Глава IV. Первые проявления жизни на Земле; Жизнь имеет земное или внеземное

8.2.3. Возможные космические катастрофы, которые способны уничтожить жизнь на Земле Вначале упомянем о событиях, которые могут коснуться именно Земли.Установлено, что постоянно происходит замедление вращения Земли вокруг своей оси (см. Раздел 2.2). Через пока трудно

ГДЕ И КОГДА НАЧАЛА РАЗВИВАТЬСЯ ЖИЗНЬ НА ЗЕМЛЕ? На вопрос «где» ответить не так трудно. Стоит только вспомнить, что живые существа на 90 процентов состоят из воды. Поэтому ответ напрашивается сам собой: жизнь начала развиваться в воде или в очень влажной среде. Значит, жизнь

Короткая жизнь для человека, но длинная жизнь для человечества Бактерии и люди многим отличаются. Если одно поколение бактерий живет двадцать минут, то между одним поколением человека и следующим проходит много лет. Если человек зарождается за счет слияния яйцеклетки и

Океан живет В жаркой пустыне Сахаре и горячих ключах на Камчатке, на полярных льдах и в условиях вечной мерзлоты, высоко в облаках и в глубине океанов - всюду находятся живые существа.Если мы сопоставим объем заселения живыми существами суши и моря, то увидим, что море

Вместо предисловия.

В настоящем разделе сайта мы ставим задачей довести до наших читателей более подробную информацию о Мировом океане, как об основной части биосферы Земли. Раздел «Мировой океан» содержит сведения о возникновении и эволюции Мирового океана, о его размерах и составных частях, о составе и свойствах морской воды, об особенностях строения океанского дна, об океанских течениях, о жизни в океане, об использовании богатств океана. Читатель сможет убедиться в огромном значении океана для человечества, а также в том, что океан, подобно живому существу, нуждается в защите.

© Владимир Каланов,
"Знания-сила".

1. Общие положения. Происхождение океана.

Земля является единственной планетой Солнечной системы, которая имеет гидросферу. Главной и основной частью гидросферы является Мировой океан. Именно океан придаёт Земле неповторимую красоту и своеобразие. Конечно, находясь на поверхности Земли, человек не может видеть земной шар со стороны и оценить его красоту. Но известно, какой восторг охватывает космонавтов, когда они любуются нашей планетой из ближнего космоса. Даже первый космонавт Земли, Юрий Алексеевич Гагарин, у которого в полёте было очень немного времени, успел увидеть с орбиты и оценить потрясающую красоту нашей планеты.

И красоту эту в определяющей мере создаёт безбрежный Мировой океан, превращая Землю в голубую планету.

Размеры океана огромны. Площадь всей поверхности Земли оценивается в 510 млн.км 2 , из них около 361 млн.км 2 (70,8%) покрыто водой. Но если учесть ледники, которые покрывают 11% суши, то получается, что на Земле покрыты водой не 361, а 380 млн.км 2 , то есть 75% её поверхности.

Подсчитано, что количество воды в океане равно приблизительно 1370 млн.км 3 . Интересно, что объём суши, поднимающейся над уровнем моря, составляет около 111 млн. кубокилометров, то есть в десять с половиной раз меньше, чем объём воды.

Около 4% всей воды планеты приходится на долю озёр, болот, рек, подземных (точнее, внутригрунтовых) вод и атмосферы, а остальная вода заполняет гигантскую чашу под названием Мировой океан.

Откуда же появилось на Земле такое огромное количество воды? Учёные и мыслители веками искали ответ на этот вопрос. В настоящее время в науке официально признана гипотеза дегазации Земли , согласно которой 4 миллиарда лет назад, после остывания земной коры, через трещины в коре и жерла вулканов начался выброс раскалённой магмы с одновременным выходом на поверхность газов, водяных паров и горячей воды. Начало процесса дегазации считается началом геологической истории Земли и началом формирования её гидросферы.

Время начала процесса дегазации, а значит, появления воды на Земле косвенно подтверждается, например, тем, что в самых древних породах земной коры, возраст которых определён в 3,8 млрд.лет, были найдены отпечатки одноклеточных организмов, которые могли существовать только при наличии жидкой воды.

Верхняя мантия подвергалась в течение предположительно первого миллиарда лет существования планеты активному процессу дегазации, когда на поверхность Земли выносились вода и кислые продукты дегазации мантийного вещества. Объем поступавшей из недр Земли воды нарастал от 0 до 1,3 км 3 в год. Около 2,5 млрд.лет назад средняя толщина водного слоя в океане, вероятно, не превышала 2000 метров. Примерно 1,7 млрд.лет назад химический состав океанических вод и земной атмосферы стал близок к современному. Объём воды, поступающей из недр Земли, медленно уменьшался и в настоящее время составляет около 0,25 км 3 в год. Это значит, что процесс дегазации продолжается, что подтверждается всё ещё непрекращающейся вулканической активностью на Земле.

Гипотеза выглядит логичной и вполне научной. В самом деле, не из космоса же поступала вода в древние понижения земной коры. А если позднее, с появлением атмосферы, вода лилась из облаков, то всё равно по происхождению она была земной, так как облака содержали конденсат водяных паров, выходивших из недр Земли.

Некоторые положения этой гипотезы вызывают сомнение. Например, её авторы (В.С. Сафронов, О.Г. Сорохтин и др.) считают, что разогрев недр молодой Земли происходил вследствие падения на её поверхность космических тел, а также частично за счёт радиоактивного распада ядер тяжёлых элементов. По поводу радиоактивного распада тут спорить трудно, но какой же массой должны были обладать гипотетические космические тела, чтобы их удары по поверхности Земли могли разогреть её недра? С другой стороны, зачем разогревать недра, если они изначально были горячие? Но не будем отвлекаться на частности.

Океанологи считают, что круговорот воды на Земле не замкнут , поскольку через рифтовые трещины из недр планеты дополнительно поступает ежегодно 0,25 км 3 воды. Часть воды, поднимаясь в виде паров до верхних слоёв атмосферы, под действием солнечного и космического излучения разлагается на водород и кислород и уходит в космос.

Только что упомянутые рифтовые трещины – это разломы земной коры, возникающие на границах литосферных плит в зонах, где плиты отодвигаются друг от друга. Процесс, при котором литосферные плиты отодвигаются друг от друга, в геологии называют спредингом . Гигантская рифтовая трещина, возникшая в зоне спрединга, например, пересекает почти посредине весь Атлантический океан в меридианальном направлении.

Итак, океан существует на протяжении всей геологической истории Земли . Имеются факты, которые доказывают это утверждение. Например, на юго-западе Гренландии в 70-х годах ХХ века нашли осадочный бурый железняк, возраст которого оценивается в 3,76 млрд.лет. Это значит, что уже тогда, в эпоху катархея, начали образовываться осадочные породы как результат круговорота воды между океаном, атмосферой и сушей.

Примечание: Катархей – геологическая эпоха, следующая сразу после догеологической эры. Длительность катархея оценивается в 800 млн.лет (от 3500 до 2700 млн.лет назад).

Российские вулканологи подсчитали, что при извержении вулкана доля водяных паров составляет около 3% массы изверженных веществ. Выяснилось, что эта величина почти точно соответствует соотношению между массами современной гидросферы (1,46*10 6) и земной коры (4,7*10 7). В этом заключается второе доказательство постоянного наличия гидросферы на земном шаре.

Третьим доказательством извечного и непрерывного существования океана служат находки остатков и отпечатков тел древних живых организмов. Таким образом, жизнь на Земле, ни на мгновение не прерываясь, существует в течение трёх миллиардов лет, и её процветание обеспечивается океаном. Жизнь и зародилась именно в океане как результат длительного взаимодействия разнообразных веществ, растворённых в морской воде. Теперь эта гипотеза является почти общепризнанной. Почему почти? Потому что нужно, чтобы всегда оставалось сомнение. А когда есть сомнение, то есть повод и стимул для дальнейшей работы мысли. Но несомненно одно: эволюция органического мира непосредственно связана с появлением и развитием водной оболочки Земли. Необходимо отметить, что если жизнь в океане зародилась три миллиарда лет назад, то на сушу она вышла только 600 миллионов лет назад.

Верхний стометровой слой океанской воды содержит огромное количество фотосинтезирующих одноклеточных водорослей. Эти мельчайшие организмы вместе с другими растениями, живущими в воде, выделяют кислород и поглощают растворенный в морской воде углекислый газ. Между водой и атмосферой происходит постоянный обмен газами. Это значит, что океан играет важнейшую роль в балансе кислорода и обеспечении жизни на всей планете .

Вряд ли нужно доказывать важнейшее значение океана как источника пищевых ресурсов для человека . В настоящее время в связи с постоянным ростом населения Земли и зачастую неразумным, хищническим использованием человеком биологических ресурсов океана, морской промысел по существу достиг своего предела. Наступило время, когда в морях необходимо не только добывать животных и растения, но и разводить, культивировать многие их виды точно так, как это в течение тысячелетий человек вынужден делать на суше.

Океан хранит в себе огромное количество солей и других минеральных веществ, необходимых человеку . Под дном шельфа и ложа океана находятся залежи угля, нефти и газа, разработка которых уже давно осуществляется во многих странах.

Океан вполне можно рассматривать как колоссальный аккумулятор энергии , которая пока ещё мало используется. Пройдёт не так уж много времени даже в масштабах человеческой жизни, и природные запасы нефти, газа, каменного угля и радиоактивных руд иссякнут. Тогда океан станет главным источником энергии для промышленных и бытовых нужд. Правда, добывать энергию из океана будет значительно труднее, чем просто сжигать в топках газ, уголь и продукты переработки нефти.

Если говорить о значении океана как главного средства транспортных связей между континентами , то следует отметить, что для прокладки морских путей не требуется никаких «дорожных покрытий» или рельсов. Нужны только надёжные транспортные средства для перевозки людей и грузов и соответствующая береговая инфраструктура. И в этом состоит определённое экономическое преимущество морских путей перед сухопутными. Другое дело, что морские путешествия и грузоперевозки значительно более опасны, чем сухопутные. Зато это заставляет учёных и конструкторов постоянно совершенствовать конструкцию и повышать надёжность кораблей не только военного, но и народнохозяйственного назначения.

© Владимир Каланов,
"Знания-сила"

Вода - самое распространенное на Земле вещество. Водная оболочка Земли развивалась вместе с литосферой, атмосферой и живой природой. Почти все процессы на нашей планете протекают при участии воды. Гидросфера состоит из Мирового океана, вод суши и подземных вод. Основная масса воды сосредоточена в океанах.

Мировой океан - голубое зеркало нашей планеты, колыбель жизни на Земле. В нем не только прошлое, но и будущее нашей планеты. Чтобы понять великую роль океана, необходимо знать особенности его природы: свойства водных масс, понимать роль течений, значение взаимодействия океана с атмосферой и сушей. Обо всем этом вы узнаете, изучив эту тему.

§ 9. Воды Мирового океана

1. Что называют гидросферой? Мировым океаном?
2. Что вам уже известно о природе океана?
3. Составьте характеристику карты океанов (план см. в приложении).

Роль океана в жизни Земли. Океан занимает почти 3/4 поверхности нашей планеты (рис. 22). Вода - одно из самых удивительных веществ на Земле, драгоценная жидкость, дар природы нашей планете. В таком количестве, как на Земле, ее нет нигде в Солнечной системе.

Рис. 22. Площадь суши и океана: а) в целом на Земле; б) в Северном полушарии; в) в Южном полушарии

Океан... Трудно представить, как велико его значение в жизни Земли. Облака на небе, дождь и снег, реки и озера, родники - все это частицы океана, лишь временно покинувшие его.

Океан определяет многие черты природы Земли: отдает атмосфере накопленное тепло, питает ее влагой, часть которой переносится на сушу. Он оказывает большое влияние на климат, почву, растительный и животный мир суши. Велика его роль в хозяйственной деятельности человека. Океан - целитель, дающий лекарства и принимающий на свои берега миллионы отдыхающих. Он - источник морепродуктов, многих полезных ископаемых, энергии; он и «кухня погоды», и самая просторная в мире дорога, связывающая материки. Благодаря работе бактерий океан обладает способностью (до определенного предела) самоочищаться, и поэтому многие отходы, образовавшиеся на Земле, уничтожаются в нем.

История человечества неразрывно связана с изучением и освоением океана. Познание его началось в глубокой древности. (Когда? Кем?) Особенно много новых данных получено за последние десятилетия с помощью новейшей техники. Исследования, проведенные на научных судах, собранные автоматическими океанографическими станциями, а также искусственными спутниками Земли, помогли обнаружить вихри в водах океана, глубинные противотечения, доказать существование жизни на больших глубинах. Изучение строения дна океана позволило создать теорию движения литосферных плит.

Происхождение вод Мирового океана. Океан - главный хранитель воды, самого распространенного вещества на Земле, давно поражающего исследователей необычностью своих свойств. Только вода в нормальных земных условиях может находиться в трех состояниях. Это свойство обеспечивает вездесущность воды. Она пронизывает всю географическую оболочку и производит в ней разнообразную работу.

Как же появилась вода на Земле? Окончательно этот «опрос наукой еще не решен. Предполагают, что вода или выделилась сразу при образовании литосферы из верхней мантии, или накапливалась постепенно. Вода и сейчас выделяется из магмы, попадая на поверхность планеты при извержении вулканов, при образовании океанической коры в зонах растяжения литосферных плит. Так будет происходить еще многие миллионы лет. Часть воды поступает на Землю из космоса.

Свойства вод океана. Самые характерные их свойства - соленость и температура - вам уже известны. (Вспомните их основные показатели из курса 6 класса.) Океаническая мода - это слабый раствор, в котором обнаружены почти нес химические вещества. В ней растворены газы, минеральные и органические вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности организмов.

Основные изменения солености наблюдаются в поверхностном слое. Соленость вод зависит главным образом от соотношения атмосферных осадков и испарения, которое изменяется в зависимости от географической широты. У экватора соленость около 34%.., близ тропиков - 36%, а в умеренных и полярных широтах - около 33%. Меньше соленость там, где количество осадков превышает испарение, где велик приток речных вод, где тают льды.

Вам известно, что воды океана нагреваются, как и суша, от притока солнечного тепла на его поверхность. Занимая большую площадь, океан получает больше тепла, чем суша. Температура поверхностных вод неодинакова и распределяется в зависимости от широты (рис. 23). В отдельных районах океана эта закономерность нарушается океаническими течениями, а в прибрежных частях - стоком более теплых вод с материков. Температура воды в океане изменяется и с глубиной. Сначала понижение ее очень значительно, а затем оно замедляется. На глубинах более 3-4 тыс. м температура обычно колеблется от +2 до О °С.

Рис. 23. Среднегодовая температура воды на поверхности Мирового океана. Сравните температуру воды на одних и тех же широтах. Объясните полученный результат

Льды в океане. От температуры океанских вод зависит образование льда. Вы уже знаете, что морская вода замерзает при температуре -2 °С. При охлаждении плотность соленой воды увеличивается, верхний слой ее оказывается тяжелее и погружается вниз, а к поверхности поднимаются более теплые слои воды. Такое перемешивание воды препятствует образованию льда. Льды образуются только в арктических и субарктических широтах, где зима долгая и очень холодная. Замерзают и некоторые неглубокие моря, рмеположенные в умеренном поясе. Различают однолетние и многолетние льды. Океанический лед может быть неподвижным, если он связан с сушей, или плавучим, т. е. дрейфующим. В океане встречаются льды, отколовшиеся от ледников суши и спустившиеся в океан, - айсберги (рис. 24).

Рис. 24. Тающие айсберги в океане

Ледовый покров океана оказывает огромное влияние на климат Земли, на жизнь в нем самом. Льды отражают солнечные лучи, охлаждают воздух, способствуют образованию туманов. Они затрудняют судоходство и морские промыслы.

Водные массы. Вода - основной компонент природы океана. Большие объемы воды, образующиеся в определенных частях океана и отличающиеся друг от друга температурой, соленостью, плотностью, прозрачностью, количеством кислорода, наличием определенных живых организмов, называют водными массами. Эти свойства сохраняются на всем пространстве, которое занимает та или и иная водная масса.

В океане различают поверхностные, промежуточные, глубинные, придонные водные массы. В поверхностных модных массах до глубины 200 м выделяют экваториальные. тропические, умеренные и полярные водные массы. Они образуются в результате неравномерного поступления солнечного тепла на разных широтах и влияния атмосферы. В одних и тех же широтах свойства поверхностных водных масс могут различаться, поэтому выделяют еще прибрежные и внутриокеанические массы.

Водные массы активно взаимодействуют с атмосферой: отдают ей тепло и влагу, поглощают из нее углекислый газ, выделяют кислород. Перемешиваясь, они изменяют свои свойства.

1. От чего зависит соленость океанических вод?
2. Каковы различия в температуре воды в океане?
3. В каких районах океана образуются льды? Как они влияют на природу Земли и на хозяйственную деятельность человека?
4. Что называют водной массой? Назовите основные типы водных масс. Какие водные массы выделяют в поверхностном слое океана?

Океан может быть разным: спокойным и ласковым, ревущим и бушующим. Но, какой бы он ни был, в нем всегда есть таинственность и загадка. Его глубины и в наши дни хранят много тайн. Загадочная жизнь в океане привлекает и манит исследователей до сих пор.

История же его неотделима от истории живых организмов. В ней столько белых пятен! Можно считать, что заполнение их началось совсем недавно и продлится еще много и много лет. Только сейчас начинается поиск ответа на вопрос о том, какова роль океана в жизни всей планеты.

Рождение и развитие

Более четырёх миллиардов лет назад произошло важнейшее событие - родился Океан. В результате облик нашей планеты в корне изменился. Возникла атмосфера, сформировался климат. Сначала началась жизнь в океане, а затем и на суше. Сейчас он занимает большую часть всей поверхности планеты.

С чего все начиналось? Предполагается, что вода вышла из камней и руды, из недр Земли. Под высоким давлением, она была выжата изнутри планеты в виде водяного пара. Горячий пар остывал, охлаждал Землю. Выпадал в виде осадков.

Со временем из небольших луж и озер образовался огромный океан. Он изменил внешний вид и климат планеты так, что стало возможным зарождение жизни.

Значимость океана в жизни человека

Чтобы оценить, какую роль играет Мировой океан в жизни человека, животных, растений, планеты, достаточно знать следующее:

• Половину необходимого для дыхания кислорода, для всех живущих на планете вырабатывает растительность океана.
• Вода медленнее суши нагревается и остывает. Это свойство приводит к тому, что большую половину солнечной энергии сохраняет океан. Он - своего рода аккумулятор тепла, поступающего на планету, не дающий Земле стать слишком горячей или холодной. На планете постоянно поддерживается комфортная температура.
• Океан управляет климатом. Теплые и холодные течения обеспечивают определенную погоду на разных континентах.
• Он является поставщиком влаги на сушу. Благодаря ему, выпадают дожди, орошающие сушу. Океаническая вода испаряется, попадает в атмосферу, переносится ветром и выливается осадками на землю.
• В нем сосредоточена основная биомасса планеты. Океан - это питание для людей и животных, лекарство, стратегическое сырье для промышленности.

Возникновение жизни

Предполагается, что жизнь в океане началась с бета-клеток. Со временем появились белковые тела - первородные организмы. Океан заполнили строматолиты, которые научились использовать энергию солнца. Они первыми стали использовать фотосинтез для питания. Миллионы лет их работы позволили насытить атмосферу необходимым количеством кислорода.

А появившиеся позже животные использовали строматолиты в качестве пищи. Сейчас эти древние белковые организмы исчезли. Остались только в виде каменных памятников прародителей жизни.

Кто обитает в океане

Все живые организмы Мирового океана делят на три принципиально разные группы:

1. Планктон. Он существует только в воде, размеры - от долей миллиметра до метра.
2. Нектон - рыбы, кальмары, крабы, млекопитающие.
3. Бентос. Обитает на дне.

Как видно, обитатели океана разнообразны, их виды изменяются в зависимости от глубины, на которой протекает их жизнь. Но сколько всего их существует? На этот вопрос биологи дают только приблизительный ответ - более 200 тысяч. Ведь океан исследован не до конца и регулярно ученые открывают все новые и новые виды. Особенно ближе ко дну, на больших глубинах.

Большинство всех живых существ распространено в верхних слоях, близко к побережью, на шельфах. Благодаря солнечной энергии здесь наиболее комфортные условия для жизни. Хорошая освещенность необходима растениям для фотосинтеза. Разнообразие же растений дает пищу рыбам, крабам, моллюскам.

Подальше от берега, на поверхности, господствует планктон. Он является основной пищей не только для рыб, но и для млекопитающих. А на дне встретить можно раков, моллюсков, омаров, крабов. Даже на самых больших глубинах есть жизнь.

Связь океана с жизнью на Земле

Некоторые думают, что жизнь человечества будет вечна. Однако науке известно несколько этапов развития нашей планеты, по истечении которых исчезало огромное количество живых существ, населяющих ее. Жизнь на Земле и жизнь морей и океанов прочно и навсегда связаны друг с другом. Существует установленный факт их взаимного влияния.

Если происходит потепление климата, выравнивается температура воды на глубине и поверхности. Перестает происходить круговорот воды. На поверхности морей и океанов интенсивно размножаются бактерии, которые перекрывают доступ кислорода. Гибнет вся жизнь в воде. Выделяется сероводород. Он, распространяясь по суше, отравляет растения и животных суши.

Увы, так уже было. Ученые связывают эти явления с исчезновением ряда растений и животных, происходившее на Земле не менее четырех раз. На сегодняшний день проблема потепления является широко обсуждаемой. Многие страны мира объединились, чтобы противостоять изменению климата.

Защита океана

Морские и океанические рыбы до сих пор остаются добычей. На них охотятся в больших масштабах. Потребление рыбных продуктов достигает рекордно высоких цифр. Но жизнь в океане богата и неисчерпаема только на первый взгляд. Немало видов растений и рыб находятся на грани исчезновения. Поэтому на защиту океанов обращается все большее внимание.

Так, уже несколько десятилетий запрещена охота на китов. Ограниченное разрешение осталось только у северных народов. Для них китовая охота жизненно необходима. Существует разнарядка и на отлов крабов, добычу отдельных сортов водорослей.

Остро стоит проблема с использованием химических ядовитых соединений в земледелии. Попадая через реки, сточные воды загрязняют океан, убивают его обитателей.

Немало влияют на уровень загрязнения аварии на морских судах, перевозящих нефть, удобрения, опасные химические продукты.

Не проходят бесследно и различные научные исследования, геологические изыскания. Механические, электромагнитные волны вредят жителям океана. Влияют на размножение и потомство.

Узнавать, какая жизнь в океане, морях, насколько она нуждается в защите, - обязанность всех развитых государств. От его состояния зависит будущее. Насколько защищен океан, настолько защищено человечество!

Значение карт Таро

Мясо с грибами в духовке: рецепты

Медитация

Простые гадания на игральных картах — расклады на будущее и любовь

Предсказания

Как сонник толкует автобус, который перевернулся