Как микроорганизмы формировали земную кору

Как микроорганизмы формировали земную кору Откровения

Как микроорганизмы формировали земную кору

На фоне бескрайней татарской степи горы смотрятся в особенности убедительно. Стоя у подножия, так и тянет поразмышлять о колоссальной мощи земных недр, нагромоздивших эти хребты. Но уже на пути к верхушке в глаза кидается узкий узор, покрывающий скальные выступы. Это дождевая вода немножко вытравила слагающие гору пористые скелеты старых губок-археоциат, реальных строителей горного массива.

Мелкие гиганты огромного строительства

Когда-то, наиболее полумиллиарда годов назад, броским рифом вулканического острова они поднимались со дна теплого моря. Он умер, накрытый массивным слоем жаркого пепла — неких археоциат даже выжгло, и в застывшем туфе сохранились полости.

Но почти все остовы, еще при жизни сросшиеся меж собой и «вмороженные» в породу зигзагообразными прослойками морского цемента, остаются на собственных обычных местах и сейчас, когда моря тут издавна нет. Любой таковой скелет меньше мизинца. Сколько же их тут?

Как микроорганизмы формировали земную кору

Скелеты крохотных радиолярий образуют кремнистые породы горных хребтов.

Прикинув размер низкой горы (около километра в поперечнике у подножия и около 300 м высоты), мы сможем подсчитать, что в ее строительстве поучаствовали порядка 30 миллиардов губок. Это очень заниженная цифра: почти все скелеты издавна стерлись в порошок, остальные на сто процентов растворились, не успев покрыться защитными слоями осадка. И это лишь одна гора, а на западе Монголии их целые хребты.

Сколько же времени ушло у маленьких губок на таковой превосходный «проект»?

А вот рядом иной утес, гораздо меньше, и не белоснежный, известняковый, а рыжевато-серый. Образован он тонкими слоями кремнистых сланцев, порыжевших из-за окисления стальных включений. В свое время эти горы были морским дном, и если верно раскалывать вдоль слоев (лупить очень, но аккуратненько), то на открывшейся поверхности можно узреть мириады иголочек и крестиков по 3−5 мм.

Это остатки морских губок, но, в отличие от цельного известкового скелета археоциат, их база образована из отдельных кремниевых частей (спикул). Потому, погибнув, они рассыпались, усеяв дно своими «деталями».

Скелет каждой губы состоял не наименее чем из тыщи «иголок», на любом квадратном метре их рассыпано около 100 тыс. Нехитрая математика дозволяет оценить, сколько звериных пригодилось, чтоб образовать 20-метровый слой на площади хотя бы 200 х 200 м: 800 миллиардов. И это только одна из возвышенностей вокруг нас — и лишь пара примерных расчетов. Но уже из их видно, что чем мельче организмы, тем больше их созидательная мощь: главные строители Земли — одноклеточные.

READ
Сколько русских рабынь удерживались в Западной Европе?

Как микроорганизмы формировали земную кору

Ажурные известковые пластинки одноклеточных планктонных водных растений — кокколиты — соединяются воединыжды в большие коккосферы, а когда рассыпаются, преобразуются в меловые отложения.

На суше, в воде и в воздухе

Понятно, что в любом 1 см3 писчего мела содержится порядка 10 миллиардов роскошных известковых чешуек планктонных водных растений кокколитофорид. Намного позже времени татарских морей, в мезозойскую и сегодняшнюю кайнозойскую эру, они воздвигли меловые утесы Великобритании, приволжских Жигулей и остальных массивов, покрыли дно всех современных океанов.

Масштабы их строительной деятельности поражают воображение. Но и они блекнут в сопоставлении с иными преобразованиями, которые произвела на планетке ее собственная жизнь.

Соленый вкус морей и океанов определяется присутствием хлора и натрия. Ни тот ни иной элемент не требуется морским созданиям в огромных количествах, и они скапливаются в аква растворе. Зато практически все другое — все, что выносится реками и поступает из недр через жаркие донные источники, — поглощается в одно мгновение. Кремний берут для собственных витиеватых раковинок одноклеточные — диатомовые водные растения и радиолярии.

Практически все организмы нуждаются в фосфоре, кальции и, естественно, углероде. Любопытно, что создание известкового скелета (как у кораллов либо старых археоциат) происходит с выделением углекислого газа, потому побочным результатом строительства рифов стал парниковый эффект.

Кокколитофориды поглощают из воды не лишь кальций, но и растворенную серу. Она требуется для синтеза органических соединений, которые увеличивают плавучесть водных растений и разрешают им держаться поблизости освещенной поверхности.

Когда эти клеточки отмирают, органика распадается, и летучие соединения серы испаряются вкупе с водой, служа затравкой для образования туч. В литре морской воды кокколитофорид может содержаться до 200 млн, и раз в год эти одноклеточные поставляют в атмосферу до 15,5 млн т серы — практически в дважды больше, чем наземные вулканы.

Солнце способно отдать Земле в 100 млн раз больше энергии, чем собственные недра планетки (3400 Вт/м2 против 0,00009 Вт/м2). Благодаря фотосинтезу жизнь может распоряжаться этими ресурсами, получая силу, превосходящую способности геологических действий. Естественно, значимая толика солнечного тепла просто рассеивается. Но все равно поток энергии, производимый {живыми} организмами, в 30 раз превосходит геологический. Жизнь контролирует планетку не наименее 4 миллиардов лет.

Как микроорганизмы формировали земную кору

Самородное золото иногда образует необычные кристаллы, ценящиеся больше, чем сам драгоценный металл.

Силы света, силы тьмы

Без {живых} организмов почти все осадочные породы не образовались бы совсем. Минералог Роберт Хейзен, сравнивший обилие минералов на Луне (150 видов), Марсе (500) и нашей планетке (наиболее 5000), пришел к выводу, что возникновение тыщ земных минералов прямо либо косвенно соединено с деятельностью ее биосферы. Осадочные породы скапливались на деньке водоемов.

READ
Цилиндрические дома: кто и почему в них жил в СССР

Опускаясь на глубину, за миллионы и сотки миллионов лет останки организмов образовали массивные отложения, которые оставалось выжать на поверхность в виде горных хребтов. Это происходит за счет перемещения и столкновения большущих тектонических плит. Но и сама тектоника не была бы вероятной без разделения горных пород на собственного рода «черную» и «светлую материю».

Первую представляют, к примеру, базальты, где преобладают минералы черных тонов — пироксены, оливины, главные плагиоклазы, а посреди частей — магний и железо. 2-ые, такие как граниты, сложены минералами светлых цветов — кварцем, калиевыми полевыми шпатами, альбитовыми плагиоклазами, обеспеченными железом, алюминием и кремнием.

Черные породы плотнее светлых (в среднем 2,9 г/см3 против 2,5−2,7 г/см3) и образуют океанические плиты. При столкновении с наименее плотными, «светлыми» континентальными плитами океанские погружаются под их и переплавляются в недрах планетки.

Как микроорганизмы формировали земную кору

Колоритная полосчатость стальных руд отражает сезонное чередование черных кремниевых слоев и бардовых железистых.

Древние минералы указывают, что первой возникла конкретно «черная материя». Но эти плотные породы не могли погружаться сами в себя, чтоб привести плиты в движение. Для этого пригодилась «светлая сторона» — минералы, которые в недвижной коре Марса и Луны как раз оказываются в недостатке.

Недаром Роберт Хейзен считает, что конкретно живы организмы Земли, преобразуя одни породы в остальные, в конечном счете привели к скоплению «светлой материи» плит. Естественно, таковой сверхзадачи эти существа — по большей части одноклеточные актиномицеты и остальные бактерии — для себя не ставили. Их цель, как и постоянно, заключалась в поисках пропитания.

Темная металлургия океанов

В самом деле, изверженное вулканом базальтовое стекло на 17% состоит из железа, и любой его кубометр способен прокормить 25 квадриллионов железобактерий. Существуя не наименее 1,9 миллиардов лет, они искусно превращают базальт в «нанорешето», заполненное новенькими глинистыми минералами (в крайние годы таковой механизм получает признание под заглавием биогенной фабрики глинистых минералов). Когда схожая порода отчаливает в недра на переплавку, из нее образуются новейшие, «легкие» минералы.

Возможно, являются продуктом деятельности микробов и стальные руды. Наиболее половины из их образовалось меж 2,6 и 1,85 миллиардов годов назад, и одна лишь Курская магнитная аномалия содержит около 55 миллиардов т железа. Без жизни они вряд ли могли бы накопиться: для окисления и выпадения в осадок растворенного в океане железа требуется вольный кислород, возникновение которого в подходящих размерах может быть только за счет фотосинтеза.

Как микроорганизмы формировали земную кору

Бактерии ацидоворакс стимулируют образование зеленоватой ржавчины — гидроксида железа.

Жизнь способна вести «переработку» железа и в черных, лишенных кислорода глубинах. Атомы этого сплава, выносимые подводными источниками, захватываются микробами, способными окислять двухвалентное железо с образованием трехвалентного, оседающего на дно зеленоватой ржавчиной.

READ
Уникальная находка калгутинских петроглифов

Пару млрд годов назад, когда на планетке кислорода было еще весьма не достаточно, такое происходило везде, а сейчас деятельность этих микробов можно узреть в неких бедных кислородом водоемах.

Драгоценные бактерии

Может быть, что и большие месторождения золота не возникли бы без роли анаэробных, не нуждающихся в кислороде микробов. Главные залежи драгоценного сплава (в том числе и в Витватерсранде на юге Африки, где разведанные припасы составляют около 81 тыс. т) сформировались 3,8−2,5 миллиардов годов назад.

Обычно числилось, что местные золотые руды образовались при переносе и перемывании золотых частиц реками. Но исследование золота Витватерсранда открывает совершенно иную картину: сплав «добыли» древнейшие бактерии.

Странноватые углеродные столбики, обрамленные частичками незапятнанного золота, Дитер Хальбауэр обрисовал еще в 1978 году. Длительное время его открытие не завлекало огромного внимания, пока микроскопичный и изотопный анализ рудных образцов, моделирование рудообразования колониями современных бактерий и остальные расчеты не подтвердили правоту геолога.

По‑видимому, около 2,6 миллиардов годов назад, когда вулканы насыщали атмосферу сероводородом, серной кислотой и сернистым газом с парами воды, кислотные дождики размывали породы, содержавшие рассеянное золото, и выносили смеси на мелководье. Но сам драгоценный сплав поступал туда в виде опаснейших для всех {живых} созданий соединений, схожих цианиду.

Отводя опасность, бактерии «дезинфицировали» воду, восстанавливая ядовитые соли золота до органометаллических комплексов либо даже до незапятнанного сплава. Сверкающие частички оседали на бактериальные поселения, формируя слепки многоклеточных цепочек, которые сейчас можно разглядеть с помощью сканирующего электрического микроскопа. Бактерии продолжают осаждать золото и на данный момент — этот процесс наблюдается, к примеру, в жарких источниках Новейшей Зеландии, хотя и в очень умеренных масштабах.

И Витватерсранд, и, возможно, остальные месторождения того же возраста стали итогом жизнедеятельности бактериальных сообществ в бескислородной атмосфере. Курская магнитная аномалия и близкие ей железорудные месторождения были сложены в начале кислородной эры. Но больше месторождения такового масштаба не появлялись и вряд ли когда-нибудь начнут складываться опять: состав атмосферы, горных пород и вод океана с того времени неоднократно поменялся.

Но за это время сменились и бессчетные поколения {живых} организмов, и каждое из их успело поучаствовать в глобальной эволюции Земли. Пропали заросли морских губок и древовидных хвощей суши, даже стада мамонтов ушли в прошедшее, оставив след в геологии. Пришло время остальных созданий и новейших перемен всех оболочек нашей планетки — аква, воздушной и каменной.

Андрей Журавлев

Источник

Оценить статью
Блог о самом интересном.
Добавить комментарий