С ног на голову
Какой наша планета была в самом начале? Как на ней появилась жизнь? До недавних пор ученые придерживались «проверенных временем» теорий, которые рассказывали о происхождении Земли и живых организмов. Однако в последнее время возникли новые гипотезы, ставящие все с ног на голову.
Ледяной шар?
Считается, что ранняя Земля была раскаленной: в частности, температура воды в океанах достигала 85 градусов. Однако анализ южноафриканских пород, сформированных в архейский период 3,5 миллиарда лет тому назад, показал, что в те отдаленные времена наша планета, напротив, могла быть покрыта льдом, благодаря чему и зародилась жизнь.
Мартен де Вит из Университета имени Нельсона Манделы в городе Порт-Элизабет (Южная Африка) и его коллеги занимались изучением пород Пояса Гринстоун, сформировавшегося на широте от 20 до 30 градусов. Измерение баланса кислородных изотопов внутри этих пород показало, что океаны в период их формирования были скованы льдом. Это расходится с результатами предыдущих исследований, согласно которым температура в архейский период была гораздо выше. Ученые предположили, что их предшественникам попадались другие породы, подвергавшиеся воздействию гидротермальных источников (горячие ключи, бьющие со дна океана).
Де Вит и его коллега Гаральд Фёрнс из Бергенского университета (Норвегия), в свою очередь, взяли для исследования океанические осадочные породы, на которые гидротермальные источники не воздействовали. Им удалось обнаружить доказательства формирования гипса, что возможно лишь в глубоководных местах и там, где есть холодная вода.
Чтобы не ошибиться с выводами, эксперты также исследовали более молодые породы, формировавшиеся на меньшей океанской глубине и выше уровня моря. В них были найдены мелкие ленточные алевролиты (твердая осадочная горная порода) с отдельными вкраплениями гальки. По мнению специалистов, это напоминает донные отложения, образующиеся, как правило, в мелководных частях океана, скованных льдом.
Вот еще одно «неоспоримое» доказательство «ледяной» гипотезы. В июле прошлого года команда геологов под руководством Пола Хоффмана изучила каменные породы на территории пустыни Намиб, обнаруженные в 90-х годах прошлого столетия. Когда-то они лежали не посреди горячей песчаной пустыни, а на океанском дне.
Оказалось, эти камни схожи по составу с теми, что образуются на дне Северного Ледовитого океана. Следовательно, ледниковый период был все же достаточно масштабным и затронул практически все районы планеты.
Жизнь на Земле появилась сразу!
Довольно долгое время считалось, что юная Земля была бесплодной пустыней, на которой не было места жизни. И только примерно 3,8 миллиарда лет назад условия стали достаточно благоприятными для зарождения живых организмов. Однако последние исследования геохимиков из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) показывают, что жизнь на нашей планете существовала еще до того, как Солнечная система подверглась внутренней астероидной бомбардировке, о которой сегодня напоминают гигантские кратеры возрастом 3,9 миллиарда лет.
Команда из UCLA обнаружила свидетельства того, что по меньшей мере еще 4,1 миллиарда лет назад жизнь на Земле присутствовала.
Исследователи изучили более 10 тысяч образцов циркона, образовавшихся из расплавленных вулканических пород на территории Западной Австралии на заре формирования планеты. Соотношение в этих камнях углерода-12 и углерода-13 указывает на присутствие фотосинтетической жизни. Выделив 656 образцов с темными пятнышками, ученые подвергли 79 из них Раман-спектроскопии - методике, с помощью которой можно увидеть молекулярную и химическую структуру древних микроорганизмов в трехмерной модели. Оказалось, что один из образцов в двух местах имеет вкрапления графита - чистого углерода. Соотношение в минерале урана к свинцу помогло определить его возраст - 4,1 миллиарда лет. Но графит может быть и старше, чем остальные составляющие.
По мнению ученых, жизнь на Земле может существовать повсеместно, требуется не так много времени, чтобы она возникла. По всей вероятности, простейшие организмы появились на Земле почти сразу же после ее формирования, но потребовались многие миллионы лет, чтобы у них выработалась способность к фотосинтезу, благодаря чему они смогли напрямую использовать солнечную энергию. Это способствовало наполнению атмосферы кислородом (что произошло приблизительно 2,5 миллиарда лет назад) и формированию озонового слоя, поглощающего губительное ультрафиолетовое излучение.
Далее процессы симбиоза мелких клеток с более крупными привели к развитию более сложных живых клеток - эукариот. Около 2,1 миллиарда лет назад возникли многоклеточные организмы. Процесс адаптации к окружающим условиям активно продолжался. Около 1200 миллионов лет назад на Земле появились первые водоросли, а 450 миллионов лет назад - высшие растения. Появление первых беспозвоночных животных относится к эдиакарскому периоду (635-541 миллион лет до нашей эры), а появление первых позвоночных - к кембрийскому взрыву (около 540 миллионов лет назад). После чего жизнь продолжала непрерывно эволюционировать, несмотря на несколько периодов массового вымирания в связи с различными катаклизмами, сотрясавшими планету.
Эффект медленного расширения
Международная группа физиков из Норвегии, Испании, Израиля и США решила проверить, справедлив ли так называемый антропный принцип, согласно которому жизнь во Вселенной стала возможна благодаря тому, что этому благоприятствует ряд параметров, в том числе космологическая постоянная и связанная с ней темная энергия.
Всего каких-нибудь 100 лет назад считалось, что наша Вселенная статична. Однако Эйнштейн поколебал это убеждение, предположив, что пространство и время способны расширяться. На это указывали и составленные им уравнения теории относительности. Физик даже ввел космологическую постоянную (константу) расширения.
Вскоре факт расширения Вселенной был подтвержден астрономом Эдвином Хабблом. Но Эйнштейн впоследствии отказался от своей константы, так как она не позволяла делать теоретические прогнозы событий до того, как они подтверждались посредством наблюдения.
В 1998 году астрономы, изучающие сверхновые звезды типа Iа (подкатегория сверхновых звезд, которые, в свою очередь, являются подкатегорией катаклизмических переменных звезд - результата взрыва белого карлика), обнаружили, что их яркость в удаленных галактиках ниже ожидаемой. Это свидетельствовало о том, что темп расширения Вселенной способен ускоряться под воздействием какой-то неизвестной силы, которую исследователи окрестили темной энергией. О ее свойствах физикам известно не так уж много. Простейшее объяснение ее сути сводится к тому, что любой объем пространства обладает некой фундаментальной энергией, неотъемлемо ему присущей. Ее также иногда называют энергией физического вакуума, поскольку она представляет собой энергетическую плотность чистого вакуума. В большинстве пространственно-временных моделей космологическая постоянная остается неизменной.
Современным исследователям удалось смоделировать процесс расширения Вселенной и оценить влияние его темпов на возникновение потенциально обитаемых планет.
Как выяснилось, скорость, с которой расширяется наша Вселенная, способствует тому, что гамма-всплески - масштабные выбросы электромагнитной энергии во время взрывов сверхновых - минимально воздействуют на Землю и подобные ей планеты, обеспечивая производство достаточного количества водорода, необходимого для формирования звезд и планет вокруг них.
Если бы Вселенная расширялась более быстрыми темпами, звезды и планеты не могли бы образовываться из газопылевых облаков, а если бы космологическая постоянная равнялась нулю, то ускоренное расширение Вселенной вообще было бы невозможным. Так что нам еще повезло, что оно идет довольно медленно.Источник: "Тайны ХХ века"