Планета морей и океанов

Большая часть нашей планеты покрыта водой. Океаны и моря покрывают три четверти поверхности Земли, а на суше есть бесчисленные реки и озера. Снег и лед на вершинах множества гор является водой в замороженном состоянии. Существенная часть земной воды есть в небе: каждая облако содержит тысячи, иногда миллионы тонн воды в форме испарений. Время от времени часть этих паров превращается в капли жидкости и падает на землю - то есть, идет дождь. Даже воздух, которым вы дышите, содержит определенное количество водяных паров.

 

В книге «Большой Взрыв» автор подробно рассказывал, как возник Вселенная в удивительном катаклизме Большого Взрыва с загадочного состояния бесконечно малой сингулярности - «запрещенной реальности» - точке с извитым в один надмикроскопичний клубок пространством-временем. В первые мгновения новорожденный Вселенная представлял собой кипящее «варево» полей и сил. И только позже появились элементарные частицы, из которых образовались атомы водорода, облака водорода, сжатые силами гравитации, превратились в звезды первого поколения. Так мрак «темных веков», как их называют астрономы, засиял вспышками первых звезд, где разгорелись «топки» реакций ядерного синтеза, превращает распространенное космическое топливо водород в гелий. Прошло еще несколько сотен мил-йонолить, и крупнейшие звезды после исчерпания запасов водорода начали взрываться. При этом давление и температура в недрах звезды достигали колоссальных величин. Это создавало необходимые условия для синтеза тяжелых элементов. Все элементы тяжелее гелия, в том числе необходимые для жизни Карбон, кислород, азот, фосфор сера и другие, могли образоваться только при таких взрывов. Звезды первого поколения стали фабрикой по производству атомов, необходимых для будущей жизни.

 

Взрывы первых звезд создали тяжелые элементы и рассеяли их в космосе. Из новых скоплений атомов образовались звезды второго поколения, в том числе и наше Солнце (об этом читатели также могут подробно узнать в книге «Тайны Вселенной»). Облака рассеянных частиц, которые не вошли в состав центральной звезды, вращались вокруг нее и постепенно разделялись на отдельные сгустки - будущие планеты. Именно на этом этапе мог начаться синтез первых органических молекул и на далеком горизонте космической эволюции возник призрак живой материи. Таким образом, молодая Земля могла иметь в своем составе большое количество органики уже с самого начала своего существования.

 

Около пяти миллиардов лет на месте нашего всемирного дома или, как поэтически писал выдающийся американский астроном и научный популяризатор Карл Саган, космического замка с усадьбой со шлейфа планет, их спутников, астероидов и метеоров, вращался огромный диск с пыли, газа, собравшийся в гигантские грудки на месте будущих небесных тел. Сквозь эту газопылевое облако протопланетного туманности мерцал диск новорожденного Солнца, лучи которого переливались на мириадах кристалликов льда. Именно эти мелкие частицы застывшей воды и вошли в ядра планет формируются, в том числе и Земли. Возможность органического синтеза в протопланетном облаке ученые предсказывали давно, но для этого необходимо доказать наличие водных кристалликов льда. С помощью сложных расчетов и компьютерного моделирования ученые показали, что в газово-пылевых протопланетных облаках имеются необходимые условия для синтеза разнообразной органики из водорода, азота, угарного газа, цианистого водорода и других простых молекул, обычных в космосе. Непременным условием при этом является наличие в жидкой среде мелкодисперсных водных капелек твердых частиц-катализаторов, содержащих железо, никель и кремний. По мере уплотнения первичной планетарной облака ее температура медленно повышалась, и постепенно в ядре Земли, которое формировалось, начинались глубинные физико-химические процессы. На фоне радиоактивного распада и уплотнения исходного вещества там развивались колоссальные давления и температуры, которые приводят к сложным преобразований ядерной сердцевины. Все это сопровождалось интенсивной генерацией парогазовых соединений, преимущественно состояли из воды или отдельных ее элементов. В конце концов земная кора приобрела вид тонкой оболочки, напоминает какой-то кислородный каркас из окисленных пород. При этом в ядре планеты начали накапливаться металлогидриды с карбидом железа, из зон высокотемпературного давления начался интенсивный дрейф водорода и углеводородов. Приближаясь к поверхности, эти вещества начали интенсивно реагировать с приповерхностными окислами, бурно выделяя углекислый газ и водяные пары.

 

Вместе с Землей возник и круговорот химических веществ в природе. Одни элементы поступали из недр Земли, которые были сдавлены и разогрелись, формируя первичную атмосферу и океаны. Другие приходили из космоса в виде звездопада осколков протопланетного облака - астероидов, метеоритов и комет. В атмосфере, на поверхности суши и в водоемах все эти вещества смешивались, вступая друг с другом в химические реакции, и превращались в новые соединения, которые, в свою очередь, тоже реагировали друг с другом. Гидрогеологи и геофизики утверждают, что таким образом через жерла вулканов, трещины в разломах коры и гейзеры за всю историю существования твердой оболочки Земли на ее поверхность попало несколько миллиардов кубических километров воды с растворенными в ней минеральными веществами. Компьютерные модели показывают, что не менее трети выбросов составили водяные испарения, значительная часть которых впоследствии распалась под лучами Солнца на водород и кислород.

 

Количество водных соединений, оставшаяся путем постоянного накопления и составила водную оболочку Земли - гидросферу. Причем с самого начала вместе с испарениями воды и карбон оксидом выделялось много соединений азота, фосфора, серы, которые и были привлечены в круговорот живой материи, рождается.

 

Сегодня гидрогеология оценивают суммарный объем гидросферы примерно в полтора миллиарда кубических километров воды, которая покрывает три четверти поверхности нашей планеты. Именно поэтому из космоса Земля выглядит как голубая планета, покрытая просивиною облаков с небольшими вкраплениями суши. Действительно, если распределить всю воду по поверхности, то она покроет трехкилометровый слоем! Правда, чуть более двух процентов гидросферы составляет живительная пресная вода, все остальное - соленая морская вода. Половину всей пресной воды заморожено в ледниках и полярных шапках, а еще почти столько же воды скрыто в земных недрах. И лишь несколько процентов живительной «сладкой» влаги накоплено в пресноводных озерах, реках и болотах и еще тринадцать тысяч тонн воды содержится в ближайших слоях атмосферы - тропосфере.