ПЕРВИЧНАЯ ЗЕМЛЯ



Предыдущая | Следующая

Содержание

ПЕРВИЧНАЯ ЗЕМЛЯ

Так как нефть имеет органическое происхождение,, о чем будет говориться ниже, важно правильно представлять себе происхождение и развитие жизни на Земле. Рассуждения относительно преобладания докембрийской нефти правомерны лишь в той степени, в какой в докембрии могло образовываться и сохраняться органическое вещество.

Полагают, Что наша планета так же стара, как и древнейшие из известных метеоритов и обнаруженный на ее поверхности свинец. Возраст ее около 4,7-109 лет [458]. Вначале Земля, вероятно, на 90 % состояла из железа, кислорода, кремния и магния, а остальные 10 % приходились на все другие известные в природе элементы. Согласно одной из гипотез, Земля п течение первого миллиарда лет своего существования разогревалась вследствие выделения энергии при ударах падающих частиц первичного пылевого облака, а также сжатия, иь[званного гравитационными силами, и распада радиоактивных элементов. Повышение температуры вызвало план./нчше железа и опускание его к центру планеты, в то время как более легкий

Рпг. 2 1. Схгма расслоения

^ГМЛН IK) П. ЮТПОСТН.

 

Наибольшей плотностью отли-чается центральное ядро, сложенное железом. Плотность вещества снижается в направлении к поверхностному слою — коре, которую слагают легкие породы. (Заимствовано из книги «Earth», 2nd ed., by F. Press and R. Siever, W. H. Freeman and Company, Copyright ©, J!»7S. >

материал поднимался к поверхности. Это привело к расслоению относительно однородного тела планеты с образованием ядра из железа, мантии, близкой к изначальному составу Земли, и коры, состоящей из легкого материала (рис. 2-1). Рассматривая эту модель, Пресс и Сивер [479] утверждают: «Дифференциация, возможно, наиболее значительное событие в истории Земли. Она привела к формированию коры и в конечном итоге континентов. Дифференциация, вероятно, вызвала выделение газов из недр, что в конце концов обусловило образование атмосферы и океанов». Хотя в деталях эта модель пока выглядит неубедительно, считается общепризнанным, что в течение первого миллиарда лет Земля испытала катаклизмы, в результате которых исчезла первичная кора. На Земле не были встречены породы древнее 3,7* 109 лет, тогда как возраст лунных пород колеблется от 3,1 до 4,5- 109 лет.

Взгляды на эволюцию атмосферы более противоречивы. В соответствии с одной из моделей [279] первичная атмосфера имела восстановительный характер; это означает, что в ее составе находились водород и в небольшом количестве пары воды, однако кислород отсутствовал. Возможно также, что атмосфера содержала азот, метан и в меньшем количестве аммиак. Когда произошел разогрев Земли и наиболее легкие вещества стали подниматься к поверхности, в атмосферу в процессе вулканической деятельности было выброшено огромное количество водяного пара, двуокиси углерода, азота и водорода. Водород постепенно рассеялся в космическом пространстве, а водяные пары сконденсировались. В итоге основными компонентами атмосферы остались азот и двуокись углерода. Примерно 3,7X XIО9 лет назад в атмосфере скопились достаточно большие массы углекислого газа, что обусловило широкое химическое выветривание вследствие повышенной кислотности поверхностных вод. В свою очередь выветривание привело к растворению значительного количества кремнезема и формированию широко распространенных в докембрии кремнистых образований и кварцитов. Независимым свидетельством, подтверждающим гипотезу о более высоком содержании двуокиси углерода в атмосфере докембрия по сравнению с современной, являются результаты анализа изотопного состава углерода в докембрийских отложениях [214].

В атмосфере, состоявшей главным образом из азота и углекислого газа, развитие жизни было ограничено одноклеточными организмами, которые могли существовать при восстановительных условиях, например сульфатредуцирующими бактериями, которые распространены в настоящее время в застойных водоемах с анаэробными условиями. Развитие жизни, как мы теперь знаем, оказалось заторможено до того момента, пока кислород не стал важным компонентом атмосферы.

Геохимические данные подтверждают вывод о том, что •бескислородная атмосфера сохранилась примерно до периода 2*109 лет назад. Широко развитые полосчатые железистые кварциты, подобные распространенным в районе озера Верхнего, представляют собой чередование железистых и кремнистых горизонтов и имеют возраст не моложе 1,7-109 лет [237]. Существование этих формаций, которые известны на всех континентах, свидетельствует о бескислородной атмосфере, так как в этих условиях большое количество железа могло переноситься в форме растворенных соединений к местам отложения. В качестве примера можно назвать породы формации Судан в Северной Америке (возраст свыше 2,5* 109 лет), формации Дхар-вар в Индии (около 2,5 - 109), криворожский комплекс в СССР (около 2,1 • 109 лет) и отложения гуронского периода в Северной Америке (1,7—2,5-109 лет).

Другим доказательством бескислородной атмосферы является существование ураноносных конгломератов и россыпных месторождений уранинита, образовавшихся более 2-109 лет назад. По Холланду [281], парциальное давление кислорода в то время не превышало 0,004 атм. Современное парциальное давление кислорода равно 0,2 атм, а углекислого газа — 0,0003 атм.

Красноцветные слои — отложения, в которых u pit.i покрыты рубашкой из окислов железа,— впервые получи,!и ни i,iточно широкое распространение 1,8—2-109 лет назад. Их появлением отмечено начало значительного увеличения содержания кислорода в атмосфере. Высвобождение огромных кол и чести кислорода было обусловлено фотосинтезом примитивных организмом. В процессе фотосинтеза растения, содержащие хлорофилл, превращают углекислый газ и воду в сахара (углеводы), играющие роль носителей биологической энергии, и высвобождают кислород в следующей реакции:

В процессе фотосинтеза каждый атом вступившего в реакцию углерода производит одну молекулу кислорода. Часть этого кислорода использовалась для образования карбонатов, окислов и сульфатов в земной коре.

Содержание