ОСТАННІЙ ПОДКАСТ
Підписуйся на найнауковішу розсилку!
І отримуй щотижневі новини науки і технологій

    Ми під'їдаємо крихти cookies за вами. Навіщо це нам?

    Читати

    Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

    Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

    Повідомлення успішно надіслано

    Для пошуку
    введіть назву запису
    Суспільство — 06.03.19
    ТЕКСТ: Євгенія Солдатенко,
    Оксана Малчик
    Ілюстрації: Марися Рудська
    Ми любимо тексти без помилок. Якщо ви все ж таки щось знайшли, виділіть фрагмент і натисніть
    Ctrl+Enter.
    Земля обітована

    Наша Земля бачила вже багато, проте й вона давно вже не та, що була раніше. Читайте про витоки всього та народження нашої планети.

    Спочатку було слово… і слово це – енергія. Хоч до якої би теорії виникнення всього сущого ми звернулися, нас неодмінно чекатиме E=mc2.
    Якщо уявити Землю без тварин, рослин та примітивних багатоклітинних іще можливо, без води та світового океану – вже складніше, то уявляти планету іншої форми, ніж вона є, здається чимось украй фантастичним. Проте ще п’ять мільярдів років тому Землі у звичній нам округлій формі під назвою «геоїд» не існувало.

    Пропустимо теорію Великого вибуху й уявімо, що Сонячна система вже існує, але у формі, що поки не нагадує схему «Сонце та вісім планет» (з 2006 року Плутон зараховують до карликових планет – прим. ред.).

    Найвдаліша назва для такої уявної форми – газопилова хмара. Ця газопилова хмара складалась із протопланетного диска із прото-Сонцем у центрі. Й от приблизно 4,6 млрд років тому хмара почала скорочуватися в розмірах. Так одна до одної наближалися мільярди частинок, які невдовзі утворили планети Сонячної системи. Процес поєднання маленьких частинок пилу, насичених усіма можливими хімічними елементами, навряд чи претендує в нашій голові на статус утворювача планети (і не одної, а вісьмох!), якщо забути хоч на хвилину про силу гравітації, бо енергія з’являється саме внаслідок дії гравітації. Замикаючись у гравітаційному полі, частинки почали рухатися все швидше, тобто розігріватися. Виділена енергія була основою всієї початкової, «палаючої» стадії життя нашої планети.

    Рух тіл, схожих на звичні нам планети, продовжився навколо центру туманності, речовина якого залишилася замкненою у колі, окресленому відносно невеликим, порівняно з розмірами усієї туманності, радіусом. В центрі газопилової хмари, де речовини було найбільше, частинки стискалися гравітацією все сильніше й сильніше, аж поки її сила не подолала сили відштовхування атомів і ті не почали зливатися, розпочавши процес термоядерного синтезу. Водночас протопланети продовжували притягувати до себе залишки туманності, щоби сформувати свої величезні «сонячносистемні тіла». Так народження Сонячної системи завершилося.

    Проте блакитною планетою з хмаринками у стратосфері наша Земля в той далекий час точно не була. Вона почала свою історію у стані розжареної кулі, для якої характерними були потужні внутрішні вулканізми та постійні зіткнення з іншими космічними тілами. Однак Земля не могла залишатися «вогняною кулею» безмежно довго. Внаслідок охолодження зовнішній шар планети почав перетворюватися на земну кору, зберігаючи під собою гарячу магму. Тоді ж метали через свою велику густину відокремилися від вогняної оболонки Землі, прямуючи до її центру. У такий спосіб відбулося диференціювання земної структури на ядро, мантію та охолоджену кору – і наша планета отримала звичні контури геоїда. За космічними мірками цей процес забрав не так вже й багато часу – всього 10-15 млн років.

    Трохи згодом відбулася дуже важлива для подальшого формування Землі подія. До цього моменту ми не згадували про Місяць. Причина проста: тоді його ще не було. За однією з гіпотез, Місяць утворився шляхом зіткнення Землі з величезним космічним тілом, що вибило з неї шматок, розміром… з Місяць! Удар відбувся по дотичній до Землі прямій, в результаті чого частину об’єкта, що «влетів» у Землю, та частину самої Землі виштовхнуло на навколоземну орбіту. Це тіло почало обертатися довкола Землі у формі прото-Місяця. До речі, результати комп’ютерного моделювання вказують на те, що Місяць набув сферичної форми протягом всього декількох десятків років!

     

    Наступним важливим етапом стала поява води. Гіпотези різняться. За однією з них, поява води на Землі є результатом «метеоритного дощу», що приніс із собою величезну кількість метеоритного матеріалу, багатого на безліч хімічних елементів, серед яких були і йони ОН. З цим твердженням конкурує гіпотеза про вивільнення води з магматичних порід, що утворилися через виривання мантійної лави на поверхню геоїда. Найбільш ймовірно, що обидва описані механізми діяли паралельно, тобто земна вода – це спільний результат декількох явищ, різних з точки зору всесвітнього масштабу, проте схожих за фізико-хімічними процесами.

    Планету заповнила вода. Наступним кроком було утворення перших материкових частин (ще далеких до того, щоби називатися материками в сучасному розумінні цього слова). Підводні вулкани випускали у Світовий океан гарячу магму, яка кристалізувалася безпосередньо у воді або виринала окремими «островами» над водяною поверхнею. Вертикальні та горизонтальні тектонічні рухи зближали та віддаляли, підіймали та опускали величезні плити земної кори, наближаючи момент утворення першого мегаконтиненту.
    Ті ж тектонічні рухи продовжили свою місію, поступово розділивши мегаконтинент на окремі тектонічні плити. Останні повільно рухаються, інколи нагадуючи про себе землетрусами у «гарячих точках» нашої планети.

    Наступною найбільш загадковою після формування Сонячної системи та Землі подією є виникнення та еволюція життя. Коли, де і як почалося життя – це одне із найважливіших запитань як для природничих наук, так і для гуманітарних. Проте однозначної відповіді ми не маємо.

    Сьогодні життя на Землі є усюди, навіть у найглибшій частині океану – Маріанській западині глибиною майже 11 кілометрів. Проте так було не завжди. Перших 800 млн років існування Земля була непридатною для життя. Воно й не дивно, адже постійні удари метеоритів та «недружня» палаюча поверхня планети були не найкращими умовами для його розвитку. Проте одним із найбільш загадкових парадоксів пошуку ймовірного моменту зародження живих організмів є те, що органічна речовина була настільки поширеною у цьому неспокійному середовищі, що виникнення життя видається зараз неминучим явищем в історії Землі, так само як формування океанів та материків.

    Життя бере свій початок із води, точніше – з океану. Саме з появою H2O на Землі поступово виникло та розвинулося все живе. Дослідники припускають, що вода могла з’явитися близько 4 млрд років тому. Ця гіпотеза ґрунтується на геохімічних дослідженнях одного з найстаріших мінералів Землі, знайдених на території Австралії, – кристалів циркону віком близько 3,8 млрд років. Саме із цією датою пов’язують появу найпростіших життєвих форм.

    Проте є досить значні розбіжності в поглядах щодо віку та систематичної належності таких організмів. До прикладу, нещодавно групою дослідників із семи наукових установ на чолі з аспірантом Метью Доддом та його науковим керівником доктором Домініком Папіно з Лондонського центру нанотехнологій та Університетського коледжу Лондона було опубліковано нові дані стосовно віку найдавніших форм життя. У праці, яка вийшла друком у березневому випуску Nature, вчені вказують на те, що найстаріші нитчасті бактерії могли сформуватись у підводних системах стародавніх гідротермальних джерел невдовзі після утворення самої планети, приблизно 4,28 млрд років тому. Саме цьому віку відповідають скелясті породи поясу Нуввуагіттук (Канада), в яких і були виявлені мікроорганізми.

    Основною проблемою реконструкції перших етапів еволюції життя є виявлення потенційного джерела енергії, що потрібна для створення молекулярних структур та для подальшої їх реплікації. Ферментація, тобто процес, за допомогою якого мікроорганізми отримують енергію шляхом ферментного перетворення органічних сполук, була просто неможливою в умовах значної нестачі кисню. У середовищі існування перших організмів гліколіз та інші біохімічні елементи ферментації утворилися, найімовірніше, після насичення атмосфери киснем (приблизно 2,2-1,9 млрд років тому) внаслідок фотосинтезу. Тому основним джерелом енергії перед тим могла бути випромінювана Сонцем енергія, енергія від зіткнення астероїда із Землею, внутрішня енергія Землі або ж енергія, що виділялася під час окисно-відновних реакцій мінералів, зокрема від окиснення сірководню.

    Втім, після появи перших бактерій життя на Землі впродовж досить тривалого часу не виходило за межі мікроорганізмів. І лише протягом 650 млн років відбулася трансформація мікробіотичного життя в макробіотичне. Проте дослідження останнього десятиріччя натякають нам на можливість виникнення макробіотичного життя ще раніше; знахідки можливих відбитків та заміщених макроскопічних складних організмів, що датуються 2,1 млрд років – тому приклад.

    Далі життя поступово вибралося з моря на суходіл, а потім освоїло повітря. З’являються наземні рослини, хребетні, земноводні, плазуни, ссавці та птахи. Ми з вами, тобто homo sapiens, з’явилися на Землі не так давно: лише 7 млн років тому наша еволюційна гілка відокремилася від приматів. Скільки всього ми встигли зробити за цей надкороткий, з планетарної точки зору, час! Проте це – вже зовсім інша історія.

    ТЕКСТ: Євгенія Солдатенко,
    Оксана Малчик
    Ілюстрації: Марися Рудська
    Статті
    Промо
    Проєкт інтелект. Воєнний сезон. Епізод 5: NFT та Україна

    Чи можна написати «Проєкт інтелект» на гривні й продати за мільйони доларів як NFT?

    Людина
    Від батька до сина: що таке генеалогія і як досліджувати свій рід

    Що таке ДНК-генеалогія і як далеко кожний з нас може просунутися у вивченні свого роду?

    Наука
    Екологічно чиста отрута: уривок з книжки «Зоологічна екскурсія супермаркетом»

    Чому краще утриматися від «дикого» промислу морепродуктів, особливо у водоймах, де цвіте вода?

    Наука
    Передумови приходу диктаторів до влади: Італія, Німеччина, РФ

    Що стало передумовами приходу диктаторів до влади на прикладі фашистської Італії, нацистської Німеччини та путінської росії? Розповідає співавтор і ведучий каналу «Історія Без Міфів» Владлен Мараєв.

    Людина
    Як кожен з нас може подякувати військовим і допомогти їм з адаптацією

    Як змінюється світосприйняття військових і що ми можемо зробити, аби висловити їм вдячність і допомогти в адаптації до мирного життя?

    Біологія
    Не тільки в історії. Який слід залишить війна в наших генах

    Як війни, голод та важкі психологічні травми залишають слід у геномі людини й чи можемо ми на це якось повпливати?

    Повідомити про помилку

    Текст, який буде надіслано нашим редакторам: