Лев Кривицкий - Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции
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.
