Кратчайшая история Вселенной. От Большого взрыва до наших дней (в сверхдоступном изложении) - Дэвид Бейкер
Уже в этом аду огненной лавы на нашей планете началось усложнение. Когда Тейя врезалась в Землю, стало возможным образование около 250 химических соединений. К моменту завершения процесса дифференциации существовало уже более 1500 различных химических веществ.
Снятие мерок у матушки-Земли
Даже сегодня земная кора тонкая и хрупкая по сравнению с остальными частями структуры Земли. Это может удивлять, если вспомнить, какими массивными кажутся человеку скалистые горы и темные каменные проходы шахт. Однако совершенно уместно назвать кору «слоем жира, который застывает на поверхности бульона в кастрюле». Толщина земной коры, содержащей множество легких элементов Земли и лишь незначительное количество более тяжелых, составляет всего около 35 километров, а в некоторых местах на дне океанов и вовсе составляет примерно 7 километров.
Под корой находится верхняя мантия. Там настолько большое давление, что температура поднимается выше 1000 °C, создавая ужасающую раскаленную лаву, которую вулканы время от времени извергают на поверхность. Верхняя мантия уходит примерно на 650 километров в глубину океаном расплавленной магматической породы. Под ним располагается нижняя мантия. Она находится на глубине 2900 километров и настолько раскалена, что горные породы полностью переходят в жидкое состояние.
Под нижней мантией располагается ядро. Внешнее ядро на глубине около 5200 километров состоит в основном из жидкого железа и никеля. Далее лежит внутреннее ядро. Оно располагается на глубине 6370 километров до самой середины этого ада и испытывает настолько сильное давление, что чрезвычайно горячее расплавленное ядро тем не менее ведет себя так, как если бы оно было твердым. В ядре Земли температура достигает 6700 °C.
Земная кора, мантия и ядро
©Gary Hincks / Science Photo Library
Ад на Земле
Земля в период 4,5–4 миллиарда лет назад относится к гадейскому эону[5], названному так из-за адских условий на Земле в то время. Температура на поверхности Земли оставалась выше 100 °C, что препятствовало образованию жидкой воды, а в некоторых местах температура достигала даже 1500 °C, и Землю покрывали океаны лавы.
Там, где все же образовывалась суша, она была тонкой, как бумага, и из трещин вырывались струи пара – легкие газы, исторгавшиеся Землей в процессе дифференциации. Такую же работу выполняли и вулканы. Они поднимались из Земли, извергая лаву, дым и пепел. По мере того как лава высыхала до состояния корки и нарастала, некоторые вулканы становились выше Эвереста.
Само небо имело ужасающий красный цвет, потому что в атмосфере преобладал углекислый газ (около 80 %). Пройдет еще много времени, прежде чем Земля приобретет кислородную атмосферу, пока же кислород оставался на ничтожно малом уровне. Кроме того, поскольку Солнце было молодым и еще не горело так ярко, небо оставалось не только красным, но и удручающе темным. Если бы с неба смотрело око Саурона, как во «Властелине колец», оно бы выглядело совершенно уместным.
Когда Тейя врезалась в Землю примерно 4,5 миллиарда лет назад, значительная часть коры разрушилась и вылетела в космос вместе с огромным количеством лавы. Нельзя недооценивать катастрофический характер столкновения с Землей планеты размером с Марс. Если бы такое произошло сегодня, удар уничтожил бы все живое и, наверное, даже испарил все океаны. Столкновение Земли с Тейей было примерно в 450 раз сильнее, чем удар метеорита, уничтоживший динозавров 66 миллионов лет назад.
Когда Луна постепенно сформировалась и появилась в небе, она находилась гораздо ближе к Земле, чем сейчас (Луна отдаляется примерно на 4 сантиметра в год): проходя над нами, она почти заслоняла небо. Соответственно, вызываемая Луной приливная сила была значительно больше. Мощные волны высотой в тысячи метров прокатывались по Земле каждые двенадцать–пятнадцать часов. Вот только эти волны были не из воды – они состояли из расплавленной лавы.
Но это еще цветочки. В течение 500 миллионов лет Земля подвергалась ударам астероидов в ходе великой бомбардировки, и особенно сурово – около 4,1 миллиарда лет назад во время поздней тяжелой бомбардировки. Именно тогда миллионы астероидов падали на Землю, разрушая ее и без того тонкую и хрупкую кору. По мере того как Земля собирала оставшийся космический мусор в своем регионе Солнечной системы, ей то и дело доставались катастрофические удары. Одни из них по мощности равнялись ядерному взрыву; другие – катастрофе мелового периода, в результате которой вымерли динозавры; а какие-то оказались буквально в 100 раз сильнее – все зависело от масштабов упавшего астероида. К тому же, в отличие от глобальной катастрофы мелового периода, случившейся однажды 66 миллионов лет назад, тогда столкновения происходили постоянно.
Совершенно очевидно, что никакая форма жизни не могла выдержать таких жестких условий. В тот момент ни в одном уголке нашей Солнечной системы не было места для чего-то столь сложного, как жизнь. Нужны были определенные изменения, чтобы жизнь, микроскопическая и хрупкая, имела хоть малейший шанс зародиться в земном аду.
Первые океаны
Вопреки постоянным разрушениям, похоже, что примерно 500 миллионов лет ада оказалось вполне достаточно. Дифференциация вытеснила водород и кислород в атмосферу в процессе под названием «дегазация». Бомбардировка миллионами астероидов принесла из космоса тонны льда. Он быстро растаял и тоже поднялся в атмосферу. Со временем поверхностная кора остыла и превратилась в черно-серый вулканический ландшафт, уже без океанов лавы. Температура поверхности снизилась до 100 °C и продолжала падать. Неожиданно у скопившегося в атмосфере водяного пара не осталось иного выбора, как сконденсироваться и выпасть на Землю.
Далее последовало нечто, напоминающее библейский потоп. Однако дождь шел не сорок дней и сорок ночей – ливни по всей планете не прерывались миллионы лет. Впадины и низины земной коры начали заполняться водой. Примерно 4 миллиарда лет назад Земля уже была покрыта океанами. Только самые высокие участки, наши континенты, смогли удержать голову над водой. При этом даже они были усеяны озерами и исполосованы реками. Четыре миллиарда лет назад гадейский эон завершился, пришла пора архейского эона.
Отметим некоторые особенности архейского мира. Во-первых, недавно сформировавшаяся мантия Земли была еще гораздо горячее, чем сейчас, и излучала много геотермальной энергии, полезной для первых форм жизни. Это компенсировало тот факт, что энергия Солнца (солнечная тепловая энергия) была еще довольно слабой, поэтому не могла служить источником энергии для зарождения жизни. Однако даже в том случае, если бы первые организмы возникли на поверхности, солнечная радиация, изливавшаяся на поверхность Земли, у которой еще не было озонового слоя, уничтожила бы все живое. Таким образом, до поры до времени лучшим вариантом для жизни являлись глубины океанов, где было тепло и куда не проникала радиация.
Во-вторых, в архейскую эпоху Земля имела гигантскую Луну, вызывавшую мощнейшие приливы и отливы. Правда, волны теперь состояли
