Джордж и ледяной спутник - читать онлайн книгу. Автор: Люси Хокинг, Стивен Хокинг

Глава первая

Розовый коралл, покачиваясь на волнах, лениво шевелил бахромой, а мимо него пролетал рыбный косяк – миллионы крошечных серебряных рыбок. Словно единое живое существо, косяк устремился вниз, пронзая толщу воды, потом внезапно взмыл к бирюзовой глади над головой Джорджа. Там, между Джорджем и искрящейся на солнце поверхностью океана, плыла гигантская рыбина. Она медленно удалялась, величественная, как линкор, и так же прекрасно вооружённая.

На дне, где коралловый риф уходил в песок, сновали мелкие крабики, яростно размахивая клешнями, будто добыча так и спешила им навстречу. Вокруг них скользили черви, извиваясь, рисуя на песчаном дне затейливые фигуры.

Океаны Земли

Земля – наша с вами голубая планета – заметно отличается от всех остальных планет Солнечной системы: она почти на три четверти покрыта океанами. Откуда взялись эти океаны? Как ни удивительно – из космоса! Когда Земля формировалась, её поверхность была чересчур горячей, поэтому вода на ней не скапливалась, а испарялась. Как на вершинах высоких гор мы видим снежные шапки выше «снеговой линии» – чем выше, тем холоднее атмосфера, поэтому снег в горах не тает, – так и в Солнечной системе: чем дальше от раскалённого молодого Солнца, тем ближе к поясу вечных льдов.

В то время частицы льда могли появиться в Солнечной системе только там, где было достаточно холодно, – то есть намного дальше от Солнца, чем находится Земля: в поясе астероидов где-то между Марсом и Юпитером. Это значит, что океаны занесены на нашу Землю извне. Многие думают, что вода попала на нашу планету, когда молодую Землю бомбардировали ледяные метеориты или кометы из пояса астероидов.

С тех пор эти внеземные молекулы воды никуда не делись, а новых не появилось. В течение последних 3,8 миллиарда лет (древнейшие следы присутствия жидкой воды найдены на юго-западе Гренландии в отложениях именно такого возраста) наши океаны остаются на поверхности Земли, где они проходят два круговорота.

В первом круговороте тепло Солнца в тропиках превращает часть океана в пар (такой же, какой выходит из носика кипящего чайника или из парового двигателя) и в облака. Поднимаясь, облака остывают и проливаются дождём, дождевые струи собираются на земле в ручьи и реки и впадают обратно в океан.

Во втором круговороте вода просачивается в недра Земли через глубоководные разломы в океанической земной коре. Эта вода вскоре возвращается на поверхность через вулканы или гидротермальные источники.

То есть те же самые молекулы воды, которые льются у вас дома из крана, были свидетелями каждой секунды истории Земли! Они застали появление жизни и первых многоклеточных организмов. Весьма вероятно, что в какой-то момент эти молекулы воды прошли и сквозь тело динозавра. Возможно, вы делаете себе чай из воды, которую жадно хлебал тираннозавр!

У воды есть необыкновенная особенность, из-за которой океаны совершенно необходимы для жизни на Земле. Речь идёт о способности воды растворять в себе другие вещества. Положите в стакан воды ложечку соли или сахара – и их кристаллы исчезнут из виду, растворятся. Это происходит из-за «полярности» молекул воды, то есть их слабого электрического заряда. Полярность молекул воды привлекает в раствор многие вещества.

Вода становится более сильным растворителем, если её подкислить, соединив с чем-нибудь наподобие углекислого газа. В результате такой реакции появляется угольная кислота. Сделайте глоток газированной воды (пузырьки в ней – это углекислый газ) – почувствовали кислинку? Из-за этой кислинки мои сыновья, оба, морщат нос, когда пьют газировку. Так вот, когда вода проходит путь от океанов к облакам, потом к дождю и рекам, она подкисляется, оттого что вступает в реакцию с углекислым газом в нашей атмосфере. Подкисленная вода растворяет горные породы (это называется выветривание), уносит их в реки, и в итоге они попадают в океаны. Видели когда-нибудь красновато-бурые реки? В них полно железа, вымываемого из горных пород.

В океанах накапливаются все вещества, попавшие туда с суши (а также со дна океана из горячих источников, таких как удивительные «чёрные курильщики»). Но сами молекулы воды продолжают свой путь, возвращаясь в облака, – а растворённые вещества остаются. Некоторые из них концентрируются в океане до такой степени, что снова превращаются в минералы и выпадают в осадок. В итоге получаются осадочные породы, из которых самые важные – это известняки (карбонат кальция) и песчаники (силикаты). Поэтому растворённые вещества накапливаются в морской воде только до определённого предела.

А вот натрий и хлор, из которых состоит поваренная соль, в отличие от большинства химических элементов, выпадают в осадок из океана только изредка, при исключительных обстоятельствах. Например, около шести миллионов лет назад всё Средиземное море высохло до состояния лужи, оставив гигантские отложения соли. Из-за того, что натрий и хлор в естественных условиях не выпадают в осадок, море всегда солёное.

Именно благодаря выветриванию на Земле смогла появиться и сохраниться жизнь: оно действует как термостат для планеты. Скорость выветривания зависит от температуры Земли. Если по какой-то причине температура поднимается – например, из-за усиления яркости солнечного света на протяжении истории Земли или из-за повышения уровня углекислого газа (парникового газа, согревающего Землю) в атмосфере нашей планеты, – то горные породы на Земле размываются быстрее. Это приводит к притоку разных элементов (в том числе углерода) в океаны, что, в свою очередь, ускоряет осадконакопление. От этого в известняках собирается всё больше углекислого газа, что возвращает планету к её изначальным условиям и предохраняет мир от перегревания. Однако выветриванию удаётся уберечь Землю не только от перегрева, но и от полного замерзания. Подумайте, каким образом это происходит. Хотя выветривание поддерживает температуру, благоприятную для возникновения жизни, мы не знаем и, возможно, никогда не узнаем, где именно на нашей Земле зародилась жизнь (вот вам и задачка на будущее!). В «маленькой тёплой лужице», как предположил великий исследователь природы Чарльз Дарвин, – или в глубинах океана? Но как бы то ни было, одно мы знаем наверняка: появление и развитие жизни зависели от воды. Вещества в горных породах земной коры накрепко связаны, океан же – жидкий коктейль, в котором все эти вещества (и органические молекулы) в высшей степени доступны, свободно могут распространяться и вступать в реакции друг с другом. Это – необходимое условие для появления жизни.

Принято думать, что прибежищем для первых проявлений жизни, скорее всего, стали океанские глубины – на поверхности ранней Земли условия были куда менее благоприятными. И океаны же служили преградой для вредного излучения и экстремальной температуры, развитие жизни в них было защищено от бомбардировки метеоритами и от извержения вулканов.