Континенты указывают на жизнь

На Земле жизнь есть практически везде, где есть вода. Поэтому при изучении далеких миров основное внимание уделяется именно воде. В первую очередь, интересуются планетами, находящимися в зонах обитания своих звезд – там, где на их поверхности может находиться жидкая вода. Однако на Земле есть не только глубокие океаны, но и большие массивы суши. В глубинах мирового океана скрывается огромное количество видов, многие из которых, в особенности глубоководные, вечно лишенные света и сдавленные огромной массой воды, до сих пор неизвестны науке. Но именно континенты поддерживают существование цивилизации, и на них же обитают многие сложные организмы, за которыми неотступно следует несравнимо большее количество простых форм жизни. Взгляд на цвет далеких планет, попытка выделить в их излучении красные, синие или серые цвета, рано или поздно увенчаются успехом и мы сможем различить сушу, океаны и облака. На газовом гиганте уже удалось составить карту распределения облачного покрова верхних слоев атмосферы. На твердой же, похожей на Землю, планете континенты могут оказаться признаком наличия жизни, так как даже Земля могла бы сейчас оставаться покрытой океаном, не имея континентов, если бы не имела и жизни.

Уже хорошо известно, что жизнь оказала огромное влияние на океаны и атмосферу нашей планеты. Растения и другие фотосинтезирующие организмы обогащают атмосферу Земли кислородом, делая ее уникальной и благоприятной для развития животных, использующих этот кислород для осуществления химических реакций. Жизнь также влияет на количество углекислого газа и метана в атмосфере и океане. Эти парниковые газы задерживают тепло на планете, влияя на ее климат, а через размер полярных ледяных шапок – на уровень мирового океана. Кислород, напротив, несколько охлаждает нашу планету, так как разрушает метан. Выделение огромного количества кислорода 2.5 миллиарда лет назад скорее всего привело к значительному снижению содержания этого газа, что привело к резкому похолоданию на планете.
«Однако мы почти ничего не знаем о влиянии жизни на глубины нашей планеты», – говорит Сотрудник Института планетарных исследований Германского аэрокосмического центра Тильман Спон. Жизнь на Земле появилась примерно 3.5 миллиарда лет назад, и тогда же начали расти континенты. Эти события могли быть связаны, а жизнь могла принимать участие в возведении суши, на которой теперь процветает. Это влияние могло быть лишь очень медленным. Простые живые организмы способны разрушать камни. Образующаяся пыль затем выветривается и в конце концов смывается водой в мировой океан. Здесь пыль оседает на дно, туда, где находят друг на друга движущиеся тектонические плиты. Эти отложения на 40% состоят из воды, а значит, они могут доставлять в мантию значительные ее запасы, которые не могут попасть в расплавленный слой под корой напрямую из океана. На глубине около 100 километров в глубине мантии вода освобождается из отложений, а это понижает температуру окружающей породы. В результате больше материи плавится, нагревается, поднимается выше и извергается из вулканов. В каждом таком извержении континентальная масса немного увеличивается. Таким образом, хотя жизнь помогает разрушать и переправлять в океан породы континентов, ее положительный вклад может быть больше.

Описанный процесс не может не вызывать вопросов, ведь он включает как разрушение континентальных масс, так и их накопление. Быть может, накопление столь незначительно превышает разрушение, что об этом эффекте можно забыть. Может быть, разрушение даже идет быстрее, и для его компенсации планета использует другие механизмы. В моделировании использовались знания о нашей собственной планете, единственной, для которой мы имеем хорошие геологические сведения. Приняв современный уровень эрозии континентов за счет влияния живых организмов, можно получить для древней Земли, родившейся 4 миллиарда лет назад, покрытие континентами в 40 процентов ее площади к текущему времени, что близко к реальному положению вещей. Если же удалить с Земли жизнь, не включая ее в эрозию, то разрушение континентальных масс происходит почти в два раза медленнее. В результате современная Земля была бы покрыта сушей всего на 5 процентов. Такое большое различие можно рассматривать как веский аргумент в пользу серьезной роли, которую сыграла в рождении земных континентов жизнь.

«Появление фотосинтеза позволило жизни действовать намного продуктивнее. Благодаря хорошему источнику энергии биосфера начала быстро расти, а значит и активно участвовать в геологической жизни планеты», – говорит Спон. Причиной практически полного отсутствия роста континентов оказывается высыхание мантии. Для движения тектонических плит в мантии должна быть вода, иначе сухое трение плит друг о друга сильно замедлит их движение. Наличие воды под корой также приводит к изменению минерального состава глин, которые становятся тверже и устойчивее к разрушениям. Это дополнительно увеличивает способность воды проникнуть глубже, обеспечивая движение тектонических плит. Это значит, что планета, покрытая континентами, может быть хорошим кандидатом для поисков жизни, если она похожа на Землю. В случае сверхземли, в несколько раз более тяжелой нашей планеты, геологические процессы могут протекать по другим законам. Если же планета имеет горячую поверхность и плотную атмосферу с сильными ветрами, эрозия континентов будет происходить быстро и без жизни.


Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *