Глава седьмая
ИНКУБАТОР РАЗУМА
Предположение Ника Хоффмана о том, что появление Луны могло дать толчок процессам тектоники плит на Земле, очень увлекательно. По его оценке, для образования Луны потребовалось около 70% первоначальной земной коры. Оставшаяся часть коры имела неравномерное распространение, что создавало условия для континентального дрейфа.
Так или иначе, тектоника плит на Земле является реальностью и, более того, исключительно земным феноменом. Иными словами, на других землеподобных планетах Солнечной системы континенты не движутся по их поверхности.
Одной из трех планет земного типа в Солнечной системе является Марс, который наполовину меньше и в десять раз менее массивный, чем наша планета. Он имеет атмосферу, на 95% состоящую из углерода и на 5% из азота, а давление на его поверхности составляет лишь 1/200 атмосферного давления на Земле. К несчастью для любых потенциальных жизненных форм на Марсе, жидкая вода не может существовать при таком давлении и температуре на поверхности. На этой планете вода переходит между твердым и парообразным состояниями, вообще не становясь жидкостью.
Загадка отсутствия или полного прекращения тектонических процессов на Марсе не получила убедительного объяснения, но существует несколько теорий.
На Марсе нет заметных горных хребтов, хотя есть гигантские вулканы. Некоторые геологи считают, что отсутствие настоящих горных хребтов косвенно отвечает на вопрос о том, почему на Марсе нет плитной тектоники. Как и Земля, Марс имеет литосферу. Эта часть нашей планеты холоднее мантии и отчасти напоминает пленку на поверхности кипяченого молока. Ядро Земли чрезвычайно горячее, возможно, еще более горячее, чем марсианское; и присутствие вулканов на Марсе указывает на существование горячего ядра. Однако различие заключается в том, что в составе марсианских пород нет такого количества воды, как на Земле. Считается, что вода, которая содержится в земных породах, действует как смазка, позволяя разным частям каменистой поверхности проскальзывать относительно друг друга. Ограниченное количество воды на Марсе препятствует тому, чтобы новый материал, поднимающийся из недр планеты, достигал поверхности так, как это постоянно происходит на Земле. В результате литосфера в течение огромного времени оставалась в стабильном состоянии и постепенно остывала, становясь все более мощной и плотной. Когда давление в недрах Марса превысило некую критическую величину, начались активные вулканические процессы, но структуры, подобные срединно-океаническим хребтам на Земле, так и не возникли.
Другая землеподобная планета, Венера, расположенная ближе к Солнцу, чем наша собственная планета, имеет поверхность, сильно отличающуюся от земной или марсианской. В некоторых отношениях Венера больше похожа на Землю, чем на Марс. Она обладает сходными размером и массой, а также близка по составу к Земле. Такие специалисты, как Дэвид Гринспун, ученый-исследователь из Юго-Западного института в Боулдере, штат Колорадо, тщательно изучали Венеру с помощью информации, полученной от целого ряда орбитальных зондов и спускаемых модулей.
Гринспун не одинок в том мнении, что на ранних этапах развития Венера была еще больше похожа на Землю. Сейчас на Венере нет различимой воды, но ее следы в атмосфере указывают, что на самых ранних этапах содержание воды было примерно таким же, как на Земле. Это не слишком удивительно, так как планеты находятся недалеко друг от друга и сформировались примерно в одно и то же время.
Венера во многих отношениях похожа на Марс, но атмосферное давление на ее поверхности в 92 раза больше земного. Считается, что Венера утратила свою воду из-за парникового эффекта и сейчас она покрыта плотным слоем облаков из серной кислоты. Эти облака настолько плотные, что лишь незначительная часть солнечного света, падающего на Венеру, достигает поверхности планеты, так что этот мир можно считать мрачным во всех отношениях. Может показаться, что незначительное количество солнечного света приведет к более низкой температуре, но это не так. На самом деле тепло на поверхности планеты удерживается и возрастает, потому что не может прорваться через плотный приповерхностный слой углекислого газа. Этим объясняется разогрев поверхности Венеры до нынешней температуры 730°С.
На Венере есть вулканы, как на Земле и на Марсе; фактически здесь больше вулканов, чем на любой другой планете Солнечной системы. Но опять-таки, как и на Марсе, венерианские вулканы существуют отдельно, а не являются частью длинных горных хребтов, как на Земле. Вулканы на Венере беспорядочно разбросаны по ее поверхности, и многие из них выглядят очень молодыми, хотя впечатление может быть обманчиво. В облаках серной кислоты постоянно бушуют грозы, но, несмотря на это, ветровая эрозия на Венере ограниченна по сравнению с Землей, где много воды. Выясняется, что эрозия имеет крайне важное значение, так как обеспечивает правильный баланс химических и питательных веществ, делающих Землю пригодной для жизни.
Поверхность Венеры выглядит довольно однообразной и считается сравнительно молодой по геологическим меркам – в пределах 600—700 млн. лет. Считается, что эта в целом гладкая поверхность с отдельными разломами и складками сформировалась в результате какого-то катаклизма, который полностью преобразил лик планеты. Неизвестно, было ли это результатом внутренних напряжений в недрах Венеры, но по какой-то причине ее поверхность буквально расплавилась и более или менее однородно покрыта слоем вулканических базальтов.
Интересно отметить, что Венера не имеет спутников, тогда как у Марса есть два спутника, хотя оба они имеют чрезвычайно малые размеры и практически не оказывают влияния на свою планету. Предполагается, что самообразование такого крупного спутника, как у Земли, послужило бы толчком к началу процесса тектоники плит, который, в свою очередь, способствовал бы появлению жизни на планете.
На ранних этапах своего существования Луна находилась гораздо ближе к Земле, чем сейчас. Расстояние между нею и Землей постепенно возрастало главным образом из-за существования земных океанов. Этот процесс происходил в течение последних 4 млрд. лет и происходит до сих пор.
Одна из точек зрения на ситуацию была представлена Нейлом Ф. Коминсом, профессором астрономии в университете штата Мэн. В 1990 г. его поразило замечание одного из коллег о том, что популяризаторы науки всегда смотрят на мир из одной и той же старой перспективы. Коминс решил, что, может быть, стоит сделать шаг в сторону и взглянуть на мир по-иному.
В результате этого разговора Комине обратил внимание на нечто, что все мы воспринимаем как должное, – а именно на взаимоотношения Земли и Луны, – но с совершенно иной позиции. Он решил выяснить, какой была бы Земля, если бы у нее не было такого крупного спутника, как Луна. Он назвал свой гипотетический мир «Солон» и через некоторое время написал серию статей о Солоне, напечатанных в журнале «Астрономия». Впоследствии он опубликовал все свои наблюдения в книге «Путешествие на Землю, какой она могла бы быть».
Коминс изучил все аспекты строения Земли и ее связи с Луной, чтобы создать модель сходной планеты на таком же расстоянии от Солнца и такого же возраста, как Земля. Разница заключалась в том, что у этой планеты Луны не существовало, и это привело к драматическим последствиям.
Ник Хоффман предполагает, что сама природа земной поверхности была бы совершенно другой, если бы материал, составляющий Луну, не был удален из земной коры. Однако Коминс с самого начала исходил из предпосылки, что элементы земной поверхности были примерно такими же, как сейчас.
Одним из первых различий на ранних стадиях развития Земли было отсутствие приливов. Коминс указывает, что, когда Луна находилась в 10 раз ближе, чем сейчас, это приводило к ежедневным лунным приливам в тысячу раз более сильным, чем в наши дни. Поскольку ученые сходятся во мнении, что молодая Земля совершала оборот вокруг своей оси каждые 6 часов, это означает, что приливы с мощностью цунами прокатывались по земной поверхности каждые три часа. Они не только были частыми, но и обладали сокрушительной силой, вторгаясь на сушу на несколько сотен километров.
Механизм, замедливший вращение Земли, непосредственно связан с приливами, и Луна не является единственным небесным телом, влияющим на них, поскольку океанические приливы на Земле реагируют на солнечное тяготение. Но Луна находится гораздо ближе и заметно сильнее замедляет вращение Земли, чем более далекое Солнце. По оценке Коминса, в отсутствие Луны земной день сейчас составлял бы лишь 8 часов, а сила солнечных приливов составляла бы менее у, от сегодняшних.
Одним из прямых следствий отсутствия Луны были бы жесткие ограничения на возможность появления и развития жизни. В настоящее время многие ученые признают, что ДНК, основной «строительный кирпичик» жизни, спонтанно возникла в древних земных океанах. Впоследствии мы больше расскажем о ДНК, а пока что согласимся с общепринятым мнением, что она впервые зародилась в древнем земном океане, в так называемом «первозданном бульоне», смеси воды и химических веществ, необходимых для образования органических молекул.
Мощные приливы, создаваемые молодой Луной, приводили к эрозионным процессам таких масштабов, с какими нам не приходилось сталкиваться. Миллионы и миллионы тонн суши ежедневно превращались в пыль и уносились в море, а затем равномерно распределялись и оседали на дне океана. Этот процесс высвободил огромное количество минералов, без которых было бы невозможно возникновение жизни. Вероятно, в безлунном мире существовали бы сходные погодные условия, включая дожди, поэтому эрозионные процессы имели бы место, но лишь в крошечном масштабе по сравнению с вышеописанными. Это значит, что жизни понадобилось бы гораздо больше времени, чтобы обрести прочную опору, если бы это вообще могло случиться.
У нас нет проблем с концепцией жизни, впервые развившейся и эволюционировавшей в океане, но в какое-то время она должна была покинуть водную среду обитания и научиться выживать на суше. Вполне возможно, что насекомые первыми совершили этот прыжок, а предки амфибий и рептилий последовали за ними и в конце концов уступили место всем сухопутным животным, обитающим в современном мире.
Жизнь всегда стремится адаптироваться к преобладающим условиям окружающей среды и занять новые экологические ниши. Около 400 млн. лет тому назад одной из таких ниш были каменные бассейны. Рыбы иногда оставались в таких водоемах при отливе. В большинстве случаев это не имело значения, потому что при следующем высоком приливе рыба освобождалась и уходила обратно в море. Однако если рыба оказывалась изолированной в каменном бассейне после особенно высокого прилива, ей приходилось выживать в течение нескольких недель до освобождения. Рыбы, оказавшиеся в такой ситуации, погибали, если каким-то образом не могли вернуться в океан по суше, научившись дышать за пределами воды.
По-видимому, некоторые рыбы нашли способы передвижения по песку и при этом изменялись физически в достаточной степени для кратковременного воздушного дыхания. Эти рыбы обнаружили, что суша изобилует растительной пищей, и любое животное, которое хотя бы временно научится жить на суше, будет вознаграждено за это. Постепенно за долгий период времени плавники, помогавшие рыбе передвигаться по песку, становились прочнее и короче, пока наконец не превратились в ноги, и древняя рыба утратила свои прежние черты, став амфибией.
Поскольку Солнце тоже создает приливы, нельзя исключить, что рыбы в конце концов вышли бы из океана, даже несмотря на отсутствие лунных приливов. Однако совершенно ясно, что в этом случае жизни понадобилось бы гораздо больше времени, чтобы выйти из океана, если она вообще смогла бы это сделать. С учетом переменного утла наклона земной оси, отсутствия тектоники плит и головокружительной скорости вращения планеты, перспективы жизни в любом мире, напоминающем Солон из модели Коминса, были бы крайне неблагоприятными.
К счастью для нас, Луна находилась на своем месте и повлияла на развивающуюся Землю во многих отношениях. Она способствовала созданию многообразной среды обитания, что, в свою очередь, привело к биологическому разнообразию. Многие специалисты считают, что именно этот фактор обусловил возможность появления разумной жизни. Эволюция пробует и отбрасывает много разных моделей. Животные, идеально приспособленные к своей среде обитания, процветали на Земле лишь для того, чтобы отступить в тень, когда условия существования изменялись и они не могли адаптироваться к ним.
Гигантские рептилии, которых мы собирательно называем «динозаврами», правили Землей в течение миллионов лет, но в конце концов эти впечатляющие и многообразные существа исчезли с лица планеты. В результате удара огромного метеорита или какого-то другого катаклизма множество видов, процветавших в течение нескольких геологических периодов, исчезли с поразительной скоростью, но сама жизнь сохранилась. Численность видов, уже обитавших на Земле, была такой огромной, что некоторые из них преодолели трудности, положившие конец тысячам других.
Одним из животных, которые пережили потрясения, оказавшиеся гибельными для динозавров, было крошечное, похожее на землеройку существо. Его сородичи заполнили пустующую нишу, оставшуюся после исчезновения рептилий, но они отличались от Динозавров, ибо были живородящими и кормили детенышей собственным молоком. Эти первые млекопитающие размножились и распространились по всей планете; они оказались достаточно гибкими, чтобы адаптироваться к жизни в новых условиях обитания.
Млекопитающие, живущие на деревьях, стали предками нынешних обезьян. Некоторые из этих существ спустились с деревьев и стали перемещаться по саванне, скорее всего под давлением климатических перемен. Оказавшись на земле, эти антропоиды были очень уязвимы. Для выживания им понадобилось нечто, не имевшее особой ценности для их обитавших на деревьях предков.
Им понадобился мозг большего размера.
В процессе эволюционного отбора возникло целое семейство гоминидов, из которых до нынешних времен дожил лишь Homo sapiens. Но, несмотря на наше чувство собственной уникальности, нынешнее положение вещей сложилось сравнительно недавно.
Одним из величайших прорывов человечества было овладение огнем. Самые ранние известные свидетельства регулярного использования огня недвусмысленно относятся к нашим сородичам с большим объемом мозга – неандертальцам, жившим примерно 200 000 лет назад. Homo sapiens сосуществовали с неандертальцами, окончательно исчезнувшими в Южной Европе около 25 000 лет назад. Ученые считали, что более ранний гоминид, Homo erectus, вымер сотни тысяч лет назад, но в середине 1990-х гг. на острове Ява в Индонезии были найдены останки, указывающие на то, что этот подвид существовал еще 25 000 лет назад.
Оба альтернативных подвида исчезли в то время, когда день летнего солнцестояния в Северном полушарии приходился примерно на 21 июня, как и в наши дни. Даты летних и зимних солнцестояний, а также весенних и осенних равноденствий смещаются назад по календарю на один день (около 1 мегалитического градуса) каждый 71 год. Это происходит из-за длительного и медленного колебания земной оси, известного как прецессия равноденствий, цикл которого составляет 25 920 лет.
Прецессия равноденствий не оказывает никакого влияния на людей, но интересно отметить, что, согласно недавним открытиям, другой подвид гуманоидов существовал еще 13 000 лет назад, когда летнее солнцестояние в Северном полушарии наступало в конце декабря, то есть занимало положение, противоположное по отношению к нынешнему.
Открытие ранее неизвестного подвида гоминидов состоялось на острове Флорес, неподалеку от Явы; о нем было объявлено в 2004 г. Были обнаружены останки карликового гоминида, названного Homo flore-siensis, рост которого был сопоставим с ростом трехлетнего ребенка, а лицевая морфология сильно отличалась от Homo sapiens. Странно, но эти миниатюрные создания с соответствующим размером мозга изготавливали довольно совершенные орудия труда.
Судя по всему, предки современных европейцев могли скрещиваться с другими подвидами гоминидов в не слишком отдаленном прошлом.
В ходе крупномасштабной программы по исследованию человеческого генома специалисты из deCODE Genetics в Рейкьявике (Исландия) обследовали семьи около 30 000 исландцев. Они обнаружили, что женщины с инверсией 17-й хромосомы имели в среднем на 3,5% больше детей, чем женщины с обычной 17-й хромосомой. Руководитель проекта Кари Стефанссон считает, что в эволюционном масштабе это имело очень важные последствия. Появилась возможность приблизительной датировки этого феномена с помощью определения количества генетических различий, накопленных по сравнению с нормальной последовательностью ДНК. Выясняется, что этот элемент имеет так много различий, что он должен был возникнуть около 3 млн. лет назад, то есть задолго до появления современного человека.
Стефанссон предположил, что этот элемент ДНК был свойственен какому-то другому подвиду ранних гоминидов и перешел к нашему собственному виду около 50 000 лет назад. Он добавляет: «Существует мало других способов объяснения этого феномена в современной человеческой популяции… Это повышает возможность его возникновения при перекрестном скрещивании с более ранними видами».
По мере исчезновения других гоминидов Homo sapiens совершенствовал свой разум, позволивший ему изменять среду обитания. Другим огромным прорывом было развитие сельского хозяйства, которое привело к возникновению цивилизации.
Вместе с цивилизацией появилась способность к счету, а впоследствии и способ выражения языка в письменном виде. Знания, некогда передававшиеся из поколения в поколение в устной форме, теперь могли храниться и извлекаться опосредованно. Разум также создал технологию, в основе которой лежало желание понять устройство космоса и окружающего мира, частью которого является сам разум. Но это любопытство зародилось задолго до того, как современные представители нашего вида впервые ступили на лунную поверхность. Оно существовало более 30 000 лет назад, когда были созданы первые лунные календари. Почти не вызывает сомнений, что после Солнца Луна была самым главным небесным телом, захватившим воображение наших предков.
Тем не менее пещерные жители, запечатлевшие свои знания о лунном цикле на костях и рогах животных, едва ли могли догадаться, что без присутствия лунного диска Земля, вероятно, была бы безжизненным каменным шаром, безмолвно вращающимся вокруг Солнца подобно Венере с ее адскими температурами или Марсу с его замерзшими пустынями.
