3. Импульсивное развитие природных систем.

Анализ геологической истории свидетельствует о дискретном импульсивном развитии природных систем, что имеет немаловажное значение для образования многих полезных ископаемых. Причем импульсы активных преобразований биосферы иногда достигают размеров катастроф или глобальных кризисов. Общепризнано, что глобальная перестройка биосферы может быть вызвана специфической цепочкой событий, системой причин а не одной главной. Спусковая причина может быть главной но в другой временной обстановке ее воздействие не так эффективно. Поэтому, даже признавая важную роль в эволюции биосферы слабо прогнозируемых мощных импактных событий полезно оценить совокупность первичных причин приводящих к кризису биосферы. Речь идет преже всего опять таки о действии космических факторов изменяющих ротационный режим и магнитное поле планеты. Именно эти факторы на уровне галактических циклов управляют геодинамическим сценарием, перераспределяя внутреннее напряжение в теле Земли с добавкой привнесенной из вне энергией и изменяя общий характер лика Земли, ее палеоландшафт, климат и биоту.

Мы уже указывали, что в период прохождения солнечной орбитой апогалактического сектора скорость осевого врпщения Земли существенно возрастает по сравнению с прохождением перигалактического сектора. Это главная особенность. А далее следует следующая цепочка глобальных событий:

1. Скорость вращения увеличивается – увеличивается полярное сжатие, идет отток пластических масс в экваториальную область, поверхность этой области увеличивается и происходит ее радиальное поднятие;

2. Понижается уровень Мирового океана, расширяются регрессии;

3. Эрозионное расчленение рельефа становится более контрастным;

4. Идет аридизация климата, увеличивается площадь ледников;

5. Уменьшается продолжительность светового дня, снижается продуктивность растительного покрова;

6. В результате понижения уровня океана сокращаются площади шельфа, т.е. пропадают места обитания самой продуктивной группы донных морских организмов – бентоса.

Островодужный и окраинно-континентальный магматизм, представленный массовым излиянием базальтов на морском дне, стимулирует гигантские выбросы метана находившегося в виде газогидрантов над поверхностью морского дна. Это приводит к сужению благоприятных условий для жизни как на суше, так и на море и в итоге к заметному вымиранию.

Эта сопряженность ротационных, палеомагнитных, геодинамических, климатических и собственно биосферных событий – ключ к пониманию возникновения глобальных биотических катастроф, которых в фанерозое наблюдается три: в верхнем ордовике - раннем силуре, верхней перми - раннем триасе и в верхнем мелу - раннем палеогене.

Может возникнуть вопрос – какую роль здесь играет магнитное поле? Все дело в том, что скорость вращения Земли и палеоинтенсивность магнитного поля допольным моментом жестко скоррелированы эти параметры на рубеже вымираний уменьшаются, магнитный экран слабеет, усиливается воздействие жестких излучений Солнца, тем самым растет число губительных мутаций организмов, что влечет их массовую гибель. Некоторые исследователи доказывают, что в случае исчезновения магнитного экрана доза космического излучения взрастет всего на 10% и значительно больше могут сказаться вспышки новых и сверхновых звезд, которые могут донести до Земли дозы облучения в сотни рентген, что вызовет массовую стерилизацию организмов. Предполагается, что такое случалось на Земле раз в 300 млн. лет. Нельзя не учитывать и импактную причину биологических катастроф.

Итак, как видим, законы изменения геосфер – среды обитания биоты – формируется на планетарном уровне и это вроде бы не вписывается в принципы естественного отбора. Но дело в том, что дарвинскую триаду, изменчивость-наследственность-отбор, надо рассматривать внутри самих биотических процессов тех или иных видов, а не в связи с астрофизическими процессами. В этом смысле дарвинское учение непоколебимо. Биокатастрофы – это наддарвинская эволюция жестко реализующая законы космоса и вечного обновления природы.

Лекция 6. Современные проблемы металлогении

В Великой рифтовой долине в Танзании, где живет многочисленная народность масаи, есть вулкан Олдоново-Ленга /»божественная гора»/. Он необычен. Во время частых извержений с его кратера извергается карбонат натрия, то есть обыкновенная стиральная сода, которая во время дождей растворяется и стекает в озеро, где в такой необычной среде существуют красные водоросли. Этот реальный процесс может свидетельствовать о большом вкладе вулканизма на развитие жизни на Земле. Поэтому сейчас широко обсуждается гипотеза: вода и азот воздуха, необходимые для существования жизни образовались за счет вулканических извержений. Тоже самое относится и к углероду. В гораздо больших объёмах, чем любые другие, поставщиком углекислого газа и карбонатных лав являются вулканы рифтовых структур. Благодаря вулканам Земля получила углерод, необходимый для возникновения жизни. Результаты экспериментальных исследований показали, что по мере насыщения воды соединениями углерода образуется своеобразный бульон, в котором под действием солнечных лучей и других стимуляторов возникает белок – крошечный зародыш жизни, который концентрировал необходимый материал из этого бульона. По-видимому первыми организмами были бактерии, которые постепенно для своего питания приспособили преобразовывать солнечную энергию. В Южной Африке в древних породах обнаружены палковидные бактерии, а также углефидированные водоросли – предки одноклеточных растений, которые сейчас известны как синезеленые водоросли. Возраст формации Фиг-Три в которой они были обнаружены 3,2 млрд. лет. Это реликты самой древней жизни на Земле.

Сейчас на нашей планете видовое разнообразие растений и животных гораздо богаче, чем когда-то в прошлом. Континенты значительно разобщены между собой, что допускает независимое развитие различных форм жизни в резко разнящихся климатических условиях – от экватора к полюсам. Но были периоды, когда в результате определенных геологических процессов образовывались суперконтиненты и тогда обитатели разных континентов сталкивались с незнакомыми им видами – врагами или конкурентами. В результате таких столкновений могли исчезать целые виды. Взамен погибшего вида появлялись новые уже приспособившиеся виды. Следовательно, слияние континентов стимулировало эволюцию, хотя и весьма жестоким образом. Разнообразие биологических форм уменьшалось, зато появлялись виды с новыми устойчивыми свойствами, которые соответствовали новым условиям. Эволюция идет быстрее движения континентов и когда континенты распадаются и расходятся вновь, быстро восстанавливается разнообразие форм.

Планета Земля – тонко организованная система, где многое зависит одно от другого. Поэтому какая-либо возникшая проблема непременно «тянет» за собой другие проблемы.

Вот пример иллюстрирующий связь экологического равновесия в природе и добычу полезного ископаемого. Имеется в виду нашествие морских звезд (аканстар плантан), которые уничтожили часть рифообразующих кораллов в Тихом океане в районе Большого барьерного Рифа, на архипелаге Гуам и на многих других атоллах. Если массовая гибель кораллов будет продолжаться, то это может привести к тяжелым последствиям. Во-первых меняется образ жизни населения тихоокеанских островов, так как основной продукт – рыба покидает безжизненные коралловые рифы. И во-вторых, самое главное, будут уничтожены сами острова, ибо рифы – это естественные волнорезы против свирепых штормов. А причина – виноват человек, организовавший взрывы и активное движение дна океана при добыче конкреций марганца американскими и испанскими фирмами. Это способствует образованию массы обломков, которые и послужили укрытием для огромного числа личинок звезд.

Безусловно вопрос о происхождении жизни на Земле, как и о происхождении самой Земли, является центральным в естественным и имеет множество разноплановых гипотез. Например, гипотеза связанная с обнаружением органических остатков цианобактерий в ряде метеоритов, упавших на Землю, или гипотеза о возможной роли подводных гидротерм вокруг которых процветает богатая бактериями жизнь, или различные концепции рассматривающие процессы репликации – самовоспроизводству при превращении неживой материи в живую.

Принято считать , что органическая жизнь развивалась анчиная с кембрия и затем в течение всего фанерозоя. Наиболее примечательный акт произошел около 600 млн.лет назад., породивший смену примитивной жизни на внезапное возникновение довольно разнообразных мягкотелых беспозвоночных. Это было начало «строительства» животно мира, вершиной которого является человек.

Возникновение эволюции Земли за период в млрд. лет были трудные, но не безнадежные, т. к. всё же есть обширная основа, включающая в себя:

1. Современные доступные наблюдения

2. Данные наблюдения современных геологических процессов

3. Шагнувшее далеко вперед далеко глубинных исследований коры и дистанционных съёмок

Выяснение закономерностей современных процессов и используя сведения о горных породах различных возрастов, можно экстрагировать ход глинистых процессов в прошлое, т.е. использовать принцип настоящего----- это ключ к прошлому, получивший в геологии термин актуализм. Используя этот принцип геологии принципу понимания, что эволюция Земли заключается прежде всего в эволюции её внутренней структуры, т.е. по глубине фазового состояния планетарного вещества, его минерального и химического состава и физических характеристик, упругости, электропроводности и т.д.

В ходе этой эволюции происходит следующее:

А) формируется и эволюционирует по размерам, структурам и составу ядро Земли и его основные оболочки, в том числе гидросфера и атмосфера

Б) в мантии, по-видимому к горизонтальным движениям литосферных плит, их раздвижению над восходящими конвективными потоками и образование новой океанической литосферы с последующими ее соскальзыванием под континенты.

В) эволюционировали гидросфера, атмосфера особенно большой вклад в несло появление форм жизни, фотосинтез зеленых растений, выделение кислорода и переход из восстановительной среды в окислительную.

Рассмотрим в какой последовательности происходили этапы эволюции новорожденная Земля после выхода из стадии аккреции. Согласна взглядам Хайна уже в раннем архее появились острова и только в позднем архее создавался основной объект гранит-зеленокаменых поясов. При этом допускается, что наиболее благоприятные участка за этих поясов располагались над восходящими ветвями конвективных течений. В это время отдельные зеленокаменные области объединились первую суперконтиненталь Пангея-1. Только в самом конце позднего архея поверхность планеты разделилась на суперконтинент Пангею и мировой океан Панбалассу. Эти события шли по следующему сценарию:

1. В конце стадии аккреции за счет соударения ………… образуется первичная атмосфера, содержащая водяной пар. При конденсации, а частично дегазации недр, возникает первичный океан.

2. Начиная с 4 млрд. лет назад появляются первые острова протоконтенентальной коры.

3. К началу протерозоя континентальные блики сливаются в единую суперконтинент по мнению некоторых исследователей суперконтиненты образовались и в архее.

4. В течении протерозоя-фанерозоя протекало несколько циклов формирования и распад суперконтинентов.