Америки и между этими континентами раскинулось Берингово море.

Процесс затопления континентов будет продолжаться. С каждым годом Земля становится холоднее и её радиус будет уменьшаться. Охлаждение всего объема Земли до минус 273 градуса по Цельсию будет происходить еще 1 миллиард лет. Если сейчас радиус Земли составляет 6400 километров, то через 0,7 миллиардов лет он будет меньше 5000 километров. Продолжится процесс «выжимания» подземных вод на поверхность Земли, соответственно этому будет увеличиваться масса вод океанов и морей. Поэтому площадь океанов и морей на Земле будет неуклонно увеличиваться, следовательно площадь континентов будет уменьшаться. Можно с большой долей вероятности утверждать, что в ближайшие 20 миллионов лет будут затоплены северные области Канады и Сибири, территория между Северной и Южной Америкой (Мексика, Гондурас, Гватемала, Никарагуа, Куба, Гаити), северная часть Австралии, Сахара, вся «русская платформа» между Балтийским и Черным морями.

5) Период № 5. Период полного отсутствия океанов (возникнет через 2

миллиарда лет при возрасте Земли в 7 миллиардов лет, радиус планеты в то время составит 5000 километров). Выше не раз говорилось о конечной судьбе гидросферы планет. Под действием диссипации была потеряна атмосфера Меркурия, Луны и Марса, потом испарились и рассеялись по космическому пространству молекулы воды из гидросферы этих планет. Аналогичная судьба у гидросферы Земли. Сначала будет почти полностью потеряна атмосфера. Через миллиард лет наша Земля потеряет атмосферу, и под действием космического облучения все воды океанов, морей, озер и рек испарятся и улетят в космос. Сравнительно быстро (за 1 миллиард лет) наша планета потеряет всю гидросферу и ее поверхность будет похожа на лунную. Следовательно, через 1 миллиард лет вся поверхность Земли на 100% будет состоять из суши.

Глава 11. Новые законы эволюции растительного и животного мира на Земле.

На основании вышеизложенного можно сделать совершенно новые выводы о путях эволюционного развития жизни на Земле. Современная биология накопила большую информацию о зарождении жизни, палеонтологическом прошлом растительно-животного мира, современном строении живого вещества. Однако о конечной судьбе земных растений и животных почти нет никакой информации. Что будет с жизнью на Земле через миллионы лет? Разум требует охвата всего эволюционного процесса - от возникновения жизни до его конца. Эволюция жизни на других планетах Вселенной почти во всем будет копировать земные этапы. Схожесть возникает по той причине, что все «планеты жизни» должны иметь почти одинаковые массы, располагаться на определенном удалении от звезды, а следовательно, должны иметь схожую геологическую эволюцию. Жизнь на планетах подчиняется определенным законам космического развития.

1. Небольшие планеты с 0,2 - 0,7 массы Земли имеют слабое гравитационное притяжение по отношению к газам атмосферы. Это является причиной быстрой потери атмосферы до того момента, когда наступит расцвет

41

растительного и животного мира на этой планете. Потеря атмосферы влечет за собой гибель растительно-животного мира. Планета в 0,2 массы Земли может успеть создать на своей поверхности многоклеточные растения. Жизнь продлится на ней на протяжении 600 миллионов лет. Далее произойдет быстрая потеря атмосферы, и жизнь на этой планете погибнет на уровне многоклеточных растений. К этой группе планет относится Меркурий, Марс, Луна, Плутон. Например, планета с недавно вымершей жизнью – Марс. Планета в 0,5 массы Земли сможет сохранить атмосферу и жизнь 1300 миллионов лет, то есть до образования примитивного морского растительно-животного мира. Планета в 0,7 массы Земли сохранит атмосферу, гидросферу и жизнь на протяжении 3 миллиарда лет - до образования довольно развитого морского растительно-животного мира.

2.Земля (благодаря своей значительной массе) имеет возможность сохранить атмосферу и растительно-животный мир на протяжении 4 миллиардов лет. За это время произошло образование не только огромного разнообразия растительного и животного мира, но возник Разумный Человек.

3.«Безжизненными» будут те планеты, масса которых больше 4 масс Земли. Причина в том, что такие планеты имеют слишком большое гравитационное притяжение, позволяющее им длительное время иметь плотную и непрозрачную атмосферу. Световая энергия необходима для реакции фотосинтеза растений, а ее отсутствие препятствует зарождению растительного мира. Не будет растений – не будет кислорода в атмосфере, не будет кислорода в атмосфере – не возникнут животные. Примерами планет, плотная атмосфера которых мешает возникновению жизни, являются Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

4.Теперь можно сделать вывод. «Планетой жизни» может быть только та, которая имеет массу в пределах 0,8 - 4 массы Земли. Только такая планета способна долгое время сохранять атмосферу, гидросферу и развитый растительно-животный мир до момента возникновения на ней Разумного Существа. Только на такой планете потенциально возможно образование высокоразвитых цивилизаций.

5.На биологическую эволюцию большое влияние оказывает фактор удаленности планеты от светила. Например, Земля находится от Солнца на расстоянии, равном 108 диаметрам Солнца (поперечник светила 1400 тысяч километров). Можно предположить, что все планеты, имеющие массы 0,8 - 4 массы Земли и расположенные от светила на расстоянии 100 - 150 его диаметров, имеют возможность зарождения жизни. Слишком большое удаление планеты от источника тепла и света – от своей звезды – отрицательно сказывается в первую очередь на эволюции растений. А близость к светилу способствует перегреванию поверхности планеты. В Солнечной системе, кроме Земли, «планетой жизни» могла быть Венера, масса которой почти равна массе Земли. Однако близкое расположение к Солнцу почти на треть, чем Земля, разогревает поверхность Венеры до нескольких сотен градусов, что и препятствует возникновению любых форм жизни.

§ 56. Причины вырождения жизни на планетах. Эволюция климата Земли.

42

Космические законы безжалостны к красоте растительно-животной жизни. Финал эволюционного процесса для «живого объекта» на любой планете один – вымирание всех форм жизни: от гигантского растения и животного, до вируса. Перечислим основные причины вырождения жизни, характерные для каждой планеты Вселенной:

1.Медленное уменьшение массы атмосферы планеты вплоть до ее полного исчезновения через 1 миллиард лет.

2.Общее охлаждение поверхности планеты на протяжении 70 миллионов лет и интенсивное похолодание на полюсах на протяжении последних 5 миллионов лет.

3.Медленное исчезновение углекислого газа из состава атмосферы.

4.Глобальная засуха.

5.Рассеивание гидросферы планеты по космическому пространству.

6.Вредная деятельность цивилизации.

Для биологов важны не геофизические и геохимические исследования изменений в атмосфере, гидросфере и литосфере, а изучение последствий их воздействия на земную жизнь. Проанализируем направленность биологической эволюции, вызванную космическими и геологическими деструктивными процессами.

1. Разрежение атмосферы является причиной медленного вымирания жизни на Земле. Как было доказано выше, атмосфера Земли медленно рассеивается по космическому пространству под влиянием солнечного излучения. Примерно через 1 миллиард лет она перестанет существовать. Вследствие постоянного разряжения уменьшается общая масса атмосферы и ее барометрическое давление на поверхность планеты. Растения и животные по этой причине переживают эпоху массового вырождения. Очень разреженная атмосфера губительна для жизни по следующим причинам. Во-первых, атмосфера необходима растениям и животным для дыхания. Растения поглощают из атмосферы углекислый газ для проведения процесса фотосинтеза необходимых растению органических соединений. Без атмосферного углекислого газа все растения погибнут. Животные нуждаются в атмосферном кислороде. Во-вторых, атмосфера защищает растительно-животный мир от губительного потока космических лучей. Космическими лучами называется поток элементарных частиц высоких и очень высоких энергий, которые производят мощное радиоактивное облучение. Космическими лучами заполнено околоземное космическое пространство. Они пронизывают насквозь незащищенные живые ткани, разрывая внутри них длинные органические молекулы белков, жиров и углеводов. Организм заболевает лучевой болезнью и умирает. В-третьих, безатмосферные небесные тела очень сильно нагреваются солнечными лучами. Например, Луна имеет на «дневной» стороне плюс 130 ˚ С, а Меркурий - плюс 350 ˚ С. В то же время «ночная» сторона охлаждается на Луне до минус 160˚ С, а на Меркурии - до минус 170˚ С. По приблизительным подсчетам, через 1 миллиард лет безатмосферная Земля будет иметь температуру на дневной стороне полушария плюс 150˚ С, а на ночной стороне минус 180˚ С. При таких температурных режимах существование растительно-животной жизни невозможно. В-четвертых, на поверхности планеты с разреженной атмосферой почти отсутствует барометрическое давление. Углекислый газ и кислород могут усваиваться листьями растений и легкими животных только в том случае, если газы находятся под определенным давлением (не ниже 0,1 атмосфер для растений и 0,4 атмосфер для животных).

43

центре существующей сейчас пустыни, и составляла 10% от сегодняшней её площади. Далее (30 тысяч лет назад) образовались пустыни в Азии, Австралии, Америке. Эволюция пустынь на поверхности Земли представляется следующим образом: 50000 лет назад песчаных пустынь не существовало, 40000 лет назад – 1% территории земного шара были покрыты пустынями, 30000 лет назад – 3%, 20000 лет назад – 5%, 10000 лет назад – 10%, сейчас – 25% поверхности Земли занимают пустыни. В будущем (через 30000 лет) вся поверхность Земли превратиться в песчаную пустыню. Уменьшение количества атмосферной влаги оказывает отрицательный эффект на развитие жизни, так как уменьшает общую биомассу планеты.

3.Потеря всей гидросферы планетой является причиной вымирания жизни. Гидросферой называется совокупность всех водных объектов планеты. Половина ее состава занимают поверхностные воды: океаны, моря, озера, болота, реки, ледники, снега, атмосферная влага. Другую половину составляют подземные воды. После того, как Земля потеряет атмосферу, ее дневная сторона будет нагреваться солнечными лучами до плюс 150 ° С (почти как на Луне). Поскольку температура кипения (парообразования) воды составляет плюс 100 ° С, то начнется процесс интенсивного испарения воды и рассеивание ее молекул по космическому пространству. Естественно, что потеря атмосферы и отсутствие воды на поверхности Земли обязательно приведет к гибели всех растений и животных.

4.Уменьшение концентрации углекислого газа в атмосфере является

причиной медленного вымирания растений на Земле. Углекислый газ CO2

абсолютно необходим растениям для эндогенного органического синтеза. Растения поглощают углекислый газ листьями непосредственно из атмосферы, а также

растворенный в воде CO2 при поглощении водных растворов корневой системой. Вода хорошо растворяет этот газ, поэтому его концентрация в воде в десятки раз

больше, чем в атмосфере. Количество углекислого газа CO2 в атмосфере Земли постепенно уменьшается, так как его в больших количествах поглощают растения,

после чего разлагают на углерод (С) и кислород (О2). Углерод применяется растением для органического синтеза (С-С-С-), а кислород (О2) выделяется в атмосферу. Поэтому с каждым годом углекислого газа в атмосфере становится меньше. Если 5 миллиардов лет назад количество углекислого газа в атмосфере составляло 90% по отношению к другим газам, то сейчас его всего 0,03%. Современные растения испытывают настоящий голод в этом виде «пищи». Благодаря сжиганию органического топлива (угля, нефти, природного газа, горючих сланцев, торфа, древесины и т. д.) цивилизация будет поддерживать процентное количество углекислого газа в атмосфере на уровне 0,03% на протяжении трех столетий: с 1900 года по 2200 года. После 2200 года органические полезные ископаемые на поверхности и в недрах Земли будут исчерпаны и процентное содержание углекислого газа начнет быстро снижаться. По приблизительным расчетам углекислый газ исчезнет из атмосферы через 30 миллионов лет, после чего растительный мир планеты будет вынужден погибнуть. В настоящее время из-за низкой концентрации этого газа в атмосфере происходит массовая гибель растений – до 10 тысяч видов в год.

5.Примеры медленного похолодания климата Земли. Тепло необходимо для существования растительно-животного мира на планете.

45

Большинство растений и животных могут существовать в пределах «100 градусного температурного режима», то есть окружающая среда не должна быть выше 50 ° тепла (+ 50 °), и не должна быть ниже 50 ° мороза (- 50 °) по Цельсию. Как отмечалось выше, поверхность Земли имеет два источника тепла: солнечное и собственное «подземное» тепло. В недалеком прошлом (около 70 миллионов лет) земные растения и животные не нуждались в солнечном тепле. Солнце нужно было растениям только как источник световой энергии для фотосинтеза, но не как источник тепла. Целых 500 миллионов лет тепло живым организмам давала в избытке и сама Земля, так как ее поверхность была нагрета до 20 ˚ - 50 ˚ С. Однако вследствие остывания планеты стало недоставать планетарного тепла для растительно-животного мира. И вот уже около 70 миллионов лет земная жизнь «ориентируется» только на солнечное тепло. Однако экспериментально доказано, что поток солнечного тепла на Землю также постепенно снижается. Можно привести множество примеров из палеонтологии, ботаники, зоологии, метеорологии, истории, которые подтверждают сильное влияние медленного охлаждения поверхности Земли на эволюционные изменения растительноживотного мира и человека.

1)Если рассматривать физические условия, существовавшие на поверхности Земли 3,5 – 5 миллиардов лет назад, то можно убедиться, что в то время жизнь на нашей планете была невозможна. Поверхность Земли имела температуру 500 ° С. Не существовало морей и океанов, так как при такой температуре вода испарялась. Земле нужно было остыть до температуры ниже 100 °

Сдля образования наземных водных бассейнов. Это и произошло 3,5 миллиардов лет назад. Лишь после этого в морях возникли первые водоросли и примитивные животные.

2)Температура поверхности 500 – 3500 миллионов лет назад составляла примерно 50 ° - 80 ° жары по Цельсию. Континентальные пространства были слишком «горячи» для корней растений. В то время жизнь была возможна только в океанах и морях, воды которых поглощали тепло, испаряли влагу в атмосферу и удерживали собственную температуру в пределах 20 ° - 40 ° тепла по С. Поэтому наземные растения появились на континентальной суше только в силурийский период (400 миллионов лет назад). Первые животные - земноводные, которые вышли из океанов на сушу, появились в начале каменноугольного периода (300 миллионов лет назад).

3)Очень теплый климат на Земле сохранялся в период 70 - 400

миллионов лет назад. Собственная теплота поверхности планеты повсеместно составляла 20 ˚ - 40 ˚ С. Благодаря теплу пород и солнечному теплу в атмосфере находилось влаги в 150 раз больше, чем сейчас. Установлено, что 10 миллионов лет назад на месте современной пустыни Сахары находился тропический лес и многочисленные теплые болота. Дальнейшее похолодание резко уменьшило количество дождевых облаков в атмосфере Земли и количество дождей над Сахарой, в частности. Поэтому постепенно Сахара превратилась в пустыню, и расширение ее территории продолжается и по сегодняшний день.

4)Палеонтологические исследования показывают, что только в кайнозойскую эру (последние 70 миллионов лет) появились и начали занимать все

46

большие пространства такие ландшафты, как степи, лесостепи, пустыни, тундра, лесотундра, ледниковый покров Антарктиды и Гренландии. До кайнозойской эры

(70 миллионов лет назад) абсолютно вся поверхность Земли (континенты и острова) были покрыты густыми лесами. Из-за похолодания теплолюбивые гигантские растения (папоротниковые, плауновые) начали вымирать, а их место заняли морозоустойчивые лиственные и хвойные леса. Например, в палеогеновых (40 - 50 миллионов лет назад) отложениях Гренландии содержатся споры и пыльца секвойи, лавра, магнолии, клена и других теплолюбивых растений, свидетельствующих о существовании в этом районе средиземноморского климата. В 1986 году ученые, проводившие исследования в Антарктиде, обнаружили окаменелые фрагменты деревьев на дне моря Уэдделла. Это были остатки обширного леса, который рос 3 миллиона лет назад в 640 километров от южного полюса. Сейчас Гренландия и Антарктида представляют собой снежно-ледяную пустыню. На северном острове Шпицберген 100 миллионов лет назад был очень теплый субтропический климат, там произрастали густые леса папоротников. Поэтому на острове образовались крупные залежи каменного угля, который в настоящее время добывается в большом количестве. Сейчас на этом острове не произрастает ни одного дерева, там круглый год лежит толстый слой снега. Одновременно, под влиянием холода появились животные, покрытые шерстью, птицы – с сохраняющими тепло перьями, морские животные северных широт, покрытые толстым слоем теплоизоляционной жировой тканью. Можно привести десятки других примеров из палеонтологии, показывающих существование процесса медленного похолодания на поверхности Земли, особенно на полюсах.

5)История человеческого общества за последние 2 - 5 тысяч лет также предоставляет десятки доказательств медленного охлаждения поверхности планеты. Приведем лишь один пример. Исландия и Гренландия совсем недавно (1000 лет назад) имели достаточно теплый климат. Там произрастали хвойно-лиственные леса, водились разнообразные звери, поэтому на их территориях возникли десятки крупных поселений викингов. После 1000 года нашей эры климат начал быстро ухудшаться. За 400 лет поселения викингов в Гренландии пришли в полное запустение вследствие усилившегося холода, массовой гибели лесов и диких зверей,

ана полях снег оставался круглый год, чего не было ранее. Одновременно климат ухудшается в Исландии, где 16 - 17 веках были временем тяжелых испытаний для населения, которое сократилось вдвое главным образом из-за резкого похолодания, плохого урожая и последовавшего за этим массового голода.

6)По наблюдениям японских синоптиков c 1960 года над зоной, лежащей севернее 60-й параллели, начался очередной этап интенсивного охлаждения атмосферы. Как показали регулярные метеорологические исследования за 1940 - 1960 годы, снижение температуры в этой северной зоне произошло на 0,1˚ С, с 1960 по 1980 г. - на 0,2˚ С, прогноз похолодания в период 1980 - 2010 годы - на 0,4˚ С.

7)Изучение папирусов Древнего Египта, написанных 4 тысячи лет назад,

убеждают ученых в том, что климат в Северной Африке был более теплым и более влажным, чем сейчас. На месте современных песчаных пустынь были степи, покрытые высокими травами. Вокруг Нила было большое количество озер, болот и оазисов, где произрастали пальмы и кустарники. Значительно богаче, чем теперь, был и животный мир. На территории древнего Египта жили в большом количестве

47

слоны, жирафы, носороги, дикие быки, кабаны, газели, антилопы, львы и пантеры. На многочисленных картинах, нарисованных на стенах древних храмов, сохранились сцены охоты на зверей, которые сейчас уже отсутствуют в североафриканском регионе. К сегодняшнему дню все эти животные вымерли по причине расширения границ безжизненной, песчаной пустыни Сахары. В период 2 – 3 тысячи лет назад в пустынях, окружающих Египет, существовали сотни оазисов с богатым растительным и животным миром. А 50000 лет назад пустыни Сахары вообще не существовало, и весь север Африки имел вид саваны, с высокими травами, с пальмами, с большим количеством болот, озёр и рек, с разнообразнейшим растительным и животным миром.

6. Эволюция климата Земли. Рассмотрим интересную проблему о причинах климатических изменений на нашей планете. Описанные выше эволюционные этапы изменения химического и физического состава атмосферы дают возможность предсказать в общих чертах эволюцию климата Земли. Климат определяется состоянием нижних слоев атмосферы, где происходят метеорологические процессы: ветер, дождь и снегопад, жара и холод, туман и так далее.

Многие ученые делают попытки предсказать глобальные изменения климата Земли на тысячелетия вперёд, используя для этого данные 200 – 300 летней давности. Их прогнозы являются полностью ошибочными, потому что динамику изменения климата Земли на таком коротком участке времени нельзя выявить. Самый правдивый прогноз изменения климата Земли вытекает из анализа изменений в течение всего ее существования, то есть – на протяжении 5 миллиардов лет!

Главная причина изменения климата Земли состоит в динамическом изменении теплового режима на поверхности планеты. Существуют два генератора тепла, нагревающих поверхностный слой литосферы и атмосферы Земли. Внешним источником является Солнце, солнечное излучение, а внутренним - радиоактивный распад элементов в недрах планеты. Тепловой режим на поверхности планеты меняется и в зависимости от сезона, времени суток, от прозрачности атмосферы для солнечных лучей, теплоемкости различных ландшафтов (континентов и океанов, гор и равнин, лесов и песчаных пустынь). Ветер – это быстрое перемещение воздушных масс. Ветер зарождается по причине разности разогрева отдельных территорий планеты и благодаря быстрому вращению Земли вокруг своей оси. Дожди и снегопады возникают вследствие испарения воды с поверхности океанов, морей и рек, что также происходит под действием солнечного тепла. Следовательно, чтобы точно прогнозировать климат на планете, надо изучить эволюционные изменения глобальных источников тепла. За время существования Земли (в прошлом и в будущем) можно выделить три периода глобальных климатических изменений.

1) Климат Земли в прошлом. Стадия формирования климата благодаря внутренней теплоте планеты. Все планеты Солнечной системы, в том числе и Земля, на протяжении 4 миллиардов лет имела не прозрачную, плотную и толстую атмосферу. Например, 3 миллиарда лет назад влияние солнечных тепловых лучей на поверхность планеты было минимальным из-за плотной и непроницаемой атмосферы Земли. Основным источником тепла было радиоактивное тепло недр. В период 0,5 - 4,5 миллиардов лет назад климат на всей поверхности Земли был субтропический. Температура почвы достигала 30 º - 50 º С. В это время происходил активный процесс испарения воды в атмосферу. Ливневые дожди и грозы

48

отличались большой интенсивностью. На горах и на полюсах не было снега и льда. Не существовало температурной разницы между летом и зимой, между ночной и дневной половинами суток. Солнечная энергия давала в сумме тепла в сотни раз меньше, чем величина собственного, радиоактивного тепла планеты. Темпы охлаждения поверхности Земли хорошо проиллюстрированы на графике (смотрите

рисунок 14 – А).

2) Что сейчас оказывает влияние на климат Земли? Солнечная стадия формирования климата. Литосфера Земли постепенно остывает. В наше время теплота на поверхности планеты в основном поддерживается за счет солнечного тепла. Ежегодно радиоактивные недра Земли выделяют на поверхность тепловую энергию в количестве 1,9 ·1027 эрг, а от Солнца приходит тепловая энергия 1,5 · 1031 эрг, что почти в 8000 раз выше. Но поток солнечного излучения (тепла) также уменьшается на 0,015% в год (читай § 40). Цветущую Землю уничтожает холод. На протяжении последних 0,5 миллиардов лет собственное радиоактивное тепло планеты почти не нагревало ее поверхность. За 4 миллиарда лет толщина атмосферы Земли уменьшилась в сотни раз, меньше стала ее масса, плотность и давление, атмосфера стала полностью прозрачна для солнечных лучей. Природа «позаботилась» о том, чтобы потеря источника радиоактивного тепла компенсировалась солнечным теплом, и «сделало» прозрачной атмосферу Земли. Сейчас климат планеты на 99 % зависит от солнечного тепла. Глобальная перемена климата на Земле произошла 0,5 миллиардов лет назад, и такое положение продлится еще 1 миллиард лет, то есть до тех пор, пока имеется атмосфера вокруг планеты. Если учесть, что жизнь существует уже 3,5 миллиардов лет, то последние 0,5 миллиардов лет живые организмы ориентированы на получение тепла от солнечных лучей. Солнечная стадия формирования климата имеет много закономерностей и правил. В этот период возникли сезонные (годовые) колебания температур, суточные колебания и так далее. Интересно, что 500 миллионов лет назад на планете не существовало сезонов года. Не существовало ни лета, ни осени, ни весны, ни зимы. Не было дождливых сезонов года и засушливых. Дожди каждые 2 – 3 суток выпадали и в Антарктиде, и в Африке. Ночью было тепло, как днем. Примерно 100 миллионов лет назад годовое колебание температуры составляло 3 °, а суточное 0,5 °. Около 3 миллиона лет назад годовое колебание температуры составляло уже 20 °, суточное 10 ° С. Сейчас дневная и ночная температуры могут отличаться на 20 °. Зима и лето в Якутии имеют разницу температур в 100 °, так как зимой температура достигает минус 60 °, а летом – плюс 40 ° по Цельсию.

ВЫВОД. По мере охлаждения атмосферы и поверхности Земли усиливаются суточные и годовые температурные контрасты, возникают сухие и дождливые сезоны года.

Охлаждение всей поверхности Земли одновременно может иметь место только в то время ее эволюции, когда планета еще обладает довольно протяженной и массивной атмосферой. Когда почти исчезает атмосфера, возникает температурный контраст – возникает сильное нагревание планеты с дневной стороны и сильное охлаждение с ночной стороны. Именно такой период геологического развития начался на Земле 70 миллионов лет назад и продолжается до сих пор. Все это время происходит процесс неравномерного планетарного охлаждения на дневной и ночной стороне планеты. Дополнительно к общему охлаждению климата, около 5 миллионов лет назад присоединилось сверхсильное, локальное охлаждение Земли на полюсах. Начало Кайнозойской эры совпало со временем, когда источник тепла в

49

виде эндогенного радиоактивного разогрева планеты иссяк. Солнечное излучение особенно интенсивно нагревает экваториальную поверхность Земли, которая расположена перпендикулярно к направлению движения солнечных лучей. Поверхность планеты на полюсах весьма слабо нагревается Солнцем, так как лучи падают под очень малым углом и не нагревают ее поверхность. В результате этого древние тропические леса погибли на полюсах, биомасса этих участков суши снизилась до нуля, территории превратились в безжизненные снежно-ледяные пустыни. Подвергались «климатическому истреблению» растения и животные Антарктиды, Гренландии, островов Северного Канадского архипелага, Ледовитого океана (о-ва Шпицберген, Новая Земля, Земля Франца-Иосифа и т. д.). На месте бывших тропических лесов возникли огромные тундровые пространства, которые отличаются небольшим количеством видов приспособившихся к холоду растений и животных (мхов, рыб, пушного зверя). Так как охлаждение планеты продолжается, то эти пространства суши в ближайшем геологическом будущем также превратятся в снежно-ледяные пустыни, на которых фактически отсутствует биологическая жизнь.

3) Прозрачность земной атмосферы. Интересно, что прозрачность атмосферы на протяжении 5 миллиардов лет постоянно улучшалась! Это, в свою очередь, способствует увеличению энергии солнечного лучевого потока, падающего на Землю, что ведет к лучшему прогреванию ее поверхности. Кроме того, повышение лучевого потока ведет к интенсификации реакции фотосинтеза у растений. Улучшению прозрачности атмосферы способствуют следующие причины.

•Происходит уменьшение толщины атмосферного слоя Земли. В термическую стадию (5 миллиардов лет назад) толщина ее равнялась 500 000 километров (из материи атмосферы образовалась Луна), во время вулканической стадии (4 миллиардов лет назад) – 150000 километров, органосодержащей (3 миллиардов лет назад) - 50 000, кислородсодержащей (1 миллиардов лет назад) - 10 000, сейчас - 1000 километров. Причина эволюционного уменьшения толщины атмосферного слоя раскрывается в § 48.

•Уменьшается интенсивность вулканических извержений. Вулканы заполняли атмосферу пылью и облаками газов, которые значительно уменьшали прозрачность атмосферы.

•Постоянно уменьшается количество углекислого газа в атмосфере благодаря деятельности растительного мира. Но 3 миллиарда лет назад огромные облака этого газа поглощали больше половины солнечного света.

•Когда-то над Землей нависали непрозрачные облака из аммиака. Окислительная деятельность свободного атмосферного кислорода привела их к превращению в прозрачный для солнечного света азот.

•Охлаждение литосферы приводит к уменьшению испарения воды в атмосферу. Облачность атмосферы постоянно снижается, одновременно улучшается

еепрозрачность.

Можно привести множество других примеров, подтверждающих закон эволюционного улучшения прозрачности земной атмосферы. Так как в последние 0,5 миллиардов лет основной источник тепла на Земле является Солнце, то улучшение прозрачности атмосферы улучшает проникновение солнечных лучей к поверхности планеты. Можно только удивляться, как удачно Природе удается компенсировать охлаждение планеты "изнутри" улучшением прогревания ее солнечными лучами "снаружи". Благодаря хорошей прозрачности атмосферы на поверхности Земли сохраняется тепло, которое совершенно необходимо для жизни

50

животных и растений.

4) Климат Земли в будущем. Какова перспектива изменения климата на Земле? Чтобы сделать более точный прогноз климатических изменений на Земле, необходимо принять во внимание следующее обстоятельство. Безатмосферная Луна нагревается Солнцем до плюс 130 ° С, а ночная ее сторона в это время имеет температуру минус 160 ° С. Следовательно, суточный температурный контраст составляет 290 ° С. Меркурий на солнечной стороне нагрет до 550 ° С, а на ночной имеет температуру 170 ° С. Суточная разность температур у Меркурия составляет более 700 ° С. Климатическая судьба Земли имеет тенденцию к сближению с условиями существования безатмосферных планет. Через 1 миллиард лет она потеряет атмосферу и суточный контраст температур на ее поверхности приблизительно будет плюс 150 ° С днем, минус 200 ° С ночью.

Зная перспективу изменения климата в далеком будущем, можно предположить, что в ближайшие десятилетия произойдут следующие изменения:

а) Дневная температура будет повышаться, а ночная - понижаться. Солнечных и безоблачных дней будет все больше.

б) Увеличится контраст температур летних и зимних месяцев. В северном полушарии зимы будут все более суровыми, а летние месяцы все теплее; в южном полушарии - все наоборот.

в) Активная диссипация газов атмосферы в космос уменьшит массу атмосферы и ее давление у поверхности. Одновременно (в связи с общим охлаждением планеты) снизится количество испарившихся молекул воды в атмосферу, уменьшается количество дождей, повсеместно снизится количество осадков, станут редкостью грозы, еще больше возрастет площадь пустынь. Вместе с холодом земные растения и животные испытают на себе воздействие засухи. Уменьшится и интенсивность метеорологических явлений: станет слабее ветер, снизится количество и интенсивность циклонов и антициклонов, бурь, штормов, ураганов, тайфунов, смерчей, торнадо и так далее.

7. Ледниковые периоды и климат Земли. Две гипотезы возникновения ледниковых периодов на Земле. Первая гипотеза. При взрыве

«сверхновой» звезды вся кристаллическая масса планет превращается в астероиды, метеориты, метеоры, кометы и болиды. Другая часть массы планеты превращается в силикатно-металлическую пыль и газы. Масса самой «сверхновой» звезды сначала превращается в плазму, а после остывания представляет собой газы и частички пыли, состоящие из тяжелых радиоактивных металлов. При наблюдении в телескоп на месте взрыва «сверхновой» и ее планетарной системы располагается темное, непрозрачное, радиоактивное пылевое облако (туманность), разлетающееся от центра взрыва во все стороны. Есть данные, что во время «медленного падения» на ядро галактики некоторые пылевые туманности окутывали Солнечную систему. Пылевое облако обволакивало Солнце и в несколько раз уменьшало яркость электромагнитного излучения. На Земле в это время наступал ледниковый период.

Итак, причина возникновения ледниковых периодов – космическая. Все ледниковые периоды происходили в последние 70 миллионов лет, когда собственного тепла коры Земли выделялось явно недостаточно для растительноживотного мира. Сейчас ежегодно радиоактивные недра Земли выделяют на поверхность тепловую энергию в количестве 1,9 · 1027 эрг. Одновременно от Солнца за год Земля получает тепловой энергии 1,5 · 1031 эрг, почти в 8000 раз больше.

51

Поэтому растения и животные уже десятки миллионов лет ориентируются на солнечное тепло. Однако при вращении вокруг ядра Галактики (период обращения 250 миллионов лет) Солнечной системе приходится пересекать такие области космического пространства, которые имеют высокую концентрацию космической пыли. Пылевой «туман» поглощал кванты света, лучевой поток на Землю уменьшался в несколько раз, и на Земле начинался ледниковый период. Интенсивность похолодания может быть различной в зависимости от плотности пылевых частиц в туманности. Длительность ледникового периода зависит от размеров пылевой туманности, которую пересекает Солнечная система. Количество таких периодов оценивается в 5 - 6, их длительность - несколько тысяч лет. На поверхности Земли и других планет в это время оседали миллионы тонн пыли, падали крупные осколки бывших планет в виде метеоритов. Ледниковый период проявляется быстрым и сильным похолоданием в течение нескольких тысяч лет с последующим быстрым потеплением до прежних климатических характеристик.

Вторая гипотеза. Имеется и другая гипотеза возникновения ледниковых периодов на Земле. Наша Галактика относится к спиральным галактикам типа Sa. Следовательно, ядро Нашей Галактики выбрасывает в окружающее пространство газы в виде двух огромных газовых рукавов (спиралей). Когда траектория выброса газов будет происходить через космическое пространство, в котором находится Солнечная система, то газовое облако спирального рукава Галактики обволакивало Солнце и в несколько раз уменьшало его яркость свечения. На Земле в это время наступал ледниковый период. Но по расчетам астрономов два газо-водородных облака Нашей Галактики, исходящие из быстро вращающегося ядра Галактики, могут обволакивать Солнечную Систему через каждые 48 миллионов лет. Однако, только за последние 70 миллионов лет ледниковых периодов было шесть.

Следовательно, возникновение ледниковых периодов по причине окружения Солнца газами галактических рукавов происходит в 4 раза реже, по сравнению с другой причиной образования ледниковых периодов на Земле – с обволакиванием Солнечной системы пылью тёмной туманности, которая образовывается от взрыва старой звезды.

8. Почему холод является эволюционной причиной гибели растений?

От холода растения погибают по следующим причинам. Во-первых, от воздействия холода отмирает главная, синтезирующая часть растений – листья. Под действием низких температур белок зелёного хлорофилла коагулируется, поэтому осенние листья меняют зеленый цвет на желтый и красный. Все обменные процессы внутри растения консервируются, останавливаются. Во-вторых, если от сильного холода промерзает не только ствол, но и корни (дерева, кустарника, травы), то растение не в силах восстановить свои обменные процессы и погибает. Например, для цитрусовых и винограда мороз более 15˚ С может оказаться губительным, деревья груши и вишни вымерзают при морозе минус 30˚ С. Наиболее морозоустойчивые хвойные деревья (ель, сосна и т. д.) и некоторые лиственные (береза, осина, дуб, рябина и т. д.) могут перенести мороз до 50˚ С. В-третьих, растения состоят на 30 - 93% из воды. Растения, всасывая корнями жидкость, одновременно потребляют растворенные в ней соли, углекислый газ, органические вещества. В жаркие дни большое дерево испаряет поверхностью своей кроны десятки литров воды. Без увлажнения почвы дождями или искусственным поливом растения погибают от засухи. Однако холод трансформирует воду из жидкого агрегатного состояния в

52

твердое, в снег и лед. Корни же растений не могут впитывать в себя воду в виде снега и льда. Если почва промерзает на 0,5 - 1 метров, то корни растений теряют возможность впитывать воду, и растения погибают от «холодовой засухи» (т. е. от недостатка жидкой воды).

9.Формы борьбы растений за выживание в условиях сильных холодов. В борьбе за существование в холодных районах растения выработали следующие приспособительные механизмы. Во-первых, растение во время сезона холодов снижает интенсивность обменных процессов и пребывает в своеобразной «спячке». Оно почти не растет, почти не синтезирует органических веществ, почти не поглощает углекислый газ и почти не выделяет кислород. Растение застывает в своем развитии до наступления потепления (весны). На горизонтальном срезе ствола крупного дерева (березы, ели) видны десятки светлых и широких полос, которые соответствуют летнему росту вширь дерева. А тонкие и темные полосы соответствуют зимнему периоду «отсутствия роста». Во-вторых, для сохранения своей корневой системы растение располагает ее как можно глубже в почве, подальше от холодной атмосферы. Часто длина корней дерева достигает нескольких метров. В-третьих, самые морозоустойчивые хвойные породы деревьев борются с переохлаждением тем, что «пропитывают» смолой свой ствол (ёлки, сосны). В- четвертых, кора многих пород деревьев и кустарников имеет выраженные теплоизоляционные свойства. Например, кора сосны имеет толщину до 2 сантиметров, она сухая, легкая, пробкообразная, обладает прекрасными теплоизоляционными качествами. Она играет роль естественного «утеплителя» для ствола дерева в период сильных морозов. В-пятых, растения выработали также множество других способов выживания в условиях сильных морозов: становятся небольших размеров, стелются по поверхности земли и так далее.

10.Почему холод является эволюционной причиной гибели животных? Животные погибают от холода по следующим причинам. Во-первых, животные погибают от переохлаждения своего организма. Например, похолодание климата до минус 10 º С приводит к гибели крокодилов, змей, ящериц и других пресмыкающихся. Для любого «морозоустойчивого» животного (пингвин, морж, медведь, лось, воробей и т. д.) существует критическая, минусовая температура, которую организм перенести не может и погибает. Для всех животных мороз в минус 80 º С является смертельным. Во-вторых, у травоядных животных холод вызывает смерть от голода. Травы зимой погибают, покрываются толстым слоем снега, а иногда и льдом. В этих условиях многие лесные животные съедают кору деревьев, тонкие ветви кустарника, вырывают засохшие стебли травы из-под снега и так далее. Каждую зиму в лесах погибают от голода тысячи лосей, оленей, косуль, птиц и других травоядных. В-третьих, для хищных животных (волков, лис, рысей, куниц, хорьков и т. д.) в холодный сезон года также наступает голод, так как для них пищей являются травоядные животные, которые или покидают районы сильных холодов или вымирают. В-четвертых, холодный сезон в некоторых северных районах длится полгода и более. Все это время пресная вода, необходимая для утоления жажды животных, находится в твердом состоянии - в виде снега и льда. Если животное не «научится» утолять жажду снегом и льдом, то оно неизбежно погибнет.

11.Формы борьбы животных за выживание в условиях сильных

53

холодов. В процессе «эволюционного совершенствования» животные выработали у себя большое количество способов борьбы за существование.

Во-первых, самым главным достижением животных является механизм эндогенной выработки тепла. Все высшие животные относятся к теплокровным видам, то есть их живые ткани имеют способность вырабатывать внутри своего организма тепло. Теплокровным животным и человеку дан природой механизм, который поддерживает температуру его тела точно на уровне + 36,6 градусов по Цельсию. Необходимо подчеркнуть, что все животные, существовавшие 70 миллионов лет тому назад, такого механизма самонагревания тела ещё не имели. В то время на поверхности планеты не было места холоднее + 40 º С и была необходимость в отдаче тепла, а не в его выработке внутри организма. Но когда на поверхности планеты климат повсеместно стал холоднее + 20 º С (40 миллионов лет назад) возникла жизненная необходимость в защитном теплогенерирующем механизме. Если в организме животного не образовывался механизм тепловыделения, то этот вид обязательно исчезнет, вымрет. Современная биология пока не может ответить на вопрос: «Почему теплокровные животные и человек имеют одинаковую температуру тела, равную + 36,6 º С?». Можно предположить, что температура в + 36,6 градусов является оптимальной для внутриклеточных биохимических реакций. Именно при этой температуре реакции обмена протекают наиболее интенсивно. При охлаждении организма животного и человека ниже + 35 градусов происходит резкое замедление обменных процессов, а дальнейшее охлаждение приводит к смерти. При разогревании человеческого тела выше + 42 градусов обмен веществ становится чрезмерным, и через некоторое время перегрев организма также приводит к смерти.

Возникает следующий закономерный вопрос: «Почему для всех

биохимических реакций внутри клеток животного и человека оптимальной температурой является + 36,6 градусов по Цельсию?». К большему сожалению, на этот вопрос современная медицина ответить не может. По этой проблеме автор имеет две собственных гипотезы. Первая гипотеза. Возможно потому, что при температуре плюс 36,6 º С вода приобретает свойства самой «удобной» среды для перемещения внутри себя органических молекул. При температуре ниже + 35 º С вода слишком «густая и плотная», и от этого она медленно проводит молекулы от одного конца клетки к другому, а при температуре выше + 37 º С вода становится слишком разряжённой, и от этого очень быстро проходят биохимические реакции внутри клетки. Вторая гипотеза. На протяжении 500 миллионов лет температура окружающей среды на поверхности Земли находилась в интервале от + 30 до + 43,2 градусов. Среднеарифметическое значение температурного режима составляет + 36,6 º С. Поэтому организм животных и его биохимическая система обмена «привыкли» к такой температуре тела, и далее организм научился сохранять ее внутри себя при теплогенерации. Когда атмосфера и поверхность Земли остыла до минусовых температур, организмы животных и предков человека выработали способ для «подогрева» своего тела на уровне температуры, привычной для своей «биохимической фабрики», которая соответствует + 36,6 º.

Отсутствие механизма выработки тепла организмом явилось главной причиной вымирания динозавров. Причина вымирания этих необычайно крупных представителей животного мира является отсутствие в их организмах механизма эндогенной выработки тепла. Огромные травоядные и хищные динозавры возникли 400 миллионов лет назад во время очень благоприятной климатической эпохи, когда атмосфера и поверхность планеты были разогреты до плюс 40 – 60 градусов по

54

Цельсию. Организм, чтобы выжить в окружающей теплой среде, развивал внутри себя мощные процессы охлаждения тела через испарение воды с поверхности кожи. Животные эпохи динозавров были гладкокожие как современные киты, дельфины, крокодилы, лягушки, змеи. Естественно, у динозавров отсутствовал процесс генерации тепла, но присутствовал процесс интенсивного охлаждения при помощи потоотделения и испарения с кожной поверхности воды. Около 70 миллионов лет назад началось быстрое похолодание. Выжили те животные, которые начали вырабатывать внутреннее (эндогенное) тепло. Очень незначительное количество динозавров (1%) начали вырабатывать эндогенное тепло, и они продолжили свою эволюцию. Остальные рептилии (99%) вымерли, потому что не адаптировались к глобальному климатическому изменению – к холоду.

Во-вторых, все высшие животные хорошо приспособились к существованию в условиях холодного климата, так как имеют естественные способы утепления организма: их кожа покрыта шерстью, перьями, значительно утолщена их подкожная клетчатка (жировое утепление организма). Шерсть является прекрасным теплоизоляционным материалом. Благодаря ей выжили «в окружении» низких температур медведи, тигры, львы, кошки, собаки, волки, белки, овцы, крысы, мыши и другие. В далеком прошлом (100 миллионов лет назад) предки этих животных были гладкокожие. «Надеть шубы» их заставил холод. Перья являются самым удобным видом естественного утепляющего материала для птиц. До эры похолодания птицы имели крылья в виде тонких кожных перепонок. Холод заставил птиц «окутаться в перья». Необходимо подчеркнуть, что перья нисколько не улучшают, а только ухудшают аэродинамические свойства птиц. Но птицы вынуждены были «пойти» на утяжеление своего веса, чтобы бороться с условиями холодной среды обитания. Многие морские животные (моржи, тюлени, котики и т. д.) утепляют организм благодаря толстому слою подкожного жира. Предки этих животных в эру теплого климата таких анатомических образований не имели.

В-третьих, многие животные накапливают питательные вещества летом, увеличивают свой вес, а зимой, когда нечего кушать, переваривают свои внутренние запасы и худеют. Так делают медведи, утки, рыбы и другие животные.

В-четвертых, некоторые животные все холодное время года проводят в спячке. Так делают медведи, мыши, сурки и другие. Предварительно такие животные проводят определенные подготовительные мероприятия: роют берлогу или нору, натаскивают туда теплой травы и хвороста, набирают вес в теплые летние месяцы и так далее. Белки и мыши даже запасают продукты питания на зиму (сушат грибы, ягоды, зерна), пчелы заготавливают мед, муравьи накапливают в муравейнике насекомых и сухую траву. Животное спит на протяжении всей холодной половины года, так как в случае бодрствования оно обязательно погибло бы от холода и голода. С наступлением весны животное просыпается и начинает активный образ жизни.

В-пятых, многие животные ежегодно покидают холодные районы. Так, например, делают перелетные птицы: гуси, лебеди, журавли, аисты, утки и так далее. Необходимо напомнить, что птицы точно ориентируются во время полета по магнитному полю Земли.

55

В-шестых, спасаясь от холодного климата, некоторые животные поменяли среду обитания с наземной на водную. Такой вид борьбы за выживание выбрали те из них, которые жили на "островных" территориях на южном и северном полюсе: в Антарктиде, Гренландии, на острове Шпицберген и так далее. Эти участки суши окружены со всех сторон морями и океанами. Около 70 миллионов лет назад на этих территориях было тепло, росли тропические леса, жило большое количество разнообразных животных. Но климат постепенно становился очень холодным. Все животные на этих полюсных территориях вымерли, кроме тех, которые изменили свою среду обитания с наземной на морскую, и птиц, которые могли перелететь на другой континент. Спасаясь от холодов, начавшихся в Антарктиде 3 миллиона лет назад, доисторические крупные травоядные животные приспосабливались к морской жизни, и позже от них произошли киты, касатки и пингвины. Северные холодные земли «создали» таких морских животных, как морж, тюлень, котики, морская корова, белый медведь и так далее. Если бы эти животные не приспосабливались к морской жизни, они бы обязательно погибли.

В-седьмых, гоминиды, существовавшие на этих же островных территориях Арктиды, использовали разумную трудовую деятельность в борьбе за выживание. Когда на полюсах Земли был теплый климат, гоминиды, как и все остальные животные, свободно пользовались теми дарами природы, которые давала им благодатная земля. Последующее охлаждение климата на полюсах вызвало интенсивное вымирание растений и животных. Покинуть район биологической катастрофы гоминиды не могли, так как территория Арктиды была поделена на крупные острова, которые омывались со всех сторон водами Северного Ледовитого океана. Поэтому гоминиды избрали Разум как средство борьбы с тяжелыми условиями жизни. В целях борьбы с холодом они стали одеваться в одежды, сшитые из шкур животных, грелись около огня, строили примитивные жилища в виде землянок с деревянным каркасом и шатров из шкур животных. Для борьбы с голодом стали применять коллективный способ охоты, совершенствовали орудия охоты (топор, копье, лук со стрелами) и рыболовства (гарпун, сети), начали заниматься «сельским хозяйством». Однако, несмотря на эти приспособительные мероприятия, дальнейшее проживание первобытных людей на островных территориях около северного полюса привело бы их к неминуемой гибели, так как в настоящее время эти земли полностью лишились растительного мира, и представляют собой безжизненные снежно-ледяные пустыни. Разум вторично помог выжить человеку в создавшейся ситуации. Первобытные люди осознали, что для спасения надо построить из оставшихся на островах деревьев лодки и плоты, и переплыть на благодатные земли континентальной суши. На новых местах обитания они встретились с прекрасными условиями жизни, поэтому быстро увеличили свою численность и расселились по всей поверхности земного шара. Сделаем краткий вывод из сказанного. В неблагоприятных климатических условиях жажда жизни наших далеких предков трансформировалась в примитивный интеллект. Объективная реальность поставила обезьян перед выбором: умереть или поумнеть. Наши предки выбрали Разум как средство для выживания, и мы должны быть им благодарны за свое существование. Интересно отметить, что те гоминиды, которые возникли и развивались в теплых местах континентальной суши (Европе, Азии, Африке и т. д.), так никогда и не смогли стать Разумными Существами. Они не поумнели, так как не пережили процесс длительного пребывания на огромном острове с холодным климатом. Их интеллект остался на уровне дикого животного, и

56

наблюдения за реликтовыми гоминидами подтверждают это мнение.

§ 57. Законы эволюционных изменений биомассы планеты.

Одним из главных общебиологических показателей является масса биосферы, или биомасса. Биомасса – это общая масса всех видов живого на Земле в определенный момент времени. На нашей планете биомасса состоит из трех главных видов: растения (99,75% массы биосферы), животные (0,25%) и микроорганизмы (10 - 6%). Биомасса на Земле изменяется в процессе эволюции. Она сначала медленно возрастала на протяжении 3340 миллионов лет, а потом стала сравнительно быстро уменьшаться на протяжении 263 миллионов лет. Для точной ориентации в эрах и периодах приводится таблица 8, где длительность периодов указана в миллионах лет. Рисунок 22 отражает этапы изменения массы биосферы. Современную биомассу ученые оценивают в 1014 кг (В. И. Вернадский), что составляет в 10 миллионов раз меньшую массу, чем «теоретически максимальная» масса биосферы Земли. Можно выделить следующие эволюционные стадии количественного изменения биомассы.

1.Безжизненная горячая Земля. Стадия длилась от возникновения планеты в течение 1500 миллионов лет до начала архейского эона.

2.Медленное увеличение биомассы Земли. Длительность 3000

миллионов лет; время архейского, протерозойского эонов. Жизнь возникла, и начала медленно увеличивать свою биомассу до 1013 - 1015 кг к концу протерозоя, живые организмы содержались исключительно в морях и океанах. Несмотря на изобилие углекислого газа в атмосфере (80%) повсеместная теплота поверхности континентов планеты (в среднем около + 250 ° С) не давало возможности распространению растений по суши. Растения существовали только в океанах.

Таблица 8. Палеонтологическая таблица и биомасса Земли.

57

растительной массе животные занимали в то время около 1%, что составляет 1018 кг. Если современная масса животных определяется цифрой 2,5 ·1013 кг, то в юрский период она была в 4000 раз выше. Однако основную массу биосферы (99%) составляли растения. Наивысшая масса биосферы приходится на 5 периодов: два последних периода палеозойской эры (каменноугольный и пермский) и три периода мезозойской эры (триасовый, юрский и меловой).

5.Быстрое уменьшение биомассы. Эта стадия уже длится на протяжении всей Кайнозойской эры (в течение 70 миллионов лет) и закончится полным исчезновением жизни на Земле приблизительно через 30 миллионов лет; общая длительность стадии 100 миллионов лет. Причина очень быстрого вымирания растений и животных в кайнозойскую эру состоит в катастрофическом уменьшении углекислого газа до 0,03% и в значительном похолодании атмосферы у поверхности Земли. Вулканическая деятельность почти затихла и не добавляет углекислого газа в атмосферу. Северный и южный полюса окружаются холодными зонами льдов и снегов, где почти нет растительно-животного мира. Через миллион лет процентный состав углекислого газа в атмосфере еще больше уменьшится, а планета станет значительно холоднее. Через 30 миллионов лет жизнь на Земле перестанет существовать.

6.Безжизненная холодная Земля. Оставшееся время, вплоть до взрыва Солнца как «сверхновой», Земля будет без признаков жизни. Процесс уничтожения всех планет Солнечной системы, в том числе и планеты Земля, произойдет примерно через 3 миллиарда лет, когда ее возраст будет 8 миллиардов лет. За это время планета потеряет атмосферу и гидросферу, литосфера полностью остынет. Исчезнут все «среды жизни»: атмосфера, почва, гидросфера. Земля станет похожей на Луну.

7.Сделаем некоторые общебиологические выводы.

•Из 8 миллиардов лет существования Земли (в прошлом и будущем)

жизнь будет сохраняться на планете около 3,57 миллиардов лет, то есть 45% времени существования планеты. Максимальная масса биосферы (мезозой) в количестве 1020 кг просуществовал на планете 0,1 миллиардов лет – 1,5% времени всего существования жизни на планете.

•На протяжении 3340 миллионов лет происходил процесс возрастания биомассы, а за 263 миллионов лет биомасса уменьшится до минимума, до полного исчезновения жизни на Земле. Таким образом, вымирание жизни происходит в 13 раз быстрее, чем процесс возрастания биомассы.

•Максимальная масса биосферы на Земле может быть не более 1,4 × 1021

кг. Почему? Растительно-животный мир состоит из воды на 60 - 90%. На поверхности Земли находится 1,4 × 1021 кг воды (в океанах, морях, озерах, реках, атмосфере). Следовательно, если даже растения и животные включат в свой состав

всю воду океанов, морей, рек, озер (что практически невозможно), то их масса не сможет превысить эту величину (1,4 × 1021 кг). Современная биомасса в 1014 кг составляет в 10 миллионов раз меньшую массу, чем «теоретически максимальная» масса биосферы Земли.

•Существуют две главные тенденции изменения биомассы планеты Земля. Первое: возрастание массы биосферы происходило во время протерозоя и палеозойской эры. Второе: уменьшение биомассы происходило во время мезозойской и кайнозойской эр. Следовательно, в определенные периоды

59

палеозойской эры биомасса в количественном отношении была равнозначной биомассе определенного периода Мезозойской и Кайнозойской эрам. Определим некоторые периоды ее равенства. Биомасса в количестве 1017 кг соответствует началу девонского периода палеозойской эры и началу Кайнозойской эры (палеогеновый период), в количестве 1019 кг - каменноугольному периоду (палеозой) и середине юрского периода (мезозой). Биомасса 10 20 кг соответствует началу пермского (палеозой) и концу триасового (мезозой) периодов.

•Рассчитано, что полное вымирание жизни на Земле произойдет через 30 миллионов лет. Понятно, что это очень приблизительная цифра. Невозможно установить точного момента исчезновения растительно-животного мира, так как нельзя предсказать время полного исчезновения углекислого газа из атмосферы, и трудно предвидеть темпы оледенения поверхности планеты. Однако момент гибели жизни на Земле можно определить по графику № 20. Если продлить линию, относящуюся к стадии 5 (прямую Кайнозойской эры), она пересечет нулевую линию биомассы через 30 миллионов лет. Другими способами невозможно установить момент гибели жизни на Земле.

•Человечество возникло в период интенсивного вымирания жизни на Земле - в антропогеновый (четвертичный) период кайнозойской эры. Холод и голод заставили наших предков думать. Мышление является одним из способов борьбы за существование определенных видов животных, какими оказались древние обезьяны. Сильная воля к жизни трансформировалась в разум. Интересно отметить, что Человек Разумный возник 5 миллионов лет назад и в то же самое время образовались льды Арктики и Антарктиды. Если астрономы обнаружат планету с растительноживотным миром (с кислородом и углекислым газом в атмосфере), полюса которой начали покрываться снежно-ледяными шапками, то можно утверждать о возможности возникновения Разумных Существ на данной планете.

8.Какова причина уменьшения растительно-животной массы

(биомассы) на Земле? Существует всего четыре главных причин, из-за которых биомасса стремительно уменьшается, и, в конце концов, полностью ликвидируется, станет равной нулю. Причины эти следующие: постоянное уменьшение углекислого газа в атмосфере, постоянное охлаждение поверхности Земли, резкое уменьшение испарения воды в атмосферу из-за холода и возникновение глобальной засухи (безжизненных песчаных пустынь), а также - медленное исчезновение атмосферы, окружающей планету. Самое сильное влияние на биомассу оказывает уменьшение концентрации углекислого газа. Наивысшее развитие растительной массы происходило при концентрации углекислого газа в 10 - 30% в пермский и триасовый периоды. Дальнейшее уменьшение углекислого газа до 7% в мезозойскую эру привело к медленному сокращению биомассы (стадия 4), а уменьшение концентрации углекислого газа ниже 3% в начале кайнозойской эры (стадия 5) окончательно подорвало приспособительные механизмы земной растительности. Похолодание планеты вместе с углекислым «голодом» способствовало началу быстрого уменьшения биомассы планеты (стадия 5). Многие виды растений (папоротники, лепидодендроны, сигиллярии) не смогли выработать в своих ферментативных системах способов поглощения углекислого газа CO2 из атмосферы

иводных растворов при значительном падении концентрации углекислого газа в атмосфере до 0,03%. Эти виды растений интенсивно вымирали. В меловом периоде (мезозойская эра) возникают первые покрытосеменные и распространяются лиственные и хвойные леса. Они оказались более приспособленными к холоду и

60

низкому содержанию углекислого газа в атмосфере, когда в кайнозойскую эру его содержание упало с 3 до 0,03%. Дальнейшее снижение процентного содержания углекислого газа в атмосфере приведет к уменьшению существующей сейчас биомассы (сначала растений, а потом и животных), а при достижении концентрации 0,00003% (через 10 миллионов лет) на Земле останутся единичные виды растений, биомасса уменьшится в тысячи раз. Тогда на Земле, вероятно, будут существовать только мхи и травы, а из животного мира - мелкие насекомые.

§ 58. Закономерности изменения видов растений и животных в количественном отношении.

Одним из главных является общебиологический показатель видового разнообразия растений и животных. Его можно отнести к качественным общебиологическим показателям. Впервые на видовую эволюцию обратил внимание Дарвин. Но практически никто не проводил «статистические исследования» по количеству видов флоры и фауны, существующих в соответствующих эрах и периодах. Оказывается, общее количество видов растений и животных сначала возрастало на протяжении 3340 миллионов лет и уже на протяжении 263 миллионов лет стремительно уменьшается. Видовая эволюция прошла те же стадии развития, что и биомасса Земли. Аналогичны и сроки смены стадий:

1.Безжизненная горячая Земля.

2.Медленное увеличение количества видов (архейский и протерозойский

эоны).

3.Быстрое увеличение количества видов (палеозойская эра).

4.Медленное уменьшение количества видов (мезозойская эра).

5.Быстрое уменьшение количества видов (кайнозойская эра + 30 миллионов лет в будущем).

6.Безжизненная холодная Земля.

График видовой эволюции будет почти копией графика 22 по эволюции биомассы. Изменения количества видов растений и животных показаны в таблице 9.

1. Эпоха видовой эволюции, эпоха биологического прогресса. После зарождения жизни на Земле началось медленное увеличение видового разнообразия флоры и фауны. В архейский эон, когда атмосфера была насыщена углекислым газом до 90%, кислород отсутствовал, в мировом океане были только растения (водоросли). В конце эона насчитывались десятки их разновидностей. Морские животные в архейскую эру почти не существовали, так как при дефиците кислорода дыхательные процессы для животных невозможны. В протерозойский эон в атмосфере накапливается кислород в количестве 5 - 10% и число видов животных начинает увеличиваться. В палеозойскую эру содержание кислорода в атмосфере превышает 15%. В этот очень благоприятный для развития жизни период количество видов растений и животных сравнялось. Повышение числа видов растений и животных, длившееся до начала кайнозойской эры, объясняется следующими причинами. В атмосфере постоянно повышалась концентрация кислорода, что вызвало прогресс животного мира. Одновременно с этим в атмосфере содержалось большое количество углекислого газа для растений.

Поверхность Земли была повсеместно теплая (+ 40˚ С), что благоприятно сказывалось на эволюции растительной жизни. На всей территории планеты шли дожди, а пресная вода абсолютно необходима растениям.

61

: 67). В современную эпоху ежегодно исчезает 17,5 тысяч видов животных и растений. Количество видов растений исчезает быстрее относительно видового разнообразия животных, то есть – растения вымирают быстрее животных.

§ 59. Эволюционные изменения других общебиологических показателей.

Кроме биомассы и разнообразия видов имеется много других общебиологических показателей, которые претерпевают эволюционные изменения.

1.Эволюция размеров животных и растений. Средние размеры

(соответственно и масса) животных и растений в ходе эволюции сначала постепенно возрастали, потом постепенно понижались. В эпоху возникновения растений и животных (2000 – 3000 миллионов лет назад) средние размеры растений достигали 3 метра, а животных – 0,3 метра. Постепенно размеры представителей флоры и фауны возрастали и после 300 миллионов лет назад возникла эпоха гигантизма: папоротники достигали высоты 100 метров (диаметр ствола 5 - 10 м), животные класса пресмыкающихся (динозавры) имели несколько десятков метров в длину. Обилие сочной пищи и благодатный климат на всей Земле способствовали буйному расцвету морских и сухопутных животных. В последние 10 - 30 миллионов лет наблюдается тенденция к неуклонному снижению размеров растительно-животного мира. Пещерный медведь или олень миллионы лет назад были в 2 - 5 раз крупнее современных медведей и оленей. Мастодонт (8 миллионов лет) был крупнее мамонта (1 миллионов лет назад), а мамонт ─ крупнее современного слона. Современные растения (деревья) имеют средние размеры 15 метров в высоту, сухопутные дикие животные имеют средние размеры в длину 1,6 метров. При расчётах сельскохозяйственные животные и растения не учитываются.

Принимая во внимание тенденцию к эволюционному вымиранию крупных диких растений и животных, можно сделать следующие прогнозы: через 10 миллионов лет (по причине ухудшения условий во всех средах обитания на поверхности Земли и в океане) погибнут все виды крупных растений и животных, поэтому их «средние размеры» будут равны 1 сантиметру. На Земле будут существовать только мхи и травы, а из животного мира - мелкие насекомые. Более 90% поверхности Земли будут иметь ландшафт холодных песчаных пустынь. Через 30 миллионов лет все виды растений и животных на Земле вымрут, более 90% поверхности Земли будут иметь ландшафт снежно-ледяных пустынь! В то время на нашей планете будут обитать только почвенные микроорганизмы.

2.Масса планет влияет на размеры растений и животных. Чем больше масса планеты, тем сильнее гравитационное притяжение, действующее на растение и животное, тем меньше по размерам будут деревья, животные и разумные существа. Например, если на Земле береза может вырасти до высоты 15 м, то на Луне ее высота могла бы составлять около 100 м, так как масса Луны в 81 раз меньше земной

ипоэтому она имеет слабее гравитационное притяжение в 6 раз. На Юпитере, масса которого больше земной в 318 раз, а гравитационное притяжение в 2,5 раза больше, максимальная высота березы была бы не более 6 м. Причина кроется в том, что сила гравитационного притяжения всегда направлена на уменьшение размеров растений и животных. Если средний рост взрослого человека на Земле – 1,6 м, то марсианин был бы более 4 метров (масса Марса в 10 раз меньше земной), а Разумное Существо

63

Юпитера, гравитационное притяжение которого в 2,5 раза больше земного, будет иметь рост не более 0,65 метра.

3. Эволюция микроорганизмов на Земле. Одноклеточные живые существа, невидимые глазом человека, называются микроорганизмами, или микробами. Микроорганизмы - это вирусы, кокки, спирохеты, палочки и спорообразующие бактерии, лучистые грибки, плазмодии, амебы и так далее. Преимущество мелкого одноклеточного организма перед массивным многоклеточным растением или животным состоит в том, что для его жизнедеятельности достаточно маленькой массы питательного вещества. Микроорганизмы очень быстро размножаются (за сутки появляется 4 - 5 поколений), а в неблагоприятных условиях могут превращаться в споры с целью «консервации своей жизнедеятельности» на сотни и тысячи лет. Эти свойства микробы приобретали на протяжении миллионов лет борьбы за существование. Микробные клетки не сразу приобрели очень маленькие размеры. Возникновение всех форм жизни на Земле произошло из первородной капли-клетки (осумкованной клетки «белкового бульона») размером около сантиметра. Дальнейшая эволюция жизни на планете протекала в сторону как увеличения размеров многоклеточных растений и животных, так и постепенного уменьшения микробной клетки. Процесс «миниатюризации» микроорганизмов происходил миллиарды лет. Уменьшение размеров живого организма – это тоже эволюция, это тоже биологический прогресс, совершенствование и усложнение молекулярного состава. Вирусы являются самыми маленькими представителями живого мира на Земле, и их размеры равны миллионным долям сантиметра. Вирусы меньше бактерий (например, кишечной палочки) в 1000 раз. Вирусы – это «концентрированный в ничтожном объёме» вид жизни на Земле, это предельная миниатюризация жизненных функций. Вирусы надо классифицировать как самый совершенный вид микроорганизма, а человека – как самый совершенный вид животного организма. Самым сложным и совершенным видом растений являются деревья.

Весь микробный мир Земли можно подразделить на три крупные группы: минералотрофы, органотрофы и витатрофы.

1) Минералотрофы – это микроорганизмы, которые используют для своего питания (трофии) минеральные вещества. Например, железистые бактерии «поедают» соединения железа. Существуют азотистые, серные и другие бактерии, которые распространены в двух средах обитания: морских и пресных водах и в коре Земли. В морских и пресных водах растворено большое количество солей, которые микроорганизмы используют для своего питания. Вода просачивается в недра планеты на десятки километров, и находящиеся в воде минералотрофы используют как питательную среду многие полезные ископаемые, а также диффузно распыленные в коре Земли химические соединения. Минералотрофы являются первыми микроорганизмами на Земле. Они возникли примерно 3,5 миллиардов лет назад. Если возраст Земли 5 миллиардов лет, то на протяжении 1,5 миллиардов лет наша планета существовала без микроорганизмов, в абсолютно стерильных условиях. Современная масса минералотрофов оценивается в 6·1011 кг. Повидимому, их масса постепенно увеличивается, так как недра планеты остывают, и вода с микробами просачивается все глубже, «заражая» все новые объемы минеральных пород.

64

2)Органотрофы (почвенные микроорганизмы) – это микроорганизмы, которые питаются органическими соединениями. Органотрофы имеют три среды обитания: почву (чернозем, перегной), придонный ил (дно океанов, морей, озер, рек, болот), и «заселяют» все водоемы, в водах которых растворено огромное количество органических веществ (воды океанов, морей, озер, рек, болот). В вышеназванные среды органические вещества непрерывно поступают в виде погибших растений и животных. Органотрофы сначала разлагают растительно-животные останки на простейшие органические вещества, а потом разлагают органические вещества до уровня минеральных веществ (молекул воды, углекислого газа, сероводорода, окиси фосфора и другие). Интересна проблема времени возникновения почвенных микроорганизмов. Дело в том, что существование органотрофов в очень далеком прошлом не дало бы возможности образоваться полезным ископаемым в виде угля и нефти. Гноеродные микроорганизмы полностью разлагают мягкие ткани животных и растений на воду и газы. А для образования угля и нефти необходимы условия сохранения древесины и животных тканей на протяжении миллионов лет до момента «самообугливания». Механизм образования нефти и газа из останков живых организмов можно объяснить только отсутствием гноеродных микроорганизмов (в то время). Так как залежи полезных ископаемых в виде угля и нефти образовались 300 - 3000 миллионов лет назад, то можно утверждать, что органотрофы появились на Земле не раньше, чем 300 миллионов лет назад. Уже в меловом периоде (130 миллионов лет) из погибших растений и животных образовались не уголь и нефть, а мел, который представляет собой скопление костно-хитиновой ткани. Это говорит о том, что мягкие ткани живых организмов были уничтожены (разложены на воду и газы) почвенными микробами, а кости и панцири животных, не поддающиеся бактериальному разложению, стали единственными компонентами осадочных пород

мелового периода. В настоящее время общая масса почвенных бактерий составляет около 3·1011 кг. Можно утверждать, что биомасса органотрофов стремительно снижается. На Земле самая большая биомасса органотрофов в количестве 1013 кг была в период от 70 до 300 миллионов лет назад. В то время континенты покрывал очень толстый слой почвы, черноземы существовали в Антарктиде, Гренландии, на Аляске, а, кроме того, более богатый растительно-животный мир планеты «удобрял» почву и дно морей значительно большей массой погибших растений и животных, чем сейчас.

3)Витатрофы (микробы-паразиты, гноеродные или патогенные микроорганизмы) – это микроорганизмы, которые используют для питания живые ткани растений и животных. Средой обитания патогенных микроорганизмов является растительно-животный мир. Микробы-паразиты, несомненно, возникли из какой-то более агрессивной формы микробов - органотрофов. Очень сложно определить точное время их возникновения и период наиболее широкого распространения. О распространенности инфекционных болезней у животных, существовавших десятки миллионов лет назад, можно судить только по результатам исследования их костной системы. Изучая скелеты динозавров и других крупных животных, погибших 70 – 150 миллионов лет назад, палеонтологи находили кости, пораженные при жизни животного остеомиелитом (микробное разрушение кости после открытой травмы или перелома). Следовательно, патогенные стрептококки и стафилококки, вызывающие остеомиелит костей у животных, существовали на Земле уже 100 – 150 миллионов лет назад. О воздействии патогенных микроорганизмов на растения миллионы лет назад никакого фактического материала

65