// Вие четете...

Водните маси

Хипотези за възникването на живота.

„За да предвидиш бъдещето, трябва да познаваш миналото.“

Хипотези за възникването на живота.

Повечето учени свързват началото на образуване на Вселената, звездните системи и планетите с момента на Големия взрив, когато Вселената, която е имала безкрайна плътност и нулев размер се е взривила и е започнала да се разширява. Според съвременните научни представи възрастта на планетата Земя е 4,6 млрд. г. През целия този продължителен период многократно са се изменяли условията в земната кора, както в глобален, така и в регионален мащаб, като океаните са променяли своето разположение, размери и дълбочина. Океаните възникват, съществуват и отмират, превръщайки се в суша като продължителността на тези стадии е десетки и стотици милиона години. Произходът и историята на океаните са тясно свързани с възникването на планетата Земя и еволюцията на земната кора.
Първата хипотеза за образуването на Земята, различна от религиозните представи е била изказана от френския философ и математик Рене Декарт през ХVІІ век. Според него Земята се е образувала в резултат на вихрови движения на прахови частици. През ХVІІІ и ХІХ в. господства хипотезата на немския философ Кант и френския астроном Лаплас, според която планетите от Слънчевата система са се образували в резултат на свиване на нагрята и разредена газова мъглявина. На базата на тази хипотеза австрийският геолог Едуард Зюс създава контракционната теория за образуването на планинските системи и океаните след изстиване и свиване на земната кора. Съгласно тази теория в минали геоложки епохи океаните и континентите са имали други размери и очертания.
Същевременно възниква и противоположната хипотеза за постоянството и неизменното положение на океаните от първоначалното образуване на земната кора до съвременността, изказана от американския учен Уилис. Съществен принос за развитие на идеите за изостазията или за равновесието в земната кора има хипотезата, разработена от английските учени Прат и Ери. Съгласно тази хипотеза земната кора е разделена на отделни блокове с различна височина и плътност, които плават върху по-плътната земна мантия. В зависимост от масата на тези блокове те се издигат или потъват като се създават различни форми на релефа – планини и океани.
През 1912г. немският геофизик и метеоролог Алфред Вегенер допуска, че за възстановяване на равновесието блоковете на земната кора, които плават върху магмата извършват не само вертикални, но и хоризонтални движения и разработва хипотезата за дрейфа на континентите. До тази идея той достига наблюдавайки съответствието в очертанията на бреговите линии, еднаквият геоложки строеж и близостта на растителния и животински свят в някои континенти. В частност сходното очертание на бреговете на Централна и Южна Америка и Африка е било забелязано още през ХVІІ в. от английския философ Френсис Бейкън. Още по-добро е съвпадението между древните брегови линии, ако те се прекарат на дълбочина 200 м, където се намира съвременната граница между шелфа и континенталния склон.
Същността на хипотезата на Вегенер се състои в следното: по-леките блокове на континентите, които са изградени главно от гранити (сиал Si, Al) плават върху по-плътното вещество от базалтовата обвивка на Земята (сима Si, Мg, Fe). В един ранен стадий от еволюцията на земната кора сиалът е бил струпан в един единствен супер континент, наречен Пангея, заобиколен от океан Панталас. В резултат на въртенето на Земята са се развили сили, предизвикващи раздробяване и хоризонтално преместване на частите на Пангея по базалтовата обвивка. Вегенер е считал, че планинските вериги се образуват при сблъсък на краищата на континентите и издигането им един върху друг или върху базалтовото дъно на океаните, а островните дъги представляват участъци, откъснати от основните маси на континентите.
По онова време хипотезата на Вегенер предизвиква редица възражения, най-същественото от които е, че хоризонталното преместване на континентите би предизвикало огромно съпротивление на триене и не е известна силата, която може да го преодолее. В резултат на това до 50-те години на ХХ в. господства хипотезата за фиксизма, т. е. за неподвижността на континентите. Най-последователно развива тази хипотеза В. Белоусов, който смята, че континенталният тип земна кора е първичен, а океаните са млади структури, образувани след края на палеозойската ера (преди 245 млн. г.). Мощната континентална земна кора с нейния гранитен слой в отделни участъци потъвала в разтопената мантия и се превръщала в тънка океанска земна кора, притежаваща само базалтов слой, т. е. извършвала се е „базификация” на континенталния тип земна кора. Причината за този процес според Белоусов е периодичното нагряване и изстиване на астеносферата. Астеносферата е пластичен слой с аномална плътност от горната част на земната мантия. Намира се между 100 и 200 км под повърхността, но вероятно на места достига до 400 км. Това е „най-слабата“ или най-меката част от земната мантия. Над астеносферата е разположена литосферата, която включва земната кора (със средна дебелина 35 км) и твърдия слой от земната мантия. При нагряване на астеносферата, плътността й намалява, увеличава се подвижността и неустойчивостта на континенталните блокове. Някои участъци се издигат, а други потъват, претопяват се и се базифицират (седиментният и гранитният слой се превръщат в базалтов), като върху тях се образуват морета и океани.
След откриването на срединно-океанските хребети от началото на 60-те години на ХХ в. се разработва теорията за неомобилизма или глобалната тектоника на плочите, за пръв път, формулирана от Хари Хес. Тази теория, която вече се приема от мнозинството учени изхожда от представата за водещата роля на хоризонталното преместване на литосферните (тектонски) плочи в процеса на съвременното развитие на земната кора.
Тектонските плочи имат дебелина около 50–100 км като границите между тях са от три основни типа: а) конструктивни (зони на спрединг) – граници на разтягане, съвпадащи със срединно – океанските хребети и рифтовите зони, където се образува нова земна кора от океански тип; б) деструктивни (зони на субдукция) – граници на свиване, съвпадащи с дълбоководните океански бразди (жлебове), където океанската част на плочата се подпъхва под континентите и достигайки земната мантия се разтопява и базифицира; в) консервативни – трансформни разломи, където плочите се придвижват странично една спрямо друга и земна кора не се създава и не се разрушава.
Тектонски плочи на земната кора                                                                      Комплексна схема на движенията на тектонските плочи

При разтопяването на земната мантия в резултат на топлината, отделяна от земното ядро се издигат конвективни токове, които предизвикват разломи в земната кора в рифтовите зони (зони на дивергенция), където постъпва магма. В местата на низходящи конвективни токове (зони на конвергенция) се образуват дълбоководни жлебове и земната кора потъва в мантията.
Цялата повърхност на Земята е разделена на различни по площ тектонски плочи, които се преместват в различни посоки върху астеносферата. Границите между тях са сеизмично активни и вулканични зони, които преминават както по дъното на океаните, така и на сушата в нагънатите планински (орогенни) зони.
В подкрепа на теорията за неомобилизма е фактът, че най-старите скали на дъното на океаните имат мезозойска възраст (160 млн. г., юрски период), т.е. по-древните океански скали от движещите се плочи или са се сблъскали с континентите (колизия), взимайки участие във формирането на нагънати зони, или са потънали в зоните на конвергенция и са се разтопили в земната мантия. Доказателство за създаването на нова земна кора в рифтовите зони на срединно – океанските хребети (СОХ) е възрастта на скалите, изграждащи вулканични острови, която се свързва с линейните магнитни аномалии. Така например с отдалечаване от Атлантическия срединно – океански хребет възрастта на скалите нараства: при разположения близо до оста на хребета о. Буве, тя е 1 млн. г., при о. Ян Майен и о. Исландия – 10 млн. г., Азорските о-ви и о. Св. Елена – 20 млн. г., Бермудските о-ви – 35 млн. г., Фарьорските о-ви – 50 млн. г., Бахамските о-ви – 120 млн. г.
За хоризонталното движение на тектонските плочи върху астеносферата са необходими колосални сили, които да преодолеят съпротивлението на триене. Произходът на тези сили не е изяснен, но самият краен резултат – големите хоризонтални премествания на части от континентите през изминалите геоложки епохи може да се смята за доказан.

Типове трансформни разломи

Според научните представи диференциацията на сиала от земната мантия се извършва към края на катархая (4,6–4,0 млрд. г.), когато се формират интрузивни и вулканични скали и дори седиментни материали, отложени във водна среда. Тази водна среда е била с кисела реакция (рН = 5–6), поради голямото количество разтворени киселинни газове и железен хлорид, отделени в резултат на дегазацията на огнетечната стопилка (магма) при превръщането й в застинала лава. Земната магма съдържа освен силикати около 5% вода под формата на водни пари, както и редица газове, които са се разтваряли в кондензиралата вода. По този начин започва формирането на земната хидросфера от ювенилни (първични) води, които са представлявали сложен по състав химичен разтвор. Същевременно друга част от съдържащите се в магмата газове, които са неразтворими или слабо разтворими във вода, започнали да образуват първичната атмосфера. Кислородът бил в незначителни количества.
През архая (4,0–2,5 млрд. г.) започват да се оформят двата основни типа геоложки мегаструктури: кратони (платформи) и подвижни (мобилни) пояси. Образуват се първите три много стари континентални блока (Ур, Арктика и Атлантика), а през протерозоя (2,5–0,6 млрд. г.) – континентите Нуна (Nuna) и Родиния (Rodinia). Възрастта на най-древните скали на Земята, определени по изотопен път е 3,8–4,0 млрд. г., а следи от най-ранни живи организми са установени в Югозападна Гренландия. Те представляват микроскопични сферични органогенни структури (вероятно от примитивни синьозелени водорасли) и се намират в долно архайски скали с възраст 3,8 млрд. г., т. е. още с образуването на Земята са били създадени всички космически, планетарни и химически условия за възникването и съществуването на живота. През 2011 г. в Западна Австралия в литифицирани кварцови пясъци са открити фосили от серни бактерии с възраст 3,4 млрд. г.
Извън религиозните представи за създаването на живота най-старата идея е тази за спонтанното му самозараждане от неживата материя (Демокрит, Платон). През 1908 г. шведският химик Сванте Арениус изказва своята хипотеза за панспермията, т. е. животът на Земята е пренесен чрез спори на бактерии от метеорити от космоса. Ако това е наистина така, логичен е въпросът как е възникнал животът в космоса, за да бъде „заселена” нашата планета.
Независимо от различията във възгледите общото в хипотезите на А. Опарин, Дж. Холдейн, С. Милър, С. Фокс, А. Руденко, М. Айген, Ж. Камзист е, че те обясняват възникването на живота с постепенното усложняване на химичните съединения и образуването на високо полимеризирани органични вещества, които дават начало на праорганизмите под въздействието на слънчевата енергия. Предполага се, че животът се е зародил в Световния океан, където органичните съединения (първичен бульон) са могли да се натрупват, коагулират и еволюционно да се усъвършенстват в една сравнително еднородна среда.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар