Евгений Плисов - Научное мировоззрение изменит вашу жизнь. Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя?

Когда идет речь об изменении облика планеты, говорится в прямом смысле. Цианобактерии научились вырабатывать кислород во время своей жизнедеятельности, а кислород — крайне реакционно-активное вещество. Выделяемый из толщ цианобактериальных матов, он начал окислять все вокруг, и в первую очередь минералы. Углекислый газ атмосферы шел на питание цианобактерий, они выделяли кислород, а чем меньше углекислого газа, тем меньше парниковый эффект. Угарный газ окислялся кислородом до углекислого и тоже шел на ужин цианобактериям. Метан также окислялся кислородом до углекислого газа и поглощался цианобактериями. Это приводило к еще большему антипарниковому эффекту. Кислород, накапливаясь в воздухе, поднимался все выше, пока не доходил до стратосферы, где под действием ультрафиолета звезды превращался в озон (O 2→ O 3). Планета была абсолютно не готова к тому, что к возрасту в 2 млрд лет в ее атмосфере накопится более 1 % кислорода и ее облик вновь начнет меняться. Кислород ускоряет выветривание горных пород, приводя к коррозии, и разрушает железосодержащие породы, превращая их в нечто ржаво-красное. Земля сменила свою окраску с темно-серой на ярко-красный цвет ржавчины и, как мы увидим в дальнейшем, большую часть своей истории представляла собой смесь синего океана с красной марсианской коркой. Правда, в отличие от современного Марса на ней было куда больше контрастов: белые облака странствовали в атмосфере, красная почва заканчивалась зелеными и бурыми водорослями на берегах водоемов, в недрах появилась большая часть известных 4500 минералов. Вдохните поглубже, и вы насытите свое тело живительным кислородом, тем самым, что начал копиться 2,5 млрд лет назад. Сядьте на песчаном пляже, и под вами будут сотни тонн кислорода, выделившегося в те далекие времена. Песок под вами представляет собой оксид кремния, SiO 2, и на один атом кремния приходится по два атома кислорода. Наша планета на треть состоит из кислорода, она пропитана кислородом — крайне едким соединением, позволяющим земной фауне активно жить.

Кто бы мог подумать, что, вдыхая каждые несколько секунд воздух, мы обновляем свое тело газом, выделенным теми созданиями, кто в итоге стал блестящим полированным шариком, стоящим у кого-то на полке в гостиной. Организмам пришлось приспособиться к такому количеству кислорода. Теперь в большинстве клеток работают многочисленные ферменты, направленные на уничтожение лишнего опасного кислорода и его разнообразных активных форм. Популярные сегодня антиоксиданты работают как раз на нейтрализацию подобных соединений. Некоторые организмы решили не делать такую защиту и остались там, где кислороду нет места: в глубинах океана, толще ила, на дне болот, в кипящих гейзерах. Для них свободный кислород смертельно опасен, и называются они анаэробы, то есть бескислородные. А тем временем планета вступает в свой самый долгий период, протерозой, и занимается она этим, когда крохотные бактерии, решившие не прятаться от кислорода, делают свой первый вдох.

На отметке в 2,4 млрд лет назад произошла кислородная катастрофа. До сих пор всеми любимый кислород окислял все подряд и уносил с собой в виде осадка большинство химических соединений. Железо в океане почти 1,5 млрд лет поглощало большую часть кислорода, оседая в виде форм оксида железа, а именно магнетита (FeO●Fe 2O 3) и гематита (Fe 2O 3). Когда железо полностью осело, кислород начал копиться в атмосфере и проявлять свои агрессивные свойства. До сих пор существовавшая жизнь была на развилке трех дорог: приспособиться к кислороду, сбежать от него либо безвестно погибнуть. В любом случае туго пришлось всем, так как температура на планете начала стремительно снижаться, несмотря на все более активное Солнце. Набирает силу антипарниковый эффект, что приводит к крайне необычному явлению — снегопаду. Приходит Гуронское оледенение.

Согласно современным данным, протерозой начался с массового похолодания. Гуронским это оледенение назвали в честь озера Гурон в южной части Канады, где обнажившиеся горные породы раскрывают события тех морозных времен. Пласты породы, насыщенные гематитом, пришли на смену осадочным толщам пирита (FeS 2), копившимся в условиях бескислородной среды, а между этими пластами залегает слой ледниковых отложений. Похолодание длилось около 300 млн лет, затем планета немного оттаяла. Подобные похолодания и потепления будут еще не раз, но в конце протерозоя планета вновь вернется в статус гигантской морозилки. Об «Антарктиде» на территории всей планеты мы поговорим в конце этой главы.