Роберт Гейзен - Історія Землі

Земля завжди була неспокійною планетою з невпинним процесом еволюції. Вона безперервно змінюється від ядра до кори. Навіть у наші дня атмосфера, океани та суходіл зазнають видозмін, хоча, вірогідно, і не з такою швидкістю, як упродовж нещодавнього минулого. Нерозумно було б не турбуватися через ці буремні глобальні зміни, і для багатьох із нас це просто не можливо: наші допитливість та турбота про рідний дім такі ж природні, які були і в Ератосфена. Проте так само нерозумно було би розглядати ситуацію, що склалася на Землі, повною мірою не скориставшись усіма перевагами, які вона дала нам, розповівши про своє дивовижне минуле, непередбачуване мінливе сьогодення, а також нас та наш світ у майбутньому.

Більшість свого життя я провів намагаючись дослідити нашу живу, складну та мінливу планету. Ще хлопчиком колекціонував каміння та мінерали, загромаджуючи кімнату скам’янілостями та кристалами, які стояли поряд із якимись жучками та кістками. Ця Землецентрична тема тягнеться червоною ниткою крізь усю мою професійну кар’єру. Почав я з експериментів над об’єктами розміром із атом, які навіть важко розгледіти в мікроскоп, вивчаючи молекулярну структуру породотвірних мінералів, нагріваючи та стискаючи крихітні зерна мінералів, аби задокументувати реакції, що відбуваються у надрах Землі і за умовами нагадують роботу скороварки.

З часом мій інтерес поширився на грандіозні просторові та часові аспекти геологічного гобелену. Природні бібліотеки Землі розкривають нам довжелезну – на мільйони років – історію одночасної еволюції елементів, мінералів, гірських порід та самого життя – від пустель Північної Африки до льодяного покриву Ґренландії, від узбереж Гаваїв до вершин Скелястих гір, від Великого бар’єрного рифу в Австралії до древніх скам’янілих коралових рифів, знайдених у безлічі країн. Тоді як акцент у моїй науково-дослідницькій програмі змістився на вивчення вірогідної ролі мінералів у геохімічній передісторії походження життя, я відкрив для себе, що одночасна еволюція життя та мінералів упродовж історії Землі є ще разючішою, ніж ми собі уявляли, і що певні гірські породи не тільки виникли в результаті життєдіяльності організмів, – про що свідчать вапнякові печери по всьому континенту, – але й що саме життя, можливо, виникло з гірських порід. Протягом чотирьох мільярдів років історії Землі еволюційний розвиток мінералів та життя – геологія і біологія – переплелися настільки в дивовижний спосіб, що це починає прояснюватися тільки зараз. Кульмінацією цих ідей стала публікація 2008 р. роботи під назвою «Еволюція мінералів» – із контроверсійними новими думками, які дехто з науковців зустрів радо, можливо, як першу зміну парадигми в мінералогії за останні два століття, тоді як інші поставилися до них з обережністю – як до єретичного переосмислення нашої науки в контексті геологічного часу.

Древня наука мінералогія, хоча вона й відіграє першорядну роль у всьому, що ми знаємо про Землю та її минуле, є навдивовижу статичною та відокремленою від концептуальних непередбачуваних змін часу. Протягом понад двохсот років хлібом насущним у житті мінералога є вимірювання хімічного складу, щільності, твердості, оптичних властивостей та кристалічної структури. Завітайте до будь-якого природничого музею і ви зрозумієте, що я маю на увазі: у засклених шафах дбайливо виставлені розкішні зразки кристалів, на ярликах яких зазначені назва, хімічна формула, кристалічна система та місцезнаходження. Ці коштовні фрагменти Землі мають багатий історичний контекст, проте, найімовірніше, намарно буде шукати якісь підказки щодо віку їхнього утворення чи їхніх наступних геологічних трансформацій. Традиційний підхід фактично розлучає мінерали із захопливими історіями їхнього існування.

Така традиція потребує змін. Чим докладніше ми вивчаємо вичерпний літопис скам’янілостей Землі, тим краще усвідомлюємо, як знову і знову відбуваються трансформації у природному світі як живої, так і неживої природи. Поглиблення нашого розуміння двох планетарних реалій – часу та еволюційних змін – дозволило припустити не тільки те, як уперше виникли мінерали, але й коли це сталося. А нещодавні відкриття живих організмів у місцях, які традиційно вважалися непридатними для існування – у розпечених вулканічних жерлах, кислотних озерах, арктичних льодах та стратосферному пилі – перетворило мінералогію на ключову дисципліну в пошуку відповідей про походження та збереження життя на планеті. У листопадовому випуску провідного журналу American Mineralogist за 2008 р. ми з колегою запропонували новий підхід до вивчення мінералогічної царини та її неймовірних трансформацій упродовж невивчених проміжків часу. Ми наголосили, що багато мільярдів років тому в космосі взагалі не існувало мінералів. Жодні кристалічні сполуки не могли утворитися, тим більше зберегтися в розпеченому вихорі Великого вибуху. Півмільйона років пішло на те, щоб у казанку світобудови утворилися хоча б перші атоми – водень, гелій та дрібка літію. Мільйони років потому сили гравітації таки вмовили ці первісні газоподібні елементи перетворитися на перші туманності, а згодом змусили ці туманності розпастися на перші гарячі, щільні, розпечені зірки. І лише коли ці перші світила вибухнули, ставши надновими сяючими зірками, коли згустки переповненого великою кількістю елементів газу стали розширюватися та охолоджуватися, ущільнюючи перші крихітні кристали алмазу, тоді й розпочалася космічна сага мінералів.