тем, что недостаточно массивные планеты не имеют достаточной силы притяжения, чтобы удержать атмосферу. Планеты же с массой, превышающей планеты земного типа, будут иметь слишком густую и плотную атмосферу, препятствующую проникновению солнечной энергии.

Ограничения по температуре определяются тем, что при температуре выше 100 °C (точка кипения воды на Земле) вода превращается в кипяток, начинают разрушаться или деформироваться макромолекулы белков и ДНК. Менее губительными для жизни являются крайне низкие температуры. Например, некоторые бактерии и вирусы способны выжить при температурах, близких к нулю, но только в состоянии анабиоза, т. е. в безжизненном состоянии. Однако постоянный мороз с температурой на уровне –100 °C и ниже создал бы непреодолимые препятствия самому возникновению жизни, так как образовал бы недостаток тепловой энергии для движения и взаимодействия живых существ.

Температурный режим на поверхности каждой планеты определяется её близостью к материнской звезде, светимостью этой звезды и ядерными реакциями, происходящими в недрах планеты. Положение планет Солнечной системы по отношению к Солнцу определяет так называемую зону жизни, в центре которой находится Земля. Наряду с ней в зону жизни входят в качестве её окраинных объектов Венера и Марс, а также спутник Земли Луна. Но на Венере слишком горячо, на Марсе слишком холодно, а на Луне, лишённой атмосферы, существует такой контраст между адской жарой и жутким холодом, что для сохранения жизни необходимо строить сложные технические сооружения.

Ограничения по форме орбиты обращения продиктованы тем, что планеты с чересчур вытянутой эллиптической орбитой испытывают чересчур сильные перепады температур при приближении и удалении от светила. Орбита же Земли лишь незначительно отклоняется от идеальной формы круга.

Наконец, «возрастные» ограничения связаны с тем, что для эволюции жизни необходим достаточно длительный срок, причём на протяжении более 3 млрд. лет темпы развития жизни на Земле были крайне низкими. Соответственно жизнь вряд ли может сформироваться на планетах, длительность существования которых ограничена чересчур коротким сроком существования звёзд, вокруг которых они обращаются.

Однако уникальность Земли не абсолютна. Российский астрофизик В.Г. Фесенков считает, что около 1 % планет Метагалактики имеют массу, температуру, форму орбиты и возраст, пригодные для жизни земного типа. Насколько это предположение верно, покажет время. Но уже сейчас очевидно, что в громадном разнообразии космических систем наличествует повторяемость путей эволюции и, соответственно, планетных образований со сходными условиями.

Землю при всей её уникальности нельзя считать идеально приспособленной к возникновению и поддержанию жизни. Быстрая смена времён года с большими перепадами температур, сильные ветры и ураганы, зной в пустынях и в экваториальной зоне, морозы в приполярных широтах, извержения вулканов, землетрясения, цунами постоянно ставят под вопрос существование самых различных групп, популяций и видов живых существ, создают угрозу человеческому обитанию. Организм отвечает на эти изменения болезнями или травмируется ими. Не Земля «пригнана» своей «тонкой подстройкой» и приспособлена к формированию жизни, это жизнь приспособлена к существованию Земли и в процессе длительной эволюции выработала биосферу, которая своим функционированием приспосабливает Землю к жизни, создавая условия для её воспроизводства и организации. Но для выживания на этой безразличной к жизни планете живые существа постоянно мобилизуют себя на противостояние негативным факторам среды, расходуя на это большую часть своих жизненных сил.

10.2. Земля как космический объект

Земля кажется нам неподвижной, но на самом деле она вращается вокруг своей оси по экватору со скоростью 1600 км в час, обращается вокруг Солнца со скоростью 107000 км в час, вместе со всей Солнечной системой летит в направлении созвездия Геркулеса со скоростью 252 млн. км в час, опять же вместе с Солнечной системой обращается вокруг центра Галактики со скоростью 980000 км/час, а вместе со всей Галактикой летит в направлении Великого Аттрактора со скоростью 950000 км в час. К тому же из-за расширения Метагалактики наша Галактика удаляется от других и сама расползается со скоростью 2160000 км в час. Мы живём в мире сверхвысоких скоростей, по сравнению с которыми наши земные скорости всех этих чудес техники – скоростных автомобилей, самолётов и ракет – пренебрежимо малы.

По экватору Земля вращается вокруг своей оси со скоростью, превышающей 1600 км в час. Если бы она была твёрдым жёстким телом не только на поверхности, но и в своих глубинах, скорость её вращения как по экватору, так и на пространстве вплоть до полюсов была бы везде одинаковой. Однако в действительности это не так. Например, в Европе в районе Италии скорость вращения составляет около 1200 км в час. Фигура Земли и скорость её вращения с точностью до 1 % соответствует равновесной форме вращающейся жидкости, а не твёрдого тела. Происходит это из-за жидкого состояния вещества в глубинах Земли.

Фигура Земли отклоняется от шарообразной и представляет собой не вполне правильной формы эллипсоид вращения. Это сплюснутый со стороны полюсов шар, и к тому же несколько вытянутый в сторону Северного полюса, вследствие чего Земля немного напоминает грушу. Форма Земли получила название геоида, т. е. фигуры, свойственной только Гее и нигде более пока не обнаруженной. Термин «геоид» ввёл в 1873 г. немецкий физик И. Листинг. Сплюснутость геоида объясняется вращением Земли вокруг оси, приводящим к вытянутости её диаметра по экватору, и сдавленностью её этим вращением от полюсов. Поэтому окружность Земли по экватору составляет 40075,7 км, а по меридиану – на 67,2 км меньше. Вытянутость же Земли к Северному полюсу, придающая ей грушевидную форму доказательного объяснения пока не получила. Возможно, причиной этого феномена является удар какой-то увесистой планетозимали при образовании Протоземли. Горбы на поверхностях планет, видимо, часто образовывались при столкновениях с планетозималями, а позднее – с астероидами, расшибавшимися в лепёшку о планетную твердь, однако по мере протекания различных эволюционных процессов на протяжении огромного числа лет они постепенно сглаживались и исчезали.

При наблюдении из Космоса Земля представляет собой голубоватый шарик, как и Нептун. Но голубой цвет Нептуна объясняется наличием в его атмосфере большого количества метана, который прозрачен для голубой и синей части спектра, но блокирует красный и оранжевый цвета. Цвет Нептуна ровный и только кое-где эта красивая голубизна нарушается мощными ураганами, постоянно изменяющими лик планеты. Но голубизна Нептуна – лишь поверхностная окраска верхнего слоя. Из-за своей красивой и ровной голубизны он и оправдывает имя греческого бога морей и бурь. Но воды на Нептуне скорее всего нет, как нет и дна, поскольку это газовая планета.

Земле же голубой цвет придаёт именно голубоватый цвет её океанов, которые занимают около 71 % её территории. Так что Земля является, в отличие от Нептуна, истинно нептунической планетой. К тому же голубое подкрашивание создаёт и атмосфера планеты. Недаром с земной поверхности чистое небо мы видим голубым, хотя, разумеется, существуют и другие объяснения этой голубизны.

Но в отличие от Нептуна Земля из Космоса предстаёт не чисто голубой, а пёстрой. На ней видны огромные белые пятна облачности, разноцветные выступы материков, различные затемнения в низинах суши, зеленовато-синие и розовые пространства от игры солнечных лучей в отражательной среде атмосферы. Глядя на Землю из Космоса, очень трудно обнаружить её уникальность и принципиальные отличия от других планет Солнечной системы. Заурядная планета, теряющаяся в огромных пространствах, колоссальном разнообразии и монотонной повторяемости Космоса.

Как уже отмечалось, вода в жидком состоянии и в большом количестве, образующем гидросферу – уникальное космическое свойство планеты Земля. Везде в Солнечной системе, кроме Земли, вода обнаруживается либо в виде льда, либо в виде горячих паров. К тому же она существует в не очень больших количествах и неизвестно с какими примесями. Возможно, что вода, содержащаяся во льдах полярных шапок Марса или на лунных кратерах, не оправдает надежд, возлагаемых учёными на её использование для пребывания там людей. Если это не вода в привычном нам земном понимании, а раствор различных вредных химических веществ, то этот источник водных ресурсов для обживания планет человеком может оказаться практически бесполезным. Гидросфера же Земли по земным масштабам очень велика, это не только планетарное явление, но и космический феномен, ставший результатом специфического развития Земли как космического тела. Общая масса гидросферы Земли составляет 14600000 триллионов тонн. Это немало. Но вода – довольно сложный продукт эволюции и к тому же легко загрязняемый.

При этом основная масса воды сосредоточена в Мировом океане, часть связана в материковых льдах, пропитывает земную кору. На пресную воду приходится лишь около 0,001 % планетарных запасов воды. Это совсем немного.

В океанской воде растворено в 60 раз больше углекислого газа, чем его содержится в атмосфере, и в 150 раз меньше кислорода. Океан консервативнее атмосферы, он сохраняет количественные отношения углекислого газа и кислорода, которые существовали в атмосфере в очень давние времена. Испарения океанов играют регулирующую роль в составе атмосферы.

Океаны выступают и мощным регулятором климата на планете, оказывая существенное воздействие на различия между Востоком и Западом, Севером и Югом. Соответственно гидросфера косвенным образом через особенности природной среды влияет и на фундаментальные основы эволюции социальных систем и протекания социальных процессов. Умеренный климат территории Западной Европы и США резко противопоставлен континентальному климату огромного Азиатского материка. Европа расширяется к востоку, и чем дальше на восток и дальше от моря, тем холоднее зимы, сильнее морозы и длительное наличие снежной пустыни на земной поверхности. Но Восточная Европа – это всё-таки Европа, хотя и плавно переходящая в Азию. Она развёрнута к Балтийскому и Чёрному морям, которые оказывают огромное влияние на её климат. Умеренный климат Японии, расположенной на островах, отличает её от остальной Азии.

Ещё резче обусловленное океаническим воздействием различие между Севером и Югом. Жаркое дыхание экваториальных зон Мирового океана в сочетании с прямыми палящими лучами Солнца определяют тропический климат Африки и тропической части Латинской Америки. И если мы посмотрим на экономическую карту мира, проанализируем политическое устройство стран, расположенных в умеренном, континентальном и жарком климате, мы увидим явное соответствие между действием на климат океанической стихии и исторической эволюцией проживающих в этих странах народов. На это соответствие природной среды, климата и условий существования с нравами и культурой народов указывал ещё Ш. Монтескье.

Механизм воздействия океанов на климат земной суши предельно прост. В тёплое время года огромная масса воды согревается Солнцем гораздо медленнее суши и охлаждает атмосферу, препятствуя чересчур длительному сохранению высоких температур, зною и засухе. В холодное же время года ранее длительно согреваемый океан медленно остывает, согревая значительно быстрее остывающую атмосферу. Чем больше площадь близко расположенного океана, тем больше испаряется воды и тем мягче и умереннее климат. И наоборот, чем дальше от океана, тем резче перемены климата между временами года, тем грубее и жёстче воздействие климатических условий на биосферу и антропосферу.

Действие океанов на климат суши во многом дополняет действие атмосферы. Земная атмосфера с её тонкими парниковыми эффектами защищает земную поверхность от резких перепадов температур между днём и ночью, летом и зимой. Что происходит, когда атмосфера отсутствует, показывает изучение Луны, Меркурия и других планет с «резко континентальным» климатом. Если бы на Земле хотя бы ненадолго установился бы такой климат, солнечные лучи выжгли бы всё живое, а при заходе светила останки живых организмов сковал бы немыслимый в земных условиях мороз.

Воздействие океанов благодаря высокой теплоёмкости воды ещё более интенсивно способствует защите планеты жизни от разрушающего воздействия Космоса. Оно же дифференцирует земную природу на более подверженную этому воздействию и более защищённую от него. Более уязвимым со стороны косной природы оказывается Восток, менее уязвимым – Запад.

Действие Мирового океана на климат в умеренных широтах, в экваториальной зоне и в приполярных областях неодинаково. В экваториальной зоне горячие солнечные лучи практически круглый год разогревают воду и сушу, не давая им остыть и позволить океанам выполнить в полной мере работу по охлаждению суши. Результатом является жаркий тропический климат, а также проливные дожди в различных областях Южной Азии.

Регулирующую и стабилизирующую роль на поверхности Земли выполняет и гляциосфера (от лат. «гляциос» – лёд). Её иногда именуют также криосферой, что в переводе с греческого означает «сфера холода, мороза». Гляциосфера – часть гидросферы, состоящая из замороженной воды в виде льда, снега и инея. Ледники и снежный покров оберегают Землю от перегревания. Они подобно зеркалу отражают солнечный свет и тепло в окружающее космическое пространство. Чтобы растопить всю гляциосферу, необходима энергия, втрое превышающая тепловую энергию, которая поступает от Солнца и из недр Земли в течение года.

Царство Снежной королевы в виде ледяного покрова и вечной мерзлоты распространяется не только на приполярные зоны планеты. Ледники покрывают около 11 % суши, а с учётом подземных, плавучих и горных льдов – 19,6 % всей поверхности Земли. Ежегодно выпадающие снега покрывают около 125 млн. км2, т. е. ещё на четверть больше, чем то пространство, которое занимают ледники. При этом почти 17 % выпадающего снега вновь откладывается в ледники, а 2/3 поступают на сушу. Крупнейшими ледниками Земли являются Антарктический, покрывающий 90 % Антарктиды, и Гренландский, занимающий до 80 % территории Гренландии. Толщина льда Антарктического ледника составляет около 4 км, гренландского – 3,4 км.

В истории Земли значительную роль сыграли периоды оледенений, когда длительные похолодания приводили к экспансии ледяного покрова из приполярных зон в зоны умеренного климата. Специалисты насчитывают до 17 периодов оледенений за последние 600 млн. лет. В эти периоды ледники занимали до 30 % земной суши. Последнее оледенение началось около 40 тыс. лет назад.

В условиях длительного отсутствия солнечного разогрева океаны подвергаются воздействию проникающей через атмосферу холодной космической среды. Ледяное «дыхание» Северного Ледовитого океана чувствуется на очень далёкие расстояния, охлаждая огромные пространства Северного полушария и образуя зоны вечной мерзлоты. Они занимают около 25 % всей поверхности Земли, а в такой стране, как Россия – до 50 % её территории.

В отличие от Северной приполярной зоны, Южная представляет собой покрытый льдами материк – Антарктиду. Доказано, что в определённый период истории Земли этот материк был покрыт вечнозелёной растительностью, а ныне превратился в ледяную пустыню. Покровные ледники Антарктиды нередко скользят по ледяному подстилу и сползают в океан, образуя огромные плавучие ледяные горы-айсберги.

Наряду с покровными ледниками приполярных зон гляциосфера содержит и горные ледники, которые образуются в горных массивах вследствие низких температур в надземной части тропосферы. Горные ледники представляют собой медленно текущие ледяные реки, скованная льдом вода которых сползает сверху вниз под действием земного притяжения. Спускаясь в низины, ледники оттаивают и из них берут начало многие реки. Таким образом, гидросфера в какой-то мере «господствует» над сушей, используя своё «численное превосходство», выражающееся в значительно большей площади охватываемого ею пространства и массе вещества. Космос через земную атмосферу воздействует на свою частицу, Землю потоками тепловой энергии от Солнца или при дефиците таковой – общим охлаждением земной поверхности. Океаны же оказывают регулирующее воздействие, до определённого порога помогая атмосфере смягчать и стабилизировать климат. Однако превышение этого порога за пределами умеренных широт превращает океаны в дополнительный источник либо тепла, либо холода, что обусловливает огромное разнообразие земного климата и всей природной среды.

Атмосфера Земли состоит из пяти уровней, или слоёв – тропосферы, стратосферы, мезосферы, ионосферы и экзосферы. В нижнем уровне, простирающемся над земной твердью и именуемом тропосферой, сконцентрировано около 80 % атмосферного воздуха. Это самый плотный слой атмосферы, необходимый для дыхания всех обитателей земной поверхности. Толщина тропосферы составляет 10–15 км, но в приполярных районах она опускается до 8-10 км, а в экваториальной зоне поднимается до 17–18 км. Именно в тропосфере за счёт испарения воды возникают облака, образуются циклоны и антициклоны, дуют ветры и ураганы, льют дожди и гремят грозы, падает снег или град. Соответственно все метеорологические феномены образуются под воздействием Космоса не на «небе», а именно в тропосфере Земли.

Особенностью тропосферы является быстрое снижение температуры воздушной среды в зависимости от подъёма над поверхностью Земли. При всех сменах времён года, изменениях климата в зависимости от климатических зон, похолоданиях и бурях в тропосфере средняя температура поверхности Земли составляет 22 °C. С каждым километром подъёма над поверхностью Земли температура падает приблизительно на 6 °C, и на границе тропосферы достигается -55 °C. Это уже почти космический холод. Всё более разреженной становится и воздушная среда, уменьшается содержание кислорода. Давление воздушного океана снижается с 1 атмосферы у поверхности до 0,026 атмосферы на границе тропосферы.

Над тропосферой возвышается стратосфера, более разреженная по сравнению с тропосферой воздушная среда. До высоты 20 км температура держится на уровне -55 °C, затем начинает постепенно подниматься по причине разложения озона под действием солнечных лучей, и на верхней границе стратосферы составляет уже около 15 градусов по Цельсию. Стратосфера содержит около 19,5 % массы атмосферы, т. е. совместно с тропосферой охватывает 99,5 % всей окружающей Землю воздушной массы, так что на остальные три слоя приходится всего лишь 0,5 %. Сама же эта масса при кажущейся невесомости воздуха отнюдь не мала, она составляет приблизительно 51500 триллионов тонн. На высоте около 30 км в стратосфере достигает наибольшей мощности озоновый слой.

Мезосфера, или средняя, промежуточная сфера воздушного океана, простирается над стратосферой на высоте от 55 до 80 км. В ней температура снова снижается с набором высоты и на верхней границе достигает -90 °C.

На высоте от 80 до 1000 км вокруг Земли расположен слой, именуемый ионосферой. Здесь температура также начинает возрастать вследствие поглощения ультрафиолетового излучения Солнца и ионизации атомарного кислорода. На высоте 400 км температура крайне разреженной воздушной среды составляет около 1000° К, а в периоды солнечной активности достигает 1800° К. Выше 400 км над поверхностью Земли температура стабилизируется, вследствие чего этот слой часто называют термосферой. Воздушная среда в термосфере представляет собой слабоионизированную плазму, которая образуется путём ионизации атмосферного и молекулярного кислорода, а также азота под действием солнечного ультрафиолетового излучения.

Изменяется в ионосфере и состав воздушной среды. До 100–120 км действуют конвективные процессы, перемешивающие газы и образующие однородность состава среды. Далее кислород переходит в атомарное состояние, а азот остаётся в молекулярном. Это мешает ему подниматься выше, и на высоте более 400–500 км присутствие этого господствующего в плотных слоях атмосферы газа падает почти до нуля, а в крайне разреженной газовой среде остаются атомарный кислород и другие лёгкие газы. На высоте 700–100 км ионосфера ещё более редеет, в ней остаются лишь «первичные» газы – водород и гелий.

Наконец, над ионосферой межпланетное пространство на несколько земных радиусов выходит экзосфера – остаточная газовая среда, состоящая в основном из водорода.

10.3. Внутреннее строение Земли

Земной шар, диаметр которого составляет около 12 800 км, имеет слоистое внутреннее строение. Он состоит из внутреннего твёрдого ядра, или ядрышка, внешнего жидкого ядра, мантии с астеносферой и литосферы с земной корой. Разделение глубин Земли на ядро, мантию и литосферу было предложено австралийским сейсмологом К. Булленом на основании измерения скорости сейсмических волн. Эти волны, исходящие из эпицентров землетрясений, как бы «просвечивают» Землю до самых глубин, словно рентген. Зная скорости их распространения в различных средах, а также поведение продольных и поперечных волн, можно делать обоснованные выводы о состоянии вещества и физических особенностях глубинных слоёв в теле Земли.

Все три фундаментальных слоя – ядро, мантия и литосфера – подразделяются в свою очередь на два крупных слоя. Ядро раздваивается на внутреннее и внешнее, мантия – на верхнюю и нижнюю, литосфера – на литосферную мантию и земную кору. При этом более глубинный слой оказывает формирующее воздействие на более поверхностный и одновременно – на все вышележащие слои. Земля – единое целое, и состояния каждого слоя находятся в зависимости от состояний других слоёв.

В основе внутреннего строения Земли лежит земное ядро. Ядро чётко выделяется на приборах, регистрирующих прохождение сквозь тело планеты сейсмических волн. Пронизывая Землю, эти волны оставляют на экранах приборов чёткую тень. Продольные и поперечные волны, возникающие в мантии, отражаются ядром, причём поперечные в нём полностью затухают, а скорость продольных уменьшается в 1,7 раза. Анализ данных этого сейсмически ориентированного способа восприятия позволяет убедительно доказать жидкое, вязкое состояние внешней части земного ядра. Изменение характера и скорости движения волн по мере приближения к центру Земли доказывает наличие внутренней твёрдой жёсткой части ядра. Диаметр этой внутренней жёсткой части составляет 2200–2600 км, толщина (мощность) внешней жидкой части – 2200 км. Общая масса ядра достигает 31–32 % от всей масса Земли, а его диаметр – более трети от диаметра Земли. Внутреннее ядро (ядрышко), по современным расчётам, состоит на 80 % из железа и на 20 % из никеля. Внешняя жидкая часть ядра представляет собой расплав железа с примесью никеля и серы.

Внутренняя часть ядра характеризуется весьма высоким давлением, плотностью вещества и температурой. Существуют различные мнения учёных по поводу температуры в центре Земли, но все согласны, что она превышает 4000 °C. Во внешней части ядра температура несколько ниже – около 3500 °C, и давление также ниже. Высокое давление и температура ядра обычна для любых космических объектов, поскольку они возникают путём сгущения газопылевых облаков, а их ядра, приобретая мощное поле тяготения, разогреваются до высоких температур при высоком давлении и управляют образованием поверхностных слоёв.

Ядро Земли «одето» в мантию (от греч. «покрывало», «плащ») – так в Средневековье называли торжественное одеяние, роскошную накидку, которая по моде того времени была настолько длинной, что её несли на королевских приёмах специально выделенные пажи. Мантия Земли – самая широкая (мощная) её оболочка, она охватывает почти 2/3 её массы и 83 % объёма. Толщина мантии – около 2900 км. Как и ядро, мантия подразделяется на два слоя – верхнюю и нижнюю части. Толщина нижней части мантии – около 2000 км, верхней – около 900. В отличие от ядра, мантия состоит главным образом из силикатов – соединений на основе кремния, среди которых наиболее широко распространён минерал оливин. Средняя температура вещества мантии – от 2000 до 2500 °C.

Плотность и вязкость вещества мантии возрастает с глубиной вследствие давления сверху, вызывающего перестройку атомов и молекул. Особенно сильное уплотнение силикатов происходит на глубине от 400 до 1000 км от поверхности Земли. Если кристаллический кремний на поверхности имеет плотность2,53 г/см3, то на этих глубинах его плотность увеличивается до 4,25 г/см3. В мантии происходит образование магмы (от греч. «густая мазь») – расплавленного вещества, вытекающего при извержениях вулканов.

Вещество мантии может в одних местах находиться в жидком состоянии, в других – в твёрдом. Высокая температура мантии приводит к плавлению силикатов и их переходу в жидкое состояние. По мере же роста давления возникает тенденция к кристаллизации, и мантийное вещество твердеет. Тяжёлая и плотная литосфера постоянно давит на верхнюю мантию, как бы плавая в её поверхностном слое, именуемом астеносферой (от греч. «астенос» – слабый).

Астеносфера слаба по сравнению с литосферой, фактически её образует именно давление литосферы на поверхностный слой мантии. Астеносфера продавливается литосферой, и части литосферы легко скользят по ней, увлекаемые глубинными потоками мантии. Толщина астеносферы, нередко превышает толщину литосферы, доходя до 100 км под континентами и около 50 км – под океанами. Это и обеспечивает медленные горизонтальные перемещения литосферных плит.

Вещество астеносферы представляет собой вязкую жидкость с температурой около 1500 °C в слое, подогреваемом верхней мантией, а при контакте с литосферой её температура падает до 500 °C. Этот контактный слой, на который опирается литосфера, геологи называют границей Мохо в честь сербского сейсмолога А. Мохоровича, который в 1908 г. расчитал глубину погружения литосферы в мантию. Эта граница проходит на глубине 35–45 км под равнинными районами земной суши, 70 км – под горными цепями и 5-10 км – под дном океанов.

Литосфера, астеносфера и верхняя мантия подобны своеобразному «бутерброду», роль «масла» в котором играет астеносфера, но все три слоя подвижны друг относительно друга.

Литосфера (от греч. «литос» – камень) состоит из земной коры и литосферной мантии, т. е. охлаждённой и затвердевшей части мантии, лежащей над астеносферой. Она не представляет собой сплошной массы, как ядро или мантия, а является крайне неоднородной как по строению, так и по составу. Движения литосферных плит определяют структуру земной коры, формируют горы, равнины на суше, дно морей и океанов.

Земная кора очень тонка, её масса составляет всего лишь 0,05 % от общей массы Земли. Но эта тонкая оболочка, разрабатываемая и присваиваемая человеком, составляет вещественную основу человеческой цивилизации, её природно-ресурсного потенциала.

Поверхность земной коры формируется под действием трёх факторов. Движения частей литосферы формируют особенности рельефа. Неровности рельефа подвергаются сглаживанию процессами выветривания и разрушения горных пород. Осаждения пород образует накопление осадочных слоёв, которые, нарастая, засыпают и погребают под собой более древние формы рельефа.

Земная кора подразделяется на континентальную и океаническую, резко отличающиеся друг от друга. Континентальная кора значительно толще и древнее, её граница Мохо, обозначающая соприкосновение с астеносферой, проходит на глубине 35–45 км под равнинами суши, в горных же районах она достигает 70 км, но может опускаться и ниже. Возраст же континентальной коры составляет миллиарды лет. Эта кора начала формироваться в процессе тектонической активности Земли около 4 млрд. лет назад. Уже около 2,6 млрд. лет назад было сформировано около 70 % нынешней континентальной коры, а остальная часть коры формировалась в последующее время и формируется сейчас.

В большинстве случаев континентальная кора складывается из трёх слоёв: нижнего базальтового, среднего гранитного и верхнего осадочного. Переход базальтового слоя в гранитный пролегает на глубине от 5 до 35 км и называется границей Конрада в честь австрийского геофизика В. Конрада, впервые определившего эту границу по схожести прохождения продольных сейсмических волн. Верхний осадочный слой образуется в течение многих тысячелетий осадочными породами, состоящими главным образом из минералов, т. е. химических соединений, возникших в «химической лаборатории» Земли в процессе её естественной эволюции. К осадочным породам относятся песок, галька, камни, а также минерализованные останки живых организмов.

Океаническая кора, как правило, значительно тоньше и гораздо менее долговечна, чем континентальная. Она состоит главным образом из двух слоёв – базальтового и осадочного. Ширина океанической коры обычно не превышает 6–8 км, но в некоторых местах она увеличивается до 10–15 км, а в глубоких ущельях (рифтах) средне-океанических хребтов она снижается почти до нуля.

10.4. Мобилизм и глобальная тектоника плит

Одним из величайших достижений научной мысли в сфере геологии явилась теория мобилизма, выдвинутая и обоснованная выдающимся немецким геофизиком Альфредом Вегенером в 1912 г. Фактически мобилизм является распространением идеи эволюции в сферу геодинамики, причём в той форме этой идеи, которая предусматривает мобилизационную активность всего строения земной природы, начиная с ядра и кончая малыми и большими литосферными плитами, «плавающими» в раскалённом «океане» верхнего слоя мантии.

Идее мобилизма предшествовал целый ряд гипотез, авторы которых пытались объяснить геологические изменения чисто механическими причинами. Во второй половине XVIII века шотландский геолог Дж. Хаттон и российский учёный М. Ломоносов выдвинули гипотезу поднятий, согласно которой формирование геологических структур объяснялось давлением магмы и действием вулканических сил.

В середине XIX века более конкурентоспособной оказалась гипотеза сжатия (контракции), обоснованная в 1852 г. французским геологом Э. де Бомоном. Следуя в фарватере гипотезы Канта-Лапласа о формировании Земли путём сгущения горячего протопланетного облака, де Бомон предположил, что по мере остывания происходило уменьшение объёма Земли, вследствие чего твердеющая при охлаждении земная кора стала сминаться, коробиться и дробиться.

В конце XIX века в связи с накоплением новых фактов гипотеза сжатия утратила популярность в научной среде, а господствующие позиции заняла альтернативная ей гипотеза расширения земного шара. Она была предложена М. Ридом и развита Б. Линдеманом, У. Кэрри и др. В соответствии с этой гипотезой первоначальный диаметр Земли составлял всего лишь 10 860 км, но снижение плотности вещества привело к расширению Земли и растягиванию её коры до современных размеров, вследствие чего возникли её разрывы, образовались континенты и океаны.

Компромиссом между гипотезой сжатия и гипотезой расширения явилась гипотеза пульсации, разработанная американским геологом В. Бухером и российско-советскими учёными В. Обручевым и М. Усовым. Данная гипотеза во многом напоминает теорию пульсирующей Вселенной. В соответствии с этой гипотезой Земля последовательно испытывает растяжения, последствием которых являются разрывы коры, активизация вулканов, возникновение океанов, а затем – сжатия, в ходе которых возникают складчатые структуры, происходит горообразование, формируется мощная континентальная кора, затухают вулканические процессы.

В связи с накоплением фактов об относительной неизменности объёма Земли в последние 400 млн. лет в XX веке распространение получила гипотеза фиксизма, выдвинутая в 1942 г. голландским геологом Р.В. Ван Бамеленом и российско-советским геотектоником В. Белоусовым. Данная гипотеза базируется на представлении о фиксированном, неподвижном положении геологических структур и пытается объяснить геологические изменения последовательным разогревом и остыванием земной коры, вследствие которых происходят лишь вертикальные подъёмы и опускания, а также перемещения отдельных блоков литосферы.

Теория мобилизма уже при своём возникновении в 1912 г. в своей первоначальной форме стала новым научным направлением, пришедшим в резкое противоречие с вышерассмотренными гипотезами. Она базировалась на представлении о последовательных, эволюционно значимых горизонтальных движениях элементов земной коры, которые происходят с очень малой скоростью, но по прошествии длительных промежутков времени преодолевают геологически значимые расстояния и оказывают решающее влияние на изменения геологических структур.

Первоначальный вариант теории мобилизма строился А. Вегенером на представлении об удивительном сходстве очертаний материков, которые, будучи вырезаны из своего нынешнего положения на географической карте почти идеально прикладывались друг к другу. Особенно сильное впечатление производило складывание берегов Южной Америки и западных берегов Африки. На этой основе А. Вегенер попытался обосновать предположение о существовании некогда в ранней истории Земли единого материка, который он назвал Пангеей. Раскол этого гиперматерика дал старт дрейфу континентов. Первоначально Пангея раскололась на два суперматерика – Лавразию и Гондвану. Лавразия включала Европу, Азию без Индии и Северную Америку, а Гондвана – Индию, Африку, Южную Америку, Австралию и Антарктиду. Расколовшись, суперматерики стали расходиться и между ними образовалась впадина океана Тетис.

Научный мир в начале XX века довольно неприязненно встретил теорию Вагенера. Многие научные мужи в области геологии считали движение континентов такой же наукообразной чепухой, как и многие физики – неодинаковое течение времени в различных точках пространства в теории относительности Эйнштейна. Сила привычки и обыденного рассудка, базирующихся на повседневном наблюдении, не позволяли допустить саму возможность движения континентов. Что может быть прочнее и неподвижнее, чем прикреплённость континентов к определённому месту на Земле? Разве что сама Земля, которая казалась людям неподвижной десятки веков, но которая оказалась движущейся с огромной скоростью и вокруг Солнца, и вместе с Солнцем. Скорость же передвижения континентов составляет ежегодно всего лишь несколько сантиметров.

Стремясь придать доказательность своей теории, которая первоначально базировалась лишь на сходстве очертаний материков на географических картах, основоположник мобилизма стал опираться на данные геологии, минералогии, палеонтологии, климатологии. Он указывал на оледенение всех южных материков в один и тот же период времени, общность геологического строения континентов, разделённых в настоящее время тысячами километров, и множество других разнообразных фактов.

Однако, несмотря на проделанную огромную работу, Вагенер так и не смог определить источник энергии, движущей столь тяжёлые и громоздкие образования, как континенты. В качестве такого источника он указывал на действие механических сил вращения Земли. Но это объяснение вскоре было опровергнуто расчётами, поскольку эти силы оказывались явно недостаточными для передвижения столь огромных масс. Критика мобилитического учения всё ширилась, а Вагенеру нечем было отвечать на многочисленные контраргументы. Не в силах он был объяснить процессы горообразования. В результате теория мобилизма в период её создания не была признана научным миром.

История создания мобилитической теории формирования земной коры весьма напоминает историю первоначального развития генетики. Как и открытие Менделя, открытие Вагенера оказалось забытым и взошло на Олимп признания научным миром лишь через десятки лет в результате усилий нового поколения учёных.

Новый импульс к развитию концепция мобилизма получила, когда голландский геофизик Ф. Венинг-Мейней обосновал существование конвективных течений в мантии Земли, что позволило американскому геофизику Д. Григсу и английскому специалисту А. Холмсу предположить, что именно эти ненаблюдаемые непосредственно потоки являются источником дрейфа континентов. Тем самым были заложены основы для формирования современных представлений о мобильном формировании земной поверхности, приведённых в системное единство в рамках теории тектоники литосферных плит. Эта теория стала складываться в конце 50-х – начале 60-х годов XX века на совершенно новой технической и эмпирической основе, широком использовании геофизических методов. Создание сети сейсмостанций позволило составить подробную карту сейсмической активности Земли.

На этой карте со всей наглядностью перед исследователями предстали линейные образования, на которых располагаются около 98 % эпицентров землетрясений и столь же огромное большинство проявлений вулканической активности. Эти линейные «пояса» обрамляют огромные зоны, на которых сейсмическая активность почти отсутствует. Постепенно приходило понимание того, что эти зоны располагаются на цельных литосферных плитах, а на границах этих плит происходит наползание их друг на друга, следствием чего и является сейсмическая активность. Раздвижение же этих плит образует океаны и моря.

Так тектоника литосферных плит постепенно обретала объяснительную и доказательную силу, позволившую ей стать наиболее конкурентоспособной геологической теорией и значительно превзойти альтернативные теории в качестве мобилизационного ядра наук о Земле. Слово «тектоника» в переводе с древнегреческого означает «строение», «строительство». Тектоника литосферных плит как геологическая теория направлена на изучение и объяснение их строения, образования и взаимодействия. Данная теория, именуемая также новой глобальной тектоникой, отличается от всех старых учений о формировании и строении земной коры. И хотя в её основе лежит мобилизм, она отличается и от вегенеровского варианта мобилизма, рассматривая его как упрощённую схему движения плит.

Литосферные плиты представляют собой твёрдые, жёсткие и необычайно прочные образования, составляющие собой основу земной коры. Толщина континентальных литосферных плит достигает 200–220 км, в океанах вблизи континентов она охватывает 80–90 км, а в районах океанических рифтовых зон падает до 2–3 км.

Несмотря на огромную по человеческим меркам прочность и толщину, литосферные плиты испытывают столь же огромные напряжения и деформации при своих перемещениях и под давлением других плит. Под действием этих напряжений плиты способны давать трещины, деформироваться, разламываться, раскалываться. Каждый разлом является источником землетрясений или вулканических извержений с выбрасыванием газов и вытеканием магмы из горячего слоя мантии. Плиты «плавают» по поверхности астеносферы, перемещаются в горизонтальном направлении и вращаются под действием тепловых конвективных потоков в мантии. В какой-то мере взаимодействие литосферных плит можно представить по аналогии с весенним ледоходом на реках: подтаявшие льдины увлекаются течением и сталкиваются, трутся, наплывают друг на друга, трескаются, раскалываются и крошатся, а промежутки между ними заполняются водой.

Литосферные плиты также могут наползать друг на друга, тереться, скользить рядом, сближаться, расходиться, создавая зоны растяжения или зоны сжатия, формирующие рельеф земной коры. Одна плита может надвигаться на другую или подвигаться под другую.

Мы, люди, представляем собой население поверхности литосферных плит, и наши локальные цивилизации формируются в зависимости от условий, возникших на тех или иных литосферных плитах. Ещё более зависим от этих условий населяющий плиты растительный и животный мир, в свою очередь влияющий на своеобразие наших цивилизаций. История биосферы и человечества представляет собой биологическую и биосоциальную эволюцию, происходящую на относительно стабильных «платформах», образуемых медленным и постепенным перемещением литосферных плит. Геологическая эволюция – не просто арена, на которой происходит биологическая и социально-историческая эволюция. Геологический космос является важной предпосылкой биокосмоса и антропокосмических процессов.

Современные литосферные плиты представляют собой результат отвердения и надламывания остывшего поверхностного слоя планеты в ходе предшествовавшей эволюции. Эти куски поверхности планеты настилающей их почвой сначала спекались, а затем остывая, трескались, надламывались и раскалывались. Поэтому они очень различны и по размерам, и по физико-химическим характеристикам.

По своим размерам плиты подразделяются на крупные, средние и мелкие. Самая крупная из плит – Тихоокеанская, она вместе с плитой средних размеров, именуемой Наска, несёт на себе дно Тихого океана. Как и все океанические плиты, Тихоокеанская плита довольно тонкая. К наиболее крупным относятся и шесть континентальных плит – евразийская, североамериканская, южноамериканская, африканская, индийская и антарктическая.

Плиты неточно совпадают с материками, захватывая и части океанического дна. Типичными примерами средних плит являются Филиппинская, Карибская, Сомалийская, Охотоморская (на ней расположено Охотское море), а также плиты со специфическими названиями – Кокос, Скоша, Наска и др. К средним плитам относится также Аравийская плита, всё ещё не полностью отколовшаяся от Африканской. Средние плиты имеют размеры от тысячи до 3000 километров.

Малые плиты (микроплиты) имеют размеры от 300 до 1000 км. Типичными примерами таких плит являются Сардиния, Лут, Мендерес и Мизия. По границам крупных плит располагается мозаика малых плит, возникающих путём крошения краёв крупных.

Геодинамические процессы перемещения литосферных плит не замечаются нами, потому что по земным меркам они совершаются крайне медленно, по несколько сантиметров в год. В то же время за миллионы лет геологической истории они совершенно меняют лик Земли.

Напомним ещё раз, что и колоссальные скорости движения нашей планеты в Космосе, и взаимные перемещения космических систем также не замечаются нами вследствие несоизмеримости космических масштабов с человеческим способом восприятия. И звёзды, и континенты представляются обыденному восприятию одинаково неподвижными, а иллюзия неподвижности Земли и суточного вращения Солнца вокруг неё была принята за реальность вплоть до открытия Коперника.

Все мы движемся на платформах литосферных плит. Огромная Тихоокеанская плита сближается с Евразийской со скоростью 8 см в год и подвигается под неё. Африка сближается с Евразией со скоростью до 4 см в год. Северная Америка отодвигается от Западной Европы как части Евразии довольно медленно – со скоростью 2–2,3 см в год. Южная Америка удаляется от Африки со скоростью 4 см в год. Ещё быстрее «разбегаются» Австралия и Антарктида – со скоростью 7 см в год. Скорость столкновения Индийской плиты с Евразийской достигает 5 см в год, что вызывает деформации Гималаев, Памира и Гиндукуша, провоцируя мощную сейсмическую активность во всём регионе. Давление Аравийской плиты вызывает деформации Кавказского хребта, однако скорость наползания Аравии на Евразию составляет всего лишь 2–2,5 см в год, вследствие чего и сейсмическая активность в регионе значительно ниже.

Динамика литосферных плит на Земле в какой-то мере воспроизводит динамику Метагалактики. Материки вырвались из общего мобилизационного ядра, получившего название Пангеи, и стали разбегаться, то сталкиваясь и наползая друг на друга, то вращаясь и раскалываясь, увлекаемые конвективными потоками мантии.

10.5. Формирование Земли

История Земли подразделяется на два основных периода – астрономический и геологический. В астрономический, догеологический период происходило формирование Земли как планеты, формирующаяся Земля ещё не была такой, какой мы её знаем, это была, по выражению В. Вернадского, совсем другая планета, вследствие чего она получила в науке название Протоземли (от греч. «прото» – «пред», «до»). Формирование Земли в форме Протоземли началось почти одновременно с образованием Солнечной системы около 4,6–5 млрд. лет назад.

Первый миллиард лет космического периода эволюции Земли не оставил никаких следов для воспроизведения в геологической истории этого периода. Самые древние осадочные породы, обнаруженные на Земле, имеют возраст около 3,8 млрд. лет. Поэтому догеологическая история Земли воспроизводится на основе астрофизических данных и химических знаний, накопленных за много лет и постоянно пополняемых. Одновременно с накоплением косвенных данных растёт число гипотез, пытающихся связать их воедино.

Как и другие планеты, Земля образовалась путём фрагментации протопланетной туманности и сгущения соответствующего фрагмента протопланетного облака. Бомбардируясь планетозималями, Протоземля наращивала свою массу. В современной науке конкурируют две наиболее авторитетные концепции о первоначальном состоянии вещества Протоземли в период её образования и раннего формирования. К ним относятся гипотеза Канта-Лапласа о горячем и жидком состоянии вещества и концепция холодного изначального вещества, которое стало разогреваться под действием радиоактивности. Классическая концепция Канта-Лапласа в последнее время всё больше теряет свою конкурентоспособность в связи с тем, что холод межзвёздного пространства и отдалённость протопланетного облака от Протосолнца вряд ли могли обеспечить горячее состояние фрагментов облака.

Вторая концепция, выдвинутая в качестве гипотезы ещё в первой половине XX века, весьма органично согласуется со всем, что нам известно о природе образования космических объектов и систем. Если холодные газопылевые облака являются исходным материалом для образования таких горячих объектов, как звёзды, то тем более это касается далеко не столь горячих форм, как планеты и их спутники. Тот же самый процесс разогревания недр под действием сжатия характерен как для высоких звёзд, так и для «низких» планет. Только планетам не хватает массы для запуска в их ядрах термоядерных реакций.

Не всемогущий Господь, а очень прозаические газопылевые облака лежат в основе образования и галактик и звёзд, и планет, и нашей Земли, и всего, что на ней. Вряд ли стоит молиться этим нашим творцам-основателям, они нас всё равно не услышат. Только мы можем сделать лучше то, что «навалили» газопылевые облака при формировании Земли. Проясняющаяся сегодня картина разогрева вещества Земли из холодного протопланетного облака значительно шире той, что была предложена в прошлом веке. Она выделяет среди причин разогрева не только естественную радиоактивность, но и столкновения Протоземли с планетозималями, а главное – мощное выделение тепла при сжатии протопланетного газа и соответствующем возрастании его давления. Механизм разогрева был тот же, что и у звёзд, включая Солнце, но масса фрагмента облака была значительно меньше, и разогрев тоже значительно меньше.

Двойная планетная система Земли с Луной сформировалась, по-видимому, из одного фрагмента протопланетного облака. Отсутствие на Луне железа вряд ли может служить аргументом в пользу гипотезы о «захвате» Луны Землёй из окружающего пространства. Более основательными представляются суждения об их совместном формировании, при котором каждая из них постоянно влияла на другую.

И Протоземля, и Протолуна стали формироваться в эпоху нестабильности Солнечной системы, когда мелкие шарики и обломки планетозималей роились в околосолнечном пространстве, постоянно сталкивались между собой, расшибались и слипались друг с другом. Сначала, очевидно, образовалась путём такого слипания Протоземля, а затем из оставшегося вещества того же фрагмента облака – Протолуна. В результате уже на этом этапе первоначального формирования произошла под действием притяжения Протоземли синхронизация движения Протолуны: период вращения последней вокруг своей оси полностью совпал с её периодом обращения вокруг Протоземли.

Обе они подверглись дальнейшей бомбардировке со стороны планетозималей, метеоритов, межпланетных обломков и прочего космического мусора. При столкновениях происходило расшибание, дробление, крошение, разбрасывание, сплющивание тел этих мелких объектов в более крупные и массивные тела Протоземли и Протолуны. Затем образовавшиеся комья вещества стягивались под воздействием тяготения более плотных ядер обеих планет, и они принимали форму, приближенную к шарообразной. Всё более разогревались ядра планет и их недра в целом.

В процессе формирования Земли наряду с астрономическим и геологическим периодами геологи выделяют три последовательно сменявших друг друга фазы – фазу аккреции (наращивания), фазу расплавления и фазу образования первичной коры (лунную фазу). Наращивание, или аккреция происходила по мере вышеописанных столкновений Протоземли с инородными телами и вбирания ею в себя, слипания и поглощения этих тел. Считается, что Протоземля набрала при этом около 95 % своей нынешней массы. Наращивание длилось миллионы лет, а возможно, и сотни миллионов, причём столкновения становились всё более мощными по мере роста планетозималей. Действие всех трёх вышеописанных факторов – гравитационного сжатия, высокой радиоактивности и бомбардировки «строительным материалом» Солнечной системы обусловило переход ранее холодной Протоземли в горячее расплавленное состояние.

Если бы космический корабль инопланетян пролетел в это время над формирующейся Землёй, перед космическими путешественниками предстала бы неприглядная картина, являющаяся для них неоспоримым научным доказательством того, что на данной планете жизни нет и быть не может. Поверхность Протоземли была бездонным океаном расплавленного вещества с температурой от 800 до 1250 °C. От этого клокочущего океана поднимались в огромном количестве ядовитые испарения и газовые потоки, состоящие из соединений серы, углерода, щелочных элементов. Они составляли первичную атмосферу Земли, которая постепенно улетучивалась в околоземное пространство. Тёмные тучи из этих испарений окутывали Протоземлю, не давая пробиться к её поверхности солнечным лучам. Время от времени планетозимали, метеориты и их фрагменты врывались в ядовитую атмосферу и «плюхались» в расплавленный базальтовый океан, ещё более повышая его температуру и разбрызгивая во все стороны огромные массы вещества, после чего переплавлялись и пополняли массу Протоземли.

Отсюда вполне понятно, что фаза аккреции в фазе расплавления так и не закончилась, она продолжалась, хотя и в меньших масштабах, но с большей эффективностью наращивания массы, поскольку в расплаве вещество космических «пришельцев», каким бы твёрдым оно ни было, быстро ассимилировалось с телом планеты и не нарушало процесса формообразования земного шара.

Это формообразование происходило не только вовне, но и вглубь. Фаза расплавления длилась около 600 млн. лет. Всё это время продолжалась наметившаяся в предшествующей фазе дифференциация и структурирование земного вещества с выделением плотного массивного горячего ядра и окутывающей его мантии.

Разумеется, ядро стало выделяться ещё в астрономический, догеологический период – период сгущения соответствующего фрагмента протопланетного облака. В этом фрагменте ядро играло роль более массивного и сгущённого тяготеющего центра, своеобразного клубка, на который как бы наматывалась разреженное газопылевое вещество. В фазе расплавления произошло преобразование ядра. Тяжёлые элементы «тонули» в расплаве и погружались всё глубже в недра Протоземли, достигая ядра и обогащая его этими элементами. Особую роль в этом процессе играло расплавленное железо, которое, обладая вдвое большим удельным весом по сравнению с силикатами, постепенно скапливалось в ядре, а выдавленные наружу силикаты скапливались на периферии, образуя мантию.

Такой сценарий развития событий, на наш взгляд, позволяет преодолеть расхождения двух альтернативных концепций, конкурирующих в геологии по поводу порядка формирования глубинной структуры Земли. Первая из этих концепций, впервые выдвинутая и обоснованная российско-советским учёным О. Ю. Шмидтом, связана с признанием первоначальной химической однородности Протоземли, вещество которой состояло из железа, силикатов и сульфидов. Структурированность Земли, как и других планет Солнечной системы, возникла в результате расслоения в фазе расплавления на тяжёлое ядро и более лёгкую силикатную мантию, верхний слой которой образовал протокору.

Вторая концепция отстаивает первичность образования ядра при гравитационном сжатии фрагмента протопланетного облака. Ядро было разогрето до 1250 °C, а затем начало остывать, и в результате «обросло» мантией и одновременно другими оболочками, как только силикатный материал остыл до нужной кондиции.

Очень важным в этой концепции мы считаем признание формообразующей роли ядра. Роль земного ядра для формирования и развития Земли во многом аналогична роли ядер атомов, ядер звёзд и ядер галактик для их формирования и развития. «Как теперь всё более чётко выясняется, – отмечают российские специалисты по палеогеографии А. Свиточ, О. Сорохтин и С. Ушаков, – тектоническая активность Земли, образование земной коры с присущими ей месторождениями полезных ископаемых, геохимическая эволюция мантии, её дегазация и генетически связанные с ними процессы формирования океанов и атмосферы, а также возникновение и развитие жизни на Земле в конце концов приводятся в действие и управляются планетарным процессом образования земного ядра» (Свиточ А.А., Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Палеогеография – М.: Академия, 2004 – 448 с., с. 37). Приведение в действие, обусловливание движения и управление ядрами периферии характеризуют мобилизационную активность ядерного компонента в любой ситуации.

По мере завершения процесса формирования Солнечной системы бомбардировка планетозималями Протоземли стала сокращаться. В связи с завершением распада короткоживущих изотопов значительно снизился уровень радиоактивности вещества Протоземли. Прекратилось и гравитационное сжатие протопланеты. Все три источника и три составные части разогревания Протоземли исчерпали свой энергетический потенциал. Протоземля начала остывать. Остывание длилось гораздо меньший промежуток времени, нежели пребывание в расплавленном состоянии.

Когда температура земной поверхности опустилась ниже точти плавления базальтов (от 800 до 1000 °C), поверхностная часть мантии, составляющая протокору, стала застывать и превратилась в земную кору. Когда температура поверхности опустилась ниже 100 °C, точки кипения воды, конденсация водяных паров привела к выпадению их на эту поверхность и образованию гидросферы. Извержения вулканов, вызываемые прорывами магмы сквозь трещины в коре и дегазацией мантии, способствовали обновлению газовой оболочки Протоземли и формированию атмосферы. Вулканическая активность на новорожденной Земле была чрезвычайно сильной и распространённой почти по всей её поверхности. Этому способствовала всё ещё очень высокая температура мантии и непрочность только что застывшей базальтовой оболочки.

Фазу образования первичной коры нередко называют лунной фазой, поскольку Протоземля в этот промежуток времени была похожа на свою вечную спутницу Луну. Поверхность Протоземли покрывал слой реголита (от греч. «регос» – покрывало). Это был, как и на Луне, особый материал, сформировавшийся из спекшихся и раздробленных метеоритными бомбардировками частиц и состоявший из различных обломков и пыли. Всё ещё частые удары метеоритов проламывали непрочную базальтовую оболочку и покрывали Протоземлю кратерами, ещё больше активизируя вулканически извержения (это, конечно, резко отличает Протоземлю от Луны – почти лишённой вулканизма планеты). К тому же более массивная, чем Луна, Протоземля удерживала вырывавшиеся из её недр газовые потоки и создавала защиту от прямых попаданий метеоритов.

В связи с сохранением достаточно высокой температуры и возможной плотностью атмосферы, создающей парниковый эффект, некоторые исследователи отрицают достоверность лунной модели данной стадии формирования Земли и считают более предпочтительной венерианскую модель. Но если остывающая Протоземля и была на какой-то стадии формирования похожа на Венеру, то по мере охлаждения она, безусловно, теряла сходство и приобретала относительную стабильность своей структуры в сочетании с высочайшей активностью химической и физико-геологической среды.

С формирования относительно стабильной структуры ведёт свой отсчёт превращение Протоземли в Землю. Дальнейшее развитие Земли связано с формированием протобиосферы и её превращением в биосферу. Первичная биосфера Земли развивалась под двойной защитой – со стороны атмосферы и гидросферы. Земля же в своём геологическом развитии, в отличие от всех известных нам планет, приобрела двойственный характер мобилизационных источников эволюции – из глубин, со стороны ядра, и с поверхности – от биосферы.

10.6. Геологическая история Земли

Геологическая история Земли воспроизведена в общих чертах колоссальными усилиями учёных и огромными затратами материальных средств. Бурение многочисленных скважин, сравнение геологических слоёв и осадочных пород, геофизические исследования прохождения сейсмических волн от землетрясений и взрывов ядерных зарядов, измерение скорости радиоактивного распада химических элементов – вот далеко не полный перечень методов, посредством которых шаг за шагом прочитывались страницы геологической летописи Земли и воссоздавались этапы и формы её естественной эволюции.

Прочная основа для постоянного пополнения знаний по истории нашей планеты возникла в связи с созданием геохронологической шкалы формирования геологических слоёв Земли и развития населяющих планету разнообразных форм жизни. Такая временная шкала в первоначальном варианте была создана ещё в 1881 г. И с тех пор постоянно развивалась и уточнялась на основе данных геофизики, геохимии, биохимии и биологии. Геохронологическая шкала является одновременно и биохронологической шкалой, воспроизводящей этапы происхождения и развития жизни, что вполне естественно, поскольку геологическая истории Земли разворачивалась под постоянным воздействием эволюции жизни, а история биосферы неотделима от геологической эволюции Земли. Сама идея периодизации эволюции Земли возникла в геологии под влиянием идей биологической эволюции. Каждый крупный период в истории Земли получил название, начинающееся с характеристики жизненных процессов, протекавших на Земле в этот период, и заканчивающееся термином «зой» (от греч. «зоэ» – жизнь).

В соответствии с такой биоцентрической периодизацией история Земли подразделяется прежде всего на два эона – криптозой и фанерозой. Слово «эон» заимствовано из древнегреческого языка и означает наиболее длительные периоды времени, охватывающие целостные исторические реальности, которые обладают фундаментальными отличиями друг от друга. Эон криптозой (от греч. «криптос» – скрытый, тайный), т. е. время скрытой, неявной, не доступной исследованию жизни – самый длительный период в геологической истории Земли. Он начался около 3,8 млрд. лет назад и закончился около 570 млн. лет назад. Эон фанерозой (в переводе с греч. означает «явная жизнь») начался около 570 млн. лет назад и продолжается в настоящее время. Он закончится через 5 млрд. лет в результате естественной смерти Солнца, если только за это время человечество не найдёт и не осуществит способ спасения этой жизнепорождающей планеты.

Эон криптозой включает три эры – катархейскую, архейскую и протерозойскую. Эон фанерозой также включает три эры – палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую. Подробнее эти три эры мы опишем, обратившись к истории биосферы, поскольку эти эры выделяются, исходя не столько из изучения эволюции Земли, сколько из периодизации эволюции жизни. Здесь же жизнь интересует нас лишь как побочный продукт и одновременно действующий субъект геологической эволюции Земли.

Следует отметить, что эону криптозой (как времени скрытого от эмпирических исследований геологической науки развития форм жизни) предшествовал длительный период в истории Земли, когда она была полностью безжизненной планетой. Мнение В. Вернадского о полном совпадении истории Земли с историей её биосферы не подтверждается современной наукой. Более прав в этом отношении оказался А. Опарин, считавший, что биологической эволюции в истории земли предшествовал период химической эволюции, подготовивший этап предбиологической эволюции.

В описанных выше условиях Протоземли на ней не было и не могло быть никакой жизни. В период формирования Земли на ней не было ни атмосферы, ни гидросферы. Адская температура поверхности планеты не допускала появления сколько-нибудь устойчивых минеральных и органических форм. Жёсткое космическое излучение, беспрепятственно проникавшее на расплавленную поверхность Земли, не допускало ни малейшей возможности выживания любых стабильных структур. Остывая и переходя из венерианской фазы своего развития в лунную фазу, Протоземля превратилась в безжизненную пустыню, покрытую реголитом, отличающуюся от современной Луны лишь поистине катастрофической вулканической активностью.

Но эти же катастрофические явления вызвали дегазацию Земли и образование гидросферы и стабильной атмосферы, которые стали колыбелью наиболее примитивной жизни. Однако этот процесс занял длительный период времени, предшествовавший криптозойскому эону. Лунная фаза в истории Земли характеризовалась образованием тонкой базальтовой коры, ставшей опорой как для реголита, так и для оседавших паров воды. Атмосфера в этот период, протекавший 4,5–3,8 млрд. лет назад, была едина с гидросферой и находилась в парогазовом состоянии с чрезвычайно высокой температурой и давлением. Лишь очень и очень постепенно гидросфера по мере её оседания на базальтовую кору, отделялась от атмосферы и заполняла огромные пространства первозданной Земли. Первоначально этот процесс тормозился огромной впитывающей способностью реголита, пористого материала, обломки которого заполняли земную кору.

В начале катархейского периода около 3,8 млрд. лет назад на Земле распространяются крупные водоёмы и формируется пока ещё мелководный мировой океан. Об этом свидетельствует широкое распространение очень древних пород, содержащих кварциты, карбонаты, полосатые железные руды. Именно к этому времени, по-видимому, относится появление преджизни и её превращение в наиболее примитивную жизнь.

В архейскую эру посреди мелководья возникают незначительно возвышающиеся над ним острова и протоконтиненты. Формируется гранитно-гнейсовый слой земной коры. Древнейшие горные породы, известные геологам в настоящее время, получили название «серые гнейсы». Серогнейсовые острова могли тянуться на многие сотни километров. К концу архейской эры в атмосфере уменьшилось содержание углекислого газа и началось древнейшее оледенение.

В начале протерозойской эры формируется единый массив континентальной коры, получивший название Пангеи. Ему противостоит океан Панталасса (от греч. «пан» – всё и «таласса» – море). Количество воды на планете увеличилось настолько, что все воды слились в единый океан. Однако первичный единый материк Пангея оказался недолговечен, в результате дальнейшего охлаждения и расширения земной коры он рассыпался на микроплиты. Промежутки между микроплитами заполнили воды океана и действующие вулканы.

Образовавшиеся вследствие этого складчато-надводные системы вскоре вновь объединяются в суперконтинент Пангея I. В конце протерозойской эры Пангея I раскололась на два суперконтинента – Лавразию и Гондвану. Их разделяет расширяющийся по мере их расхождения океан Тетис. Лавразия включает Евразию (без Индии) и Северную Америку. Гондвана же объединяет Африку с Мадагаскаром, Южную Америку, Индию, Австралию и Антарктиду. Так завершается криптозойский эон и начинается эон фанерозой. Отметим, что в эту давнюю эпоху, около 570 млн. лет до открытия Колумба, Северная Америка была объединена с Европой, а Южная Америка – с Африкой и Индией.

Возникшие таким образом два суперконтинента были полярны по своему географическому положению. Северный континент, Лавразия, объединял регионы, которые впоследствии породили крупнейшие цивилизации и мировые империи, на которых возникло извечное соперничество Востока и Запада. Южный, Гондвана, отодвигался к экватору и породил альтернативу слаборазвитого Юга по отношению к интенсивно развивающемуся Северу в человеческом мире, который возник через 570 млн. лет. Цивилизации Севера постоянно мобилизовывали себя на преобразование окружающей природы, создание цивилизованного Космоса, защищающего человека от холода и изменчивости окружающей среды. Цивилизации Юга приспосабливались к жаркому климату и буйной растительности, проявляя менее интенсивный уровень социальной мобилизации. В результате присваивающая плоды природы тенденция превалировала над производящей.

К концу криптозойского эона медленно, но последовательно возрастает содержание кислорода в атмосфере. Около одного миллиарда лет назад оно составляло 0,1 % содержания атмосферы, а его увеличение тормозилось окислением железа на дне первобытного океана. Но к концу криптозоя оно повысилось до 1 %, что резко повысило энергетические возможности формирующейся биосферы и её качественное состояние.

В начале фанерозойского эона около 570 млн. лет до нашей эры горный пояс Аппалачей в Америке вновь соединяет Лавразию с Гондваной в относительно единый материк, получивший название Пангеи II. В этот период в мировом океане выделились три палеозойских океана – Палеоатлантический, Палеоазиатский и Палеотетис. Последний по-прежнему разделял Лавразию и Гондвану.

Начинаются длительные оледенения, охватывающие как Лавразию, так и Гондвану. Затем на Гондване происходит потепление климата и смена ледниковых отложений угленосными, что свидетельствует о буйной растительности.

В начале мезозойской эры происходит раскалывание Пангеи II. На гондванской части суперконтинента Африка отделяется от Южной Америки, выделяется в отдельный микроконтинент Индостан, Австралия отделяется от Антарктиды. В лавразийской части Пангеи II Северная Америка отделяется от Евразии. Континенты приобретают близкие к современным очертания, но большая часть их залита водами океанов. Деструкция мобилизационного ядра Пангеи, вызвавшая тенденцию к расколу, была так сильна, что Европа едва не откололась от Азии. Линия раскола пролегала в районе нынешней Западно-Сибирской низменности. Однако перемычка, связывающая Евразийский суперконтинент, всё-таки устояла. Если бы в этот момент произошёл раскол, конвективные течения увлекли бы лёгкую Европу вдаль от тяжёлой и грузной Азии неведомо куда. В этом случае история биосферы, а вслед за ней история человечества была бы совсем другой. Возможно, Европа устремилась бы вдогонку за плывущей в Западное полушарие Северной Америкой и «причалила» бы к ней, создав своим давлением огромный горный массив на теле Американского континента. Что бы тогда было с человеческой цивилизацией?

Подобно этому, плита, на которой ныне находится Индия, откололась от Австралии и Антарктиды и «причалила» с юга к Азиатскому материку. Столкновение Индостана с Азией и его колоссальное давление на южную часть огромной Азиатской плиты привело к формированию крупнейшего горного пояса современной Земли – Гималаев, Памира и Тянь-Шаня. Надвигание Индостана на Азию превратило его в полуостров и привело к трению, обламыванию, короблению плит, а соответственно – к вздутию коры и образованию колоссальных по земным масштабам горных массивов.

Важную роль в истории Земли, а впоследствии и человечества сыграли откол Аравии от Африки и поворот Африканского континента, прижавший Африку к Азии в районе нынешнего Египта. Так на протяжении миллиардов лет глобальная тектоника и перемещение литосферных плит формировали периоды геологической истории Земли, её подразделение на эоны, эры, периоды и эпохи, и обусловили материальную среду биологической эволюции, а позднее – и истории человечества.

В последний период кайнозойской эры – антропоген (или четвертичный период) – литосферные плиты приняли уже современное положение, их движение, конечно, не прекращалось, но уже не играло столь важной эволюционной роли вследствие краткости этого периода и медленности движения континентов.

В этот период, начавшийся около 2 млн. лет назад и продолжающийся до сих пор, на арену геологической и биологической истории выходит новый субъект исторического действия – человек. Данный период и получил название антропогена, поскольку он стал временем формирования человека, его происхождения (генезиса) от обезьяноподобных предков и создания им всемирной цивилизации, ставшей мощной геологической силой.

Антропоген кажется неким завершением геологической эволюции, концом истории, поскольку он не содержит исторических изменений такого масштаба, как те, что формировали океаны и континенты, определяя современный лик Земли. На самом деле он представляет собой новый этап геологической истории, в ходе которого Земля становится обиталищем цивилизации, т. е., с одной стороны, космической опорой прогрессирующего гуманизма, демократии и свободы, регулируемой биосферы, развития культуры, а с другой – варварского отношения к природе и человеку, организованного и неорганизованного насилия, деспотизма и нарушения прав человека.

Превращение этой своенравной, изменчивой, стихийной, по-своему жесткой и равнодушной к своим обитателям планеты в прекрасный и культурно преобразованный Дом для всех жителей Земли – это уже тенденция не геологической, а человеческой истории. Но геологическая история в антропогене явилась важной предпосылкой возникновения человека, получения человеческой цивилизацией материальных средств и ресурсов для своего становления и развития, закладки фундамента этого Дома, материализованного пространства культуры.

Антропоген как период геологической истории имеет ряд особенностей, которые отличают его от всех предшествующих периодов истории Земли. Наряду с уже отмеченной выше малой длительностью эти отличия состоят в многогранных резких измерениях климата, чередовании оледенений с межледниковыми потеплениями, широком распространении рыхлых осадочных отложений, быстрой изменчивости геологических характеристик земной поверхности. Главной характеристикой антропогена является повышение интенсивности всех протекающих на Земле эволюционных процессов, прокладывающая себе дорогу через возвратно-поступательное течение эволюции тенденция к ускоряющемуся и качественно разнообразному прогрессу. В этом смысле все предшествующие эпохи истории земли, а может быть, и не только Земли, могут рассматриваться как очень длинный, растянувшийся на миллиарды лет подготовительный период истории антропогена.

Антропоген обрушился на биосферу Земли почти так же жестоко и разрушительно, как XX век на человеческую цивилизацию. Созревшая для интенсивного развития земная жизнь, подвергаясь резкому воздействию природных стихий, поставившему под вопрос самую возможность её существования, оказалась вынужденной к ускоряющемуся прогрессу, к выработке форм и механизмов реагирования на среду обитания, которые обладали особой мобилизационной активностью и сложностью способов приспособления. Кто оказался неспособен укреплять свои жизненные силы и способы приспособления под действием взбесившейся природы, тот не выдержал сурового экзамена на выживание и оказался вычеркнут из жизни и дальнейшей эволюции. Геология как бы «проэкзаменовала» биологию и получила неплохие результаты. Но многие выдающиеся образцы жизнеутверждающего творчества природы (например, могучие мамонты, шерстистые носороги) в силу своего чересчур идеального приспособления к определённой среде не дошли до нашего времени.

Причины чередования длительных похолоданий и потеплений в антропогене постоянно дискутируются и могут быть определены в современной науке лишь на уровне правдоподобных гипотез. Естественно, что колебания солнечной радиации, тектоническую активность Земли и прочие цикличности климатических изменений в те далёкие эпохи никто не измерял. Специалисты выделяют две группы гипотез, которые выдвигались учёными для объяснения этих изменений. К первой из них принадлежат астрономические гипотезы, к числу которых относятся колебания уровня светимости Солнца, изменения наклона земной оси, изменения кривизны земной орбиты от шара к эллипсу и обратно. К другой, геолого-географической группе гипотез принадлежат предположения о повышении и спаде вулканической активности, изменениях газового состава атмосферы, циклических колебаниях процессов, связанных с тектоникой литосферных плит.

Думается, что одной из наиболее вероятных причин могло явиться периодическое разогревание или прекращение разогрева земной поверхности из глубин Земли. Колебания климатических условий на поверхности могли вызываться изменениями мобилизационно-энергетического состояния земного ядра. Если такие изменения происходят в недрах звёзд, то почему они не могут происходить в недрах планет, включая и Землю? Вполне возможно, что эти изменения управляют и конвективными течениями, которые увлекают за собой литосферные плиты и определяют тектонику литосферных плит. Ведь и на Солнце конвективные процессы, управляемые периодическими изменениями энергетики ядра, предопределяют колебания солнечной активности.

Как бы то ни было, а климат Земли в антропогене изменялся с катастрофической амплитудой и с очень длительной периодичностью. Во время крупных похолоданий объём воды, изъятой из океанов и связанной ледниковыми покровами, достигал 30 млн. км3, в результате чего уровень мирового океана понижался на 100 м и более, обнажая огромные пространства суши. В периоды же межледниковых потеплений ледники отдавали океану изъятую их него воду, и она заливала части континентов, превосходя современный уровень океана на 50–60 м.

В ледниковые периоды происходили мощные смещения климатических зон. В северном полушарии арктический пояс достигал 500 северной широты в Европе и 400 в Северной Америке. Огромные пространства земной поверхности вплоть до этих широт покрывались мощными ледниковыми щитами. Наличие таких огромных щитов дополнительно усиливало похолодание, поскольку они отражали значительную часть солнечной радиации и препятствовали прогреву Земли солнечным теплом. Морозы с температурами минус 30 – минус 70 °C вымораживали теплолюбивую растительность, способствовали выживанию лишь таких видов животных, которые обладали мощным покровом шерсти. По существу, наступали «марсианские» периоды в истории Земли.

Все климатические пояса, кроме арктического, в ледниковые эпохи сильно сужались и смещались к югу, в сторону экватора. Например, умеренный пояс становился в два раза уже современного.

Исследования ледниковых отложений в Баварских Альпах, проведенные немецкими геологами А. Пенком и Э. Брюкнером, выявили четыре сменявших друг друга ледниковых периода, разделенных периодами межледниковья и оставивших явные «свидетельства» о своём существовании в виде комплексов геологических отложений. Авторы исследования присвоили периодам оледенений названия в соответствии с названиями четырёх небольших рек, в долинах которых были обнаружены ледниковые отложения. Так сложилось ставшее вскоре классическим представление о четырёх ледниковых периодах, охвативших территории Европы и Северной Америки. По названиям альпийских рек они были названы гюнцским, миндельским, рисским и вюрмским оледенениями.

Оледенения Восточной Европы не совсем полно, но всё же соответствуют классификации А. Пенка и Э. Брюкнера. Например, окское оледенение в Восточной Европе, приблизительно соответствующее миндельскому в Альпах, покрывало значительной толщей льда территории вплоть до устья Камы и юга Беларуси. В это же время миндельское оледенение охватывало подножья Судет и Карпат.

Самым жестоким в геологоклиматической истории было рисское оледенение, на Русской равнине в связи с исследованиями на местах возникновения получившее название Днепровско-Московского, а на территории США – Иллинойского. Оно длилось приблизительно от 240 до 180 тыс. лет до нашей эры, т. е. в течение 60 тыс. лет. Оледенели огромные пространства Евразии и Северной Америки, толщина льда достигала 4–5 км, всё пространство нынешних США, Евросоюза и России вплоть до 480 северной широты на десятки тысяч лет превратилось в подобие современной Антарктиды.

Межледниковые эпохи были связаны с длительными потеплениями и для них был характерен относительно мягкий климат. Арктический пояс сдвигался к полюсам, другие пояса соответственно расширялись и перемещались к северу в Северном полушарии и к югу в Южном. Таяние многокилометровых ледников высвобождало огромное количество вод, что приводило к затоплению огромных пространств суши и повышению уровня мирового океана, который в свою очередь затапливал низменные края континентов. Жуткий холод сменялся Мировым потопом, что приносило с собой всё новые испытания для жизни на суше. Но после каждого такого испытания жизнь возрождалась в обновлённых формах и направлениях развития.

Разлившиеся воды подпитывали почву, возникало множество озёр и болот, реки выходили из берегов и становились чрезвычайно полноводными. Ледниковые моренные отложения сменялись озёрными и болотными отложениями, в которых современные исследователи находят многочисленные остатки некогда благоденствующих растительных и животных организмов. Жизнь перестраивалась и бурно развивались. Ледники сохранялись лишь на пространствах Антарктиды, Гренландии и Северного Ледовитого Океана, а во многих нынешних пустынях с чрезвычайно засушливым климатом благодаря повышению влажности в периоды межледниковий расцветала растительность и процветала разнообразная жизнь.

На пространствах, ранее занятых ледниками, бурно развивалась теплолюбивая растительность и соответствующие представители животного мира, а виды, узко приспособленные к выживанию в условиях мерзлоты, вымирали или меняли способы приспособления. Хладостойкие виды сохранялись в арктических регионах, а при новых наступлениях ледников они осваивали новые пространства и заселяли их. И наоборот, новые ледниковые периоды приводили к вымиранию, миграции или изменению приспособительных механизмов теплолюбивых растений и животных.

Такая цикличность распространялась на десятки тысячелетий, в течение которых происходила жестокая борьба между косной материей планеты, управляемой мобилизационной структурой ядра, и мобилизацией на выживание колоссального разнообразия живых организмов, подвергаемых жестокому воздействию стихийных сил неживой природы. Жизнь вышла из этой борьбы обновлённой и способной к дальнейшему прогрессу, а планета изменила свой облик и стала более приспособленной к жизни в результате большего разнообразия и более совершенной саморегуляции биосферы.

Оледенения создавали связи между обособившимися континентами как вследствие образования твёрдого ледяного покрова, так и по причине снижения уровня океана, обнажавшего новые участки суши. В результате происходила миграция жизни из Европы в Северную Америку и Африку, из Северной Америки в Южную – и обратно. Этот постоянный обмен порождал новое единство биосферы. Именно благодаря ему древние люди расселились по всей планете и сделали её первым космическим телом, покорённым человечеством.

Вюрмское оледенение, достигшее своего пика около 20 тысяч лет назад, оказалось последним. Около 14–15 тысяч лет назад оно сменилось глобальным потеплением. Похолодания и колебания климата всё еще продолжались, однако они носили кратковременный характер и не приводили к сдвигам климатических поясов.

В результате возникло явление так называемого климатического оптимума, создались относительно комфортные условия для развития биосферы и человека.

10.7. Химическая эволюция Земли

Химическая эволюция Земли вплетена в её геологическую историю и берёт начало из её протопланетного прошлого. Геохимическая эволюция является продолжением и преобразованием космохимической эволюции. Космохимия, изучающая химическую эволюцию в космосе, происхождение и развитие химических элементов в звёздах, вскрыла механизмы образования тяжёлых элементов из более лёгких в недрах звёзд путём синтеза ядер в их термоядерных топках. Выше мы описали путь последовательного преобразования химических элементов в ядрах звёзд посредством ядерных реакций, исходной их которых является превращение водорода в гелий. Естественно, что значительное богатство химических элементов накапливается лишь в очень старых звёздах, поскольку для «выплавки» последовательного ряда элементов необходимо весьма значительное количество превращений и очень длительное время.

Отсюда и проистекает исходная, первоначальная проблема геохимии, науки о химической структуре и эволюции Земли. Эта проблема заключается в объяснении того, откуда берётся свойственное планетам и, в частности, Земле, богатство и разнообразие химических элементов, из которых в процессе химической эволюции возникает и огромное богатство и разнообразие химических соединений, полезных ископаемых, природно-ресурсного потенциала, без которых было бы немыслимым развитие на Земле жизни и человеческой цивилизации.

Понятно, что планеты тем и отличаются от звёзд, что их ядрам не хватает давления и температуры, необходимых для запуска механизмов термоядерного синтеза, а значит, они сами по себе неспособны к выработке того многообразия химических ресурсов, которые хранятся в их недрах и на поверхности. Свойственная Земле и другим планетам радиоактивность с присущими ей ядерными реакциями не может быть первоисточником сложных и тяжёлых элементов, поскольку она ведёт к преобразованию таких элементов в более простые, т. е. обусловливает направление эволюции, как раз обратное тому, которое присуще термоядерному синтезу в недрах звёзд.

Отсюда и следует общепринятое в настоящее время решение исходной геохимической проблемы, заключающееся в том, что исходным разнообразием химических элементов формирующиеся планеты, в том числе и Землю, снабдили взрывы сверхновых звёзд. Действительно, это очень старые звёзды, способные накопить в своих недрах все элементы таблицы Менделеева, а в процессе своего катастрофического распада с огромной скоростью «расплескать» накопленное богатство по всем направлениям на огромные расстояния, насыщая им и протозвёздные, и протопланетные облака.

Итак, согласно данной принятой за эталон теории, некогда в окрестностях Солнечной системы, находившейся в процессе своего формирования, взорвалась очень старая и богатая элементами сверхновая звезда, вещество которой насытило протоплазменное облако, а затем подпитало протопланетные сгустки и было усвоено в процессе планетообразования. Несмотря на редкость таких взрывов, происходящих с промежутками в несколько миллиардов лет в самых различных областях космического пространства, огромная длительность процессов планетарной эволюции вполне допускает такое простое, самоочевидное и согласующееся со всеми нюансами физической картины мира объяснение.

Объяснение найдено, дело закрыто. Однако остаётся ещё немало вопросов к следствию. Прежде всего очевидно, что данное объяснение является гипотезой ad hoc, т. е. пригодной к применению только для данного конкретного случая. Такие гипотезы имеют, как правило, тот недостаток, что они привлечены (а может быть, притянуты) из-за отсутствия более общих, фундаментальных объяснений, вытекающих из картины мира, а не просто согласованных с ней не без искусственных допущений.

Таким искусственным допущением, на наш взгляд, является возникновение порядка из хаоса не посредством последовательных эволюционных преобразований, а на основе первичной катастрофы. Подобный «творческий катастрофизм» очень напоминает и теорию Кювье, и синергетическую теорию бифуркаций, и марксистскую теорию всемирной социалистической революции, и даже зафиксированную в древней Библии теорию всемирного потопа и Апокалипсиса. Коренным недостатком всех этих объяснений является то, что положительный результат объясняется отрицательным и тем самым благодаря этой «негативной диалектике» мы избавляемся от необходимости воспроизвести глубинный механизм процесса во всей последовательности сменяющих друг друга форм. В конечном счёте катастрофизм в объяснении эволюционных процессов не даёт подлинно эволюционного объяснения их протекания и в качестве метода (в сфере методологии) во многом идентичен креационизму. Где-то что-то взорвалось, бухнуло, трахнуло, и из этого развала в готовом виде возник новый, более совершенный порядок, давший начало новому этапу эволюции.

Очень просто объяснять усовершенствование предшествующим разрушением, но это не избавляет нас от необходимости объяснять то, каким образом разрушительные процессы могли измениться таким образом, чтобы произошло их преобразование в созидательные. В этом упрощённом взгляде на эволюцию, в поиске разрушительных источников созидательных преобразований и состоит коренной, неискоренимый недостаток так называемой диалектики, пропитавшей со временем все формы научного мировоззрения и внесшей в них, по существу, религиозно-креационистский элемент, культ негатива как первоисточника позитива.

Мы, конечно, не собираемся, исходя из общефилософских соображений, пытаться опровергнуть состоятельность принятой за эталон в современной науке космохимической гипотезы. Но мы имеем право, размышляя с мировоззренческих позиций, указать на гипотетичность этого эталона и на необходимость поиска альтернативных объяснений.

Одним из источников поиска альтернативы могло бы стать признание множественности поколений звёзд, порождающих в своих недрах многообразие химических элементов, и преемственности этого многообразия в газопылевых облаках в межзвёздном пространстве. Разумеется, такая сумасшедшая идея противоречит современной эталонной космологической модели, в соответствии с которой вся Метагалактика от Большого Взрыва существует всего лишь 15–20 млрд. лет. Но не пришло ли время ревизии столь смешного времени существования столь огромной материальной системы? Трудно заставить себя верить в то, что система, распространённая на миллиарды и миллиарды световых лет, эволюционировала период времени, лишь в 3–4 раза превосходящий нашу маленькую Землю. Такое верование уж слишком напоминает веру в создание мира за неделю.

Проведенные в последнее время космохимические исследования газопылевых облаков показали наличие в них более 20 химических компонентов различного характера. При этом около 70 % массы вещества облаков составляет водород, около 28 % – гелий, соответственно, на всю совокупность других веществ остаётся не более 2 %. Однако наряду с простыми веществами обнаружены и достаточно сложные соединения – метанол, формальдегид, метил – ацетилен, этиловый спирт, муравьиная кислота и др. Постоянно присутствует в газопылевых облаках и вода в виде различных по форме и размерам кусков льда.

Расчёты геохимиков показывают, что по сравнению с составом вещества Солнца Земля содержит на 50–60 % больше железа и в 4,5 раз меньше серы. Анализ различных оценок виднейшими геохимиками химического состава Земли позволяет утверждать, что для Земли характерно наиболее широкое распространение только четырёх элементов – кислорода, железа, кремния и магния, которые в совокупности составляют около 91 % вещества планеты. Несколько менее распространены никель, сера, кальций и алюминий. Остальные элементы Периодической системы Д.И.Менделеева представлены в относительно незначительных количествах.

Изучение изотопного состава различных элементов на поверхности Солнца, Земли, других планет, а также обнаруженных на Земле разнообразных метеоритов позволяет прийти к выводу, что, несмотря на ряд различий и отклонений, все тела Солнечной системы имеют общее происхождение и состоят из относительно небольшого числа элементов. С 28-го номера таблицы Менделеева их распространённость в этих телах резко снижается. При сравнении с изотопным составом других звёзд выявляются куда более существенные различия, чем при сравнении тел Солнечной системы. Ни в одном метеорите, исследованном в настоящее время в земных условиях, не найден ни один элемент, который не встречался бы на Земле.

С началом прямой космохимической разведки поверхностей планет Солнечной системы стало возможным сравнивать химический состав их поверхностей. Пробы лунного грунта показали значительное сходство состава лунных пород с земными. Различия состоят в повышенном содержании тугоплавких соединений титана, циркония, хрома и железа, а также в наличии реголита – минерала с очень низкой теплопроводностью. Но согласно современным представлениям о геологической истории земли, как отмечалось выше, Земля также прошла лунную фазу своего развития и была в своё время покрыта аналогичным материалом.

Исследования космических зондов при помощи гамма-спектрометров на Венере позволили установить, что по своему химическому составу венерианский грунт весьма близок к земному граниту. Все вышеперечисленные факты свидетельствуют о том, что решение и исходной геохимической проблемы, т. е. проблемы происхождения многообразия химических элементов в недрах Земли, следует искать в пределах Солнечной системы, и подобных систем, а не в предположениях о внешнем источнике поступления таких элементов в виде взрыва сверхновой звезды. Огромную роль в обогащении химического состава Земли сыграла жизнь.

Современная геохимия, изучающая химическую эволюцию и химический состав Земли, с самого своего возникновения рассматривалась как историческая наука. Основателем геохимии по праву считается В.И. Вернадский, который ещё в 1909 г. в своих работах предложил название этой науки и определил её как историю атомов Земли. В 20-е годы XX века геохимия стала пониматься как наука, исследующая историю элементов земной коры и химическую эволюцию Земли в целом. Фундаментальный вклад в её создание и развитие внесли В. Вернадский, А. Ферсман, В. Гольдшмидт, Ф. Кларк. Геохимия как историческая наука смогла состояться благодаря представлению о миграции атомов в самых различных геосферах земли – в ядре, мантии, литосфере, гидросфере, атмосфере и об обмене веществом и энергией между этими сферами.

При этом выделяются различные типы миграции – физико-химическая, механическая и биогенная. Физико-химическая миграция связана с перемешиванием веществ, с процессами диффузии, сорбции, растворения, осаждения. Механическая миграция возникает под действием ветров, рек, морских течений, ледников. Биогенная миграция происходит под действием ветров, рек, морских течений, ледников. Биогенная миграция происходит под действием энергетических процессов в биосфере – жизненных отправлений и миграций живых организмов, фотосинтеза, разложения органических веществ, отложений продуктов жизнедеятельности.

Биогенная миграция изучается отпочковавшейся от геохимии наукой – биохимией, основателем которой также является В.И. Вернадский. Именно Вернадский убедительно доказал, что живое вещество является главной химической силой земной поверхности, движущей (и мобилизующей) силой химической эволюции наземной и околоземной природы. Химические элементы перемещаются в определённом порядке, который определяется жизнедеятельностью одних подсистем биосферы и подготавливает возможность жизнедеятельности других. Миграция элементов происходит либо при непосредственном участии живого вещества, либо в среде с геохимическими особенностями, возникшими с участием живого вещества. В результате биогенной миграции возникает биогенное и биокосное вещество. К биогенному веществу относятся известняки, кораллы, горючие ископаемые (уголь, нефть) и т. д. Биокосное вещество представлено различными типами почв.

Живые организмы осуществляют самые различные виды химических превращений веществ, аккумулируют в себе химические элементы из внешней среды. Они обусловливают миграцию газов, потребляют одни газы и выделяют другие. Горючие вещества и осадочные горные породы создаются на основе живого вещества. На основе жизнедеятельности микроорганизмов происходит рудообразование. Живое вещество включает как процессы жизнедеятельности живых организмов, так и прекращения жизни и разложения органических веществ, что также способствует интенсивной миграции химических элементов. Всё это в совокупности обеспечивает упорядоченный кругооборот вещества и энергии с участием всех видов химических элементов, атомов, изотопов и ионов.

Биосфера продуцирует ежегодно около 170 млрд. тонн углерода и 467 млрд. тонн кислорода. Земля и её биосфера представляют собой, по существу, глобальную фабрику химических веществ с огромной экономичностью и эффективностью. К сожалению, время, затрачиваемое на производство, несоизмеримо с потребностями в ресурсах человеческой цивилизации. Ограниченность ресурсов Земли, накопленных биосферой за миллиарды лет, вынудит земную цивилизацию к созданию способов искусственного производства ресурсов и извлечению ресурсов внеземного происхождения.

Геохимические процессы, происходящие в недрах Земли и в её коре, в самом деле напоминают производственные циклы на химическом предприятии. Многие из этих процессов протекают в мантии при очень высоких давлениях и температурах. В миниатюре такие процессы воспроизводятся в научных лабораториях, в ходе экспериментов которых получаются аналогичные результаты. Природа Земли самостоятельно, без участия разума освоила процессы смешивания, растворения, кристаллизации, плавления, изменения структуры минералов в условиях высоких давлений и температур (метаморфизма), фильтрации, радиоактивного распада и т. д. В совокупности эти процессы обеспечивают рудообразование и насыщение приповерхностного слоя коры, глубиной 0,5–4,5 км, разнообразными веществами, составляющими природно-ресурсный потенциал человеческой цивилизации. Ядро Земли воздействует на мантию, мантийные потоки обеспечивают необходимые давления и температуры для протекания физико-химических процессов в литосфере, а литосферные плиты всей своей тяжестью давят на мантию. Результатом всех этих сложных взаимодействий являются месторождения алмазов, железа, золота, пластины, меди, вольфрама, молибдена, урана, горных пород, многие из которых служат сырьём для изготовления строительных материалов.

Земная кора состоит главным образом из восьми элементов – кислорода, кремния, алюминия, железа, кальция, магния, натрия и калия. Почти половину массы коры составляет кислород, но он находится здесь, в отличие от его содержания в воздухе атмосферы, в связанном состоянии, прежде всего в окислах различных металлов. Преобладающую роль в земной коре играют лёгкие элементы – кремний, алюминий и их окислы – кремнезём и глинозём. Типичными для земной коры также являются фосфор и сера. Макроскопическое же сложение земной коры характеризуется горными породами различного типа и происхождения. Из них около 70 % составляют магматические породы, т. е. имеющие своё происхождение из магмы и поставляемые из глубин Земли вулканической активностью; около 20 % представляют собой метаморфические породы, возникшие в ходе преобразования минеральных масс при высоких температурах и давлениях; около 9 % приходится на осадочные породы.

Кажущаяся неподвижность и непоколебимость континентальной коры постоянно нарушается выветриванием, сносом и воздействием биосферы. Вследствие этих процессов вся континентальная поверхность полностью обновляется за 80-100 млн. лет.

В отличие от коры, мантия Земли насыщена как лёгкими элементами (магнием, кальцием), так и тяжёлыми (железом, марганцем, хромом, кобальтом, титаном и др.). Они также присутствуют в составе сложных окислов, ведущую роль среди которых составляют силикаты. Соответственно земная кора находится под двойным химическим воздействием – изнутри и снаружи. Изнутри из глубин земли, прорываясь сквозь плотный слой литосферы, происходит воздействие мантии, а сверху, из атмосферы, гидросферы и биосферы направляются потоки воздействий самых различных естественных процессов, происходящих на поверхности Земли. Итогом является колоссальная сложность химии земной коры, многообразие её химического состава.

Колоссальную роль в химической истории Земли играет радиоактивность. На эту роль впервые пристальное внимание обратил ирландский учёный Д. Джоли ещё в 1908 г. Его доклад о геологической значении радиоактивности произвёл сенсацию в научном мире и был встречен с огромным интересом образованным обществом в самых различных странах. Основываясь на успехах физики и химии своего времени, он впервые обосновал мысль о том, что всякий атом – не последний и неделимый, а только ключевой структурный компонент материи, а как токовой – как и всё в мире – имеет предел своего существования и с течением времени неизбежно распадается. Расчёты Джоли показывали, что с распадом атомов выделяется значительное количество тепловой энергии, а если просуммировать это количество в масштабах планеты, то его будет достаточно, чтобы обеспечить разогрев магмы, извержения вулканов, процессы горообразования и другие геологические процессы. Так возникла идея о первоначально холодном газопылевом облаке, которое разогревалось радиоактивным распадом атомов.

Земля в процессе своего формирования, как и многие другие первичные планетные образования, обладала высоким уровнем радиоактивности, и тепловая энергия, выделявшаяся в процессах радиоактивного распада, способствовала дифференциации вещества Земли, выделению ядра, мантии, созданию базальтовых расплавов, которые, застывая, образовывали плиты литосферы. Радиоактивность способствовала возникновению сложных органических соединений, которые явились одной из важнейших предпосылок и стартовым условием развития жизни.

Самые различные элементы, систематизированные в таблице Менделеева, характеризуются определённым набором изотопов, т. е. атомов с тем же зарядом ядра, но с разными массами. Вещество Земли и других планет состоит из 300 изотопов, из которых 273 стабильны, а остальные 27 нестабильны, радиоактивны. Радиоактивными являются все изотопы, расположенные в таблице Менделеева за 83-м элементом, – висмутом. Радиоактивными являются и некоторые изотопы более лёгких элементов, даже самого лёгкого – водорода. Ядра таких атомов нестабильны и распадаются с испусканием либо альфа-частиц, т. е. ядер гелия-4, либо бета-частиц, т. е. электронов. Радиоактивный распад ядра приводит к образованию другого ядра, чаще всего к возникновению изотопа другого элемента. При этом выделяется значительная тепловая энергия, которая способствует поддержанию теплового баланса Земли. Наиболее важную роль в этом процессе играют радиоактивные изотопы трёх элементов – урана, тория и калия.

При всех своих недостатках и телесной ограниченности Земля является космическим образованием величайшей физико-химической активности и разнообразия. Происходит это благодаря описанному выше эффекту двойной мобилизации, действующему из глубин Земли и с её поверхности, из биосферы.

Прогнозы экологов относительно наличия ресурсов в недрах Земли сильно занижены. Это показывает и пробуренная на Кольском полуострове сверхглубокая скважина, позволившая впервые в истории Земли проникнуть в её толщу на 12 километров и войти в прямой контакт с условиями её внутренней среды. Это космическое путешествие вглубь Земли показало, что химическая эволюция Земли продуцирует её физико-химические ресурсы, и, в частности, процессы рудообразования на очень больших глубинах. Естественное химическое производство в недрах Земли обусловлено своеобразием динамики температуры и давления в её глубинах.

По мере приближения к мантии температура «внутренностей» Земли до глубины в 3 км нагревается на 1 °C каждые 100 м, дальше – на 2,5 °C. Поэтому на глубине 10 км она достигает космической величины в 180 °C. Давление при глубине 3 км резко нарастает, а при глубине 8 км так же резко снижается. Всё это создаёт условия для постоянного возобновления «производственных» циклов.

На глубине от 4 до 11 км обнаружены огромные залежи раздробленных пород, скреплённых сульфатами железа, никеля, кобальта, меди. Образование этих пород явно происходило при сравнительно низких температурах. Эксперимент на Кольском полуострове позволил определить горизонты залегания основных масс полезных ископаемых. Для благородных металлов они пролегают на уровне 300–800 м, цветных металлов – 600-1200 м, железных руд – 300-2000 м, каменного угля – 700-1500 м, нефти и газа – 2500–6000 м. Поэтому расширение горизонтов человечества в сфере поисков источников ресурсов для его дальнейшего развития и процветания связано не только с покорением окружающего космоса, но и с проникновением в глубинный космос нашей праматери Земли.

Геологическая, геохимическая и биохимическая эволюция в своём непрерывном эволюционирующем взаимодействии образует географическую оболочку Земли с её наиболее фундаментальными особенностями и характерными факторами. Континенты и океаны, горы и долины, почва и реки, равнины и болота, особенности климата, химического состава и радиации, географические условия местности являются не только ареной, на которой разыгрывается драма жизни, формируются биологические виды и человеческие сообщества. Это ещё и совокупность материальных предпосылок, определяющих среду обитания и географически детерминирующих те особенности мобилизационных структур, которые наиболее пригодны к выживанию и совершенствованию жизнедеятельности в данных конкретных материальных условиях. Географический детерминизм, о котором впервые заговорили основатели геополитики в условиях обострившегося противостояния мировых держав, следует рассматривать ещё и как геомобилизационный детерминизм. Но в более широком, а не только в военно-мобилизационном смысле. Географические условия среды, формирующиеся на геолого-геохимической основе, во многом, хотя и не во всём, предопределяют характер и содержание мобилизационных структур, генерирующих тот или иной биологический, экономический, социальный или политический порядок.