Земля и жизнь - [2]
А. Г. Вологдин прожил долгую, насыщенную деятельностью жизнь ученого, путешественника, популяризатора науки.
Второе издание книги Александра Григорьевича Вологдина переработано и дополнено по сравнению с первым изданием (1963 г.) в значительной степени самим автором.
Новые сведения по отдельным разделам работы были внесены сотрудниками Палеонтологического института АН СССР - одной из ближайших учениц А. Г. Вологдина доктором геологоминералогических наук К. Б. Кордэ и кандидатом биологических наук Б. А. Трофимовым, а также сотрудником Института Физики Земли АН СССР кандидатом физико-математических наук С. В. Маевой. При подготовке рукописи к изданию оказала помощь Г. А. Вологдина.
Книга рассчитана на широкий круг читателей и, в известной мере, воспол нит пробел, который существует в научно-популярной литературе по этой увлекательной проблеме.
Б. А. Трофимов
Предисловие
Светлой памяти Владимира Ивановича Вернадского посвящает свой труд автор
Развитие человеческого знания, быстрый рост науки, теснейшим образом связанный с великими победами социализма в Советской стране, ежедневно и ежечасно ускоряют научно-технический прогресс. Научные идеи, рожденные практикой, и могучая современная техника создают немыслимые ранее возможности познания огромных пространств Вселенной, куда отправляются космические корабли и где побывал уже человек. В глубинах морей работают научно-исследовательские станции, которые изучают сложную и богатую жизнь морского дна. Развитие атомной физики ведет нас к познанию типов и свойств мельчайших частиц и проявлений огромных энергий, которым в будущем надлежит обеспечить человечество самыми совершенными видами топлива, неисчерпаемыми источниками энергии. Бурно развивается химия и химическая промышленность, создающие новые вещества с новыми свойствами. Больших успехов достигла и биологическая наука, способствующая подъему сельского хозяйства - земледелия и животноводства, развитию советской и мировой медицины.
В этой небольшой книге мы попробуем обратить внимание читателя в глубь геологических времен, на те этапы развития нашей планеты и жизни на ней, которые еще недавно рисовались очень смутно.
Палеонтологическая наука, занимающаяся изучением организмов геологического прошлого Земли, историей их появления, развития и расселения в морях и на суше, раскрывает перед нами картину жизни планеты в основном только за последние полмиллиарда лет, а именно с начала кембрийского периода, длившегося по современным данным от 440 до 570 млн. лет. Уже в начале этого периода существовали морские водоросли, некоторые простейшие брахиоподы, черви, древнейшие ракообразные - трилобиты, губки, ранние головоногие и т. д. Но еще раньше, во время так называемого докембрия - этого огромного по продолжительности этапа развития нашей планеты, закончившегося 570 млн. лет назад,- возникли археоциаты, беспозвоночные животные, замечательные строители древнейших рифов. Особенно пышное развитие они получили в ранне- и среднекембрийское время.
Что же представляла собой органическая жизнь на Земле 570 млн. лет назад? Как и в каких условиях зародилась и развивалась она задолго до этого рубежа?
Для объяснения происхождения жизни на нашей планете мы имеем весьма интересную гипотезу, предложенную академиком А. И. Опариным. Эта гипотеза, использующая результаты исследований геологов, геохимиков и астрономов, раскрывает первые страницы истории нашей планеты - истории, насчитывающей по меньшей мере 6-7 млрд. лет. Ультрафиолетовое излучение Солнца и грозовые явления в первичной атмосфере и парах Земли, обильно содержавших метан (СН4), углекислоту, аммиак (NH3), водород и другие элементы, при определенных температурах и давлениях должны были приводить к массовому образованию сложных углеродных соединений, в том числе белков. Поэтому момент возникновения жизни на Земле ученые и относят к самым ранним этапам формирования земной коры, примерно около 3-3,5 млрд. лет назад или даже ранее.
Проблема происхождения жизни на Земле и ее эволюции - это прежде всего проблема происхождения веществ определенного состава, в первую очередь белков, и их изменения в ходе геологического времени. С другой стороны, жизнь - это особая сфера выявления и использования энергии, поступающей извне иди возникающей внутри организмов, и, таким образом, жизнь есть форма энергетического состояния, зависящего от энергетического и вещественного состава окружающей среды.
Происхождение и развитие жизни на Земле - это одна из важнейших проблем для целого ряда наук, каждая из которых помогает выяснить ту или иную сторону проблемы. Это прежде всего биогеохимия, основоположником которой был академик В. И. Вернадский (1863-1945). Она раскрывает связи между живым и минеральным - косным веществом Земли в биосфере, что важно для разработки проблемы возникновения и развития жизни.
Геохимия, создателями которой были также академики В. И. Вернадский и А. Е. Ферсман (1883-1946), позволяет понять роль химических элементов и их изотопов в образовании минеральных и органических соединений, а это раскрывает также и особенности геохимических процессов далекого геологического прошлого. Кроме того, геохимия дает замечательный метод определения абсолютного геологического возраста минеральных и органических образований, а стало быть, и меру геологического времени для различных процессов, имевших место в земной коре или на ее поверхности.
